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[解析] 推力F由0均匀增大到2.5 N,A、B均未动,而FfA由0均匀增大到2.5 N。推力F由2.5 N增大到5 N,FfA＝2.5 N。推力F由5 N增大到6 N,A处于运动状态,FfA＝μG＝2 N,故D项正确。
[答案] D
?三?“动→静”突变
物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当相对滑动突然停止时,滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。
[例3] 如图所示,斜面固定在地面上,倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6,cos 37°＝0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与
斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向,g＝10 m/s2)( )
[解析] 滑块上升过程中受滑动摩擦力,由Ff＝μFN和FN＝mgcos θ联立,得Ff＝6.4 N,方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mgsin θ＜μmgcos θ,滑块将静止,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得Ff＝mgsin θ,代入可得Ff＝6 N,方向沿斜面向上,故选项B正确。
[答案] B
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?四?“动→动”突变
物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用,当两物体间的正压力发生变化时,滑动摩擦力的大小随之而变；或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化,滑动摩擦力的方向也会随之而变。
[例4] (多选)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ [解析] 当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加速度a＝gsin θ＋μgcos θ；当小木块速度达到传送带速度时,由于μ [答案] BD 【共性归纳】 摩擦力的突变问题,无论怎样变化,其题根就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题,解题时应注意以下三点: (1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题,有时,有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”,但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。 (2)静摩擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的连接系统,相对滑动与相对静止的临界状态时静摩擦力达到最大值。 (3)研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。 “易错问题”辨清楚——摩擦力方向与运动方向的三类关系 (一)摩擦力方向与运动方向相同 1.(多选)如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置,皮带的传动速度保 第 13 页 共 78 页 持不变。物体被无初速度地放在皮带的底端A上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置B后就不再相对皮带滑动,而是随皮带一起匀速运动,直至传送到顶端C,在传送过程中,物体受到的摩擦力( ) A.在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力 B.在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力 C.在BC段不受静摩擦力 D.在BC段受沿皮带向上的静摩擦力 解析:选AD 在AB段,物体相对皮带向下滑动,受到沿皮带向上的滑动摩擦力,A项正确；在BC段,物体相对皮带有向下滑的趋势,受到沿皮带向上的静摩擦力,D项正确。 (二)摩擦力方向与运动方向相反 2.(多选)为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动),如图所示。现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,则以下结论正确的是( ) A.木块受到竖直向下的滑动摩擦力 B.木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑 F2 C.木块与墙壁之间的动摩擦因数为 F1F2＋G D.木块与墙壁之间的动摩擦因数为 F1 解析:选BD 木块相对于竖直墙壁下滑,受到竖直向上的滑动摩擦力,阻碍木块下滑,A错误,B正确。分析木块受力如图所示。由平衡条件可得:FNG＋F2 ＝F1,Ff＝G＋F2,又Ff＝μFN,以上三式联立可解得:μ＝,故C错误,D正 F1确。 (三)摩擦力方向与运动方向不共线 3.(多选)如图所示,运动员骑着自行车在水平赛道上做匀速圆周运动,以下说法正确的是( ) A.将运动员和自行车看作一个整体,整体受到重力、弹力、摩擦力和向心力作用 B.自行车所受地面的摩擦力与运动方向相反 第 14 页 共 78 页 C.自行车所受地面的摩擦力指向轨道的圆心 D.运动员骑车沿圆周加速运动时,自行车所受摩擦力的方向与运动方向间夹角小于90° 解析:选CD 向心力是效果力,由摩擦力提供,摩擦力的方向指向圆心,A、B错误,C正确；运动员骑车沿圆周加速运动时,自行车所受摩擦力沿半径方向分力提供向心力,沿运动方向的分力使自行车加速,摩擦力的方向斜向前,与运动方向夹角小于90°,D正确。 [反思领悟] 摩擦力的方向可与物体的运动方向相同或相反,也可与物体的运动方向不共线,但与物体间的相对运动或相对运动趋势的方向一定相反。 [课时跟踪检测] [A级——基础小题练熟练快] 1.(2024·宁夏长庆期末)下列关于重力、重心的说法,正确的是( ) A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合 B.任何物体的重心都在物体上,不可能在物体外 C.用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,该物体的重心不一定在绳子的延长线上 D.重力是由地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的 解析:选D 只有质量分布均匀形状规则的物体,其重心才在几何中心上,故A错误；物体的重心可以在物体上,也可以在物体外,如环的重心在环的本体外,故B错误；用一绳子将物体悬挂起来,物体静止时,由二力平衡可知,该物体的重心一定在绳子的延长线上,故C错误；重力是由地面附近的物体受到地球的吸引力而产生的,故D正确。 2.(2024·浙江台州中学一模)高杆船技是浙江嘉兴文化古镇(乌镇)至今仍保留并演出的传统民间杂技艺术,表演者爬上固定在船上的竹竿,模拟蚕宝宝吐丝作茧的动作祈愿蚕茧丰收。如图所示,此时表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,则下列说法正确的是( ) A.表演者对竹竿的弹力是由竹竿形变产生的 B.表演者对竹竿的力竖直向下 C.表演者对竹竿的摩擦力一定为零 D.表演者对竹竿的力大于竹竿对表演者的力 解析:选B 表演者对竹竿的弹力是由人发生形变产生的,故A错误；因为表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,受到重力、弹力和摩擦力作用,且处于平衡,故竹竿对表演者的力竖直向上,根据牛顿第三定律可知表演者对竹竿的力竖直向下,故B正确,C错误；根据牛顿第三定律可 第 15 页 共 78 页 知,表演者对竹竿的力的大小等于竹竿对表演者的力,故D错误。 3.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是( ) 解析:选C A、B、D中,如果绳子的拉力等于小球的重力,则小球不会受到支持力作用,但是C中若小球不受支持力的作用,小球不会处于平衡状态,故一定受到支持力作用,故C正确。 4.(2024·广东中山一中二模)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧、地面水平。A、B两点离墙壁的距离分别为x1、 x2,物块在A、B两点恰好均能静止,物块与地面的最大静摩擦力为F1,则弹簧的劲度系数为( ) A. F1 x2＋x1 2F1B. x2＋x1F1D. x2－x1 2F1C. x2－x1 解析:选C 设弹簧原长为l0,由平衡条件可得:F1＝k(l0－x1),F1＝k(x2－l0),可解得:k＝,故选项C正确。 x2－x1 5.如图所示,A、B、C、D四个物体的质量相等,与传送带间的动摩擦因数也相同。A、B、C随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,将D轻轻地放在正在运动的传送带上。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在D刚开始运动时,下列叙述正确的是( ) 2F1 A.A、D受到的摩擦力都不为零 B.D受到的摩擦力最大 C.B受到的摩擦力大于C受到的摩擦力 D.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相反 解析:选B A与传送带一起匀速运动,没有发生相对运动,也没有相对运动趋势,所以A不受摩擦力,A错误；对D进行受力分析,D与传送带发生相对运动,且对传送带压力最大,所以受到的摩擦力最大,B正确；对B、C进行受力分析,根据平衡条件可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsin θ,方向均沿传送带向上,故C、D错误。
高2024届高2024级高中物理大一轮复习资料三维设计课件教师用书第二章相互作用
