第2講摩擦力1.(2022·廣東興寧階段檢測)關于摩擦力,下列說法正確的是(C)A.受靜摩擦力作用的物體一定靜止B.物體受到摩擦力作用時,不一定受到彈力作用C.滑動摩擦力和靜摩擦力都可以充當動力D.手中的瓶子握得越緊越不容易滑落,是因為靜摩擦力增大解析:受靜摩擦力作用的物體與接觸的物體有相對運動趨勢,但不一定靜止,故A錯誤;產(chǎn)生摩擦力的條件是①有彈力,②接觸面粗糙,③有相對運動或相對運動趨勢,可見有摩擦力時一定受到彈力作用,故B錯誤;滑動摩擦力和靜摩擦力都可以與運動方向相同,故都可以充當動力,故C正確;手中的瓶子握得越緊越不容易滑落,是因為最大靜摩擦力變大了,而摩擦力與重力平衡,即靜摩擦力沒變,故D錯誤。2.(2022·江西上饒月考)一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力,即F1、F2和摩擦力的作用,木塊處于靜止狀態(tài),如圖所示,其中F1=10N,F2=2N。若撤去F1,則木塊受到的摩擦力為(C)A.10N,方向向左 B.6N,方向向右C.2N,方向向右 D.0解析:當木塊受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時,由平衡條件可知木塊所受的摩擦力的大小為8N,可知最大靜摩擦力Ffmax≥8N。當撤去力F1后,F2=2N<Ffmax,木塊仍處于靜止狀態(tài),由平衡條件可知木塊所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變,且與作用在木塊上的F2等大反向,故選C。3.如圖所示,甲、乙兩物塊疊放在一起,乙受到一水平向左的作用力F,甲、乙在粗糙的水平地面上保持相對靜止地向右做直線運動。在向右運動的過程中,下列關于甲、乙所受到的摩擦力的說法正確的是(C)A.甲受到水平向右的摩擦力B.甲可能不受摩擦力作用C.乙受到地面水平向左的摩擦力D.乙可能不受地面的摩擦力作用解析:先對整體受力分析,根據(jù)相對地面的運動方向可知地面對乙的摩擦力方向水平向左;根據(jù)合外力方向判斷整體的加速度方向水平向左,隔離甲受力分析可知,乙對甲的摩擦力方向水平向左,故選C。4.(2022·江蘇鎮(zhèn)江二模)(多選)大型商場或者大型超市為了方便顧客上下樓,都會安裝自動扶梯。某同學經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)自動扶梯分為兩大類,一種無臺階,另一種有臺階,兩種自動扶梯分別如圖所示。此外,該同學還發(fā)現(xiàn),為了節(jié)約能源,在沒有乘客乘行時,這兩種自動扶梯都以較小的速度勻速運行,當有乘客乘行時,自動扶梯經(jīng)過先加速再勻速兩個階段運行。則自動扶梯在勻速運送乘客上樓的過程中(AC)A.圖甲所示的無臺階自動扶梯中,乘客受到摩擦力作用B.圖乙所示的有臺階自動扶梯中,乘客受到摩擦力作用C.圖甲所示的無臺階自動扶梯中,乘客對扶梯的作用力方向豎直向下D.圖乙所示的有臺階自動扶梯中,乘客對扶梯的作用力方向豎直向下解析:乘客在無臺階的扶梯上運動時,在勻速階段,乘客的加速度為零,受重力、支持力、摩擦力作用,扶梯對乘客的作用力豎直向上,由牛頓第三定律可知,乘客對扶梯的作用力豎直向下,對有臺階的扶梯,在扶梯勻速上升階段,乘客不受摩擦力作用,綜上所述,A、C正確,B、D錯誤。5.(2022·湖北黃岡質(zhì)檢)如圖所示是汽車45°極限爬坡時的照片,汽車緩慢逐步沿斜坡攀爬,斜坡的傾角逐漸增大至45°。下列關于汽車這一爬坡過程的說法正確的是(C)A.斜坡的傾角越大,汽車對坡面的壓力也越大B.汽車受到沿坡面向下、大小不斷減小的滑動摩擦力作用C.汽車受到沿坡面向上、大小不斷增大的靜摩擦力作用D.若汽車能順利爬坡,則輪胎與坡面間的最大靜摩擦力至少為車重的大小解析:坡面上的汽車受到重力、坡面的支持力與摩擦力作用,設斜坡的傾角為θ,則其中支持力FN=Gcosθ,斜坡的傾角增大,則汽車受到的支持力減小,根據(jù)牛頓第三定律可知,斜坡的傾角增大,則汽車對坡面的壓力減小,故A錯誤;汽車受到的摩擦力Ff=Gsinθ,方向沿坡面向上,當θ增大時,汽車受到的摩擦力增大,故B錯誤,C正確;要使汽車不打滑,則θ=45°時靜摩擦力達到最大,為22G,可知若汽車能順利爬坡,則輪胎與坡面間的最大靜摩擦力大小至少為26.(2023·廣東茂名階段檢測)“葉問蹲”是詠春拳的一個基礎動作,在單腿下蹲時,另一條腿伸直并保持與地面平行,虛放地面,如圖所示,該動作對大腿肌肉力量、身體柔韌性以及腳踝的力量要求較高,保持這個姿態(tài)的時長是衡量鍛煉水平的標準。若某人在水平地面上保持“葉問蹲”姿勢不動,則下列說法正確的是(A)A.該人受到地面豎直向上的支持力B.該人受到水平向前的摩擦力C.該人受到水平向后的摩擦力D.該人對地面的壓力大于地面對該人的支持力解析:人在豎直方向受力平衡,受到水平地面豎直向上的支持力和豎直向下的重力,A正確;以題圖所示的姿勢蹲在水平地面上,人在水平方向無運動的趨勢,則地面對人無摩擦力,B、C錯誤;人對地面的壓力與地面對人的支持力是一對作用力與反作用力,大小相等,D錯誤。7.(2022·陜西西安月考)(多選)某同學利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實驗臺上固定一個力傳感器,傳感器用輕繩拉住物塊,物塊放置在粗糙的長木板上。水平向左拉長木板,傳感器記錄的Ft圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(BC)A.實驗中必須讓長木板保持勻速運動B.圖乙中曲線可以反映摩擦力隨時間的變化曲線C.最大靜摩擦力與滑動摩擦力之比約為10∶7D.只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)解析:物塊一直處于靜止狀態(tài),則水平方向上向左的摩擦力一直與向右的輕繩的拉力平衡,所以不需要讓木板保持勻速運動,故A錯誤;圖乙是輕繩拉力隨時間的變化曲線,也可以反映摩擦力隨時間變化的關系,故B正確;由圖乙可知輕繩的拉力先增大后減小,最后趨于不變,故物塊先受靜摩擦力后受滑動摩擦力,最大靜摩擦力約為10N,滑動摩擦力約為7N,故最大靜摩擦力與滑動摩擦力之比約為10∶7,C正確;根據(jù)Ff=μFN和FN=mg,由于不知道物塊受到的重力,故無法求物塊與長木板間的動摩擦因數(shù),D錯誤。8.(2022·天津河西區(qū)一模)如圖所示,斜面固定在地面上,傾角為θ=37°。質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長,該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8),則該滑塊所受摩擦力Ff隨時間t變化的圖像是(取初速度v0的方向為正方向,g取10m/s2,取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(B)解析:滑塊上滑過程中受滑動摩擦力,由Ff=μFN和FN=mgcosθ,得Ff=6.4N,方向沿斜面向下。當滑塊的速度減為零后,由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ<μmgcosθ,滑塊將靜止,滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,由平衡條件得Ff=mgsinθ,代入可得Ff=6N,方向沿斜面向上,故B正確。9.(多選)有一種圓珠筆,內(nèi)部有一根小彈簧。如圖所示,當筆桿豎直放置時,在圓珠筆尾部的按鈕上放一個100g的砝碼,砝碼靜止時,彈簧壓縮量為2mm?，F(xiàn)用這支圓珠筆水平推一本放在水平桌面上質(zhì)量為900g的書,當按鈕壓縮量為3.6mm(未超過彈簧的彈性限度)時,這本書恰好勻速運動。下列說法正確的是(g取10m/s2)(AD)A.筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù)是500N/mB.筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù)是50N/mC.書與桌面間的動摩擦因數(shù)是0.02D.書與桌面間的動摩擦因數(shù)是0.2解析:由于砝碼處于靜止狀態(tài),則kΔx=mg,所以有k=mgΔx=500N/m,A正確,B錯誤;要使書恰好能勻速運動,則水平方向上有kΔx′=μm10.如圖所示,水平傳送帶上放一物塊,當傳送帶向右以速度v勻速運動時,物塊在輕彈簧水平拉力的作用下處于靜止狀態(tài),此時彈簧的伸長量為Δx?，F(xiàn)令傳送帶向右加速到2v,這時彈簧的伸長量為Δx′。則以下關于前、后彈簧伸長量的說法,正確的是(D)A.彈簧伸長量將減小,即Δx′<ΔxB.彈簧伸長量將增加,即Δx′>ΔxC.彈簧伸長量在傳送帶向右加速時將有所變化,最終Δx′=ΔxD.彈簧伸長量在整個過程中始終保持不變,即始終Δx′=Δx解析:彈簧彈力與傳送帶對物塊的滑動摩擦力是一對平衡力,而滑動摩擦力的大小始終與相對速度大小無關,選項D正確。11.如圖所示,有黑、白兩條毛巾交替折疊放在地面上,白毛巾的中部用線與墻壁連接著,黑毛巾的中部用線拉住,設線均水平。欲將黑、白毛巾分離開來,設每條毛巾的質(zhì)量均為m,毛巾之間及其與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g。則將黑毛巾勻速拉出所需的水平拉力大小為(C)A.2μmg B.4μmgC.5μmg D.52解析:根據(jù)受力平衡,黑毛巾有四個面受到摩擦力,平衡時,有F=Ff1+Ff2+Ff3+Ff4=μ·mg2+μ·2mg2+μ·32mg+μ·12.(2022·福建漳州模擬)一水平木板放置在水平地面上,在木板的上方有一條狀豎直擋板,擋板的兩端固定于水平地面上,擋板與木板不接觸?，F(xiàn)有一個物塊在木板上沿擋板以速度v運動,同時木板以大小相等的速度向左運動,木板的運動方向與豎直擋板垂直,已知物塊跟豎直擋板和水平木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,物塊的質(zhì)量為m,重力加速度為g,則豎直擋板對物塊的摩擦力大小為(B)A.0 B.22μ1μ2C.12μ1μ2mg D.2μ1μ2解析:物塊沿運動方向受擋板的摩擦力Ff1=μ1FN,因物塊沿擋板運動的速度大小等于木板運動的速度大小,故物塊相對木板的速度方向與擋板成45°角,物塊受木板的摩擦力為Ff2=μ2mg,其方向與擋板成45°角,如圖,則物塊與擋板之間的正壓力FN=μ2mgcos45°=22μ2mg,故擋板對物塊的摩擦力大小為Ff1=μ1FN=22μ1μ13.如圖所示,質(zhì)量m=2kg的物體靜置于水平面上,一質(zhì)量不計的彈簧原長為10cm,一端固定于物體上,另一端施一水平拉力F,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2。逐漸增大F,當彈簧長度為12cm時,物體剛好被拉動。(g取10m/s2,設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等)求:(1)彈簧的勁度系數(shù);(2)當將彈簧拉長到11cm時,物體所受的摩擦力大小;(3)當將彈簧拉長到13cm時,物體所受的摩擦力大小。解析:(1)物體剛好被拉動時,由平衡條件得k(x-x0)=μmg,解得k=200N/m。(2)當將彈簧拉長到11cm時,彈簧的拉力為F1=k