高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第1節(jié)重力彈力摩擦力第二章2026內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略增素能精準(zhǔn)突破【課程標(biāo)準(zhǔn)】

1.認(rèn)識(shí)重力、彈力與摩擦力。通過實(shí)驗(yàn),了解胡克定律。知道滑動(dòng)摩擦和靜摩擦現(xiàn)象,能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小。2.通過實(shí)驗(yàn),了解力的合成與分解,知道矢量和標(biāo)量。能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題【核心素養(yǎng)】

【試題情境】

【考向預(yù)測(cè)】

本章是高考經(jīng)?？疾榈臒狳c(diǎn),多以選擇題形式呈現(xiàn)。近幾年高考考查內(nèi)容表現(xiàn)在:①與實(shí)際生產(chǎn)生活緊密相關(guān)的平衡問題;②涉及實(shí)際生產(chǎn)生活的立體空間問題;③動(dòng)態(tài)平衡問題;④涉及平衡的臨界極值問題等生活實(shí)踐類交通運(yùn)輸,橋梁建設(shè),體育運(yùn)動(dòng),生活中物體的懸掛等學(xué)習(xí)探索類探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系、探究摩擦力變化規(guī)律、探究作用力與反作用力間的關(guān)系、探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律等強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、重力1.產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力。2.大小:與物體的質(zhì)量成正比,即G=mg?？捎脧椈蓽y(cè)力計(jì)測(cè)量重力。3.方向:總是

的。

4.重心:其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。易錯(cuò)辨析

(1)在地面某處,物體重力的大小與其質(zhì)量成正比。(

)(2)重力的方向總是垂直向下的。(

)(3)重心是物體上最重的部分。(

)(4)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的,重力的施力物體是地球。(

)豎直向下√××√應(yīng)用提升1.航天員在月球表面測(cè)得月球的重力加速度為地球表面的,地球表面的重力加速度取9.8m/s2。一個(gè)質(zhì)量為600kg的飛行器在月球表面時(shí),下列判斷正確的是(

)A.質(zhì)量是100kg,重力是5880NB.質(zhì)量是100kg,重力是980NC.質(zhì)量是600kg,重力是980ND.質(zhì)量是600kg,重力是5880N答案

C

2.如圖所示,兩輛車正以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識(shí)你可以得出的結(jié)論是(

)A.物體各部分都受重力作用,但可以認(rèn)為物體各部分所受重力集中于一點(diǎn)B.重力的方向總是垂直向下的C.物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布無關(guān)D.力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因A二、彈力1.彈力(1)定義:發(fā)生

的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。

施力物體是發(fā)生形變的物體(2)產(chǎn)生的條件①物體間直接

;

②接觸處發(fā)生

。

(3)方向:總是與物體形變的方向

。

彈性形變接觸彈性形變相反2.胡克定律(1)內(nèi)容:在彈性限度內(nèi),彈簧發(fā)生彈性形變時(shí),彈力的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成

。

(2)表達(dá)式:F=kx。k是彈簧的

,由彈簧自身的性質(zhì)決定,單位是N/m,x是彈簧長(zhǎng)度的改變量,不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度。

正比勁度系數(shù)易錯(cuò)辨析(5)接觸的物體間一定有彈力。(

)(6)彈力可以發(fā)生在沒有接觸的物體之間。(

)(7)有些物體的形變是明顯的,有些物體的形變是微小的。(

)(8)支持力的方向一定指向被支持的物體。(

)(9)在彈性限度內(nèi),兩根彈簧被拉伸到相同的長(zhǎng)度,彈力的大小一定相等。(

)(10)在彈性限度內(nèi),同一根彈簧被拉伸的長(zhǎng)度x和被壓縮的長(zhǎng)度x,彈力的大小相等。(

)××√√×√應(yīng)用提升3.(2023廣東東莞期末)如圖所示,足球運(yùn)動(dòng)員用力踩在足球上,足球保持靜止,下列說法正確的是(

)A.足球只受到兩個(gè)力的作用B.人對(duì)足球施加了壓力,足球?qū)θ藳]有施加作用力C.足球?qū)Φ孛娴膲毫κ怯捎谧闱虬l(fā)生形變產(chǎn)生的D.足球?qū)Φ孛娴膲毫κ怯捎诘孛姘l(fā)生形變產(chǎn)生的C解析

足球受重力、運(yùn)動(dòng)員腳施加的壓力、地面的支持力三個(gè)力的作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。人對(duì)足球施加了壓力,力的作用是相互的,足球?qū)θ耸┘臃醋饔昧?選項(xiàng)B錯(cuò)誤。足球?qū)Φ孛娴膲毫κ怯捎谧闱虬l(fā)生形變產(chǎn)生的,足球由于要恢復(fù)原狀,對(duì)地面產(chǎn)生壓力,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。三、摩擦力

有摩擦力時(shí)一定有彈力1.靜摩擦力(1)定義:相互接觸的兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),而沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。

相對(duì)地面不一定靜止

(2)產(chǎn)生條件:①接觸面

;②接觸處有

;③兩物體間有

。

(3)方向:沿兩物體的

,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向

。

最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力

(4)大小:0<F≤Fmax。粗糙彈力相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)接觸面相反2.滑動(dòng)摩擦力(1)定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們相對(duì)滑動(dòng)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。(2)產(chǎn)生條件:①接觸面粗糙;②接觸處有彈力;③兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(3)方向:沿兩物體的接觸面,與

的方向相反。

(4)大小:Ff=μFN,μ為動(dòng)摩擦因數(shù),其值與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)。

FN的大小不一定等于物體的重力易錯(cuò)辨析

(11)滑動(dòng)摩擦力的方向不可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同。(

)(12)物體受到的摩擦力的大小一定滿足Ff=μFN。(

)相對(duì)運(yùn)動(dòng)××應(yīng)用提升4.(2024廣西卷)工人卸貨時(shí)常利用斜面將重物從高處滑下。如圖所示,三個(gè)完全相同的貨箱正沿著表面均勻的長(zhǎng)直木板下滑,貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同。若1、2、3號(hào)貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為Ff1、Ff2和Ff3,則(

)A.Ff1<Ff2<Ff3B.Ff1=Ff2<Ff3C.Ff1=Ff3<Ff2D.Ff1=Ff2=Ff3D解析

設(shè)斜面與水平面的夾角為θ,滑動(dòng)摩擦力Ff=μFN=μmgcos

θ,滑動(dòng)摩擦力與接觸面積無關(guān),三種情況的滑動(dòng)摩擦力大小相等,選項(xiàng)D正確。旁欄邊角閱讀“問題”,完成下面題目。某同學(xué)利用圖甲所示裝置研究摩擦力的變化情況。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一個(gè)力傳感器,傳感器用棉線拉住物塊,物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉長(zhǎng)木板,傳感器記錄的F-t圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(

)甲

乙A.實(shí)驗(yàn)中必須讓長(zhǎng)木板保持勻速運(yùn)動(dòng)B.圖乙中曲線就是摩擦力隨時(shí)間的變化曲線C.最大靜摩擦力與滑動(dòng)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(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)答案

C解析

物塊一直處于靜止?fàn)顟B(tài),則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(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;圖乙是輕繩拉力隨時(shí)間的變化曲線,也可以反映摩擦力隨時(shí)間變化的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;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作用后受滑動(dòng)摩擦力作用,最大靜摩擦力約為10

N,滑動(dòng)摩擦力約為7

N,故最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10∶7,C正確;根據(jù)Ff=μFN和FN=mg可知,由于不知道物塊的重力,故無法求物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),D錯(cuò)誤。增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一重力和重心關(guān)于重力和重心的理解需注意的幾個(gè)方面(1)重力不是萬有引力,而是萬有引力在豎直方向的一個(gè)分力。(2)同一物體的重力G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的。在地球表面,從赤道向兩極,g越來越大;同一經(jīng)緯度,從低海拔向高海拔,g越來越小。(3)重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn)。重心的位置不一定在物體上?？梢杂脩揖€法確定不規(guī)則薄板形物體重心的位置?！镜淅黄啤康淅?.如圖所示,公園里有一仿制我國古代欹器的U形水桶,桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng),水管口持續(xù)有水流出,過一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次,決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是(

)A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流對(duì)桶沖擊力的大小D.水桶與水整體的重心高低D解析

水管口持續(xù)有水流出,而過一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次,主要原因是流入的水導(dǎo)致水桶與水整體的重心往上移動(dòng),桶中的水到一定量之后水桶不能保持平衡,發(fā)生翻轉(zhuǎn),選項(xiàng)D正確?！緦?duì)點(diǎn)演練】1.2022年春晚舞蹈《只此青綠》表演中,需要舞者兩腳前后分開,以胯部為軸,上半身后躺,與地面近乎平行。在舞者緩慢后躺的過程中,下列說法不正確的是(

)A.人對(duì)地面的壓力和地面對(duì)人的支持力是一對(duì)平衡力B.舞者所受的支持力始終等于舞者的重力C.舞者越向下躺,重心越低D.舞者兩腳間距越大,下彎時(shí)越穩(wěn)定A解析

人對(duì)地面的壓力和地面對(duì)人的支持力是一對(duì)作用力與反作用力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。舞者緩慢后躺,始終處于平衡狀態(tài),則舞者所受的支持力始終等于舞者的重力,選項(xiàng)B正確。舞者越向下躺,整個(gè)身體的重心越低,選項(xiàng)C正確。舞者兩腳間距越大,重心越向下,下彎時(shí)越穩(wěn)定,選項(xiàng)D正確。2.(2023廣西桂林十八中期中)如圖所示,“馬踏飛燕”是漢代藝術(shù)家高度智慧、豐富想象、浪漫主義精神和高超的藝術(shù)技巧的結(jié)晶,是我國古代雕塑藝術(shù)的稀世之寶。飛奔的駿馬之所以能用一只蹄穩(wěn)穩(wěn)地踏在飛燕上,是因?yàn)轳R的重心位置和飛燕(視為質(zhì)點(diǎn))在一條豎直線上。下列關(guān)于重力和重心的說法正確的是(

)A.只有靜止的物體才受到重力作用B.這件藝術(shù)品的重力大小總是恒定的C.物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)一定等于物體的重力D.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在其幾何中心,但不一定在物體上D解析

物體是否受到重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),地面附近一切物體無論處于何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),都受到重力的作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。在地球上不同位置重力加速度不同,故重力G=mg不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,處于平衡狀態(tài)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體的重力;當(dāng)豎直方向彈簧測(cè)力計(jì)和物體有加速度時(shí),示數(shù)不等于物體的重力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在其幾何中心,但不一定在物體上,如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán),選項(xiàng)D正確。考點(diǎn)二彈力的分析與計(jì)算[師生共研]1.判斷彈力有無的三種方法

假設(shè)法思路將與研究對(duì)象接觸的物體解除接觸,判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變例證

去掉斜面體,小球的狀態(tài)不變,故小球不受斜面的支持力替換法思路用細(xì)繩替換裝置中的輕桿,看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài)例證

用細(xì)繩替換桿AB,狀態(tài)不變,說明桿AB對(duì)A施加的是拉力;用細(xì)繩替換桿AC,原狀態(tài)不能維持,說明桿AC對(duì)A施加的是支持力狀態(tài)法思路依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),由二力平衡(或牛頓第二定律)列方程,求解彈力例證

升降機(jī)以a=g的加速度加速下降時(shí)物體不受底板的彈力作用2.彈力方向的確定

3.計(jì)算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律求解。(2)根據(jù)力的平衡條件求解。(3)根據(jù)牛頓第二定律求解。【典例突破】典例2.圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。圖中畫出了小球A所受彈力的情況,其中正確的是(

)C解析

選項(xiàng)A中小球只受重力和桿的彈力的作用,且處于靜止?fàn)顟B(tài),由二力平衡可得小球受到的彈力方向應(yīng)為豎直向上,故A錯(cuò)誤;選項(xiàng)B中,因?yàn)橛疫叺睦K豎直向上,如果左邊的繩有拉力,則豎直向上的那根繩就會(huì)發(fā)生傾斜,所以左邊的繩沒有拉力,故B錯(cuò)誤;球與球接觸處的彈力方向垂直于過接觸點(diǎn)的公切面(即彈力方向在兩球心的連線上),且指向受力物體,球與墻面接觸處的彈力方向過接觸點(diǎn)垂直于接觸面,故C正確;球與面接觸處的彈力方向過接觸點(diǎn)垂直于接觸面(即彈力方向在接觸點(diǎn)與球心的連線上),即選項(xiàng)D中大半圓對(duì)小球的支持力FN2的方向應(yīng)是沿著過小球與圓弧接觸點(diǎn)的半徑,且指向圓心,故D錯(cuò)誤。典例3.如圖所示,固定斜面上有一小球,由一豎直輕彈簧P與一平行于斜面的輕彈簧Q連接著,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是(

)A.若小球光滑,輕彈簧P一定有彈力B.若小球光滑,小球可能受到4個(gè)力C.若斜面和小球都不光滑,輕彈簧Q不可能處于壓縮狀態(tài)D.若斜面和小球都不光滑,小球與斜面之間一定有彈力B解析

小球光滑時(shí),若彈簧P無拉力,則彈簧Q一定有拉力,斜面對(duì)小球有支持力,小球可以平衡,A錯(cuò)誤;小球光滑時(shí),若彈簧P和Q都有拉力,斜面對(duì)小球一定有支持力,否則不會(huì)平衡,小球受4個(gè)力的作用,B正確;斜面和小球都不光滑時(shí),若彈簧P無拉力且小球處于平衡狀態(tài),對(duì)小球受力分析,受到豎直向下的重力,斜面的支持力,受到的摩擦力可能沿斜面向下也可能沿斜面向上,還可能為零,彈簧Q可能伸長(zhǎng)也可能壓縮,還可能處于原長(zhǎng)狀態(tài),C錯(cuò)誤;斜面和小球都不光滑時(shí),對(duì)小球受力分析,受到豎直向下的重力,若彈簧Q無拉力,小球受到彈簧P的拉力與重力平衡時(shí),不受支持力,即小球與斜面間有可能無彈力,D錯(cuò)誤?！緦?duì)點(diǎn)演練】3.如圖所示,一輕桿固定于墻壁,質(zhì)量為m的物體A連接輕桿并處于靜止?fàn)顟B(tài),則輕桿對(duì)物體A施加的彈力(

)A.大小為mg,方向沿桿指向左上方B.大小為mg,方向豎直向上B解析

物體A處于靜止?fàn)顟B(tài),說明物體A受力平衡,物體受到重力和輕桿的彈力作用,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,重力的方向豎直向下,所以物體受到輕桿彈力的方向豎直向上,大小為mg,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確。4.(2023山東卷)餐廳暖盤車的儲(chǔ)盤裝置示意圖如圖所示,三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上,下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子,取走一個(gè)盤子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平。已知單個(gè)盤子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤間距為1.0cm,重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi),每根彈簧的勁度系數(shù)為(

)A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/mB解析

由題知,取走一個(gè)盤子,穩(wěn)定后余下的盤子正好升高補(bǔ)平,則說明一個(gè)盤子的重力可以使彈簧形變量為相鄰兩盤間距,則有mg=3·kx,解得k=100

N/m,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B正確?？键c(diǎn)三摩擦力的有無及方向的判斷突變問題[師生共研]1.對(duì)摩擦力的理解(1)摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的方向相反,但不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。(2)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。(3)摩擦力不一定是阻力,也可以是動(dòng)力。(4)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止,但一定保持相對(duì)靜止。2.明晰“三個(gè)方向”名

稱釋

義運(yùn)動(dòng)方向一般指物體相對(duì)地面(以地面為參考系)的運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向以其中一個(gè)物體為參考系,另一個(gè)物體相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向由于靜摩擦力的存在導(dǎo)致能發(fā)生卻沒有發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向3.靜摩擦力的有無及方向的判斷方法(1)假設(shè)法(2)狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律,判斷靜摩擦力的方向。(3)牛頓第三定律法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。4.摩擦力的突變方式

靜→靜突變當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生突變時(shí),兩物體仍保持相對(duì)靜止,則物體所受的靜摩擦力可能發(fā)生突變動(dòng)→動(dòng)突變某物體相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過程中,若相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了,則滑動(dòng)摩擦力的方向也發(fā)生突變,突變點(diǎn)常常為兩物體相對(duì)速度為零時(shí)靜→動(dòng)突變物體相對(duì)靜止,當(dāng)其他力變化時(shí),如果不能保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力將突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,突變點(diǎn)常常為靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)動(dòng)→靜突變兩物體相對(duì)滑動(dòng)的過程中,若相對(duì)速度變?yōu)榱?則滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力,突變點(diǎn)常常為兩物體相對(duì)速度剛好為零時(shí)5.摩擦力的突變問題摩擦力的突變問題是靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小或方向的變化分析問題,解題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時(shí),一般隱藏著臨界問題,有時(shí),有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術(shù)語”,但審題時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過程中會(huì)發(fā)生突變,則該物理量突變時(shí)物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。(2)靜摩擦力是被動(dòng)力,其存在及大小、方向取決于物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦力的連接系統(tǒng),相對(duì)靜止與相對(duì)滑動(dòng)的臨界狀態(tài)是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)研究傳送帶問題時(shí),物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分界點(diǎn)?！镜淅黄啤康淅?.(多選)激光打印機(jī)是自動(dòng)進(jìn)紙的,其進(jìn)紙?jiān)砣鐖D所示,進(jìn)紙槽里疊放一疊白紙,每一張紙的質(zhì)量均為m,進(jìn)紙時(shí)滾輪以豎直向下的力壓在第1張白紙上,并沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),確保第1張紙與第2張紙相對(duì)滑動(dòng)。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等,滾輪與白紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,白紙與白紙之間、白紙與紙槽底座之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2,則(

)A.第1張白紙受到滾輪的摩擦力向左B.最后一張白紙受到紙槽底座的摩擦力向右C.下一張白紙受到上一張白紙的摩擦力一定向右D.正常情況下單張紙打印必須滿足μ1>μ2CD解析

第1張白紙相對(duì)于滾輪的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與滾輪的運(yùn)動(dòng)方向相反,則受到滾輪的靜摩擦力方向與滾輪的運(yùn)動(dòng)方向相同,即受到滾輪的摩擦力向右,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。對(duì)除第1張白紙外的所有白紙進(jìn)行研究,處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向受到第1張白紙的滑動(dòng)摩擦力,方向與滾輪的運(yùn)動(dòng)方向相同,則根據(jù)平衡條件知,最后1張白紙受到紙槽底座的摩擦力方向與滾輪的運(yùn)動(dòng)方向相反,即水平向左,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。根據(jù)題意,因上一張白紙相對(duì)下一張白紙向右滑動(dòng)或有向右滑動(dòng)的趨勢(shì),則上一張白紙受到下一張白紙的摩擦力一定向左,那么下一張白紙受到上一張白紙的摩擦力一定向右,選項(xiàng)C正確。正常情況下單張紙打印必須滿足滾輪與白紙之間的最大靜摩擦力大于紙與紙之間的滑動(dòng)摩擦力,設(shè)滾輪對(duì)白紙的壓力為FN,則μ1FN>μ2(FN+mg)>μ2FN,即μ1>μ2,選項(xiàng)D正確。思路突破

1.明確進(jìn)第1張紙時(shí),其他紙沒有動(dòng),第2張及以下的紙之間以及最后一張紙與紙槽底座之間的摩擦力均為靜摩擦力。2.若μ1=μ2,滾輪與第1張紙之間的最大靜摩擦力小于第1張紙與第2張紙之間的滑動(dòng)摩擦力,不能進(jìn)紙。拓展(1)甲同學(xué)認(rèn)為“若滾輪對(duì)第1張白紙的正壓力為F,則滾輪對(duì)第一張白紙的摩擦力大小一定為μ1F”,對(duì)嗎?(2)乙同學(xué)認(rèn)為“越靠近底座,白紙間的摩擦力越大”,對(duì)嗎?答案

(1)滾輪與第一張白紙間的摩擦力為靜摩擦力,小于或等于最大靜摩擦力,甲同學(xué)說法錯(cuò)誤。(2)第一、二張白紙間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,大小為Ff12=μ2(F+mg),第二張白紙?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài),第二、三張白紙間的摩擦力為靜摩擦力,大小等于第一、二張白紙間的摩擦力,即Ff23=μ2(F+mg),除第一張白紙外,所有白紙均處于靜止?fàn)顟B(tài),白紙間的摩擦力均為μ2(F+mg),大小相等,故乙同學(xué)說法錯(cuò)誤。典例5.如圖所示,質(zhì)量為10kg的物體A拴在一個(gè)被水平拉伸的彈簧一端,彈簧的拉力為5N時(shí),物體A與小車均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若小車以1m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng),則(

)A.物體A相對(duì)小車向右運(yùn)動(dòng)B.物體A受到的摩擦力減小C.物體A受到的摩擦力大小不變D.物體A受到的彈簧的拉力增大C解析

由題意得,物體A與小車的上表面間的最大靜摩擦力Ffm≥5

N,當(dāng)小車以1

m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí),假設(shè)物體A與小車仍然相對(duì)靜止,則物體A所受合力大小F合=ma=10

N,可知此時(shí)小車對(duì)物體A的摩擦力大小為5

N,方向向右,且為靜摩擦力,所以假設(shè)成立,物體A受到的摩擦力大小不變,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確。彈簧長(zhǎng)度不變,物體A受到的彈簧的拉力大小不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【對(duì)點(diǎn)演練】5.(多選)(2023廣東廣州模擬)圖甲為小張站在階梯電梯上隨電梯勻速上行,圖乙為小李站在斜面電梯上隨電梯勻速下行,下列說法正確的是(

)A.階梯電梯對(duì)小張沒有摩擦力作用B.斜面電梯對(duì)小李沒有摩擦力作用C.階梯電梯對(duì)小張的作用力方向豎直向上D.斜面電梯對(duì)小李的作用力方向豎直向上ACD解析

題圖甲為階梯電梯,對(duì)小張進(jìn)行受力分析,他受重力與支持力,兩者相平衡,不受摩擦力作用,選項(xiàng)A正確。而題圖乙為斜面電梯,小李受到重力、垂直于斜面的支持力與沿斜面向上的靜摩擦力,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由選項(xiàng)A的解析可知,階梯電梯對(duì)小張的作用力方向豎直向上,選項(xiàng)C正確。支持力與摩擦力的合力與重力相平衡,方向豎直向上,即斜面電梯對(duì)小李的作用力方向豎直向上,選項(xiàng)D正確。6.如圖所示,A、B、C三個(gè)物體疊放在水平地面上,物體B受到大小為20N、方向水平向右的力F1的作用,物體C受到大小為5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài),則(

)A.物體B對(duì)物體A的摩擦力方向水平向右B.地面與物體C之間的摩擦力大小為5NC.物體C對(duì)物體B的摩擦力方向水平向左D.地面與物體C之間無摩擦力C解析

物體A處于靜止?fàn)顟B(tài),所受外力的合力為0,則物體A只受到重力與支持力,物體B對(duì)物體A沒有摩擦力作用,A錯(cuò)誤;對(duì)A、B、C整體分析,由于F1=20

N>F2=5

N,可知,地面對(duì)物體C的摩擦力方向水平向左,大小為Ff1=F1-F2=15

N,B、D錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體分析,由于F1的作用,整體相對(duì)C有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則物體C對(duì)物體B的摩擦力方向水平向左,C正確?？键c(diǎn)四摩擦力大小的計(jì)算[名師破題]摩擦力大小的計(jì)算方法

【典例突破】典例6.(多選)在探究靜摩擦力變化規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置,力傳感器與計(jì)算機(jī)連接,可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律圖像,將力傳感器固定在光滑水平桌面上,測(cè)力端通過細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)力傳感器的高度使細(xì)繩水平),滑塊放在較長(zhǎng)的小車上,小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕質(zhì)定滑輪系一空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪使桌面上部輕繩水平),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí),打開力傳感器的同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子,小車一旦運(yùn)動(dòng)起來,立即停止倒沙子,若力傳感器采集的圖像如圖乙所示,則結(jié)合該圖像,下列說法正確的是(

)A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D.可判斷第50s后小車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上)ABC解析

在t=0時(shí)刻,力傳感器顯示的拉力為2

N,則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,大小為2

N,由小車與空沙桶受力平衡可知,空沙桶的重力也等于2

N,A正確;t=50

s時(shí),靜摩擦力達(dá)到最大值,即最大靜摩擦力為3.5

N,同時(shí)小車啟動(dòng),說明沙子與沙桶的總重力等于3.5

N,此時(shí)靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力大小為3

N,B、C正確;此后由于沙子和沙桶的總重力3.5

N大于滑動(dòng)摩擦力3

N,故第50

s后小車將做勻加速直線運(yùn)動(dòng),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。【對(duì)點(diǎn)演練】7.如圖所示,電動(dòng)遙控小車放在水平長(zhǎng)木板上面,當(dāng)它在長(zhǎng)木板上水平向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),長(zhǎng)木板保持靜止,此時(shí)(

)A.小車只受重力、支持力作用B.木板對(duì)小車的作用力方向水平向左C.木板對(duì)小車的作