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知识点 7:摩擦力
考点一:物体的受力分析
【知识思维方法技巧】
(1)受力分析的一般步骤
(2)受力分析的三个技巧
①对物体受力分析时,只分析物体受到的力,不考虑物体施加的力,受力物体与周围物体
的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力。
②除了根据力的性质和特点进行判断,假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法.
③善于转换研究对象,尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形,可以分析与其接触物
体的受力,再应用牛顿第三定律判定.
(3)受力分析常用的三个方法
①假设法:利用假设法判断的思维程序如下:
②状态法:先判明物体的运动状态,是平衡状态还是非平衡状态,是平衡状态的利用共点
力平衡条件即合外力为零处理,是非平衡状态的,要先确定加速度的方向,再利用牛顿第
二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.
③牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互
性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.
题型一:接触式连接体模型的受力分析
【典例1基础题】如图所示,甲、乙两物体叠放在水平面上,用水平向右的拉力F拉乙,
甲、乙保持静止状态,甲、乙间的接触面水平,则乙受力的个数为( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【典例1基础题】【答案】C
【解析】对甲受力分析可知,甲仅受到自身的重力和乙的支持力,甲、乙之间没有摩擦力,
故乙受到重力、甲对乙的压力、地面的支持力、水平向右的拉力F和地面向左的摩擦力5
个力作用,故C正确.
【典例1基础题对应练习】(多选)如图所示为形状相同的两个劈形物体,它们之间的接
学科网(北京)股份有限公司触面光滑,两物体与水平地面的接触面均粗糙,现对 A施加水平向右的力F,两物体均保
持静止,则物体B的受力个数可能是( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【典例1基础题对应练习】【答案】AC
【解析】对A受力分析可知,当F小于或等于A所受的最大静摩擦力时,A、B之间没有
弹力,当F大于A所受的最大静摩擦力时,则A、B之间有弹力.当A对B没有弹力时,
B受到重力和地面的支持力2个力;当A对B有弹力时,B还受到重力、地面的支持力与
摩擦力,共4个力,故A、C正确,B、D错误.
题型二:轻绳连接体模型的受力分析
【典例2基础题】(多选)如图,在斜面上木块A与B的接触面是水平的,绳子呈水平状态,
两木块均保持静止.则木块A和木块B受力个数可能为( )
A.2个和4个 B.3个和4个 C.4个和4个 D.4个和5个
【典例2基础题】【答案】ACD
【解析】B至少受到重力、A对B的压力、斜面的支持力三个力,A对B可能有摩擦力,
可能无摩擦力,斜面对物体B可能有静摩擦力,也有可能没有静摩擦力,B静止,则这两
个摩擦力至少有一个,因此B受到4个力或5个力;而A除受到支持力与重力外,还可能
受到拉力及B对A的摩擦力,因此A可能受到2个力或4个力.当B对A没有摩擦力时,
A、B受力个数分别为2个和4个;当B对A有摩擦力时,斜面对物体B可能有静摩擦力,
也可能没有静摩擦力,A、B受力个数可能为4个和4个或4个和5个.故选A、C、D.
【典例2基础题对应练习】(多选)将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起,下端放置在
地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( )
A.绳子上拉力可能为零 B.地面受的压力可能为零
C.地面与物体间可能存在摩擦力 D.A、B之间可能存在摩擦力
【典例2基础题对应练习】【答案】AD
学科网(北京)股份有限公司【解析】假设绳子上的拉力为零,则A、B受力如图所示,整个装置可以静止,A、D正确.
由于A无法对B提供向上的力,地面对B的支持力不能为零,根据牛顿第三定律,地面受
的压力不能为零,B错误.对A、B整体分析,系统不受水平方向的其他力,故地面与物体
间不可能有摩擦力,C错误.
题型三:轻弹簧连接体模型的受力分析
【典例3基础题】(多选)如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜
面体P连接,P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻所受的外力
可能有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【典例3基础题】【答案】AC
【解析】若斜面体P受到的弹簧弹力F等于其重力mg,则MN对P没有力的作用,如图
(a)所示,P受到2个力,A对;若弹簧弹力大于P的重力,则MN对P有压力F ,只有压
N
力F ,则P不能平衡,一定存在一个向右的力,只能是MN对P的摩擦力F,P此时受到
N f
4个力,如图(b)所示,C对.
【典例3基础题对应练习】(多选)如图所示,轻质弹簧一端系在质量为m=1 kg的小物块
上,另一端固定在墙上.物块在斜面上静止时,弹簧与竖直方向的夹角为37°,已知斜面
倾角θ=37°,斜面与小物块间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2,斜面固定不
动.设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,下列说法正确的是( )
A.小物块可能只受三个力 B.弹簧弹力大小一定等于4 N
C.弹簧弹力大小可能等于5 N D.斜面对物块的支持力不可能为零
学科网(北京)股份有限公司【典例3基础题对应练习】【答案】CD
【解析】根据题意可知μmgcos 37°=4 N,mgsin 37°=6 N,故μmgcos 37°<mgsin 37°,
若不受弹簧的压力,则物块不可能静止,故物块一定受弹簧的压力,还受重力、斜面的支
持力和静摩擦力,故小物块受四个力的作用而平衡,A错误;若要物块静止,μ(mgcos 37°
+F )≥6 N,得F ≥4 N,B错误,C正确;由于物块受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向
N N
下的分力,不可能为零,所以斜面对物块的支持力不可能为零,D正确.
考点二:滑动摩擦力的计算
【知识思维方法技巧】
滑动摩擦力计算的方法:
(1)公式法:若μ已知,则F=μF ,F 是两物体间的正压力,其大小不一定等于重力。
N N
注意:滑动摩擦力的大小与物体运动速度和接触面的大小均无关。
(2)若μ未知,通过平衡条件、牛顿运动定律或动能定理求解。
注意:计算摩擦力时,首先要判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。
题型一::单个物体运动滑动摩擦力的计算
【典例1基础题】(多选)自动卸货车始终静止在水平地面上.车厢在液压机的作用下改变
与水平面间的倾角,用以卸下车厢中的货物.当倾角增大到θ时,质量为M的木箱A与装
在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下,则下列说法正确的是(
)
A.A受到的静摩擦力方向沿斜面向上
B.A受到的摩擦力为Mgsin θ,方向沿底面上
C.A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mgsin θ
D.A与车厢底面间的动摩擦因数μ=tan θ
【典例1基础题】【答案】BD
【解析】A受到车厢底面的摩擦力是滑动摩擦力,受到B的摩擦力是静摩擦力,方向沿斜
面向下,故A错误;对A受力分析,受重力、支持力、车厢底面对A的摩擦力、B对A的
压力和B对A的摩擦力,根据A匀速运动,受力平衡,A受到的摩擦力大小为Mgsin θ,
方向沿底面向上,故B正确;将A、B作为整体,匀速运动,受力平衡,所以A受到车厢
底面的滑动摩擦力大小为(M+m)gsin θ,故C错误;对于A、B整体,根据受力平衡,有
(M+m)gsin θ=μ(M+m)sin θ,所以μ=tan θ,故D正确.
【典例1基础题对应练习】如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直
线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.
则物块与桌面间的动摩擦因数为( )
A.2- B. C. D.
学科网(北京)股份有限公司【典例1基础题对应练习】【答案】C
【解析】当F水平时,根据平衡条件得F=μmg;当保持F的大小不变,而方向与水平面
成60°角时,由平衡条件得Fcos 60°=μ(mg-Fsin 60°),联立解得,μ=,故选项C正确.
题型二:连接体模型运动滑动摩擦力的计算
类型一:接触式连接体运动模型滑动摩擦力的计算
【典例2a基础题】如图所示,水平面上A、B两物块的接触面水平,二者叠放在一起,在
作用于B上的水平恒定拉力F的作用下沿地面向右做匀速运动,某时刻撤去力F后,二者
仍不发生相对滑动,关于撤去F前后,下列说法正确的是( )
A.撤去F之前A受3个力作用
B.撤去F之前B受到4个力作用
C.撤去F前后,A的受力情况不变
D.A、B间的动摩擦因数μ 不小于B与地面间的动摩擦因数μ
1 2
【典例2a基础题】【答案】D
【解析】撤去F前,整体做匀速运动,B所受的地面的滑动摩擦力与F平衡,而A水平方
向不受外力,A不受摩擦力,A受重力、B的支持力共2个力作用.B受重力、A的压力、
拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力,共5个力,故A、B错误;撒去拉力F后,B开始做
减速运动,A相对B有向前滑动的趋势,所以B对A有静摩擦力,故A受重力、B的支持
力和静摩擦力,共3个力,所以撒去F前后,A的受力情况将发生变化,故C错误;撒去
力F后,二者仍不发生相对滑动,由牛顿第二定律得:
对整体有μ (m +m )g=(m +m )a,对A有F=m a≤μ m g
2 A B A B f A 1 A
可得μ ≥μ ,即A、B间的动摩擦因数μ 不小于B与地面间的动摩擦因数μ ,故D正确.
1 2 1 2
【典例2a基础题对应练习】如图所示,完全相同的三条轮胎整齐叠放在墙角,所有接触面
间的动摩擦因数均相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现将水平向右的恒力F作用在中
间轮胎上,一小段时间后三条轮胎的位置可能是( )
A. B.
C. D.
【典例2a基础题对应练习】【答案】A
【解析】最下面轮胎与地面之间的最大静摩擦力F =3μmg,中间轮胎与最下面轮胎之间
f3
学科网(北京)股份有限公司的最大静摩擦力F =2μmg,由此可发现,最下面轮胎不可能对地发生位移,当拉力足够
f2
大时,中间轮胎可以带动最上面轮胎运动,同时与最上面轮胎发生相对位移.故选A.
类型二:轻绳连接体运动模型滑动摩擦力的计算
【典例2b基础题】如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上,物
体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v、v 的速度做逆时针转动时(v<v),绳
1 2 1 2
中的拉力分别为F、F,则下列说法正确的是( )
1 2
A.物体受到的摩擦力F <F
f1 f2
B.物体所受摩擦力方向向右
C.F=F
1 2
D.传送带速度足够大时,物体受到的摩擦力可为0
【典例2b基础题】【答案】C
【解析】物体的受力如图所示,滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡,因此方向向左,
选项B错误;设绳与水平方向成θ角,则Fcos θ-μF =0,F +Fsin θ-mg=0,解得F
N N
=,θ不变,F恒定不变,选项C正确;滑动摩擦力F=Fcos θ=,也不变,选项A、D错
f
误。
【典例2b基础题对应练习】如图所示,A、B两木块放在水平面上,它们之间用细线相连,
两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样,两木块与水平面间的动摩擦因数相同.先
后用水平力F 和F 拉着A、B一起匀速运动,则( )
1 2
A.F >F B.F =F C.F >F D.F =F
1 2 1 2 T1 T2 T1 T2
【典例2b基础题对应练习】【答案】B
【解析】取A、B为一整体,由水平方向合力为零可得,F =F =μ(m +m )g,A错误,B
1 2 A B
正确;隔离物体A可求得:F cosθ=μ(m g-F sinθ),F cosθ=μ(m g+F sinθ),比较可
T1 A T1 T2 A T2
得:F <F ,C、D错误.
T1 T2
类型三:轻弹簧连接体运动模型滑动摩擦力的计算
【典例2c基础题】(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 F 作用,使木块恰好匀
2
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F 、拉力F
1 2
和木块的重力G,则以下结论正确的是( )
学科网(北京)股份有限公司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
C.木块与墙壁之间的动摩擦因数为 D.木块与墙壁之间的动摩擦因数为
【典例2c基础题】【答案】BD
【解析】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:F =F ,F=G+F ,又F=μF ,以
N 1 f 2 f N
上三式联立可解得:μ=,故C错误,D正确。
考点三:静摩擦力的计算
【知识思维方法技巧】
静摩擦力的计算方法:
(1)静摩擦力根据物体的运动状态,用平衡条件、牛顿运动定律或动能定理求解;
(2)静摩擦力可在0~F 范围变化,以满足物体的运动状态需求,当超过最大静摩擦力
f静m
F 后变为滑动摩擦力;
f静m
(3)计算摩擦力时,首先要判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.
题型一:单个物体静摩擦力的计算
【典例1a基础题】 如图,用水平力F将重力等于G的木块压在竖直墙面上,使木块静止.
下列选项正确的是( )
A. 由于木块静止,所以F=G
B. 若撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块受滑动摩擦力大小等于G
C. 减小压力F,墙和木块间的静摩擦力一定减小
D. 增大压力F,墙和木块间的静摩擦力不变
【典例1a基础题】【答案】D
【解析】对木块受力分析,受推力F、重力G,由于木块保持静止,处于平衡状态,所受
合力为零,故受墙壁对其垂直向外的支持力F ,还有竖直向上的静摩擦力F,根据平衡条
N f
件,有F=F ,F=G,即静摩擦力与重力平衡,与推力无关,重力与F也无关,故A、C
N f
错误,D正确;若撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块所受滑动摩擦力大小等于0,选项B错
误.
学科网(北京)股份有限公司【典例1a基础题对应练习】科技改变生活,现有一款放在水平桌面上的手机支架,如图甲,
其表面采用了纳米微吸材料,用手触碰无粘感,接触到平整光滑的硬性物体时,会牢牢吸
附物体。手机可以静止吸附在该手机支架上,如图乙所示,若手机的重力为G,支架倾角
为θ,则( )
A.手机受到的支持力小于Gcos θ B.手机受到的摩擦力大于Gsin θ
C.支架对手机的作用力方向竖直向上 D.支架对手机的作用力大小为Gsin θ
【典例1a基础题对应练习】【答案】C
【解析】由题意知,手机可以静止吸附在该手机支架上,说明支架会对手机产生一个吸引
力。对手机受力分析,其受重力、支持力、静摩擦力和吸引力,如图所示。手机处于静止
状态,受力平衡,根据平衡条件可知,在垂直于手机平面方向有F =Gcos θ+F ,F 大
N 吸 N
于Gcos θ,选项A错误;在平行于手机平面方向,有f=Gsin θ,选项B错误;手机受重
力和支架对其的作用力而处于平衡状态,可知支架对手机的作用力大小等于重力,方向竖
直向上,选项C正确,D错误。
题型二:连接体模型静摩擦力的计算
类型一:接触式连接体模型静摩擦力的计算
【典例2a基础题】(多选)如图所示,水平地面粗糙,A、B两同学站在地上水平推墙。
甲图中A向前推B,B向前推墙;乙图中A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为F,方
向水平。下列说法中正确的是( )
A.甲图方式中墙受到的推力为2F
B.乙图方式中墙受到的推力为2F
C.甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
D.乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F
【典例2a基础题】【答案】BD
学科网(北京)股份有限公司【解析】对于题图乙所示的情况,墙壁在水平方向所受的人的作用力如图(1)所示(俯视图),
此时墙壁所受到的推力为F =2F。根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力大小均为
合
f=F。对于题图甲所示的情况,先以墙壁为研究对象,此时墙壁受到的推力只有 B对它的
推力F,如图(2)所示。
然后再以B为研究对象,B受到A的推力F和墙壁的反作用力F′,由于F=F′,所以
1 1
此时B在水平方向不受摩擦力的作用,B同学在水平方向的受力情况如图(3)所示。
再以A为研究对象,根据牛顿第三定律可知由于A对B的作用力为F,所以B对A的
反作用力F′=F,根据力的平衡可知A所受地面的摩擦力大小为f =F,A同学在水平方
2 A
向的受力情况如图(4)所示。综上分析可知B、D正确,A、C错误。
【典例2a基础题对应练习】如图所示,A、B两个质量分别为m和M的物块叠放在水平
地面和竖直墙壁之间,处于静止状态。已知A、B交界面与竖直墙壁间的夹角为θ,水平地
面粗糙,其他各接触面光滑,重力加速度为g,则水平地面对物块B的摩擦力大小为( )
A.F=mgtan θ B.F= C.F=0 D.F=
f f f f
【典例2a基础题对应练习】【答案】B
【解析】先隔离A受力分析,A受重力mg、B对A的支持力F 和左侧墙壁对A的支持力
N1
F ,如图甲所示:根据平衡条件得F cos θ=F ,F sin θ=mg,联立解得:F =,再对
N2 N1 N2 N1 N2
A、B整体受力分析,整体受重力、左侧墙壁对整体的支持力和地面对整体的支持力及摩
擦力,如图乙所示,根据平衡条件得F=F =,故选项B正确。
f N2
类型二:轻绳连接体模型静摩擦力的计算
【典例2b基础题】(多选)如图所示,轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体 A与B,物
体B放在水平地面上,A、B均静止.已知A和B的质量分别为m 、m ,绳与水平方向的
A B
夹角为θ(θ<90°),重力加速度为g,则( )
A.物体B受到的摩擦力可能为零
B.物体B受到的摩擦力大小为m gcosθ
A
C.物体B对地面的压力可能为零
D.物体B对地面的压力大小为m g-m gsinθ
B A
【典例2b基础题】【答案】BD
学科网(北京)股份有限公司【解析】轻绳拉力F =m g,对B,在水平方向有F=F cos θ=m gcos θ,在竖直方向地
T A f T A
面对B的支持力F =m g-F sin θ=m g-m gsin θ,由牛顿第三定律可知,选项B、D
N B T B A
正确;当m g=m gsin θ时,F =0,此时物体B不可能静止,选项A、C错误.
B A N
【典例2b基础题对应练习】(多选)如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小
物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜
面平行。已知A、B、C都处于静止状态,则( )
A.B受到C的摩擦力一定不为零
B.C受到地面的摩擦力一定为零
C.B受到细绳的拉力一定等于A的重力
D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为零
【典例2b基础题对应练习】【答案】CD
【解析】因A、B、C都处于静止状态,对A进行受力分析可知,绳受到的拉力一定等于A
的重力,即B受到细绳的拉力一定等于A的重力,选项C正确;设A、B、C的重力分别
为G 、G 、G ,对B进行受力分析可知,当G =G sinθ时,B相对于C没有运动趋势,
A B C A B
B、C之间不存在摩擦力作用,选项A错误;以B、C整体为研究对象,其受力分析如图所
示,由共点力平衡条件可知,地面对C的摩擦力f=Fcosθ=G cosθ,方向水平向左,选项
A
B错误;剪断细绳,若B依然静止在斜面上,则以B、C整体为研究对象可得此时地面对
C的摩擦力为零,选项D正确。
类型三:轻弹簧连接体模型静摩擦力的计算
【典例2c基础题】如图所示,在粗糙水平面上放置 A、B、C三个物块,物块之间由两根
完全相同的轻弹簧相连接,两弹簧的伸长量相同,且它们之间的夹角∠ABC=120°,整个
系统处于静止状态。已知A物块所受的摩擦力大小为F,则B物块所受的摩擦力大小为(
f
)
A.F B.F C.F D.2F
f f f f
【典例2c基础题】【答案】B
【解析】物块A水平方向上受弹簧的拉力F 和水平面的静摩擦力F 作用,根据共点力平衡
T f
条件可知:F =F,由于两根弹簧相同,且伸长量相同,因此,两弹簧上的弹力大小相等,
T f
物块B水平方向受两弹簧的拉力和水平面的静摩擦力F′作用,根据共点力平衡条件可知:
f
学科网(北京)股份有限公司F′=2F cos 60°=F,故选项B正确。
f T f
【典例2c基础题对应练习】如图所示,质量均为m的a、b两物体,放在两固定的水平挡
板之间,物体间用一竖直放置的轻弹簧连接,在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终
保持静止状态,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.a物体对水平挡板的压力大小可能为2mg B.a物体所受摩擦力的大小为F
C.b物体所受摩擦力的大小为F D.弹簧对b物体的弹力大小可能为mg
【典例2c基础题对应练习】【答案】C
【解析】在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,则b物体受到接触面
的静摩擦力,大小为F=F,因此b物体与上面水平挡板之间一定存在弹力,则弹簧的弹
f
力大于b物体的重力,故a物体对水平面的压力大于2mg,A、D错误,C正确;根据摩擦
力产生的条件可知,a物体没有相对运动的趋势,故不受摩擦力,B错误。
考点四:动态平衡弹力及摩擦力变化的分析
【知识思维方法技巧】
解决动态平衡问题的一般思路为“化动为静,静中求动”。其分析过程与处理方法如下:
注意:如果物体受到三个力的作用,其中一个力是恒力,另外两个力的方向都发生变化,
但两力的夹角不变,则可以使用动态圆图解法。
题型一:单个物体动态平衡弹力摩擦力变化的分析
【典例1基础题】如图,手握一个水瓶,处于倾斜静止状态,以下说法正确的是( )
A. 松手时瓶容易滑下,是因为手和瓶之间动摩擦因数变小
B. 增大手的握力,瓶更难下滑,是因为瓶受的摩擦力增大
C. 保持瓶静止时的倾斜程度不变,增大握力,手对瓶的摩擦力不变
学科网(北京)股份有限公司D. 手握瓶竖直静止时与倾斜静止时,瓶受到的摩擦力大小相等
【典例1基础题】【答案】C
【解析】松手时瓶容易滑下,是因为手和瓶之间的最大静摩擦力减小,接触面的粗糙程度
没有变化,动摩擦因数不变化,A错误;倾斜静止时,增大手的握力,只要瓶子不下滑,
必有F=mgcosθ,当增大手的握力时只是增大了最大静摩擦力,静摩擦力并没有变化,B
f
错误,C正确;手握瓶竖直静止时,F′=mg,倾斜静止时F=mgcosθ,二者大小不相等,
f f
D错误.
【典例1基础题对应练习】如图所示,与水平方向成θ角的推力F作用在物块上,随着θ
逐渐减小直到水平的过程中,物块始终沿水平面做匀速直线运动。关于物块受到的外力,
下列判断正确的是( )
A.推力F先增大后减小 B.推力F一直减小
C.物块受到的摩擦力先减小后增大 D.物块受到的摩擦力一直不变
【典例1基础题对应练习】【答案】B
【解析】对物块受力分析,建立如图所示的坐标系。由平衡条件得,Fcos θ-F=0,F -
f N
(mg+Fsin θ)=0,又F=μF ,联立可得F=,可见,当θ减小时,F一直减小;由摩擦
f N
力F=μF =μ(mg+Fsin θ)可知,当θ、F减小时,F 一直减小。综上分析可知,B正确,
f N f
A、C、D错误。
题型二:连接体动态平衡模型弹力摩擦力变化的分析
类型一:接触式连接体动态平衡模型弹力摩擦力变化的分析
【典例2a基础题】如图所示,质量为M的斜面体静置在水平地面上,斜面体上有一质量
为m的小物块,水平力F作用在小物块上时,两者均保持静止,斜面受到水平地面的静摩
擦力为F ,小物块受到斜面的静摩擦力为F .现使F逐渐增大,两者仍处于静止状态,则(
f1 f2
)
A.F 、F 都增大 B.F 、F 都不一定增大
f1 f2 f1 f2
C.F 不一定增大,F 一定增大 D.F 一定增大,F 不一定增大
f1 f2 f1 f2
【典例2a基础题】【答案】D
【解析】以m、M整体为研究对象,系统静止,则F =F,F增大,则F 增大;以物块m
f1 f1
为研究对象,受到重力 mg、支持力F 、推力F,刚开始可能有静摩擦力;①当mgsin
N
θ>Fcos θ时,F 沿斜面向上,F增大时,F 先变小后增大;②当mgsin θ=Fcos θ时,F增
f2 f2
学科网(北京)股份有限公司大,F 变大;③当mgsin θ<Fcos θ时,F 沿斜面向下,F增大,F 变大,故D正确.
f2 f2 f2
【典例2a基础题对应练习】(多选)物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙
壁上,如图所示,a、b处于静止状态,关于a、b两物体的受力分析,下列说法正确的是(
)
A.a受到两个摩擦力的作用 B.a共受到四个力的作用
C.b共受到三个力的作用 D.a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大
【典例2a基础题对应练习】【答案】AD
【解析】b共受到四个力的作用:重力、F、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力,故C错
误.a受到五个力:重力、墙对a向右的弹力和向上的静摩擦力,b对a向左的压力和向下
的静摩擦力.故A正确,B错误.墙壁对a的摩擦力大小等于a和b的总重力之和,不随F
的增大而增大,故D正确.
类型二:轻绳连接体动态平衡模型弹力摩擦力变化的分析
【典例2b基础题】(多选)如图一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过
滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉
b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静
止,则( )
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
【典例2b基础题】【答案】BD
【解析】由于物体a、b均保持静止,各绳角度保持不变,对a受力分析得,绳的拉力T=
mg,所以物体a受到绳的拉力保持不变。由滑轮性质,滑轮两侧绳的拉力相等,所以b受
a
到绳的拉力大小、方向均保持不变,选项C错误;a、b受到绳的拉力大小、方向均不变,
学科网(北京)股份有限公司所以OO′的张力不变,选项A错误;对b进行受力分析,如图所示。由平衡条件得Tcos β
+f=Fcos α,Fsin α+F +Tsin β=m g。其中T和m g始终不变,当F大小在一定范围内
N b b
变化时,支持力F 在一定范围内变化,选项B正确;摩擦力也在一定范围内发生变化,选
N
项D正确。
【典例2b基础题对应练习】(多选)一铁架台放于水平地面上,其上有一轻质细线悬挂一
小球,开始时细线竖直,现将水平力F作用于小球上,使其缓慢地由实线位置运动到虚线
位置,铁架台始终保持静止,则在这一过程中( )
A.细线拉力逐渐增大 B.铁架台对地面的压力逐渐增大
C.铁架台对地面的压力逐渐减小 D.铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大
【典例2b基础题对应练习】【答案】AD
【解析】对小球受力分析知其受重力、线的拉力及水平力(如图甲所示),因为缓慢运动所
以小球处于动态平衡状态,有F=mgtan θ,F =,θ增大,F、F 都变大,A正确,将
拉 拉
小球、线和铁架台看成一个整体,对其受力分析,如图乙所示,则知f=F,F =(M+
N
m)g,当F增大时,可知f增大,F 不变,所以B、C错误,D正确.
N
类型三:轻杆连接体动态平衡模型弹力摩擦力变化的分析
【典例2c基础题】如图所示,竖直墙面AO光滑,水平地面OB粗糙.另有一根轻杆两端
各固定有可视为质点的小球P和Q,当轻杆与水平方向的夹角为θ时,P、Q处于静止状态.
若使夹角θ增大些,P、Q仍能静止,则下列说法正确的是( )
A.轻杆对小球P的弹力增大 B.竖直墙面AO对小球P的弹力增大
C.水平地面OB对小球Q的摩擦力减小 D.水平地面OB对小球Q的支持力增大
【典例2c基础题】【答案】C
学科网(北京)股份有限公司【解析】对P、Q受力分析如图,对P,有F =,F=,当θ增大时,轻杆对P的弹力F
NP
减小,竖直墙面AO对P的弹力F 减小,故A、B错误;对Q,有F′cos θ=F,F′=F,F
NP f
减小,θ增大,cos θ减小,则小球Q受到的摩擦力F 减小,故C正确;对P、Q整体受力
f
分析,水平地面对整体的支持力F =F =G +G ,大小不变,故D错误.
N NQ P Q
类型四:轻弹簧连接体动态平衡模型弹力摩擦力变化的分析
【典例2d基础题】(多选)如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧
上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A、B静止.现用力F沿斜面向上推A,但AB并未运动.
下列说法正确的是( )
A.A、B之间的摩擦力可能大小不变 B.A、B之间的摩擦力一定变小
C.B与墙之间可能没有摩擦力 D.弹簧弹力一定不变
【典例2d基础题】【答案】AD
【解析】开始时A受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡,当施加F后,仍然处于静止,
开始时A所受的静摩擦力大小为m gsinθ,若F=2m gsinθ,则A、B之间的摩擦力大小可
A A
能不变,故A正确,B错误.对整体分析,由于A、B不动,弹簧的形变量不变,故弹簧
的弹力不变,开始时弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加F后,弹簧的弹力不变,总重
力不变,根据平衡知,B与墙之间一定有摩擦力,故C错误,D正确。
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