《摩擦力的临界问题》摩擦力的临界问题 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《摩擦力的临界问题》摩擦力的临界问题

1多选题

(多选)如图所示，物块放在粗糙斜面上，斜面体在水平力F作用下向左加速运动，加速度减小的过程中物块始终相对斜面静止，则物块受斜面的摩擦力f和支持力N的有关说法正确的是(　　)

A
f可能增大
B
f可能减小
C
N一定减小
D
N一定小于物块重力

题目答案

ABC

答案解析

分析：

以物块为研究对象，分析受力情况，将加速度分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向，根据牛顿第二定律得出N和f与加速度的关系式，再分析它们的变化

解答：

解：以物块为研究对象，分析受力情况，设物块所受的摩擦力方向沿斜面向上．

将加速度a进行分解如图，根据牛顿第二定律得：

沿斜面方向：mgsinθ-f=macosθ

垂直于斜面方向：N-mgcosθ=masinθ

得到：N=mgcosθ+masinθ，f=mgsinθ-macosθ

可见，当加速度a减小时，N减小，f可能增大，也可能减小．

故选ABC

点评：

本题的技巧是分解加速度，很容易得出N和f与加速度的关系式．也可以采用常规的方法，分解力，不分解加速度进行处理．

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2单选题

如图所示，木块A质量为1kg，木块B的质量为2kg，叠放在 水平地面上，AB间的最大静摩擦力为1N，B与地面间的动摩擦因数为0.1，今用水平力F作用于B，则保持AB相对静止的条件是F不超过(g=10m/s_)(　　)

A
3N
B
4N
C
5N
D
6N

题目答案

D

答案解析

分析：

要使AB能保持相对静止，由题意可知当F最大时，AB间的摩擦力应刚好为最大静摩擦力，则以A为研究对象可求得两物体共同运动时所具有的最大加速度；再用整体法可求得F的最大值．

解答：

解：对A有：F_max=m_Aa；

代入数据解得：a=1m/s_；

对整体有：F-μ(m_A+m_B)g=(m_A+m_B)a；

代入数据解得：

F=6N；

故选D．

点评：

在解决实际的问题中，一般是要将整体法与隔离法交叉使用，要做到有分有合，灵活处理．并且要注意正确的进行受力分析，找出系统所受到的合力，再由牛顿第二定律进行列式，联立计算．

纠错重做

3单选题

如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T．现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是(　　)

A
质量为2m的木块受到四个力的作用
B
当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断
C
当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断
D
轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为0.66T

题目答案

C

答案解析

分析：

采用隔离法分析2m可得出其受力的个数；再对整体分析可得出整体的加速度与力的关系；再以后面两个物体为研究对象可得出拉力与加速度的关系，则可分析得出F与T的关系．

解答：

解：A、质量为2m的木块受到重力、质量为m的木块的压力、m对其作用的向后的摩擦力，轻绳的拉力、地面的支持力五个力的作用，故A错误；

B、C、对整体，由牛顿第二定律可知，a=$\frac {F}{6m}$；隔离后面的叠加体，由牛顿第二定律可知，轻绳中拉力为F′=3ma=$\frac {F}{2}$．由此可知，当F逐渐增大到2T时，轻绳中拉力等于T，轻绳才刚好被拉断，选项B错误；C正确；

D、轻绳刚要被拉断时，物块加速度a′=$\frac {T}{3m}$，质量为m和2m的木块间的摩擦力为f=ma′=$\frac {T}{3}$，故D错误．

故选：C．

点评：

本题重点在于研究对象的选择，以及正确的受力分析，再由整体法与隔离法分析拉力之间的关系．

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4单选题

质量分别为m、2m、3m的三个物体A、B、C如图1-3所示叠放在光滑的水平面上，现对B施加一个水平力F，已知AB间、BC间最大静摩擦力均为f_0，为保证它们能够一起运动，F最大值为(　　)

A
2f_0
B
3f_0
C
4f_0
D
6f_0

题目答案

A

答案解析

分析：

先对A、B、C整体运用牛顿第二定律求解出加速度，然后分别对A、AB整体受力分析，求出A与B之间、B与C之间的静摩擦力进行分析．

解答：

解：先对A、B、C整体分析，受重力、支持力和推力，根据牛顿第二定律，有

F=(m+2m+3m)a

解得

a=$\frac {F}{6m}$ ①

再对A受力分析，受重力、支持力、和静摩擦力，根据牛顿第二定律，有

f$_1$=ma≤f_0 ②

再对A、B整体受力分析，受重力、支持力、和静摩擦力，根据牛顿第二定律，有

f$_2$=(m+2m)a≤f_0 ③

由①②③解得

F≤2f_0

故选A．

点评：

本题关键是灵活地选择研究对象，受力分析后，运用牛顿第二定律列式分析讨论．

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5多选题

(多选)如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A处于静止状态．若小车以1m/s_的加速度向右运动稳定后(　　)

A
物体A仍相对小车静止
B
物体A受到的摩擦力减小
C
物体A受到的弹力增大
D
物体A受到的摩擦力大小不变，但方向改变

题目答案

AD

答案解析

分析：

根据物体处于平衡得出静摩擦力的大小，从而确定最大静摩擦力的范围，假设物体相对小车静止，根据牛顿第二定律求出物体的合力，确定摩擦力的大小和方向，判断假设是否成立．

解答：

解：物体处于静止状态时，有：f=F=5N，方向向左，可知最大静摩擦力f_m≥5N．

若小车以1m/s_的加速度向右运动稳定后，假设物体相对于小车静止，则物体的合力F_合=ma=10×1N=10N，f′=F_合-F=10-5N=5N，方向向右，可知假设成立．物体A所受的摩擦力大小不变，方向改变，故A、D正确，B、C错误．

故选：AD．

点评：

本题解题的关键是对物体摩擦力的分析，分析其摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，再根据牛顿第二定律求出合力，最后通过对其进行受力分析得出物块的运动状态，该题难度适中．

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