1、摩擦力问题 【类型一】滑动摩擦力的动态变化 1.如图所示,木板 B 放在粗糙的水平面上,木块 A 放在 B 的上面,A 的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上,用水 平恒力 F 向左拉动 B,使其以速度 v 做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为 T,下面说法正确的是 () 1 图 A.绳上拉力 T 与水平恒力 F 大小相等 B.木块 A 受到的静摩擦力,大小等于 T C.木板 B 受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力,合力大小等于 F D.若木板 B 以 2v 匀速运动,则拉力仍为 F 2.如图所示,物块M 在静止的传送带上以速度 v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图箭头所示,若传送带的速度大小
2、 也为 v,则传送带启动后() 2 图 A.M 静止在传送带上B.M 可能沿斜面向上运动 C.M 受到的摩擦力不变D.M 下滑的速度不变 3.如图所示，斜面体 M 放置在水平地面上，位于斜面上的物块 m 受到沿斜面向上的推力 F 作用。设物块与斜面之 间的摩擦力大小为 F1，斜面与地面之间的摩擦力大小为 F2。增大推力 F，斜面体始终保持静止，下列判断正确的是 A如果物块沿斜面向上滑动，则 F1、F2一定增大 B如果物块沿斜面向上滑动，则 F1、F2一定不变 C如果物块与斜面相对静止，则 F1、F2一定增大 D如果物块与斜面相对静止，则 F1、F2一定不变 4.装修工人在搬运材料时施加一个水平
3、拉力将其从水平台上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中 材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小 材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增大 平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小 材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而拉力也不变 5.物体 M 位于斜面上， 受到平行于斜面的水平力 F 的作用处于静止状态， 如图所示， 如果将外力 F 撤去， 则物体 （） 5 图 A会沿斜面下滑B摩擦力方向一定变化C摩擦力变大D摩擦力变小 6.如图所示，OA 为一遵从胡克定律的绳，其一端固定于天花板上的 O 点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平 地面上的滑块 A 相连，当绳处在
4、竖直位置时，滑块 A 对地面有压力作用，B 为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花 板的距离 OB 等于弹性橡皮条的自然长度，现用一水平力 F 作用于 A，使之向右做直线运动，在运动过程中（不超 过橡皮条的弹性限度） ，作用于 A 的摩擦力（） A逐渐增大B.逐渐减小 C.保持不变D.先增大后减小 【类型二】静摩擦力的动态变化 1.如图所示，圆柱体的 A 点放有一质量为 M 的小物体 P，使圆柱体缓慢匀速转动，带动 P 从 A 点转到 A点，在这 过程中 P 始终与圆柱体保持相对静止那么 P 所受静摩擦力的大小随时间的变化规律，可由下面哪个图表示 2.如图所示,置于固定斜面上的物体 A 受到平行于
5、斜面向下的力,作用保持静止.若力 F 大小不变,将力 F 在竖直平面内 由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示).在 F 转动过程中,物体始终保持静止.在此过程中物 体与斜面间的 5 图 A.弹力可能先增大后减小B.弹力一定先减小后增大 C.摩擦力可能先减小后增大D.摩擦力一定一直减小 3.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 A、B 仍未动则施加力 F 后，下列说法正确的是() A. A、B 之间的摩擦力一定变大 B. B 与墙面间的弹力可能不变 C. B 与墙之间可能
6、没有摩擦力 D. 弹簧弹力一定不变 4.如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即 F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，其 中 F1=10N，F2=2N现撤去 F1保留 F2则木块在水平方向受到的合力为（ ） A10N，方向向左 B6N，方向向右 C2N，方向向左 D零 5.如图所示，某人为执行一项特殊任务，须从椭球形屋顶半中间位置开始向上缓慢爬行，他在向上爬行的过程中 （） 2 题图 A屋顶对他的支持力变小 B屋顶对他的支持力变大 C屋顶对他的摩擦力变小 D屋顶对他的摩擦力变大 6.如图所示，质量均为 m 的物体 A 和物体 B，用跨过光滑定滑轮的轻质细绳相连，A 置于
7、倾角=30的固定斜面上， 处于静止状态。现用水平力 F 作用在物体 B 上，缓慢的拉开一小角度，物体 A 一直保持静止，此过程中 A 所受的摩 擦力 A逐渐增大B逐渐减小 C先减少后增大D先增大后减少 【类型三】滑动摩擦力与静摩擦力的突变与临界 1.物体 A 的质量为 1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为0.2。从 t0 开始物体以一定初速度 v0向 右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力 F1N 的作用，则能反映物体受到的摩擦力 Ff随时间变化的图象是（取向 右为正方向，g10m/s2） （） 2.如图所示，横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面 上，F是垂直于斜面BC
8、的推力， 这时物块静止不动。假设物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现将力F增大，以下说法正确 的是（） A物块所受合力增大B物块所受摩擦力增大 C物块仍将静止不动D物块将向下滑动 Ff/ NFf/ N Ff/ N Ff/ N 3.如图甲所示，粗糙长木板l的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动， 角逐渐增大的过程中，摩擦力 Ff的大小随角变化最有可能的是图乙中的（） 3 题图 图甲 图乙 4.如图所示，长木板的左端有固定转动轴，靠近木板右端处静止放有一个木块.现将木板的右端提升使木板从水平位 置开始缓慢地逆时针转动.发现当木板的倾角达到 25时，木块开始沿
9、斜面向下滑动.那么在从 0逐渐增大到 40的 过程中，下列说法中正确的是 4 题图 A.木块受的摩擦力先减小后增大 B.木块受的摩擦力先增大后减小 C.木块受的合外力不断增大 D.木块受的合外力始终为零 5.如图甲所示， 绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1运行初速度大小为 v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地 面上的 A 处滑上传送带若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的 vt 图象(以地面为参考系) 如图乙所示已知 v2v1，则 At2时刻，小物块离 A 处的距离达到最大 Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D
10、0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 6.把一重为 G 的物体，用一个水平推力 F=kt(k 为恒量，t 为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上（如图所示） ，从 t=0 开始，物体所受到的摩擦力 Ff随时间 t 的变化关系图象是下图中所示的() 参考答案 【类型一】滑动摩擦力的动态变化 1.如图所示,木板 B 放在粗糙的水平面上,木块 A 放在 B 的上面,A 的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上,用水 平恒力 F 向左拉动 B,使其以速度 v 做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为 T,下面说法正确的是 () 1 图 A.绳上拉力 T 与水平恒力 F 大小相等 B.木块 A 受到
11、的静摩擦力,大小等于 T C.木板 B 受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力,合力大小等于 F D.若木板 B 以 2v 匀速运动,则拉力仍为 F 【答案】D 【解析】分别对 A、B 在水平方向上受力分析如图：A 受到水平向左的滑动摩擦力 fA，由于 A 始终静止， 则 A 受水平向右的张力 T 且二者等值，B 错误；由牛顿第三定律可知物体 B 受到 A 对它水平向右的摩擦力 fB也等于 T；因地面粗糙，B 受到向右的摩擦力 f；由于 B 作匀速直线运动，则 F=fB+fT，A 错误；木板 B 与 A 及地面间皆存在相对运动，故两摩擦力均为滑动摩擦力，C 错误。滑动摩擦力大小与相对速度无关， 故木
12、板 B 以 2v 的速度匀速运动时，拉力还等于 F，故 D 正确。 2.如图所示,物块M 在静止的传送带上以速度 v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图箭头所示,若传送带的速度大小 也为 v,则传送带启动后() 2 图 A.M 静止在传送带上B.M 可能沿斜面向上运动 C.M 受到的摩擦力不变D.M 下滑的速度不变 【答案】 CD 【解析】传送带启动后物块相对传送带的运动方向不变，与传送带之间的压力不变，故物块 M 所受摩擦力大小、 方向均不变，即物块受力情况不变，故物块的运动情况也不变，CD 正确。 3.如图所示，斜面体 M 放置在水平地面上，位于斜面上的物块 m 受到沿斜面向上的推力 F
13、作用。设物块与斜面之 间的摩擦力大小为 F1，斜面与地面之间的摩擦力大小为 F2。增大推力 F，斜面体始终保持静止，下列判断正确的是 A如果物块沿斜面向上滑动，则 F1、F2一定增大 B如果物块沿斜面向上滑动，则 F1、F2一定不变 C如果物块与斜面相对静止，则 F1、F2一定增大 D如果物块与斜面相对静止，则 F1、F2一定不变 【答案】B 【解析】如果物块沿斜面向上滑动时，物块与斜面摩擦是滑动摩擦力，增大推力时物块与斜面间的压力不变，由 Nf FF知物块与斜面间的摩擦力也不变；因物块对斜面的压力、摩擦力都不变，则斜面受力情况就不变，斜面 与地面间的压力、摩擦力也不变，A 错误 B 正确。如
14、果物块与斜面相对静止，先由整体受力利用平衡条件可知推力 在水平方向上的分力等于地面对斜面的摩擦力， 推力增大时斜面与地面间的摩擦力必增大； 再单独分析物块的受力， 若增大推力前物块所受摩擦力方向沿斜面向下，则增大推力时 F1必增大，否则可能减小或先减小再增大，CD 皆错 误。 4.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中 材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小 材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增大 平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小 材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而拉力也不变 【答案】 D 【解析】匀
15、加速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，故在匀加速拉动过程中，物体的重心在台面上，故物 体对台面的压力不变，故物体受到的支持力不变，故 C 错误.而在拉动过程中动摩擦因数不变，由 f=N 可知摩擦力 是不变的,故 A、B 错误.因为摩擦力不变，物体做匀速直线运动，由平衡条件可知，因摩擦力不变，所以工人的拉力 是不变的，故 D 正确 5.物体 M 位于斜面上， 受到平行于斜面的水平力 F 的作用处于静止状态， 如图所示， 如果将外力 F 撤去， 则物体 （） 5 图 A会沿斜面下滑B摩擦力方向一定变化C摩擦力变大D摩擦力变小 【答案】BD 【解析】有 F 时，静摩擦力与 F 和 mgsin的
16、合力方向相反，无 F 时，静摩擦力与 mgsin的方向相反。故 BD 项正确。 6.如图所示，OA 为一遵从胡克定律的绳，其一端固定于天花板上的 O 点，另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平 地面上的滑块 A 相连，当绳处在竖直位置时，滑块 A 对地面有压力作用，B 为紧挨绳的一光滑水平小钉，它到天花 板的距离 OB 等于弹性橡皮条的自然长度，现用一水平力 F 作用于 A，使之向右做直线运动，在运动过程中（不超 过橡皮条的弹性限度） ，作用于 A 的摩擦力（） A逐渐增大B.逐渐减小 C.保持不变D.先增大后减小 【答案】C 【解析】设 A 在初始位置时到 B 的距离为 h，则当 A 运动到绳与
17、水平方向间的夹角为时所受地面支持力 khmgkxmgNsin，可见 A 与地面间压力恒定，故 A 运动过程中所受滑动摩擦力也恒定，C 正确。 【类型二】静摩擦力的动态变化 1.如图所示，圆柱体的 A 点放有一质量为 M 的小物体 P，使圆柱体缓慢匀速转动，带动 P 从 A 点转到 A点，在这 过程中 P 始终与圆柱体保持相对静止那么 P 所受静摩擦力的大小随时间的变化规律，可由下面哪个图表示 【答案】A 【解析】分析如图所示， 由于缓慢圆柱体缓慢转动，由平衡条件知 f=mgsin，因先减小后增大，所以 f 先减小后增大，故 B、D 错误；又 因角度随时间均匀变化，由三角函数知识知，在随时间均匀
18、变化时，sin随时间的变化率先增大后减小，故 C 错误，A 正确。 2.如图所示,置于固定斜面上的物体 A 受到平行于斜面向下的力,作用保持静止.若力 F 大小不变,将力 F 在竖直平面内 由沿斜面向下缓慢的转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示).在 F 转动过程中,物体始终保持静止.在此过程中物 体与斜面间的 5 图 A.弹力可能先增大后减小B.弹力一定先减小后增大 C.摩擦力可能先减小后增大D.摩擦力一定一直减小 【答案】BC 【解析】在垂直于斜面方向，重力垂直斜面的分力等于支持力与拉力垂直于斜面的分力，因拉力的分力先增大后减 小，故弹力一定先减小后增大，A 错误 B 正确.在沿斜面方向
19、上，重力平行于斜面向下的分力、拉力平行于斜面的 分力及摩擦力的合力为零；因拉力的分力先向下减小，后向上增大，当拉力的大小小于重力沿斜面的分力时，摩擦 力方向一直向上， 其大小一直减小； 若拉力的大小小于重力沿斜面的分力时， 摩擦力先向上减小到零后再向下增大， 故 C 正确 D 错误 3.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 A、B 仍未动则施加力 F 后，下列说法正确的是() A. A、B 之间的摩擦力一定变大 B. B 与墙面间的弹力可能不变 C. B 与墙之间可能没有摩擦力 D. 弹簧
20、弹力一定不变 【答案】D 【解析】对物块 A，开始受重力、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 A 所受的 静摩擦力大小为 mAgsin，若 F=2mAgsin，则 A、B 之间的摩擦力大小可能不变，故 B 正确，A 错误。对整体分析， 由于 AB 不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于 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，则 B 与墙之间一定有摩擦力故 C 错误，D 正确。 4.如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即 F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，其 中 F1=10N
21、，F2=2N现撤去 F1保留 F2则木块在水平方向受到的合力为（） A10N，方向向左 B6N，方向向右 C2N，方向向左 D零 【答案】D 【解析】木块开始在水平方向受三个力而平衡，则有 f=F1-F2=10-2=8N； 物体处于静止状态，则说明物体受到的最 大静摩擦力大于 8N；撤去 F1 后，外力为 2N，故物体仍能处于平衡，故合力一定是零，D 正确。 5.如图所示，某人为执行一项特殊任务，须从椭球形屋顶半中间位置开始向上缓慢爬行，他在向上爬行的过程中 （） 2 题图 A屋顶对他的支持力变小 B屋顶对他的支持力变大 C屋顶对他的摩擦力变小 D屋顶对他的摩擦力变大 【答案】BC 【解析】由
22、该人受力及平衡条件可知，屋顶对他的支持力等于重力沿垂直于屋顶切线的分力，屋顶对他的静摩擦力 等于重力沿屋顶切线方向上的分力，故 BC 正确。 6.如图所示，质量均为 m 的物体 A 和物体 B，用跨过光滑定滑轮的轻质细绳相连，A 置于倾角=30的固定斜面上， 处于静止状态。现用水平力 F 作用在物体 B 上，缓慢的拉开一小角度，物体 A 一直保持静止，此过程中 A 所受的摩 擦力 A逐渐增大B逐渐减小 C先减少后增大D先增大后减少 【答案】A 【解析】对 A 研究可知，原来细线的拉力大小等于 B 的重力，即 T=mgmgsin，A 原来所受的摩擦力沿斜面向下， 当用水平向右的力 F 缓慢拉物体
23、 A，细线的竖直分力大小等于 A 的重力，所以细线所受拉力的大小一定增大，A 所 受的摩擦力增大 【类型三】滑动摩擦力与静摩擦力的突变与临界 1.物体 A 的质量为 1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为0.2。从 t0 开始物体以一定初速度 v0向 右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力 F1N 的作用，则能反映物体受到的摩擦力 Ff随时间变化的图象是（取向 右为正方向，g10m/s2） （） 【答案】A 【解析】 物块向右滑动过程中所受摩擦力方向向左， 水平拉力也向左， 物体减速运动， 摩擦力的大小为 Ffmg=2N. 当物块的速度减小零，摩擦力的方向立即变为向右，由于拉力 F 的
24、大小小于最大静摩擦力，故物块保持静止状态， 摩擦力突变为静摩擦力，大小与拉力大小相等，故只有 A 图正确。 2.如图所示，横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面 上，F是垂直于斜面BC的推力， 这时物块静止不动。假设物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现将力F增大，以下说法正确 的是（） A物块所受合力增大B物块所受摩擦力增大 C物块仍将静止不动D物块将向下滑动 【答案】BC 【解析】将 F 分解为水平方向上向的分力cosF、竖直向下的分力sinF，在 F 未增加前有fFmgsin， cosFN ，且cosFNf，则一定有cossinFfF，即tan。当 F 增大后，所需摩擦力
25、的增量 sinFf，而最大静摩擦力的增量sincosFFNfm，故物体仍保持静止状态，合力为零，摩擦 力fFmgsin、cosFN 增大，故 BC 正确。 3.如图甲所示，粗糙长木板l的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动， 角逐渐增大的过程中，摩擦力 Ff的大小随角变化最有可能的是图乙中的（） 3 题图 图甲 图乙 【答案】B Ff/ NFf/ N Ff/ N Ff/ N 【解析】当 Ff为静摩擦力时 Ff= mgsin，即按正弦规律变化；当木块滑动后 Ff为动摩擦力，Ff=FN=mgcos， 即按余弦规律变化，B 正确。 4.如图所示，长木板的左端有固定转
26、动轴，靠近木板右端处静止放有一个木块.现将木板的右端提升使木板从水平位 置开始缓慢地逆时针转动.发现当木板的倾角达到 25时，木块开始沿斜面向下滑动.那么在从 0逐渐增大到 40的 过程中，下列说法中正确的是 4 题图 A.木块受的摩擦力先减小后增大 B.木块受的摩擦力先增大后减小 C.木块受的合外力不断增大 D.木块受的合外力始终为零 【答案】B 【解析】在由 025的过程中，木块相对木板静止，F合0，Ffmgsin，Ff随的增大而增大；当由 2540 的过程中，木块相对木板滑动，F合0.F合mgsin mgcos.Ffmgcos，随的增大，Ff减小，F合增大，故 B 正确，A、C、D 均错
27、误. 5.如图甲所示， 绷紧的水平传送带始终以恒定速率 v1运行初速度大小为 v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地 面上的 A 处滑上传送带若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的 vt 图象(以地面为参考系) 如图乙所示已知 v2v1，则 At2时刻，小物块离 A 处的距离达到最大 Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大 C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左 D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 【答案】B 【解析】解析:t1时刻小物块向左运动到速度为零，向左发生的位移最大、离 A 处的距离也达到最大，故 A 错误。 t2时刻前小物块一直相对
28、传送带向左运动，之后与传送带保持相对静止，故 B 正确。如图知，0t2小物块一直相对 传送带向左运动，小物块受恒定向右摩擦力作用，即在 0-t1时间内小物块向左减速受向右的摩擦力作用，在 t1-t2 时间内小物块向右加速运动，受到向右的摩擦力作用，而在 t2t3时间内小物块匀速运动，合力为零，故此时间段 内摩擦力为零，故 CD 错误。 6.把一重为 G 的物体，用一个水平推力 F=kt(k 为恒量，t 为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上（如图所示） ，从 t=0 开始，物体所受到的摩擦力 Ff随时间 t 的变化关系图象是下图中所示的() 【答案】B 【解析】开始时由于推力 F 为零，物体与墙面间没有挤压，则摩擦力为零.物体在重力作用下开始沿竖直墙面下滑， 所以开始时物体与墙之间为滑动摩擦.由 Ff=FN,又 FN=F=kt,所以 Ff=kt， 即 Ff随时间 t 成正比增加.当 Ff增大到等于 G 时，物体具有一定的速度，由于惯性仍然滑行.随着滑行的继续，Ff已大于物体的重力 G，最后静止在墙上，变为 静摩擦力.竖直方向根据二力平衡，得此时 Ff=G.B 正确。
