資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
壓軸專題三 摩擦力與二力平衡
【知識梳理】
摩擦力 定義 兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們相對滑動時，在接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力做滑動摩擦力
產(chǎn)生 條件 ①物體間相互接觸并擠壓 ②接觸面粗糙 ③物體間由相對運動或相對運動的趨勢
方向 與物體相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反
分類 靜摩擦力，滑動摩擦力，滾動摩擦力
影響滑動摩擦力大小的因素 ①壓力大小 ②接觸面的粗糙程度 滑動摩擦力大小與接觸面積大小以及速度大小等無關(guān)
增大摩擦方法 ①增大壓力 ②增大接觸面的粗糙程度 ③變滾動為滑動
減小摩擦方法 ①減小壓力 ②減小接觸面的粗糙程度 ③變滑動為滾動 ④使兩個相互接觸的摩擦面彼此分開
二力平衡 平衡狀態(tài) 指物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)
定義 如果物體在兩個力的作用下保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這兩個力平衡
條件 ①作用在同一個物體上 ②大小相等 ③方向相反 ④作用在同一條直線上
注意 二力平衡時上述四個條件必須同時具備，缺一不可
【典題精講】
【例1】如圖所示，某同學(xué)用40N的水平力將一個重10N的物體A壓在豎直墻壁上使其處于靜止?fàn)顟B(tài)，則物體與墻壁間的摩擦力是（　　）
A．40N B．70N C．10N D．30N
【分析】物體在豎直方向上受到豎直向下的重力、豎直向上的摩擦力，由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，二力為平衡力，摩擦力的大小等于重力大小。
【解答】解：物體在豎直方向上受到豎直向下的重力、豎直向上的摩擦力，由于物體靜止，所以受到的重力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，所以物體與墻壁間的摩擦力是10N。
故選：C。
【例2】如圖所示，有兩個相同的梯形物體，它們在力的作用下，以下列三種方式沿相同的水平面運動，下列對不同情況下物體所受摩擦力的比較，正確的是（　　）
A．f丙＞f甲＞f乙 B．f乙＞f丙＞f甲
C．f乙＞f甲＞f丙 D．f甲＞f乙＞f丙
【分析】（1）在接觸面的粗糙程度相同的情況下，壓力越小，物體受到的摩擦力越小。
（2）在壓力相等的情況下，滾動摩擦比滑動摩擦小。
【解答】解：（1）甲、乙兩圖，接觸面的粗糙程度相同，壓力的大小不同，乙圖的壓力大，因此乙圖的摩擦力比甲圖的大，即f乙＞f甲；
（2）甲、丙兩圖，壓力相同，甲圖是滑動摩擦，丙圖是滾動摩擦，相同情況下，滾動摩擦力比滑動摩擦力小，即f甲＞f丙。
綜上分析可知，這三個圖摩擦力大小順序是：f乙＞f甲＞f丙。
故選：C。
【例3】小華用如圖所示的裝置探究二力平衡的條件的實驗，物塊M放在粗糙程度相同的水平桌面上，左右兩端用細線通過滑輪連接著兩個相同的吊盤、小華用它做實驗時發(fā)現(xiàn)：當(dāng)在左盤中放200g的砝碼、右盤中放100g的砝碼時，物塊M可以向左做勻速直線運動。如果盤中的原有砝碼都不變，使物塊M最終可以向右勻速直線運動的方案是（滑輪的摩擦不計）（　　）
A．在右盤中再加200g砝碼
B．在左盤中再加200g砝碼
C．在左盤中再加100g砝碼，在右盤中再加100g砝碼
D．在左盤中再加200g砝碼，在右盤中再加100g砝碼
【分析】首先由受力分析明確物體M受力情況，由M的運動狀態(tài)可判斷M受摩擦力的大小；當(dāng)M運動方向發(fā)生變化時，摩擦力方向同時發(fā)生變化，根據(jù)壓力與接觸面粗糙程度的變化確定摩擦大小變化；最后根據(jù)物體始終受力平衡可求得左側(cè)應(yīng)加砝碼。
【解答】在左盤中放質(zhì)量為200g的砝碼，右盤中放質(zhì)量為100g砝碼時，物體M恰好向左做勻速直線運動，即物體受力平衡，因此物體所受向左的摩擦力與物體受到向右的合力相等，即f＝（0.2kg﹣0.1kg）×10N/kg＝1N；
當(dāng)物體向右運動時，摩擦力方向向左，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，故物體受到摩擦力不變，又因為物體仍然做勻速直線運動，則物體受到向左的摩擦力與物體受到的拉力相等，方向相反，即物體受到的向右的拉力比向左的拉力拉力大1N，即相對于大100g砝碼的重力，因此右盤中的砝碼質(zhì)量比左盤中要多100g，故A正確。
故選：A。
【實戰(zhàn)精練】
【練1】如圖是“竹筷提米”實驗。玻璃杯和米被慢慢提起后，以下說法不正確的是（　　）
A．米對竹筷有壓力
B．米壓的越緊越不容易掉下來
C．手上有油時會更容易捏住
D．杯中倒水后會更不容易掉下
【分析】（1）彈力產(chǎn)生的條件是直接接觸和產(chǎn)生形變；
（2）摩擦力大小的影響因素：壓力大小和接觸面的粗糙程度。
【解答】解：A、將竹筷插入玻璃杯的米中，米和筷子、玻璃杯之間產(chǎn)生壓力，故A正確；
B、米壓的越緊，米對竹筷的壓力越大，摩擦越大，越不容易掉下來，故B正確；
C、手上有油時，接觸面的粗糙程度減小，在壓力一定時，會更不容易捏住，故C不正確；
D、杯中倒水后，米會膨脹，對竹筷的壓力變大，摩擦力越大，所以會更不容易掉下，故D正確。
故選：C。
【練2】如圖所示，在水平地面上，小明用力沿水平方向推木箱，但沒有推動，此時（　　）
A．小明對木箱的推力小于木箱受到的摩擦力
B．小明對木箱的推力等于木箱受到的摩擦力
C．小明對木箱的推力大于木箱受到的摩擦力
D．小明對木箱的推力小于木箱受到的慣性力
【分析】（1）物體靜止或做勻速直線運動時，處于平衡狀態(tài)，所受到的力是一對平衡力；
（2）二力平衡的條件是：作用在同一個物體上，大小相等、方向相反、作用在同一直線上。
【解答】解：ABC、小明在水平地面上沿水平方向推木箱，但沒推動，木箱處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向上受到的推力、摩擦力是一對平衡力，大小相等，故B正確，AC錯誤；
D、慣性不是一種力，而是物體自身的一種性質(zhì)，故D錯誤。
故選B。
【練3】如圖所示，同一長方形木塊放在同一粗糙水平桌面上，甲圖中木塊水平放置、乙圖中木塊豎直放置、丙圖中木塊水平放置并在上面疊加了一鐵塊，甲、乙、丙三種情況下，勻速拉動該木塊所需的拉力分別為F甲、F乙、F丙，下列分析正確的是（　　）
A．F甲＜F乙＜F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＜F乙＝F丙 D．F甲＝F乙＜F丙
【分析】解決此題需掌握：
（1）影響摩擦力大小的因素：壓力大小和接觸面的粗糙程度；
（2）物體做勻速直線運動，受平衡力，平衡力的大小相等。
【解答】解：三種情況下木塊都做勻速直線運動，所以拉力與摩擦力相等；
滑動摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面積的大小無關(guān)，甲、乙壓力大小和接觸面的粗糙程度相同，所以摩擦力相等，則拉力相等；
甲、丙接觸面的粗糙程度相同，丙的壓力大于甲的壓力，所以丙的摩擦力大于甲的摩擦力，得丙的拉力較大。
由上分析知，ABC錯誤，D正確。
故選：D。
【練4】一木塊放在水平桌面上，如圖所示。現(xiàn)用水平推力F將木塊緩慢勻速推動，使其一部分露出桌面（但未傾翻），在此過程中木塊受到的摩擦力變化情況是（　　）
A．不變　　　　B．變小　　　C．變大　　　D．無法確定
【分析】要判斷此過程中木塊受到摩擦力的變化情況，需從滑動摩擦力大小的影響因素進行分析；滑動摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)。
【解答】解：用水平推力F將木塊緩慢勻速推動，使其一部分露出桌面（但未傾翻），在此過程中，桌面受到的壓力大小始終等于木塊的重力，則桌面受到的壓力大小不變，且接觸面的粗糙程度不變，所以木塊受到的摩擦力大小不變。
故選：A。
【練5】機場的傳送帶正在勻速運行，放在水平傳送帶上的行李箱A、B在傳送帶上不打滑。某時刻行李箱A、B運動到如圖所示位置，則它們與傳送帶之間是否存在摩擦力，下列判斷正確的是（　　）
A．A、B均受摩擦力作用
B．A、B均不受摩擦力作用
C．A受摩擦力，B不受摩擦力作用
D．A不受摩擦力，B受摩擦力作用
【分析】物體做勻速直線運動，所受合力為零，抓住合力為零，分析物體所受的力。
【解答】解：由題知，行李箱在傳送帶上兩個不同位置都做勻速運動，
在行李箱A水平傳送帶上，行李箱受重力、支持力，兩個力的合力為零，若再受到摩擦力，不可能與輸送帶一起勻速運動，所以行李箱A不受摩擦力；
行李箱B在轉(zhuǎn)彎傳送帶上，行李箱B運動的方向在變化，受非平衡力，所以行李箱還受向右的靜摩擦力，即行李箱B受摩擦力，故D正確。
故選：D。
【練6】如圖，手握住玻璃瓶保持豎直靜止，下列說法正確的是（　　）
A．瓶受到的摩擦力大于瓶的重力
B．增大手對瓶的握力，瓶受到的摩擦力也增大
C．瓶受到的摩擦力與瓶的重力大小相等
D．手對瓶的握力與瓶的重力二力平衡
【分析】用手握住玻璃瓶保持靜止，處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力；再根據(jù)二力平衡條件：作用在同一個物體上的兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上進行解答。
【解答】解：手握玻璃瓶，玻璃瓶靜止在手中，玻璃瓶受力平衡，在豎直方向上，玻璃瓶受到向下的重力與向上的摩擦力相互平衡，即摩擦力大小等于重力，瓶子重力不變，所受的摩擦力不變，與手對瓶的握力大小無關(guān)，故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
【練7】2022年2月15日，中國選手蘇翊鳴奪得北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺冠軍，他站立在水平領(lǐng)獎臺上時，屬于一對平衡力的是（　　）
A．領(lǐng)獎臺的重力和地面對領(lǐng)獎臺的支持力
B．蘇翊鳴的重力和領(lǐng)獎臺對他的支持力
C．領(lǐng)獎臺對地面的壓力和地面對領(lǐng)獎臺的支持力
D．蘇翊鳴的重力和他對領(lǐng)獎臺的壓力
【分析】處于平衡狀態(tài)的物體受到的力是平衡力；二力平衡的條件：大小相等、方向相反、作用在同一個物體上，作用在同一條直線上。
【解答】解：A、地面對領(lǐng)獎臺的支持力等于領(lǐng)獎臺和蘇翊鳴的總重力，則領(lǐng)獎臺的重力和地面對領(lǐng)獎臺的支持力大小不相等，所以領(lǐng)獎臺的重力和地面對領(lǐng)獎臺的支持力不是一對平衡力，故A錯誤；
B、蘇翊鳴處于平衡狀態(tài)，他的重力和領(lǐng)獎臺對他的支持力符合二力平衡條件，是一對平衡力，故B正確；
C、領(lǐng)獎臺對地面的壓力和地面對領(lǐng)獎臺的支持力是作用在不同物體上的兩個力，所以不是一對平衡力，故C錯誤；
D、蘇翊鳴的重力和他對領(lǐng)獎臺的壓力，是作用在不同物體上的兩個力，且方向相同，所以不是一對平衡力，故D錯誤。
故選：B。
【練8】如圖，一小車停放在斜坡上，則下列說法正確的是（　　）
A．小車受到的重力與斜坡給小車的支持力是一對平衡力
B．小車受到的摩擦力與小車受到的下滑力是一對平衡力
C．斜坡對小車的支持力與小車對斜坡的壓力是一對相互作用力
D．斜坡對小車的支持力與小車對斜坡的壓力是一對平衡力
【分析】二力平衡的條件：大小相等、方向相反、作用在同一個物體上，作用在同一條直線上；
相互作用力的特點：大小相等、方向相反、作用在兩個物體上，作用在同一條直線上。
【解答】解：A、小車受到的重力與斜坡給小車的支持力不在同一直上，所以不是一對平衡力，故A錯誤；
B、小車停放在斜坡上，受到豎直向下的重力、垂直于斜坡向上的支持力、沿斜坡向上的靜摩擦力，沒有下滑力，故B錯誤；
CD、斜坡對小車的支持力與小車對斜坡的壓力分別作用在小車和斜坡上，符合相互作用力的條件，所以是一對相互作用力，不是一對平衡力，故C正確、D錯誤。
故選：C。
【練9】如圖所示，連接在水平桌面上的物塊兩端的輕質(zhì)細繩，分別繞過定滑輪與物體A、B相連，兩細繩恰好在同一水平線上。已知A物體重5N，當(dāng)B物體重2N時，物塊恰好靜止，若細繩與定滑輪之間的摩擦不計，此時物塊受到的摩擦力大小為 　 　N，方向 　 　。
【分析】對物塊受力分析，根據(jù)平衡力求出摩擦力的大小。
【解答】解：由圖可知，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向上受到的合力為0，A對物塊有水平向左的5N的拉力，B對物塊有水平向右的2N的拉力，由于物塊水平方向合力為0，則物塊受到水平向右的摩擦力的作用，摩擦力的大小為：f＝5N﹣2N＝3N。
故答案為：3；水平向右。
【練10】如圖所示，重2N的物體B通過定滑輪沿水平方向拉著重10N的物體A向右做勻速直線運動，此時物體A受到的摩擦力為 　 　N。如果對A物體施加一個水平向左的拉力F，使物體B勻速上升，則拉力F＝　 　N。（不計繩重和繩與輪的摩擦）
【分析】分析物體A受到的力，物體A向右進行勻速直線運動，物體A受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件判斷摩擦力大小。物體A無論水平向左還是水平向右進行勻速直線運動時，壓力不變，接觸面粗糙程度不變，滑動摩擦力不變。
對物體A施加一個水平向左的力時，物體A向左進行勻速直線運動，物體A受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件判斷拉力大小。
【解答】解：物體B通過定滑輪拉著物體A向右進行勻速直線運動，物體A水平方向上受到水平向右2N的拉力和水平向左的滑動摩擦力作用，這兩個力是平衡力，大小相等，所以滑動摩擦力是f＝2N。
對A物體施加一個水平向左的拉力F，使物體B勻速上升，物體A向左進行勻速直線運動，物體A水平方向上受到水平向左的拉力F、水平向右的滑動摩擦力、水平向右的拉力F'＝GB，水平向左的拉力F與水平向右的拉力F'、滑動摩擦力是平衡力，所以F＝F'+f＝2N+2N＝4N。
故答案為：2；4。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑