【期末专题复习】人教版(2019)物理必修1-高一上学期期末专题点拨与训练：第13讲 摩擦力的有无及方向判断

第13讲 摩擦力的有无及方向判断

一、“相对运动”和“相对运动趋势”的概念辨析

注意辨析“相对运动”和“相对运动趋势”的含义：

相对运动：指以接触面为参考系，物体的运动情况；

相对运动趋势：指以接触面为参考系，物体该运动而未运动的情况；

要注意的是判断哪一个物体受不受摩擦力，就要选择与它接触的另一个物体作参考系。

二、摩擦力有无的判断

物体到底受不受摩擦力，要根据摩擦力产生的条件来判断，摩擦力产生的条件有以下几点：（1）物体要相互接触，并相互挤压（即相互间有弹力产生）；（2）接触面不光滑；（3）物体间要有相对运动或相对运动趋势。只有同时具备以上三个条件的物体，才会受到摩擦力的作用，只具备一个或两个条件，物体都不可能受到摩擦力的作用。

三、滑动摩擦力有无的判断

条件判断：两物体相互接触；接触面粗糙；接触面之间有压力且两物体有相对运动。

注意：物体受到滑动摩擦力时，物体不一定是运动的，也可能是静止的，但一定发生了相对运动。

四、静摩擦力有无的判断

（1）条件判断：两物体相互接触；接触面粗糙；接触面之间有压力且两物体有相对运动趋势。

（2）假设法：假设接触面光滑，若物体原先的运动状态改变，说明存在摩擦力；若物体的运动状态保持不变，说明不存在摩擦力。

（3）二力平衡法：根据物体的运动状态，应用二力平衡条件判断摩擦力的有无。

五、滑动摩擦力方向的判断

滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反。由物体的相对运动方向进行判断物体所受摩擦力方向。

六、静摩擦力方向的判断

（1）直接法：对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据静摩擦力的方向沿着接触面，与相对运动趋势的方向相反直接判断。

（2）假设法：可假设接触面光滑，将会看到物体发生相对运动，根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向，从而判断静摩擦力的方向。

（3）受力平衡法：对于受力平衡的物体，分析除静摩擦力外其他力的共同作用效果的方向，则静摩擦力的方向与其他力的共同作用效果的方向相反。

【例题1】如图所示，传送带将物体由低处匀速送往高处，关于物体的受力情况下列说法正确的是（　　）

A．两个力，竖直向下的重力，竖直向上的支持力

B．三个力，竖直向下的重力，垂直皮带向上的支持力，沿皮带向下的静摩擦力

C．三个力，竖直向上的重力，垂直皮带向下的支持力，沿皮带向上的静摩擦力

D．三个力，竖直向下的重力，垂直于皮带向上的支持力，沿皮带向上的静摩擦力

【答案】D

【解析】物体由低处匀速运动到高处，受力平衡，对物体受力分析可知，物体一定受竖直向下的重力，垂直于皮带向上的支持力，沿皮带向上的静摩擦力的作用，在三个力的作用下，物体处于平衡状态，因此这三个力平衡，故D正确，ABC错误。

故选D。

【例题2】如图所示，物体A、B和C叠放在水平面上，水平力为Fb=10N，Fc=5N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止，以下说法正确的是（　　）

A．B对C的摩擦力方向水平向右

B．C与地面的摩擦力大小为5N

C．B与C之间的摩擦力大小为5N

D．A与B的接触面可能是粗糙的

【答案】BD

【解析】AC．以AB整体为研究对象，根据平衡条件得到：fBC=10N，即C对B的摩擦力方向水平向右，则B对C的摩擦力方向水平向左，大小为10N。选项AC错误；

B．以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件得：fC地=Fb -Fc=10N -5N = 5N，地面对C的摩擦力方向水平向右，选项B正确；

D．以A为研究对象，根据平衡条件得到：A对B的静摩擦力大小fAB=0，否则 A水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡，但接触面可能光滑也可能粗糙,选项D正确。

故选BD。

【例题3】如图甲所示，A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右且随时间逐渐增加的力F作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B，B与水平面间的动摩擦因数均为μ，下列说法正确的是（　　）

A．时间内A、B之间的静摩擦力逐渐增加

B．时间内，水平面与B之间为滑动摩擦力

C．时间内A、B之间无摩擦力

D． 时刻，B与水平面之间的摩擦力为2μmg

【答案】CD

【解析】AC．0～t1时间内，B处于静止状态；假设A受到摩擦力作用则传感器会有拉力，而由图可知这段时间传感器没有示数，说明没有拉力，所以A、B之间没有摩擦力，故A错误，C正确；

B．t1～t2时间内，由乙图可知，传感器的拉力逐渐增大，则A受的摩擦力也在逐渐增大，这时A、B相对地面还是处于静止状态，故水平面与B之间为静摩擦力，故B错误；

D．由乙图可知，t2时刻B相对地面滑动，地面所受的正压力大小为，故B与水平面之间的摩擦力为

故D正确。

故选CD。

【例题4】如图所示，只有B物体左面是光滑的，其余各接触面都是粗糙的。如果用水平力F将物体A和B压紧在竖直墙上不动，则物体A受到的摩擦力的情况是（　　）

A．左、右都受向上的摩擦力

B．左侧受向上的摩擦力，右侧受向下的摩擦力

C．左、右都受向下的摩擦力

D．左侧受向下的摩擦力，右侧受向上的摩擦力

【答案】D

【解析】B物体左面是光滑的，说明B左侧只受水平力F的作用，B右侧受到向上的摩擦力，与其重力平衡，A物体左侧受B右侧施加的向下的摩擦力，A还受到向下的重力，则A物体右侧一定受向上的摩擦力，ABC错误，D正确。

故选D。

1．如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平地面上，物体B受到大小为15N、方向水平向右的力F1的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用，三者均处于静止状态，则（　　）

A．物体B对物体A的摩擦力方向水平向右

B．物体C对物体B的摩擦力方向水平向左

C．地面与物体C之间的摩擦力大小为5N

D．地面与物体C之间无摩擦力

【答案】B

【解析】A．因A静止，所以合力为零，隔离A受力分析可知B对A无摩擦力，故选项A错误；

B．因AB整体，所以合力为零，对AB组成的整体受力分析可知C对物体B的摩擦力与F1等大反向，故选项B正确；

CD．因ABC整体静止，所以合力为零，对ABC组成的整体受力分析可知，地面对物体C的摩擦力大小为10N，方向水平向左，故CD错误；

故选B。

2．如图所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止。人和箱子的质量也均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．箱子受到的摩擦力的方向水平向左 B．长木板对地面的压力大于3mg

C．人对长木板的压力大小为mg D．地面对长木板的摩擦力的方向水平向左

【答案】A

【解析】A．箱子在人的推力作用下，有向右运动的趋势，因此箱子受到的摩擦力的方向水平向左；故A正确；

B．人用斜向右下方的力推箱子，对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故长木板对地面的压力等于3mg，故B错误；

C．人用力F向右下方推箱子，根据牛顿第三定律可知，箱子对人施加向左上方的作用力，根据平衡条件，人对长木板的压力大小小于mg，故C错误；

D．把三者看成整体进行受力分析，受重力和支持力，整体在水平方向没有受力，地面对长木板的摩擦力为零，故D错误。

故选A。

3．如图所示，白板水平放置在地面上，在白板上用磁钉吸住-张彩纸， 向右轻轻拉彩纸，未拉动，下列说法正确的是（　　）

A．磁钉受到向右的摩擦力 B．磁钉受到向左的摩擦力

C．白板受到地面向左的摩擦力 D．白板受到地面向右的摩擦力

【答案】C

【解析】AB．对磁钉分析可知，磁钉没有相对彩纸的运动趋势，不受摩擦力，AB错误。

CD．对整体分析可知，整体有向右的运动趋势，故白板受到地面向左的摩擦力，D错误，C正确。

故选C。

4．轮椅分为电动和手动轮椅，是用于伤员、病员、残疾人居家康复、周转运输、就诊、外出活动的重要移动工具。如图是一款手动轮椅，该轮椅共有4个轮子，人用双手推动手轮圈，轮椅向前运动。关于地面对4个轮子的摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．前轮、后轮受到的摩擦力都向前

B．前轮、后轮受到的摩擦力都向后

C．前轮受到的摩擦力向前，后轮受到的摩擦力向后

D．前轮受到的摩擦力向后，后轮受到的摩擦力向前

【答案】D

【解析】因人在后轮用力，则后轮相对地面有向后滑动的趋势，可知后轮受到的摩擦力向前；前轮相对地面有向前运动的趋势，则前轮受到的摩擦力向后。

故选D。

5．如图所示，A、B两个物体质量分别为m1和m2，A与B间动摩擦因数为μ1，B与地面间动摩擦因数为μ2，现用力F拉着A物体向右运动，B保持静止，则关于地面与B之间和AB之间的摩擦力大小和方向，下列说法一定正确的是（　　）

A．地面对B的摩擦力大小为μ2（m1+m2）g，方向水平向左

B．B对A的摩擦力大小为F，方向水平向左

C．B对A的摩擦力大小为μ1m1g，方向水平向左

D．地面对B的摩擦力大小为μ1m1g，方向水平向左

【答案】CD

【解析】BC． A、B间摩擦为滑动摩擦力，则为

fAB=μ1m1g

A相对B向右运动，则B对A的摩擦力方向水平向左，故B错误，故C正确；

AD．由于B静止，合力为0，则地面对B的摩擦力大小等于A对B的滑动摩擦力大小，即为μ1m1g，方向与A对B的摩擦力方向相反即水平向左，故A错误，故D正确。

故选CD。

6．某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平光滑的实验台上固定着一个力传感器，力传感器与一质量为3.5kg的物块用轻绳连接，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉长木板，传感器记录的图像如图乙所示。取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　）

A．当长木板相对物块滑动后，可以向左做匀加速直线运动

B．向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同

C．物块受到的滑动摩擦力大小约为10N

D．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2

【答案】AD

【解析】A．长木板相对物块滑动后，受到的摩擦力大小不变，若拉力不变，则长木板做匀加速直线运动，故A正确；

B．当长木板相对物块滑动前，拉力随时间的变化关系和图乙的相同，但相对滑动后，拉力的大小与物块受到的摩擦力大小无关，故B错误；

C．由题图乙可知，物块受到的最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故C错误；

D．由

可知物块与长木板间的动摩擦因数约为

故D正确。

故选AD。

7．如图所示，A为长木板，在水平面上以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是（　　）

A．若v1>v2，则B所受的滑动摩擦力水平向左

B．若v1>v2，则B所受的滑动摩擦力水平向右

C．若v1<v2，则B所受的滑动摩擦力水平向左

D．若v1<v2，则B所受的滑动摩擦力水平向右

【答案】BC

【解析】AB．若v1>v2，物块B相对木板A水平向左运动，则B所受的滑动摩擦力水平向右，故A错误，B正确；

CD．若v1<v2，物块B相对木板A水平向右运动，则B所受的滑动摩擦力水平向左，故C正确，D错误。

故选BC。

8．如图所示，在水平桌面上放一个重的木块，木块与桌面间的动摩擦因数为0.3。

（1）求木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力大小F；

（2）若再在木块A上加一块重的木块B，B与A之间的动摩擦因数为0.2，求当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，对木块A的水平拉力大小和此时木块B受到木块A的摩擦力大小。

【答案】（1）9N；（2）15N，0

【解析】（1）未放上木块B时，有

桌面对A的摩擦力大小

解得

根据二力平衡条件，拉力大小

（2）加上木块B后，有

桌面对A的摩擦力大小

拉力大小为

由于A、B两木块间无相对运动，也无相对运动趋势，

所以A、B两木块间不产生摩擦力，即B受到的摩擦力