9.摩擦力的四类突变 —人教版高一暑假综合易错点、易混淆点突破专题讲义

十.摩擦力的四类突变--易错点、易混淆点突破

(一)“静→静”突变

物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。．

1、(多选)如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到一个沿斜面

向上的力F作用，始终处于静止状态，F的大小随时间变化的规律如

图乙所示。则在0～t0时间内物体所受的摩擦力F f随时间t的变化规

律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力F f的正方向)()

答案：BCD

解析：物体在斜面上始终处于平衡状态，沿斜面方向受力平衡方程为：F－mg sin θ＋F f＝0，解得F f＝mg sin θ－F，若初态mg sin θ＝F，则B项正确；若初态mg sin θ>F，则C项正确；若初态mg sin θ

2.(2020·福建三明市质检)如图8所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A处于静止状态．若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g＝10 m/s2)()

A．物体A相对小车向右运动

B．物体A受到的摩擦力减小

C．物体A受到的摩擦力大小不变

D．物体A受到的弹簧的拉力增大

答案：C

解析：由题意得，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力F fm≥5 N，小车加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力F合＝ma＝10 N，可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A受到的摩擦力大小不变，故选项A、B错误，C

正确；物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误．

3．(多选)如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力F f a≠0，b所受摩擦力F f b＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()

A．F f a大小不变B．F f a方向改变

C．F f b仍然为零D．F f b方向向右

答案：AD

解析：剪断右侧绳的瞬间，右侧绳上拉力突变为零，而弹簧对两木块的拉力没有发生突变，与原来一样，所以b相对地面有向左的运动趋势，受到静摩擦力F f b方向向右，C错误、D正确；剪断右侧绳的瞬间，木块a受到的各力都没有发生变化，A正确，B错误．

4．如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是()

A．容器受到的摩擦力不断增大B．容器受到的摩擦力不变

C．水平力F必须逐渐增大D．容器受到的合力逐渐增大

答案：A

解析：因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零，D错误；由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力F f＝m总g，随m总的增大而增大，A正确，B错误；只要m总g≤μF，不增大水平力F也可使容器静止不动，C错误。

(二)“静→动”突变

物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．

1.如图所示，完全相同的A、B两物体放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，每个物体重G＝10 N，设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为F max＝

2.5 N，若对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F，有四位同学将A物体所受到的摩擦力F f A随水平推力F 的变化情况在图中表示出来。其中表示正确的是()

答案：D

解析：推力F由0均匀增大到2.5 N，A、B均未动，而F f A由0均匀增大到2.5 N。推力F由2.5 N增大到5 N，F f A＝2.5 N。推力F由5 N增大到6 N，A处于运动状态，F f A＝μG＝2 N，故D项正确。

2.(2020·达州一模)如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)．关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是()

答案：B

解析：设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为f＝F cos θ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力

N＝G－F sin θ，F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为f＝μN，N减小，则f减小；故A、C、D错误，B正确．

3．(2019·山东临沂市2月检测)如图所示，甲、乙两物块质量相同，静止放在水平地面上．甲、乙之间、乙与地面间的动摩擦因数均相同，现对甲施加一水平向右的由零开始不断增大的水平拉力F(物体间最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则经过一段时间后()

A．甲相对于乙会发生相对滑动

B．乙相对于地面会发生相对滑动

C．甲相对乙不会发生相对滑动

D．甲相对于乙、乙相对于地面均不会发生相对滑动

答案：A

解析：设甲、乙的质量均为m，甲、乙之间以及乙与地面之间的动摩擦因数为μ，则甲、乙之间的最大静摩擦力为：F fmax＝μmg，乙与地面间的最大静摩擦力为：F fmax′＝2μmg，因F fmaxF fmax＝μmg时，甲、乙之间会发生相对滑动，故选项A正确，B、C、D均错误．

4.(多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图9甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是()

A．可求出空沙桶的重力

B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小