高考物理中常見摩擦力考題及解析

包長忠

【關(guān)鍵詞】高中物理;摩擦力;解題

1 推斷是否受到摩擦力問題

例1 在棋類的比賽中有專門講解棋子步驟的棋盤，它是豎直放置的，在這個棋盤上的棋子可以隨意移動但不會因為是豎直放置而掉落下來（棋盤和棋子都是由磁性材料制成的），下列選項中屬于棋子不掉落下來原因的是（ ）

（A）受到的重力很小可忽略不計.

（B）和棋盤間存在很大的吸引力.

（C）受到棋盤對它向上的摩擦力.

（D）受到的空氣的浮力等于重力.

解析 因為棋盤和棋子都是由磁性材料制成的，此時棋子共受到四個力的作用：重力、磁鐵吸引力、棋盤支持力、靜摩擦力.重力與靜摩擦力平衡，吸引力與支持力平衡，此時合力為零，物體保持靜止，不會掉下來.故棋子不掉下來的原因是受到棋盤對它豎直向上的摩擦力.故選（C）.

例2 如圖1所示，下面的長木板為A ，以速度v1 在水平面上向右運(yùn)動，物塊B 則以速度v2 在木板A 的上面做同向運(yùn)動，以下選項正確的是（ ）

（A）如果v=v，長木板A 與物塊B 之間不存在滑動摩擦力.

（B）如果v >v，物塊B 對長木板A 施加了一個向右的滑動摩擦力.

（C）如果v1

（D）如果v >v，長木板A 對物塊B 施加了一個向左的滑動摩擦力.

解析 假如v=v，則A 、B 相對靜止，A 、B 之間無滑動摩擦力，故選項（A）正確.假如v>v，則A 相對B 向右運(yùn)動，故B 對A 施加向左的滑動摩擦力，選項（B）（D）錯誤.

2 推斷摩擦力大小問題

例3 如圖2所示，有一個木塊A 的重力為GA=20N，有一個木塊B 的重力為GB =10N，在大木塊A 上施加一個水平推力F，木塊A 與豎直墻面接觸，木塊A 和木塊B 一起沿墻面勻速向下滑動，在推力F 保持不變時，取走木塊B，此時再在木塊A 的下方施加一個力F1，使木塊A 恰好向上做勻速直線運(yùn)動，求此時F1 的大小為（ ）

（A）20N. （B）40. （C）50N. （D）60N.

解析 物體A 和B 勻速下滑時，木塊A 與木塊B 組成的整體處于平衡狀態(tài)，受豎直向下的重力G=G +G=20+10=30N，由平衡條件，得受到豎直向上的摩擦力：f =G =30N，才能合力為零，保持靜止.將木塊B 取走，在木塊A 下方施加一個力F1，木塊A 向上做勻速直線運(yùn)動時，這時木塊A 受到豎直向下的重力G =20N，由于壓力F 不變，以及接觸面的粗糙程度不變，所以，木塊A 受到的摩擦力不變，摩擦力大小依然為f =30N，方向豎直向下，由于木塊A 在豎直方向上受力平衡（豎直向下的重力和豎直向下的摩擦力平衡），故豎直向上的力F1=G +f =20+30=50N.

例4 如圖3所示，在μ =0.2的粗糙水平面上放置一個質(zhì)量M =2kg的木塊，用一條細(xì)繩繞過定滑輪和一只m =0.1kg的桶相連（細(xì)繩質(zhì)量不計），已知：M 受到的最大靜摩擦力F =4.5N，g 取10N/kg，在下面四種情況下，求出M 所受到的摩擦力大小.

（1）M 處于靜止?fàn)顟B(tài)時，只掛m0;

（2）只掛m 但在M 上再放一個M'=3kg的物體時;

（3）只在桶內(nèi)加入m =0.33kg的砂子時;

（4）只在桶內(nèi)加入m=0.5kg的砂子時.

解析 （1）因為mg=1N<Fmax，M 處于靜止?fàn)顟B(tài)，受靜摩擦力作用，由二力平衡得F=mg=1N.

（2）在M 上再放一個M'=3kg的物體，M 仍靜止，仍受靜摩擦力F =F =mg =1N.

（3）因為（m+m）g=4.3N<Fmax，故M 處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受靜摩擦力F=（m+m）g=4.3N.

（4）因為（m +m）g =6N >Fmax，故物體運(yùn)動，受到滑動摩擦力作用，所以F4 =F =μMg=4N.

3 推斷摩擦力方向問題

例5 如圖4所示，將一個重為40N 的木塊放在水平地面上，物體在受到F1 =13N和F2 =6N的水平力的作用下靜止不動，水平地面與木塊之間的動摩擦因數(shù)μ =0.2.假設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，求下面三種情況的摩擦力大小以及方向.

（1）在F1 與F2 的作用下，木塊受到摩擦力的大小與方向;

（2）假設(shè)撤去力F，木塊受到的摩擦力的大小和方向;

（3）假設(shè)撤去力F，木塊受到的摩擦力大小和方向.

（3）撤去F，由于F>f，所以木塊會向左運(yùn)動，它所受的摩擦力為滑動摩擦力為， f =μG =8N，其方向水平向右.

例6 如圖5所示的皮帶傳送裝置，甲是主動輪，乙是從動輪，在傳運(yùn)過程中皮帶不打滑，兩輪邊緣上的兩點分別為P 、Q，選出正確的選項（ ）

（A）輪轉(zhuǎn)動的方向均與P 、Q 兩點的摩擦力方向相反.

（B）甲輪的轉(zhuǎn)動方向與P 點的摩擦力方向相

反，且乙輪的轉(zhuǎn)動方向與Q 點的摩擦力方向相同.

（C）甲輪的轉(zhuǎn)動方向與P 點的摩擦力方向相

同，且乙輪的轉(zhuǎn)動方向與Q 點的摩擦力方向相反.

（D）輪轉(zhuǎn)動的方向均與P 、Q 兩點的摩擦力方向相同.

解析 首先確定主動輪或從動輪，甲為主動輪，甲會先開始轉(zhuǎn)動，因此皮帶會阻礙甲的轉(zhuǎn)動，所

以甲轉(zhuǎn)動方向與輪受到的摩擦力方向相反.排除（C）（D）選項.從動輪為乙，因為受到皮帶對它的摩擦力作用，所以乙轉(zhuǎn)動時，摩擦力為動力，輪轉(zhuǎn)動的方向與乙轉(zhuǎn)動方向相同，排除（A）選項，（B）選項正確.答案選（B）.

4 結(jié)語

摩擦力是高考物理考查的重點及難點，教師在日常的教學(xué)中要仔細(xì)閱讀題干信息，作好受力分析圖示，用最簡便的方法得出正確的答案是教師和學(xué)生的目標(biāo).因此，作好相關(guān)試題的解析工作，不同情況具體分析是提升學(xué)生解題技巧的關(guān)鍵.