《摩擦力的“突变”模型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《摩擦力的“突变”模型（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摩擦力的“突变”模型“静静”突变物体在摩擦力和其他力的作用下处于静 止状态，当作用在物体上的其他力的合力发 生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则 物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突 变【典例 1】 一木块放在水平桌面上， 在水平方向共受到三个力即行、F2和摩擦力 的作用，木块处于静止状态，如图 2210 所示，其中行=10 N, F=2 N,若撤去行, 则木块受到的摩擦力为 ()A. 10 N,方向向左B. 6 N,方向向右C. 2 N,方向向右D. 0/Z解析 当物体受F、F及摩擦力的作用12 而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所 受的摩擦力的大小为8 N,可知最大静摩擦 力F $8
2、 N.当撤去力F后，F =2 NF ,fmax 1 2 fmax 物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体 所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与 作用在物体上的F等大反向.C正确.2答案 C即学即练 1 如图 2211 所示,轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板 上.先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸 状态.缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增 大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这 个过程中,物块 P 所受静摩擦力的大小变化情况是A. 先保持不变B. 一直增大C. 先增大后减小D. 先减小后增大解析 本题考查共点力的动态平衡问 题.对物块进行受力分析可知,由于初始状 态弹簧被拉伸,所以物块
3、受到的摩擦力水平 向左,当倾角逐渐增大时,物块所受重力在 斜面方向的分力逐渐增大,所以摩擦力先逐 渐减小,当弹力与重力的分力平衡时,摩擦 力减为 0；当倾角继续增大时,摩擦力向上 逐渐增大，故选项D正确.答案 D“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.【典例2】 如图2212 所示,在平 板与水平面间的夹角0逐渐变大的过程中， 分析木块 m 受到的摩擦力的情况.解析当0角较小时，木块静止不动，木块受到静摩擦力F静的作用，静摩静擦力F与物体的重力G在沿斜面上的分静力Gsin 0是一对平衡力，故
4、F =Gsin 0,静0变大，则F =Gsin 0变大.静当角达到一个确定的值00时，木 块恰好匀速运动，这时木块受到滑动摩擦 力 F 的作用滑利用受力平衡得F =Gsin 00滑0利用公式得F = “Geos 00滑0两式联立得“ = tan 00当00后，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，则F滑=“ Geos 3故当e继续变大时，物体受到的滑动摩 擦力减小了.当3 =90。时，物体受到的滑动摩擦力 等于0.答案 见解析即学即练 2 在探究静摩擦力变化的规 律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，特设 计了如图 2213 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
5、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 定滑轮系一只空沙桶（调节滑轮可使桌面上 部细绳水平），整个装置处于静止状态.实验 开始时打开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，下列说法正确的是力也等于2 N，A对；t = 50 s时刻摩擦力达 到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N,同时 小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静 摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为 3 N的滑动摩
6、擦力，B、C正确；此后由于沙 和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N,故 50 s后小车将加速运动，D错.答案 ABC“动静”突变在摩擦力和其他力作用下，做减速运动 的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力 作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力.【典例 3】 如图 2214 所示，质量 为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数=O.2，从t = 0开始以初速度v沿水平地面向0右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用，取g=10 m/s2，向右为正方向， 该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是 （最大静摩擦力等于滑动摩擦力）.J7N11 I I I I I I I I I0 10 20
7、30 40 50 60 70 80 90乙4 i- -i- + -i- -t -1- h -1- -i- +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C. 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦 力的大小D. 可判断第50秒后小车做匀速直线运 动（滑块仍在车上）解析t = 0时刻，传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为 2N,由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重BCD即学即练 3 如图 2215 所示，把一 重为G的物体，用一水平方向的推力F=kt (k 为恒量，t为时间)压在竖直 的足够高的平整墙上，从t =0开始物体所受的摩擦力 Ff随t的变化关系是下图 中的 ()解析 物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力F的作用.由于F从零开始均匀增大, ff开始一段时间FG，物f体向下做减速运动，直至减速为零.在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为FF=p F=p kt,即FfNf与t成正比，是一条过原点的倾斜直线.当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小F=G,所以物体静止后f的图线为平行于t轴的线段.正确答案为B.答案 B
