高中物理第三章相互作用摩擦力

摩擦力（2）

【学习目标】

1.知道静摩擦力的产生条件，会判断静摩擦力的方向.

2.通过实验探究静摩擦力的大小，掌握静摩擦力的最大值及变化范围.

3.能用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向.

【预习案】

1. 摩擦力产生的条：①________________________；②________________________；

③________________________

2.摩擦力大小的确定：

（1）滑动摩擦力的大小：

（2）静摩擦力的大小：

（3）最大静摩擦力（F m）：静摩擦力达到__________。静摩擦力的取值范围是____________.

静摩擦力的大小与正压力______关，最大静摩擦力的大小与正压力______关，且与正压力成正比.最大静摩擦力一般比滑动摩擦力______些，但在粗略的计算中有时认为两者相等.

3.摩擦力的方向：总是沿着__________，并且跟物体_______________或_______________的方向相反.

【探究案】

一. 静摩擦力有无及方向的判断方法

1．条件判断法

(1)根据摩擦力的产生条件：

(2)根据“摩擦力的方向沿着接触面与相对运动或相对运动趋势的方向相反”判断摩擦力的方向．

2．用假设法判断

假设法，就是假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动．若发生相对运动，则说明物体原来的静止是具有相对运动趋势的静止，且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为物体相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向．

3．用平衡条件判断

有时物体间的相对运动趋势不明显，用假设法也不易判断，但如果物体处于平衡状态，则可由物体的平衡条件来判断是否受静摩擦力及所受静摩擦力的方向．

4．相互作用判断法

若甲对乙有摩擦力，则乙对甲也有摩擦力，并且甲、乙所受摩擦力的方向相反．

当堂检测——有效训练，反馈矫正

例1：判断下列图中物体A是否受静摩擦力作用(A和B相对静止)；若受，判断物体A受的静摩擦力沿什

么方向？

例2：有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图1所示．现用一水平力F作用在乙物体上，甲、乙、丙三个物体仍保持静止，下列说法正确的是( ) A．丙受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左

B．甲受到水平向右的摩擦力作用

C．乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右

D．丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向右

二．摩擦力的计算

例3：质量为2 kg的物体，静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平拉力.

（1）当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力多大？

（2）当拉力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力多大？

（3）此后若将拉力减小为5 N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力多大？

（4）若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力多大？

拓展练习3－1：如图3－3－5所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块重G=6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25.问：

（1）当F=25 N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？

（2）当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？

（3）当F=10 N时木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？

（4）当F=6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？

课后提高与练习：

1.如图3－3－10所示，A为长木板，在水平面以速度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.若是v1=v2，A、B之间无滑动摩擦力

B.若是v1＞v2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力

C.若是v1＜v2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力

D.若是v1＞v2，A受到了B所施加向左的滑动摩擦力

2.用弹簧测力计测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ有如图3－3－11（甲）、（乙）两种装置.

（1）为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动？

（2）若木块A均做匀速运动，图（甲）中A、B间摩擦力是否等于拉力F A?

（3）若A和B的重力分别为100 N和150 N，图（甲）中弹簧测力计读数为60 N（当A被拉动时），F A=110 N，求A、B间的动摩擦因数μ.

（4）若要你选择，你会选择图（甲）还是图（乙）的装置，为什么？

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图表示磁流体发电机的原理：将一束等离子体以速度v喷射入磁感应强度为B的磁场中速度方向水平向里且垂直磁场，在磁场中有两块金属板A、B，板间距离为d，金属板上会聚集电荷，产生电压，不计等离子体重力和电阻，以下说法正确的是

A．流过R的电流方向为从上向下

B．R上电压最终会稳定且等于Bdv

C．其他条件不变，只增大磁感应强度，AB间电势差减小

D．其他条件不变，只增大射入速度，AB间电势差减小

2．小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比n3：n4＝50：1，输电线的总电阻R＝10Ω。某时段全村平均每户用电的功率为200W，该时段降压变压器的输出电压为220V。则此时段( )

A．发电机的输出功率为22kW

B．降压变压器的输入电压为11kV

C．输电线的电流为1100A

D．输电线上损失的功率约为8.26W

3．甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v﹣t图象如图所示，下列对汽车运动状况的描述正确的是（）

A．在第20s末，甲、乙两车相遇

B．若乙车在前，则可能相遇两次

C．在第10s末，乙车改变运动方向

D．在第10s末，甲、乙两车相距150m

4．一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p－图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中( )

A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大

B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小

C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小

D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变

5．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）

A．B．C．D．\

6．如图所示，一个质量为4kg的半球形物体A放在倾角为的斜面B上静止不动.若用通过球心的水平推力F=10N作用在物体上，物体仍静止在斜面上，斜面仍相对地面静止.已知，，取，则（）

A．地面对斜面B的弹力不变

B．物体A对斜面B的作用力增加10N

C．物体A受到斜面B的摩擦力增加8N

D．地面对斜面B的摩擦力增加8N

二、多项选择题

7．如图所示，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在A点以大小为v1的速度射入电场，沿如图轨迹到达B点时速度大小为v2 ，且速度与等势面平行，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（）

A．粒子在A点的动能大于在B点的动能

B．等势面b的电势比等势面c的电势高

C．粒子从A运动到B所用时间为

D．匀强电场的电场强度大小为

8．如图所示，水平传送带两端间的距离为，传送带以速度v沿顺时针运动，一个质量为的小物体以一定的初速度从端滑上传送带，运动到端，此过程中物块先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，物块做匀加速直线运动的时间与做匀速直线运动时间相等，两过程中物块运动的位移之比为2：3，重力加速度为，传送带速度大小不变。下列说法正确的是

A．物块的初速度大小为

B．物块做匀加速直线运动的时间为

C．物块与传送带间的动摩擦因数为

D．整个过程中物块与传动带因摩擦产生的热量为

9．如图所示，在真空中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上极板B接地，现有大量质量均为m，带电荷量为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下极板A的正中央P点。能落到A极板的油滴仅有N滴，且第N＋1滴油滴刚好能飞离电场，假设落到A极板的油滴的电荷量能被极板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则

A．落到A极板的油滴数N＝

B．落到A极板的油滴数N＝

C．第N＋1滴油滴经过电场的整个过程中所增加的动能为

D．第N＋1滴油滴经过电场的整个过程中减少的机械能为

10．如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上．a、b 通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g.则( )

A．a落地前，轻杆对b一直做正功

B．a落地时速度大小为

C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于g

D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg

三、实验题

11．某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系，弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为L1至L6，数据如表；

代表符号L O L X L1L2L3L4L5L6

数值(cm) 25.35 27.35 29.34 31.31 33. 40 35. 35 37. 40 39. 30

(1)如图所示是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与____的差值(填“L0”或“L x”).

(2)由图可知弹簧的劲度系数为___N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为____g (结果保留两位有效数字，重力加速度取10m/s2) .

12．一辆汽车在十字路口等待绿灯，当绿灯亮时汽车以a=3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以v=6 m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车，试问：

（1）汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?最远距离是多大?

（2）当汽车追上自行车时汽车的速度是多大?

四、解答题

13．如图所示，一质量为m的长直木板放在光滑的水平地面上，木板左端放有一质量为km的木块，木块与木板间的动摩擦因数为，在长直木板右方有一坚直的墙．使木板与木块以共同的速度v0向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，设木板足够长，木块始终在木板上．重力加速度为g．求：

（1）碰后，木块与木板第一次相对静止时的速度大小；

（2）木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间；

（3）分析k的取值是如何影响第(2)问中求出的时间的．

14．直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B；平行金属轨道MN、PQ，相距为L，固定在水平面内；电阻为R的金属导体棒ab与平行轨道垂放置，且与轨道接触良好；MP间接有直流电源。闭合开关S，金属导体棒向右运动，通过轻绳竖直提升质量为m的物体，重力加速度为g。忽略一切阻力、导轨的电阻和直流电源的内阻。

(1)求物体匀速上升时，通过导体棒ab的电流大小；

(2)导体棒ab水平向右运动的过程中，同时会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称之为反电动势。设导体棒ab向上匀速提升重物的功率为P出，电流克服反电动势做功的功率为P反，请证明：P出=P反；(解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明) (3)若通过电源连续调节MP间的电压U，物体匀速上升的速度v也将连续变化，直流电动机所具有这种良

好的“电压无极变速”调速性能在许多行业中广泛应用。请写出物体匀速上升的速度v与电压U的函数关系式。

【参考答案】

一、单项选择题

题号 1 2 3 4 5 6

答案 B B B A A A

二、多项选择题

7．ACD

8．BC

9．BCD

10．DB

三、实验题

11．L x 4.9 10

12．（1）2s；6m（2）12m/s

四、解答题

13．（1）（2）（3）由t=知：只由当k＞1时，才能发生两次碰撞;在k＞1的范围内，随着k的增加，时间t越来越小；反之，随着k的减小，时间t越来越大。14．（1）；（2）见解析；（3）

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图所示，两个等量异种点电荷，关于原点O对称放置，下列能正确描述其位于x轴上的电场或电势分布随位置x变化规律正确的是( )

A．B．

C．D．

2．回热式制冷机是一种深低温设备，制冷极限约50 K。某台回热式制冷机工作时，一定量的氦气（可视为理想气体）缓慢经历如图所示的四个过程：已知状态A和B的温度均为27℃，状态C和D的温度均为-133℃，下列判断正确的是_________。

A．气体由状态A到B过程，温度先升高后降低

B．气体由状态B到C过程，内能保持不变

C．气体由状态C到D过程，分子间的平均间距减小

D．气体由状态C到D过程，气体对外做功

E. 气体由状态D到A过程，其热力学温度与压强成正比

3．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。整个系统置于方向水平的匀强电场中。已知静电力常量为k。若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 ( )

A．

B．

C．

D．

4．关于近代物理知识，下列说法正确的是

A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

B．在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子因而光子动量变小

C．原子核衰变时电荷数和质量都守恒

D．现在地球上消耗的能量，绝大部分来自太阳，即太阳内部裂变时释放的核能

5．如图所示的电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是（）

A．a灯变亮，b灯和c灯变暗

B．a灯和c灯变亮，b灯变暗

C．a灯和c灯变暗，b灯变亮

D．a灯和b灯变暗，c灯变亮

6．下列说法正确的是( )

A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大

二、多项选择题

7．中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一。在楷书笔画中，长横的写法要领如下；起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则在向右行笔的过程中

A．镇纸受到向左的摩擦力

B．毛笔受到向左的摩擦力

C．白纸只受到向右的摩擦力

D．桌面受到向右的摩擦力

8．如图所示，甲、乙两颗人造卫星在各自的椭圆轨道上绕地球运行，两轨道相切于P点．不计大气阻力，下列说法正确的有( )

A．甲的机械能一定比乙的大

B．甲的运行周期比乙的大

C．甲、乙分别经过P点的速度大小相等

D．甲、乙分别经过P点的加速度大小相等

9．质量的小球以的初速度沿水平方向抛出，小球距离地面的高度是

（），下面说法正确的是

A．小球落地时速度大小是

B．小球在落地时重力的瞬时功率为

C．小球在空中运动过程中，任意相等时间内小球动能变化相等

D．小球在空中运动过程中，任意相等时间内小球动量变化相等

10．如右图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先由A拉到C点再回到B点.则这两次过程中

A．重力势能改变量相等B．弹簧的弹性势能改变量相等

C．摩擦力对物体做的功相等D．弹簧弹力对物体做功相等

三、实验题

11．半径R=1m的四分之一圆弧轨道下端与一水平轨道连接，水平轨道离地面高度h=0.8 m，如图所示，有一质量m=1.0 kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下，经过水平轨道末端B，滑块最终落在地面上C点。经测量得x=1.6 m（g取10 m/s2）试求：

(1)不计空气阻力，滑块落在地面上时速度v c多大？

(2)滑块在AB轨道上滑行时克服摩擦力做功多少？

12．在“探究小车速度随时间变化规律”实验中：

(1)某同学采用如图甲所示的装置进行试验，_________平衡摩擦力，_________测量小车的质量。(均选填“需要”或“不需要”)

(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出第3个计数点的瞬时速度为________m/s ，小车的加速度为

________m/s2（结果保留三位有效数字）。

四、解答题

13．如图甲所示，光滑曲面轨道固定在竖直平面内，下端出口处在水平方向上。一平板车静止在光滑水平地面上，右端紧靠曲面轨道，平板车上表面恰好与曲面轨道下端相平。一质量为的小物块从曲面轨道上某点由静止释放，初始位置距曲面下端高度。物块经曲面轨道下滑后滑上平板车，最终没有脱离平板车。平板车开始运动后的速度图象如图乙所示，重力加速度。求：

（1）根据图乙写出平板车在加速过程中速度与时间的关系式；

（2）平板车的质量；

（3）物块与平板车间的动摩擦因数。

14．如图所示，导热性能良好的气缸开口向上，用轻质活塞封闭体积为V0的理想气体，外界大气压强为

p0，轻质活塞横截面积为S，与气缸之间的摩擦不计．现在活塞上面加砂子，使活塞缓慢下移，当砂子总质量为m时活塞静止在某一位置，此过程中外界对气体做的总功为W.重力加速度为g，环境温度不变．求：

①该位置气体的体积；

②此过程中气体放出的热量．

【参考答案】

一、单项选择题

题号 1 2 3 4 5 6

答案 A A B B B D

二、多项选择题

7．BD

8．BD

9．AD

10．ABD

三、实验题

11．(1)m/s (2)2J

12．不需要不需要 0.611m/s 2.00m/s2四、解答题

13．（1）（2）（3）

14．①②－W