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【典型例题3】(2024·安徽中考)如图所示，一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端，一只质量为10 kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一瞬间细绳突然断了，猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬。若在爬的过程中，木杆始终竖直，猴子与地面的高度一直保持不变，$g$取10 N/kg，则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。
思路导引 若在爬的过程中，木杆始终竖直，猴子与地面的高度一直保持不变，则猴子相对于地面始终处于静止状态，猴子受到的摩擦力的大小等于自身重力的大小，摩擦力的大小为$F_{\mathrm{摩}} = G = mg = 10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 100\ \mathrm{N}$。
答案 100
思路导引 若在爬的过程中，木杆始终竖直，猴子与地面的高度一直保持不变，则猴子相对于地面始终处于静止状态，猴子受到的摩擦力的大小等于自身重力的大小，摩擦力的大小为$F_{\mathrm{摩}} = G = mg = 10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 100\ \mathrm{N}$。
答案 100
答案
100
解析
【解析】
猴子与地面的高度一直保持不变，说明猴子相对于地面处于静止状态，受力平衡。在竖直方向上，猴子受到的重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。根据重力公式$G=mg$，计算猴子的重力：$G=10\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=100\ \mathrm{N}$，因此猴子所受摩擦力的大小等于自身重力，为100N。
【答案】
100
【知识点】
二力平衡的应用；重力的计算
【点评】
本题的关键是判断出猴子相对于地面静止，处于平衡状态，进而利用二力平衡条件和重力公式求解摩擦力大小，考查了对平衡状态和平衡力的理解与应用。
【难度系数】
0.8
猴子与地面的高度一直保持不变，说明猴子相对于地面处于静止状态，受力平衡。在竖直方向上，猴子受到的重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。根据重力公式$G=mg$，计算猴子的重力：$G=10\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=100\ \mathrm{N}$，因此猴子所受摩擦力的大小等于自身重力，为100N。
【答案】
100
【知识点】
二力平衡的应用；重力的计算
【点评】
本题的关键是判断出猴子相对于地面静止，处于平衡状态，进而利用二力平衡条件和重力公式求解摩擦力大小，考查了对平衡状态和平衡力的理解与应用。
【难度系数】
0.8
【典型例题4】如图所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力$F$的作用，$F$的大小与时间$t$的关系和物体的速度$v$与时间$t$的关系如图乙所示，下列说法正确的是()
A.0～2 s，物体未被推动，推力小于摩擦力
B.2～4 s，物体受到的摩擦力方向水平向右
C.2～4 s内和4～6 s内，物体受到的摩擦力大小相等
D.4～6 s，物体向右运动，推力大于摩擦力
思路导引 由$v-t$图像可知，0～2 s，物体没有被推动，处于平衡状态，此时物体受到的摩擦力的大小等于推力的大小，故A错误。2～4 s，物体向右做加速直线运动，物体受到的摩擦力方向水平向左，故B错误。4～6 s，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由二力平衡的条件可知，此时物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力，这两个力大小相等，故D错误。由图像可知，4～6 s内拉力$F = 2\ \mathrm{N}$，由二力平衡的条件可得，滑动摩擦力$F_{\mathrm{摩}} = F = 2\ \mathrm{N}$，物体在2～4 s做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，因为影响滑动摩擦力的因素不变，所以滑动摩擦力的大小等于物体做匀速直线运动时的滑动摩擦力的大小，故C正确。
答案 C
A.0～2 s，物体未被推动，推力小于摩擦力
B.2～4 s，物体受到的摩擦力方向水平向右
C.2～4 s内和4～6 s内，物体受到的摩擦力大小相等
D.4～6 s，物体向右运动，推力大于摩擦力
思路导引 由$v-t$图像可知，0～2 s，物体没有被推动，处于平衡状态，此时物体受到的摩擦力的大小等于推力的大小，故A错误。2～4 s，物体向右做加速直线运动，物体受到的摩擦力方向水平向左，故B错误。4～6 s，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由二力平衡的条件可知，此时物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力，这两个力大小相等，故D错误。由图像可知，4～6 s内拉力$F = 2\ \mathrm{N}$，由二力平衡的条件可得，滑动摩擦力$F_{\mathrm{摩}} = F = 2\ \mathrm{N}$，物体在2～4 s做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，因为影响滑动摩擦力的因素不变，所以滑动摩擦力的大小等于物体做匀速直线运动时的滑动摩擦力的大小，故C正确。
答案 C
答案
C
解析
【解析】
1. 0～2s：由v-t图像可知物体速度为0，处于静止状态，受力平衡，推力大小等于静摩擦力大小，故A错误。
2. 2～4s：物体向右做加速直线运动，摩擦力阻碍物体相对运动，方向水平向左，此时物体受到的是滑动摩擦力，滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定，这两个因素不变，滑动摩擦力大小不变，故B错误。
3. 4～6s：物体做匀速直线运动，受力平衡，推力与滑动摩擦力大小相等，由F-t图像知推力为2N，即滑动摩擦力为2N；2～4s内物体受到的滑动摩擦力与4～6s内的滑动摩擦力大小相等，故C正确。
4. 4～6s：物体匀速运动，推力等于摩擦力，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡条件；滑动摩擦力的影响因素；运动与力的关系
【点评】
本题需结合v-t图像和F-t图像，分析不同时间段物体的运动状态，进而判断受力情况，关键是区分静摩擦力与滑动摩擦力，明确滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关。
【难度系数】
0.6
1. 0～2s：由v-t图像可知物体速度为0，处于静止状态，受力平衡，推力大小等于静摩擦力大小，故A错误。
2. 2～4s：物体向右做加速直线运动，摩擦力阻碍物体相对运动，方向水平向左，此时物体受到的是滑动摩擦力，滑动摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定，这两个因素不变，滑动摩擦力大小不变，故B错误。
3. 4～6s：物体做匀速直线运动，受力平衡，推力与滑动摩擦力大小相等，由F-t图像知推力为2N，即滑动摩擦力为2N；2～4s内物体受到的滑动摩擦力与4～6s内的滑动摩擦力大小相等，故C正确。
4. 4～6s：物体匀速运动，推力等于摩擦力，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
二力平衡条件；滑动摩擦力的影响因素；运动与力的关系
【点评】
本题需结合v-t图像和F-t图像，分析不同时间段物体的运动状态，进而判断受力情况，关键是区分静摩擦力与滑动摩擦力，明确滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关。
【难度系数】
0.6
【典型例题5】“燕山雪花大如席，片片吹落轩辕台。”出自唐代李白的《北风行》。如图所示，重力为$G$的雪花从空中加速飘落，若此过程中雪花所受阻力为$F_{\mathrm{阻}}$，则雪花所受力的合力大小和方向为()
A.$G - F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向上
B.$G + F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向上
C.$G - F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向下
D.$G + F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向下
思路导引 重力为$G$的雪花从空中加速飘落的过程中，阻力方向竖直向上，重力方向竖直向下，两者方向相反，故合力大小$F = G - F_{\mathrm{阻}}$，合力方向竖直向下。故C正确。
答案 C
A.$G - F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向上
B.$G + F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向上
C.$G - F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向下
D.$G + F_{\mathrm{阻}}$，方向竖直向下
思路导引 重力为$G$的雪花从空中加速飘落的过程中，阻力方向竖直向上，重力方向竖直向下，两者方向相反，故合力大小$F = G - F_{\mathrm{阻}}$，合力方向竖直向下。故C正确。
答案 C
答案
C
解析
【解析】
雪花加速飘落过程中，重力$G$方向竖直向下，阻力$F_{\mathrm{阻}}$方向竖直向上，二力方向相反。由于雪花加速下落，说明重力大于阻力，因此合力大小为$F_{\mathrm{合}}=G - F_{\mathrm{阻}}$，合力方向与重力方向一致，即竖直向下。
【答案】
C
【知识点】
同一直线二力合成、力的方向判断
【点评】
本题考查同一直线上反方向二力的合成，需结合物体的运动状态判断合力的大小与方向，解题关键是明确重力和阻力的方向，以及合力与运动状态的对应关系。
【难度系数】
0.7
雪花加速飘落过程中，重力$G$方向竖直向下，阻力$F_{\mathrm{阻}}$方向竖直向上，二力方向相反。由于雪花加速下落，说明重力大于阻力，因此合力大小为$F_{\mathrm{合}}=G - F_{\mathrm{阻}}$，合力方向与重力方向一致，即竖直向下。
【答案】
C
【知识点】
同一直线二力合成、力的方向判断
【点评】
本题考查同一直线上反方向二力的合成，需结合物体的运动状态判断合力的大小与方向，解题关键是明确重力和阻力的方向，以及合力与运动状态的对应关系。
【难度系数】
0.7
