1 [2025 陕西西安期末,中]如图所示,人通过旋转传统石磨的磨盘来碾压谷物。下列操作中,主要是为了增大摩擦的是 (

A.定期凿刻保持磨盘表面纹路清晰
B.减轻上方磨盘的质量
C.向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑
D.在两磨盘中间加上若干滚珠
A
)A.定期凿刻保持磨盘表面纹路清晰
B.减轻上方磨盘的质量
C.向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑
D.在两磨盘中间加上若干滚珠
答案
1. A 【解析】定期凿刻保持磨盘表面纹路清晰,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故A正确;减轻上方磨盘的质量会减小压力,是在接触面的粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦,故B错误;向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑,是通过让接触面分离来减小摩擦,故C错误;在两磨盘中间加上若干滚珠,变滑动摩擦为滚动摩擦,会减小摩擦,故D错误。故选A。
解析
【分析】
这道题考察摩擦力相关知识的实际应用,解题时首先要回忆摩擦力大小的影响因素,以及对应的增大、减小摩擦的常见方法:摩擦力大小由压力大小和接触面粗糙程度决定,增大摩擦可通过增大压力、增大接触面粗糙程度实现;减小摩擦可通过减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面彼此分离实现。之后逐个对照选项,判断每个操作对应的摩擦变化效果,选出符合“增大摩擦”要求的选项即可。
【解析】
我们逐一分析各选项:
A. 定期凿刻保持磨盘表面纹路清晰,是在压力一定的前提下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,符合题意;
B. 减轻上方磨盘的质量,会减小磨盘对下方接触面的压力,在接触面粗糙程度不变时,通过减小压力来减小摩擦,不符合题意;
C. 向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑,会在转轴接触面之间形成油膜,让两个接触面彼此分离,起到减小摩擦的作用,不符合题意;
D. 在两磨盘中间加上若干滚珠,是将原本的滑动摩擦转换为滚动摩擦,能够减小摩擦,不符合题意。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
增大摩擦的方法
减小摩擦的方法
【点评】
本题结合传统石磨的生活实际场景命题,将物理知识和传统生产生活场景结合,考察对摩擦力增减方法的辨析,属于基础应用型题目,只要能准确区分各类增减摩擦的原理,就可以顺利选出正确答案,易错点是混淆不同减小摩擦操作对应的原理。
【难度系数】
0.7
这道题考察摩擦力相关知识的实际应用,解题时首先要回忆摩擦力大小的影响因素,以及对应的增大、减小摩擦的常见方法:摩擦力大小由压力大小和接触面粗糙程度决定,增大摩擦可通过增大压力、增大接触面粗糙程度实现;减小摩擦可通过减小压力、减小接触面粗糙程度、变滑动为滚动、使接触面彼此分离实现。之后逐个对照选项,判断每个操作对应的摩擦变化效果,选出符合“增大摩擦”要求的选项即可。
【解析】
我们逐一分析各选项:
A. 定期凿刻保持磨盘表面纹路清晰,是在压力一定的前提下,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,符合题意;
B. 减轻上方磨盘的质量,会减小磨盘对下方接触面的压力,在接触面粗糙程度不变时,通过减小压力来减小摩擦,不符合题意;
C. 向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑,会在转轴接触面之间形成油膜,让两个接触面彼此分离,起到减小摩擦的作用,不符合题意;
D. 在两磨盘中间加上若干滚珠,是将原本的滑动摩擦转换为滚动摩擦,能够减小摩擦,不符合题意。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
增大摩擦的方法
减小摩擦的方法
【点评】
本题结合传统石磨的生活实际场景命题,将物理知识和传统生产生活场景结合,考察对摩擦力增减方法的辨析,属于基础应用型题目,只要能准确区分各类增减摩擦的原理,就可以顺利选出正确答案,易错点是混淆不同减小摩擦操作对应的原理。
【难度系数】
0.7
2 [2024 江苏苏州模拟,中]如图所示,橡胶垫平铺在水平地面上,小明在垫上训练中考体测项目——立定跳远,训练中橡胶垫始终保持静止状态。在他发力向前起跳时 (

A.橡胶垫对地面有向后的摩擦力
B.小明对橡胶垫有向前的摩擦力
C.地面对橡胶垫的摩擦力小于小明对橡胶垫的摩擦力
D.地面对橡胶垫的摩擦力大于小明对橡胶垫的摩擦力
A
)A.橡胶垫对地面有向后的摩擦力
B.小明对橡胶垫有向前的摩擦力
C.地面对橡胶垫的摩擦力小于小明对橡胶垫的摩擦力
D.地面对橡胶垫的摩擦力大于小明对橡胶垫的摩擦力
答案
2. A 【解析】小明发力向前起跳时向后蹬橡胶垫,脚有向后运动的趋势,因此脚受到的摩擦力向前,小明的脚对橡胶垫有向后的摩擦力,橡胶垫相对于地面有向后运动的趋势,故地面对橡胶垫有向前的摩擦力,橡胶垫对地面有向后的摩擦力,故A正确,B错误;静止的物体受力平衡,橡胶垫静止,则橡胶垫受到的地面对其的摩擦力和小明对其的摩擦力二力平衡,二力大小相等,故C、D错误。故选A。
解析
【分析】
我们可以分两步梳理解题思路:第一步先判断摩擦力的方向:小明要向前起跳,会向后蹬橡胶垫,此时脚相对于橡胶垫有向后的运动趋势,根据静摩擦力方向与相对运动趋势相反的规律,橡胶垫对小明脚的摩擦力向前,再结合作用力与反作用力的特点,就能推出小明对橡胶垫的摩擦力方向,进而推出橡胶垫相对地面的运动趋势,得到地面对橡胶垫、橡胶垫对地面的摩擦力方向。第二步判断摩擦力的大小:题目明确说明橡胶垫始终保持静止,处于平衡状态,水平方向橡胶垫仅受到小明对它的摩擦力、地面对它的摩擦力两个力,二力平衡,因此两个力大小相等,最后逐一核对选项即可得到正确结果。
【解析】
1. 分析摩擦力方向:
小明发力向前起跳时向后蹬橡胶垫,脚相对于橡胶垫有向后的运动趋势,因此橡胶垫对小明的脚的静摩擦力向前,作为小明向前起跳的动力。根据作用力与反作用力的关系,小明的脚对橡胶垫的静摩擦力方向向后,因此橡胶垫相对于地面有向后的运动趋势,地面对橡胶垫的静摩擦力方向向前,再根据作用力与反作用力的关系,橡胶垫对地面的静摩擦力方向向后。由此可知选项A正确,选项B错误。
2. 分析摩擦力大小:
橡胶垫始终保持静止,处于平衡状态,水平方向上橡胶垫仅受到小明对它向后的摩擦力、地面对它向前的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小完全相等,因此选项C、D错误。
综上,本题选A。
【答案】
A
【知识点】
静摩擦力方向判断
二力平衡条件
作用力与反作用力
【点评】
本题属于静摩擦力分析的中等难度题型,易错点在于容易混淆人、橡胶垫两个不同研究对象的受力,错误判断蹬地过程的摩擦力方向,或是误以为起跳瞬间橡胶垫有运动趋势就会出现受力不等的情况,解题时要注意明确研究对象,只要物体保持静止,就满足平衡条件,同一直线上的平衡力必然大小相等。
【难度系数】
0.6
我们可以分两步梳理解题思路:第一步先判断摩擦力的方向:小明要向前起跳,会向后蹬橡胶垫,此时脚相对于橡胶垫有向后的运动趋势,根据静摩擦力方向与相对运动趋势相反的规律,橡胶垫对小明脚的摩擦力向前,再结合作用力与反作用力的特点,就能推出小明对橡胶垫的摩擦力方向,进而推出橡胶垫相对地面的运动趋势,得到地面对橡胶垫、橡胶垫对地面的摩擦力方向。第二步判断摩擦力的大小:题目明确说明橡胶垫始终保持静止,处于平衡状态,水平方向橡胶垫仅受到小明对它的摩擦力、地面对它的摩擦力两个力,二力平衡,因此两个力大小相等,最后逐一核对选项即可得到正确结果。
【解析】
1. 分析摩擦力方向:
小明发力向前起跳时向后蹬橡胶垫,脚相对于橡胶垫有向后的运动趋势,因此橡胶垫对小明的脚的静摩擦力向前,作为小明向前起跳的动力。根据作用力与反作用力的关系,小明的脚对橡胶垫的静摩擦力方向向后,因此橡胶垫相对于地面有向后的运动趋势,地面对橡胶垫的静摩擦力方向向前,再根据作用力与反作用力的关系,橡胶垫对地面的静摩擦力方向向后。由此可知选项A正确,选项B错误。
2. 分析摩擦力大小:
橡胶垫始终保持静止,处于平衡状态,水平方向上橡胶垫仅受到小明对它向后的摩擦力、地面对它向前的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小完全相等,因此选项C、D错误。
综上,本题选A。
【答案】
A
【知识点】
静摩擦力方向判断
二力平衡条件
作用力与反作用力
【点评】
本题属于静摩擦力分析的中等难度题型,易错点在于容易混淆人、橡胶垫两个不同研究对象的受力,错误判断蹬地过程的摩擦力方向,或是误以为起跳瞬间橡胶垫有运动趋势就会出现受力不等的情况,解题时要注意明确研究对象,只要物体保持静止,就满足平衡条件,同一直线上的平衡力必然大小相等。
【难度系数】
0.6
3 [中]如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同($m_{P}<m_{Q}$)的两个木块,按照甲、乙、丙、丁四种方式放置,分别在水平力$F_{1}$、$F_{2}$、$F_{3}$和$F_{4}$的作用下,做匀速直线运动,则下列关系式正确的是 (

A.$F_{1}>F_{2}$
B.$F_{2}>F_{3}$
C.$F_{3}>F_{4}$
D.$F_{3}=F_{4}$
D
)A.$F_{1}>F_{2}$
B.$F_{2}>F_{3}$
C.$F_{3}>F_{4}$
D.$F_{3}=F_{4}$
答案
3. D 【解析】物体与接触面间的滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和接触面所受的压力有关,在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大,滑动摩擦力越大。甲、乙两图中,因$m_{P}<m_{Q}$,则$G_{P}<G_{Q}$,所以两个木块对水平面的压力$F_{P}<F_{Q}$,接触面粗糙程度相同,则木块Q所受摩擦力大,又因两木块做匀速直线运动,受力平衡,则所需推力$F_{1}<F_{2}$,故A错误;乙、丙两图中,接触面粗糙程度相同,丙图中水平面受到的压力大,则丙图中木块Q所受摩擦力大,乙、丙两图中的木块做匀速直线运动时,所需推力$F_{3}>F_{2}$,故B错误;丙、丁两图中,压力大小和接触面的粗糙程度都相同,则P、Q整体受到的摩擦力大小相同,丙、丁两图中的木块做匀速直线运动,受力平衡,故$F_{3}=F_{4}$,故C错误,D正确。故选D。
解析
【分析】
解题时首先要明确两个核心规律:一是滑动摩擦力的大小只与接触面粗糙程度、接触面受到的压力大小有关,和接触面积大小无关;二是做匀速直线运动的物体水平方向受力平衡,推力大小等于滑动摩擦力大小。接下来我们逐个对比四组放置的总压力:已知$m_P<m_Q$,可得$G_P<G_Q$,先对比甲、乙的压力得到$F_1$和$F_2$的关系,再对比乙、丙的总压力得到$F_2$和$F_3$的关系,最后对比丙、丁的总压力和接触面粗糙程度,就能得到$F_3$和$F_4$的关系,逐一排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
滑动摩擦力的计算公式为$f=μ N$,其中$μ$为接触面的动摩擦因数,本题中所有接触面粗糙程度相同,因此$μ$处处相等,$N$为物体对水平面的正压力,等于放置在水平面上的物体总重力。由于四个场景下物体都做匀速直线运动,水平方向二力平衡,因此推力大小等于滑动摩擦力大小:
1. 对比甲、乙:甲中压力$N_1=G_P$,乙中压力$N_2=G_Q$,已知$m_P<m_Q$,因此$G_P<G_Q$,可得$f_1=μ G_P < f_2=μ G_Q$,即$F_1<F_2$,选项A错误。
2. 对比乙、丙:乙中压力$N_2=G_Q$,丙中压力$N_3=G_P+G_Q$,显然$N_3>N_2$,可得$f_3=μ(G_P+G_Q) > f_2=μ G_Q$,即$F_3>F_2$,选项B错误。
3. 对比丙、丁:丙和丁中,水平面受到的总压力都等于$G_P+G_Q$,且接触面粗糙程度完全相同,因此整体受到的滑动摩擦力大小相等,即$f_3=f_4$,结合二力平衡可得$F_3=F_4$,选项C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑动摩擦力影响因素,二力平衡
【点评】
本题是滑动摩擦力的典型基础题,核心考点是纠正“接触面积越大摩擦力越大”的常见错误认知,只要牢记滑动摩擦力仅由压力和粗糙程度决定,结合匀速运动的二力平衡条件就能顺利推导,属于力学受力分析的常规考察题型。
【难度系数】
0.6
解题时首先要明确两个核心规律:一是滑动摩擦力的大小只与接触面粗糙程度、接触面受到的压力大小有关,和接触面积大小无关;二是做匀速直线运动的物体水平方向受力平衡,推力大小等于滑动摩擦力大小。接下来我们逐个对比四组放置的总压力:已知$m_P<m_Q$,可得$G_P<G_Q$,先对比甲、乙的压力得到$F_1$和$F_2$的关系,再对比乙、丙的总压力得到$F_2$和$F_3$的关系,最后对比丙、丁的总压力和接触面粗糙程度,就能得到$F_3$和$F_4$的关系,逐一排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
滑动摩擦力的计算公式为$f=μ N$,其中$μ$为接触面的动摩擦因数,本题中所有接触面粗糙程度相同,因此$μ$处处相等,$N$为物体对水平面的正压力,等于放置在水平面上的物体总重力。由于四个场景下物体都做匀速直线运动,水平方向二力平衡,因此推力大小等于滑动摩擦力大小:
1. 对比甲、乙:甲中压力$N_1=G_P$,乙中压力$N_2=G_Q$,已知$m_P<m_Q$,因此$G_P<G_Q$,可得$f_1=μ G_P < f_2=μ G_Q$,即$F_1<F_2$,选项A错误。
2. 对比乙、丙:乙中压力$N_2=G_Q$,丙中压力$N_3=G_P+G_Q$,显然$N_3>N_2$,可得$f_3=μ(G_P+G_Q) > f_2=μ G_Q$,即$F_3>F_2$,选项B错误。
3. 对比丙、丁:丙和丁中,水平面受到的总压力都等于$G_P+G_Q$,且接触面粗糙程度完全相同,因此整体受到的滑动摩擦力大小相等,即$f_3=f_4$,结合二力平衡可得$F_3=F_4$,选项C错误,D正确。
【答案】
D
【知识点】
滑动摩擦力影响因素,二力平衡
【点评】
本题是滑动摩擦力的典型基础题,核心考点是纠正“接触面积越大摩擦力越大”的常见错误认知,只要牢记滑动摩擦力仅由压力和粗糙程度决定,结合匀速运动的二力平衡条件就能顺利推导,属于力学受力分析的常规考察题型。
【难度系数】
0.6
4 [2025 四川泸州中考,中]小复周末参加家庭劳动。如图甲所示,他用抹布向左擦拭桌面时,抹布受到桌面的摩擦力方向向

右
,为了擦干净桌面上一小团"顽固"污渍,他加大了向下的压力,这是为了增大
摩擦;如图乙所示,他用50 N的水平推力推重为300 N的餐桌,没推动,此时餐桌受到的摩擦力大小为50
N。答案
4. 右 增大 50 【解析】当小明用抹布向左擦拭桌面时,抹布相对桌面向左运动,故抹布受到桌面的摩擦力方向是向右的;为了擦干净桌面上一小团"顽固"污渍,他加大了向下的压力,这是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦;小明用50 N的水平推力推重为300 N的餐桌,但没有推动,即此时餐桌处于平衡状态,此时餐桌所受的推力和摩擦力是一对平衡力,故这两个力大小相等,所以摩擦力大小是50 N。
解析
【分析】
我们可以分三步逐步推导这道题:第一步判断抹布受到的摩擦力方向,摩擦力的核心作用是阻碍物体的相对运动,先确定抹布相对于桌面的运动方向是向左,那么阻碍这个相对运动的摩擦力方向就和相对运动方向相反;第二步分析加大压力的作用,滑动摩擦力的大小和压力、接触面粗糙程度有关,这里接触面粗糙程度没有变化,增大向下的压力,对应的效果就是改变摩擦力的大小;第三步分析没推动的餐桌的摩擦力,餐桌静止属于平衡状态,水平方向的推力和静摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,直接对应推力数值即可得到摩擦力大小。
【解析】
1. 抹布向左擦拭桌面时,抹布相对于桌面向左运动,滑动摩擦力会阻碍物体的相对运动,因此抹布受到桌面的摩擦力方向与抹布相对桌面的运动方向相反,即向右。
2. 接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力随压力的增大而增大,加大向下的压力,是通过增大压力的方式来增大摩擦,从而擦除顽固污渍。
3. 用50N的水平推力推餐桌但餐桌没有被推动,餐桌处于静止的平衡状态,水平方向上餐桌受到的推力和静摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,因此餐桌受到的摩擦力大小等于推力,为50N。
【答案】
右;增大;50
【知识点】
摩擦力方向判断;增大摩擦的方法;二力平衡应用
【点评】
本题结合生活劳动场景考察摩擦力的基础知识点,易错点是部分同学会混淆相对运动方向和物体运动方向,或是错误将餐桌的重力代入摩擦力计算,整体属于力学基础的典型应用题,能帮助学生巩固摩擦力相关的核心概念。
【难度系数】
0.8
我们可以分三步逐步推导这道题:第一步判断抹布受到的摩擦力方向,摩擦力的核心作用是阻碍物体的相对运动,先确定抹布相对于桌面的运动方向是向左,那么阻碍这个相对运动的摩擦力方向就和相对运动方向相反;第二步分析加大压力的作用,滑动摩擦力的大小和压力、接触面粗糙程度有关,这里接触面粗糙程度没有变化,增大向下的压力,对应的效果就是改变摩擦力的大小;第三步分析没推动的餐桌的摩擦力,餐桌静止属于平衡状态,水平方向的推力和静摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,直接对应推力数值即可得到摩擦力大小。
【解析】
1. 抹布向左擦拭桌面时,抹布相对于桌面向左运动,滑动摩擦力会阻碍物体的相对运动,因此抹布受到桌面的摩擦力方向与抹布相对桌面的运动方向相反,即向右。
2. 接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力随压力的增大而增大,加大向下的压力,是通过增大压力的方式来增大摩擦,从而擦除顽固污渍。
3. 用50N的水平推力推餐桌但餐桌没有被推动,餐桌处于静止的平衡状态,水平方向上餐桌受到的推力和静摩擦力是一对平衡力,二者大小相等,因此餐桌受到的摩擦力大小等于推力,为50N。
【答案】
右;增大;50
【知识点】
摩擦力方向判断;增大摩擦的方法;二力平衡应用
【点评】
本题结合生活劳动场景考察摩擦力的基础知识点,易错点是部分同学会混淆相对运动方向和物体运动方向,或是错误将餐桌的重力代入摩擦力计算,整体属于力学基础的典型应用题,能帮助学生巩固摩擦力相关的核心概念。
【难度系数】
0.8
5 [2024 重庆期末,偏难]如图所示,重为15 N的物体C置于粗糙水平地面上,物体A、B的重力分别为15 N和3 N。将A、B平放在物体C上,在5 N的水平向右的拉力F的作用下,A、B、C一起向右做匀速直线运动,此时C对B的摩擦力为
0
N,地面对C的摩擦力为5
N。答案
5. 0 5 【解析】A、B、C整体做匀速直线运动,B与C之间没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,所以物体C对物体B的摩擦力为0 N。以A、B、C整体为研究对象,整体在拉力F的作用下向右做匀速直线运动,整体处于平衡状态,受力平衡,则地面对C有向左的摩擦力,且该摩擦力的大小等于拉力大小,拉力大小为5 N,故地面对C的摩擦力为5 N。
解析
【分析】
我们可以分两步来思考解题:第一步先分析物体B的受力,已知A、B、C三者一起向右做匀速直线运动,B处于平衡状态,水平方向合力必须为0,如果C对B存在摩擦力,就没有其他外力能和这个摩擦力平衡,B就无法保持匀速,说明B和C之间既没有相对运动,也没有相对运动的趋势,由此就能得到C对B的摩擦力大小。第二步使用整体法,把A、B、C三个物体看成一个整体,整体同样处于匀速直线运动的平衡状态,水平方向只受向右的拉力F和地面对整体向左的摩擦力,根据二力平衡的条件,两个力大小相等,就能直接得到地面对C的摩擦力大小。
【解析】
1. 计算C对B的摩擦力:
物体B随A、C一起向右做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向合力为0。B在水平方向没有受到其他外力作用,因此B与C之间不存在相对运动,也不存在相对运动的趋势,不满足摩擦力的产生条件,因此C对B的摩擦力为0N。
2. 计算地面对C的摩擦力:
将A、B、C视为一个整体,整体向右做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向受力平衡。整体水平方向受到向右的拉力F=5N,以及地面对C向左的滑动摩擦力,二力大小相等,因此地面对C的摩擦力大小等于拉力F,即5N。
【答案】
0;5
【知识点】
二力平衡条件,摩擦力产生条件,整体法受力分析
【点评】
本题重点考察平衡状态下的摩擦力判断,易错点是主观认为运动的物体就一定受到摩擦力,判断摩擦力前要先结合运动状态分析是否存在相对运动或者相对运动趋势,使用整体法可以跳过系统内部的相互作用力,快速简化受力分析过程。
【难度系数】
0.6
我们可以分两步来思考解题:第一步先分析物体B的受力,已知A、B、C三者一起向右做匀速直线运动,B处于平衡状态,水平方向合力必须为0,如果C对B存在摩擦力,就没有其他外力能和这个摩擦力平衡,B就无法保持匀速,说明B和C之间既没有相对运动,也没有相对运动的趋势,由此就能得到C对B的摩擦力大小。第二步使用整体法,把A、B、C三个物体看成一个整体,整体同样处于匀速直线运动的平衡状态,水平方向只受向右的拉力F和地面对整体向左的摩擦力,根据二力平衡的条件,两个力大小相等,就能直接得到地面对C的摩擦力大小。
【解析】
1. 计算C对B的摩擦力:
物体B随A、C一起向右做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向合力为0。B在水平方向没有受到其他外力作用,因此B与C之间不存在相对运动,也不存在相对运动的趋势,不满足摩擦力的产生条件,因此C对B的摩擦力为0N。
2. 计算地面对C的摩擦力:
将A、B、C视为一个整体,整体向右做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向受力平衡。整体水平方向受到向右的拉力F=5N,以及地面对C向左的滑动摩擦力,二力大小相等,因此地面对C的摩擦力大小等于拉力F,即5N。
【答案】
0;5
【知识点】
二力平衡条件,摩擦力产生条件,整体法受力分析
【点评】
本题重点考察平衡状态下的摩擦力判断,易错点是主观认为运动的物体就一定受到摩擦力,判断摩擦力前要先结合运动状态分析是否存在相对运动或者相对运动趋势,使用整体法可以跳过系统内部的相互作用力,快速简化受力分析过程。
【难度系数】
0.6
6 [2024 山东泰安模拟,中]如图甲所示,水平桌面上有物体A、B,B在$F_{1}$的作用下向右做匀速直线运动;如图乙所示,A、B用轻绳水平连接后,在$F_{1}$和$F_{2}$共同的作用下一起向左做匀速直线运动,$F_{1}=3N$,$F_{2}=10N$,关于图乙,下列说法中 (

①B受到桌面的摩擦力方向向左 ②B与桌面间的摩擦力为7 N ③A与桌面间的摩擦力为4 N
④轻绳的拉力为10 N
A.只有③正确
B.只有②③正确
C.只有①④正确
D.只有③④正确
A
)①B受到桌面的摩擦力方向向左 ②B与桌面间的摩擦力为7 N ③A与桌面间的摩擦力为4 N
④轻绳的拉力为10 N
A.只有③正确
B.只有②③正确
C.只有①④正确
D.只有③④正确
答案
6. A 【解析】如图甲,B在$F_{1}$的作用下向右做匀速直线运动,B受力平衡,此时B受到的摩擦力$f_{B}=F_{1}=3\ \mathrm{N}$,图乙中B向左做匀速直线运动时,因压力大小和接触面的粗糙程度都不变,则此时B与桌面间的摩擦力仍然为$f_{B}=3\ \mathrm{N}$;如图乙,A、B用轻绳水平连接,在$F_{1}$和$F_{2}$共同的作用下一起向左做匀速直线运动,整体受力平衡;由于摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,且A、B向左运动,则此时A、B受到的摩擦力的方向都是向右的;A、B整体受到$F_{1}$、$F_{2}$、桌面对A向右的摩擦力和桌面对B向右的摩擦力,整体受力平衡,则有$F_{1}+f_{A}+f_{B}=F_{2}$,即$3\ \mathrm{N}+f_{A}+3\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$,解得$f_{A}=4\ \mathrm{N}$,即A与桌面间的摩擦力为4 N;对乙图中的B进行受力分析可知,轻绳对B的拉力大小等于$F_{1}$、桌面对B向右的摩擦力大小之和,所以轻绳对B的拉力$F=F_{1}+f_{B}=3\ \mathrm{N}+3\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$。综上,只有③正确。故选A。
解析
【分析】
我们可以分三步梳理解题思路:第一步先分析图甲的场景,B向右做匀速直线运动,受力平衡,可先得到B受到的桌面滑动摩擦力的大小,滑动摩擦力仅由压力和接触面粗糙程度决定,这两个条件不变时,乙图中B的滑动摩擦力大小也不会改变。第二步对乙图的A、B整体做受力分析,二者一起向左匀速运动,整体受力平衡,向左的拉力是F₂,向右的力包含F₁、桌面对A的滑动摩擦力、桌面对B的滑动摩擦力,根据平衡条件就能算出A受到的桌面摩擦力。第三步单独隔离B做受力分析,B匀速运动,向左的力是轻绳的拉力,向右的力是F₁和B受到的桌面摩擦力,由此算出轻绳拉力,最后逐一判断四个说法的正误即可选出答案。
【解析】
1. 分析图甲受力:B在F₁作用下向右匀速直线运动,水平方向受力平衡,向右的拉力F₁和桌面对B向左的滑动摩擦力大小相等,即$f_B=F_1=3\ \mathrm{N}$。
2. 判断乙图中B的摩擦力:乙图中A、B一起向左运动,B相对于桌面向左运动,滑动摩擦力阻碍相对运动,因此B受到桌面的摩擦力方向向右;由于B对桌面的压力、接触面粗糙程度均未改变,B受到的滑动摩擦力大小仍为$f_B=3\ \mathrm{N}$,因此说法①、②错误。
3. 对乙图A、B整体列平衡方程:整体向左匀速直线运动,水平方向受力平衡,向左的力为$F_2$,向右的力分别为$F_1$、桌面对A向右的滑动摩擦力$f_A$、桌面对B向右的滑动摩擦力$f_B$,可得:
$F_2=F_1+f_A+f_B$
代入数值$10\ \mathrm{N}=3\ \mathrm{N}+f_A+3\ \mathrm{N}$,解得$f_A=4\ \mathrm{N}$,即A与桌面间的摩擦力为4N,说法③正确。
4. 隔离乙图中的B受力分析:B匀速直线运动,水平方向受力平衡,向左的轻绳拉力$F_{\mathrm{拉}}$与向右的$F_1$、B的滑动摩擦力平衡,可得:
$F_{\mathrm{拉}}=F_1+f_B=3\ \mathrm{N}+3\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$
因此说法④错误。
综上只有③正确。
【答案】A
【知识点】
二力平衡,滑动摩擦力,整体隔离法
【点评】
本题是受力分析的典型中等题型,需要结合滑动摩擦力的影响因素、二力平衡条件,灵活使用整体法和隔离法求解各力的大小。易错点是容易误判乙图中B的摩擦力方向和大小,错误计算轻绳的拉力,解题时要明确滑动摩擦力始终阻碍物体的相对运动,大小仅由压力和接触面粗糙程度决定。
【难度系数】
0.5
我们可以分三步梳理解题思路:第一步先分析图甲的场景,B向右做匀速直线运动,受力平衡,可先得到B受到的桌面滑动摩擦力的大小,滑动摩擦力仅由压力和接触面粗糙程度决定,这两个条件不变时,乙图中B的滑动摩擦力大小也不会改变。第二步对乙图的A、B整体做受力分析,二者一起向左匀速运动,整体受力平衡,向左的拉力是F₂,向右的力包含F₁、桌面对A的滑动摩擦力、桌面对B的滑动摩擦力,根据平衡条件就能算出A受到的桌面摩擦力。第三步单独隔离B做受力分析,B匀速运动,向左的力是轻绳的拉力,向右的力是F₁和B受到的桌面摩擦力,由此算出轻绳拉力,最后逐一判断四个说法的正误即可选出答案。
【解析】
1. 分析图甲受力:B在F₁作用下向右匀速直线运动,水平方向受力平衡,向右的拉力F₁和桌面对B向左的滑动摩擦力大小相等,即$f_B=F_1=3\ \mathrm{N}$。
2. 判断乙图中B的摩擦力:乙图中A、B一起向左运动,B相对于桌面向左运动,滑动摩擦力阻碍相对运动,因此B受到桌面的摩擦力方向向右;由于B对桌面的压力、接触面粗糙程度均未改变,B受到的滑动摩擦力大小仍为$f_B=3\ \mathrm{N}$,因此说法①、②错误。
3. 对乙图A、B整体列平衡方程:整体向左匀速直线运动,水平方向受力平衡,向左的力为$F_2$,向右的力分别为$F_1$、桌面对A向右的滑动摩擦力$f_A$、桌面对B向右的滑动摩擦力$f_B$,可得:
$F_2=F_1+f_A+f_B$
代入数值$10\ \mathrm{N}=3\ \mathrm{N}+f_A+3\ \mathrm{N}$,解得$f_A=4\ \mathrm{N}$,即A与桌面间的摩擦力为4N,说法③正确。
4. 隔离乙图中的B受力分析:B匀速直线运动,水平方向受力平衡,向左的轻绳拉力$F_{\mathrm{拉}}$与向右的$F_1$、B的滑动摩擦力平衡,可得:
$F_{\mathrm{拉}}=F_1+f_B=3\ \mathrm{N}+3\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$
因此说法④错误。
综上只有③正确。
【答案】A
【知识点】
二力平衡,滑动摩擦力,整体隔离法
【点评】
本题是受力分析的典型中等题型,需要结合滑动摩擦力的影响因素、二力平衡条件,灵活使用整体法和隔离法求解各力的大小。易错点是容易误判乙图中B的摩擦力方向和大小,错误计算轻绳的拉力,解题时要明确滑动摩擦力始终阻碍物体的相对运动,大小仅由压力和接触面粗糙程度决定。
【难度系数】
0.5
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