《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

例1（2024·湖南长沙市期末）如图1所示，水平地面上有重力均为20N的A、B两木块，它们之间夹有被压缩了2.0cm的轻质弹簧，已知弹簧的劲度系数k = 200N/m，两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，系统处于静止状态。现用F = 9N的水平力推木块B，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F作用后（ ）

A.弹簧的压缩量变为2.5cm
B.木块B所受静摩擦力为0
C.木块A所受静摩擦力大小为5N
D.木块B所受静摩擦力大小为5N

答案： 增分微点2 摩擦力的“四类”突变问题
例1 D [根据胡克定律可知$F_{弹}=k\Delta x = 4\text{ N}$，木块B静止，所受静摩擦力$F_{fB}=4\text{ N}$，当B受推力$F = 9\text{ N}$时，$F - F_{弹}=5\text{ N}$，$F_{fm}=\mu G = 5\text{ N}$，故木块B能够继续保持静止，此时B与地面间达到最大静摩擦力，弹簧的压缩量仍为2.0 cm，故A、B错误，D正确；木块A受力平衡，故其所受静摩擦力大小为$F_{fA}=F_{弹}=4\text{ N}$，故C错误。]

例2（2024·福建师范大学附属中学月考）某同学利用如图2甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平光滑的实验台上固定着一个力传感器，力传感器与一质量为3.5kg的物块用轻绳连接，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉长木板，传感器记录的F - t图像如图乙所示。取重力加速度大小g = 10m/s²，下列说法正确的是（ ）

A.当长木板相对物块滑动后，必须向左做匀速直线运动
B.向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同
C.物块受到的滑动摩擦力大小约为10N
D.物块与长木板间的动摩擦因数约为0.2

答案： 例2 D [分析可知开始时物块受到静摩擦力作用，后长木板与物块间发生相对滑动，此时物块受到的是滑动摩擦力，大小与是否匀速运动无关，A错误；当长木板相对物块滑动前，根据平衡条件可知拉力随时间的变化关系和图乙相同，但相对滑动后，拉力的大小与物块受到的摩擦力大小不一定相等，拉力大小与力传感器中的力不一定相等，B错误；根据乙图可知，物块受到的最大静摩擦力约为10 N，滑动摩擦力约为7 N，C错误；根据滑动摩擦力公式$F_{f}=\mu F_{N}$，解得$\mu=\frac{F_{f}}{F_{N}}=\frac{F_{f}}{mg}=0.2$，D正确。]

例3（2024·江苏阜宁高三开学考试）把一重力为G的物体，用一个水平的推力F = kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙面上（如图3），从t = 0开始，物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是（ ）

答案： 例3 B [推力$F = F_{N}=kt$，开始物体沿墙面竖直向下滑动，$F_{f}=\mu F_{N}=\mu kt$为正比例函数，当$F_{f}$增加到大于G时，物体开始做减速运动，$F_{f}$继续增大，当速度减为零时，物体静止，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于物体的重力且不再变化，故B正确。]