《2025年优化探究同步导学案高中物理必修第一册人教版》

[例$3$](多选)(2024·内蒙古通辽高一上学期期末)如图甲所示，某种材料制成的方形物块质量为$2\ kg$，把它放置在水平桌面上，给物块施加一随时间逐渐增大的水平拉力$F$，传感器描绘出物块受到的摩擦力$F_f$随拉力$F$变化的图像如图乙所示，重力加速度$g$取$10\ m/s^2$。下列说法正确的是(AC)


A.当拉力$F$为$5\ N$时，摩擦力为$5\ N$
B.当拉力$F$增大到$10\ N$时，物块已经运动
C.物块与水平桌面间的动摩擦因数为$0.5$
D.物块获得一定速度后撤掉外力，物块继续向前滑动过程摩擦力大小为$12\ N$

答案： [例3] [答案] AC
[解析] 由题图可知，最大静摩擦力为12N，滑动摩擦力为10N，当拉力小于12N时，物体处于静止状态，静摩擦力与拉力大小相等，方向相反，所以当拉力F为5N时，摩擦力为5N，故A正确；当拉力F增大到10N时，拉力小于最大静摩擦力，物块仍然处于静止状态，故B错误；由于滑动摩擦力为10N，即f_m=μmg=10N，解得μ=0.5，故C正确；物块获得一定速度后撤掉外力，物块继续向前滑动过程中摩擦力始终为滑动摩擦力，大小为10N，故D错误。

[例$4$]如图所示，物体A的质量为$1\ kg$，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数$\mu = 0.2$，从$t = 0$开始，物体以一定的初速度$v_0$向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为$F_0 = 1\ N$的作用力，则反映物体受到的摩擦力$F_f$随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向，$g$取$10\ N/kg$)(C)

答案： [例4] [答案] C
[解析] 物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由$F_{f1}=μmg$得$F_{f1}=2N；$物体静止后，因受到的向左的作用力$F_0=1N＜F_{f1}，$故物体A不再运动，由二力平衡可知，物体A受到向右的静摩擦力，$F_{f2}=F_0=1N，$故C正确。

[针对训练]
3.(2024·河南名校高一上学期联考)某同学利用图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块重$20\ N$，放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的$F - t$图像如图乙所示。下列说法正确的是(C)


A.木板一定始终做匀速直线运动
B.物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为$5.2\ N$
C.在$2.0$～$2.4\ s$时间内，物块与木板之间相对静止
D.物块与木板之间的动摩擦因数约为$0.26$

答案： 3.C 物块始终处于静止状态，力传感器的示数与木板对物块的摩擦力大小相等，根据题图乙可知，当作用在木板上的拉力较小时，小于木板受到的实验台的最大静摩擦力，此时物块不受静摩擦力，随着作用在木板上的拉力大于实验台的最大静摩擦力，木板对物块的静摩擦力也逐渐增大，即力传感器的示数逐渐增大，当木板与物块之间的摩擦力达到最大静摩擦力时，木板开始相对于物块向左运动，此后，木板对物块的摩擦力为滑动摩擦力，大小一定，即此后力传感器的示数一定，根据题图乙可知，木板在2.6s前一直处于静止状态，2.6s后开始运动，由于不知道作用在木板上的拉力的具体值，则不能确定2.6s后木板的运动状态，故A错误；根据题图乙，结合上述可知，物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为4.0N，动摩擦因数约为μ=F_f/G=4.0/20=0.2，故B、D错误；在2.0～2.4s时间内，物块受到的是静摩擦力，即此时间内，物块与木板之间相对静止，故C正确。