摩擦力突變問題解答攻略
摩擦力既是力學中的一個重點,也是高中內容的一個難點,在高考中也是一個經常出現的知識點,同學們在學習摩擦力這一內容時,會遇到一個非常棘手的問題,那就是摩擦力的突變問題,對于這個問題,我們現在將它進行分類探究,然后加以歸納總結從而找出分析該類問題的方法。
摩擦力突變問題解答攻略如下：
一、 靜動突變
例1、長直木板的上表面的一端放有一個鐵塊，木塊由水平位置緩慢一向上轉動(即木板與地面的夾角變大)，另一端不動，則木塊受到摩擦力 f 隨角度的變化關系圖象是(甲)中的( ) 解析：(1)開始時， =0，=0。(2)靜摩擦力的大小分析：開始一段時間，物體相對木板靜止，所受的是靜摩擦力;緩慢豎起時，可認為物體處于平衡狀態，由的平衡關系可知，靜摩擦力大小等于物體重力沿斜面向下的分力：。因此，靜摩擦力隨的增大而增大，它們呈正弦規律變化。圖線為正弦函數圖像。
(3)在物體剛好要滑動而沒滑動時，達到最大值。繼續增大，物體將開始滑動，靜摩擦力變為滑動摩擦力。且滿足：。
(4) 開始滑動后，，因此，滑動摩擦力隨的增大而減小，呈余弦規律變化。圖線為余弦規律變化。
(5)最后，，
綜上分析可知：C 正確。
練習：
如圖乙所示，在水平桌面上放一木塊，用從零開始逐漸增大的水平拉力 F 拉木塊直到沿桌面運動，在此過程中，木塊所受到的摩擦力 f 的大小隨拉力 F 的大小變化的圖象正確的是( )
解析：開始時，物體靜止不動，受靜摩擦力的作用，且滿足：;當 F 達到最大靜摩擦力之后，物體開始滑動，物體運動狀態發生了變化，摩擦力突變為滑動摩擦力保持不變。則木塊所受到的摩擦力 f 的大小隨拉力 F 的大小變化的圖象正確的是B 。
二、 動靜突變
例2：把一重為 G 的物體，用一個水平的推力 (k 為恒量，t 時間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上(如圖甲所示)，從 t =0 開始物體所受的摩擦力 f 隨 t 的變化關系是圖中的( )解析：首先，物體受到的動摩擦力，隨時間的增加而從零開始增加。開始時，，物體向下做加速運動;當時，物體的速度最大;此后，物體做減速運動;當速度為減速為零時，物體處于靜止。動摩擦力變為靜摩擦力，大小突變為與重力大小相等。
三、 動動突變
例3、傳送帶以恒定的速率運動，已知它與水平面成，如圖所示，,將一個小物體無初速度地放在 P 點，小物體與傳送帶間的動摩擦因數為 ，問當皮帶逆時針轉動時，小物體運動到 Q 點的時間為多少?解析：當物體剛放在傳送帶上時，物體的速度速度傳送帶的速度，物體所受的滑動摩擦力方向沿斜面向下，加速度為：
滑行時間：滑行距離：當物體與傳送帶的速度相同時，由于重力的作用物體繼續加速，物體的速度大于傳送帶的速度，摩擦力的方向變為沿斜面向上，加速度為： 因為：又：解得：所以，小物體從 P 點運動到 Q 點的時間：
四、 靜靜突變
A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右
C.2 N，方向向右 D.零
解析：當物體受F1、F2 及摩擦力的作用而處于平衡狀態時，由平衡條件可知物體所受的摩擦的作用大小為8N ，可知最大靜摩擦力 。當撤去力F1 后，，物體仍處于靜止狀態，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發生突變，且與作用在物體上的F2 等大反向。
五、 摩擦力有無判斷
例5、水平皮帶傳輸裝置如圖所示，O1 為主動輪，O2 為從動輪。當主動輪順時針勻速轉動時，物體被輕輕地放在 A 端皮帶上，開始時，物體在皮帶上滑動，當它到達位置 C 后停止滑動，直到傳送到目的地 B 端，在傳送過程中，若皮帶與輪不打滑，則關于物體受的摩擦力和圖中P 、Q 兩處(在O1 、O2 連線上)皮帶所受摩擦力的方向的正確說法是( )
① 在AC 段物體受水平向左的滑動摩擦力，P 處皮帶受向上的滑動摩擦力。
?、?在AC 段物體受水平向右的滑動摩擦力。P 處皮帶受向下的滑動摩擦力。
③ 在CB 段物體不受靜摩擦力，Q 處皮帶受向下的靜摩擦力。
?、?在CB 段物體受到水平向右的靜摩擦力，P 、Q 兩處皮帶始終受向下的靜摩擦力。
A.①③ B、①④ C、②③ D、③④
解析：本題物體在 C 處是摩擦力的突變點，在此之前，物體相對皮帶有相對運動，存在滑動摩擦力，且方向與接觸物體的相對運動方向相同，指向右方;在此之后，物體相對皮帶無相對運動趨勢，不存在靜摩擦力;另外，主動輪與從動輪的區別在于相對運動趨勢的差別。
摩擦力的突變是由于摩擦力的被動性所引起的，因此，我們要認真分析物體的運動狀態的每一個細節，運動用牛頓第二定律或力的平衡關系求解。