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摩擦力的“四类”突变问题

摩擦力的突变问题，其实质就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题，解题时应注意以下三点。

(1)分析临界状态，物体由相对静止变为相对运动，或者由相对运动变为相对静止，或者受力情况发生突变，往往是摩擦力突变问题的临界状态。

(2)确定各阶段摩擦力的性质和受力情况，做好各阶段摩擦力的分析。

(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。

类型“静—静”突变

物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但相对运动趋势的方向发生了变化，则物体所受的静摩擦力发生突变。

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()

图1

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

听课笔记

类型“静—动”突变

物体在静摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力，突变点常常为静摩擦力达到最大值时。

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()

图2

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

听课笔记

类型“动—静”突变

在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止相对滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力。

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f随t的变化关系是()

图3

听课笔记

类型“动—动”突变

物体在滑动摩擦力作用下运动直到达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止，则物体将受滑动摩擦力作用，且其方向发生反向。

例4(多选)如图4所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与