2023年北京高考物理真题选择题第11题

一、试题如下

Fma，重力加速度为，在物体移动距离为的过程中（　　）

A. 摩擦力做功大小与方向无关

B. 合力做功大小与方向有关

C. 为水平方向时，做功为μmgx

D. 做功的最小值为max

二、考查知识点

本题主要考查动力学与运动学的相关知识，重点考查考生对与临界条件的分析的能力，针对本来来说，就是物块与桌面的摩擦力的临界值条件的分析。

三、详细解析

我们来分析下随着拉力F从零逐渐增大的过程中，物块的受力变化。

我们以水平方向为x轴，以竖直方向为y轴，建立直角坐标系。

设F与水平方向的夹角为θ。

当F刚开始增大时，其在水平方向的分力，还不足以克服物块与桌面的摩擦力，物块会处于静止状态。

随着F的增大，F在水平方向的分力在变大，并且桌面对物块的支持力逐渐变小，那么，物块与桌面之间的静摩擦力以及运动后的动摩擦力都会减小。当F在水平方向的分力大于等于物块与桌面之间的最大静摩擦力或者滑动摩擦力的时候，物块就会以一定的加速度向右运动。这个时候的F就是可以使物块沿桌面运动的最小的F。

随着F的进一步增大，物块向右的加速度逐渐增大，可以想象，当F增大到一定程度上时，其在竖直方向的分力大于等于物块的重力时，可以认为物块与桌面之间就没有了摩擦力，物块就脱离了桌面，这个时候这与题目中给出的物块在桌面上运动不相符了，这个时候的F就是最大的拉力F。

下面我们逐个选项来分析下。

选项A，选项B，我们知道，当物块以加速度a向右做匀加速直线运动时，其合外力就等于ma了，就是恒定值，那么合外力做功的大小就等于：ma*x，与拉力F的方向无关。所以选项B错误。

选项C，当F沿水平方向时，物块以加速度运动时，摩擦力的大小为μmg，那么此时，F的大小为：ma μmg，所以，此种情况下，F的做功为：（ma μmg）*x，所以，选项C错误。

选项D，max大小一定，而合外力的功等于力与摩擦力做功的代数和，而当Fsinθ=mg 时，摩擦力=0，则此时摩擦力做功为零，此时力做功最小，最小值为。

定性理解，只要物块与桌面之间存在摩擦力，那么，F做的功就会大于max，只有调整θ角，使摩擦力刚好为零时，此时摩擦力做功刚好为零，此时的F做功的值最小，就是等于max。

综上分析可知道，。