(完整版)摩擦力及受力分析
A
F
B
练习题:如图所示,物体 B 的上表面水平,B 上面载着物体 A,当它们一起沿斜面匀速
下滑时,A 物体受到的力:( )
A B
A.只有重力;
B.只有重力和支持力;
C.只有重力、支持力和摩擦力; D.有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力
类型题: 摩擦力方向的确定
1、由相对运动或相对运动的趋势确定,摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向 相反。
甲
已
【例 10】分析下列物体 A 的受力
丙
丁
【达标测试】
1. 运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是 f1 和 f2,那 么( )
A. f1 向下,f2 向上,且 f1 f 2
B. f1 向下,f2 向上,且 f1>f2
C. f1 向上,f2 向上,且 f1 f 2
D. f1 向下,f2 向下,且 f1 f 2
4、用整体法来确定 【例 6】如图所示,三角形劈块放在粗糙的水平面上,劈块上放一个质量为 m 的物块,物块 和劈块均处于静止状态,则粗糙水平面对三角形劈块:( )
A.有摩擦力作用,方向向左; B.有摩擦力作用,方向向右;
C.没有摩擦力作用;
D.条件不足,地面与劈块之间的摩擦力情况?)
一般应按先分析重力,然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体、并逐个分析这些物体
对研究对象的弹力,在有弹力的接触面上分析是否存在摩擦力(只有在有弹力的接触面之间
才可能有摩擦力),;最后再分析其他场力(电场力、磁场力),边分析边画出力的示意图。
3、画完后进行定性检验,看物体能否处于题目所给的状态
二,受力分析的注意事项
1、明确研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便。研究对象可以是单
个物体或物体的一部分,也可以是几个物体组成的系统。在解决比较复杂的问题时,灵活地
选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。
2、隔离研究对象,按顺序找力。
把研究对象从实际情景中分离出来。为防止漏掉某个力、要养成按一般步骤分析的好习惯。
(3)大小—滑动摩擦定律
滑动摩擦力跟正压力成正比,也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。即
f FN 其中的 FN 表示正压力,不一定等于重力 G。 为动摩擦因数,取决于两个物体的
材料和接触面的粗糙程度,与接触面的面积无关。
2、静摩擦力:当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时,所受到的另一个物体对 它的力,叫做静摩擦力.
如:课本上的皮带传动图。物体向上运动,但物体相对于皮带有向下滑动的趋势,故摩擦力 向上。
②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。 如上例,摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑,但恰恰是摩擦力使物体向上运动。
注意:以上两种情况中,“相对”两个字一定不能少。 这牵涉到参照物的选择。一般情况下,我们说物体运动或静止,是以地面为参照物的。而牵 涉到“相对运动”,实际上是规定了参照物。如“A 相对于 B”,则必须以 B 为参照物,而不能 以地面或其它物体为参照物。
N;当用 100N 的水平力推物体时,物体所受
的摩擦力大小为
N。
10. 如图所示的皮带传动装置中,A和B分别为主动轮和被动轮上边缘点,则分析工作时,
带对A的摩擦力方向为
,皮带对B的摩擦力方向为
。
11. 如图,用外力 F 水平压在质量为 m 的物体上,(设受力 F 的面绝对光滑),恰好使物体静
止,此时物体与墙之间的摩擦力为
量为
。
8. 如图,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为 m 的小球,若小
车静止,杆对球的弹力的大小为
,方向 ;若小车以加速度 a 水平向右加速运动,
杆对球的弹力的大小为
。
9. 重 500N 的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为 0.3,当用 180N 的水平
力推物体时,物体所受的摩擦力大小为
“相对”二字决定了参照物的选取。一般情况下是选地面或静止在地面上的物体做参照物,而 在判断摩擦力的方向时,参照物不能任意选取。判断两物体间的摩擦力时,必须以且中之一 做参照物。
【例 4】人在自行车上蹬车前进时,车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向( )
A.都向前;B.都向后;C.前轮向前,后轮向后; D.前轮向后,后轮向前。
A v=2m/s
B
2.根据运动状态确定 由物体的运动状态,结合物体受其它外力的情况来进行判断。
即:① 假设没有摩擦力,看物体能否处于平衡,如不能处于平衡状态,则必有摩擦力;如 能处于平衡状态,则必无摩擦力。② 如果物体处于平衡状态且有摩擦力,则摩擦力必与其 它的力的合力等大反向
【例 3】如图,力 F 拉着 A、B 共同作匀速运动,A 是否受到摩擦力?
2. 如图用轻绳连接两个用同种材料制成的 A 和 B 两物体,它们恰能沿斜面做匀速运动,且
绳子伸直,关于 A、B 的受力情况,正确的说法有 (
)
A. A 受 3 个力,B 受 4 个力
B. A 受 4 个力,B 受 3 个力
C. A、B 均受 3 个力
D. A、B 均受 4 个力
3. 如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为 m1 和 m2 的木块 1 和 2,中间用一原长 为 L、劲度系数为 k 的轻弹簧连接起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为μ。现用一水平力
C. 桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,两者方向相同,大小均为 m0g
D. 桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,两者方向相反,大小均为 m0g
7. 一个水平放置的弹簧,在两端各用 10N 的力拉弹簧,若弹簧的劲度系数为 100N/m,则弹
簧的伸长量为
,若将此弹簧的一端固定,在另一端用 20N 左右的力拉,弹簧的伸长
,如将 F 增大为 3F,物体与墙之间的静摩擦力
为
;若将 F 减小为 0.5F,物体滑动,墙与物体之间的动摩擦因数为μ,则物体与墙
之间的滑动摩擦力为
。
【综合测试】
1. 如图,放在粗糙水平桌面上的木块,受到 F1=8N,F2=3N 的水平推力作用而处于静止状 态。若撤去 F1,则物体( )
A. 仍静止
D. f 前向前,f 后向前
3. 在斜面上,一物体在平行于斜面向上的推力作用下,处于静止状态,推力的最大值为 F1,
最小值为 F2,则该物体与斜面间的最大静摩擦力的大小为 ( )
A. F1-F2
B. F2-F1
C. F1 F2 2
D. F1 F2 2
4. 有关力的下述说法中正确的是( )
A. 合力必大于分力 B. 运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反
知识精解 一,摩擦力
摩擦力及受力分析学案
1、滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候,要受到另一个物体阻 碍它们相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.
(1)产生条件:
①接触面是粗糙; ②两物体接触面上有压力; ③两物体间有相对滑动.
(2)方向:总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反.
)
A. μ2mg
B. μ1Mg
C. μ1(m+M)g
D. μ2mg+μ1Mg
6. A、B、C 三物体质量分别为 M、m、m0,作如图所示的连接,绳子不可伸长,且绳子和滑
轮的摩擦均不计,若 B 随 A 一起沿水平桌面向右做匀速运动,则可以断定 ( )
A. 物体 A 与桌面之间有摩擦力,大小为 m0g B. 物体 A 与 B 之间有摩擦力,大小为 m0g
③摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。摩擦力不一定使物体减速,也可能使物体加速。 ④受静摩擦力的物体不一定静止,但一定保持相对静止。 ⑤滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反
二,受力分析
一,受力分析 正确对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学问题的重要方法、高中物理 的重要内容。
受力分析的程序:
(1)产生条件: ①接触面是粗糙的;②两物体有相对运动的趋势;③两物体接触面上有压力. (2)方向:沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反. (3)大小:静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不 能超过最大静摩擦力,即 0≤f≤fm ,具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。 必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律 F=μFN 计算,只有当静摩擦力达到最大值时, 其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,既 Fm=μFN 3、摩擦力与物体运动的关系 ①摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。而不一定与物体的 运动方向相反。
【例 8】如图,两块相同的竖直木板 A、B 之间,有质量均为 m 的 4 块相同的砖,用两个大 小相等的水平力压木板,使砖静止不动。设所有接触面间的动摩擦因数均为 μ,则第二块砖 对第三块砖的摩擦力大小为:( )
F
F
12 3 4
A.Mg; B.0; C.μF; D.2mg。
2.根据牛顿第二定律进行确定 【例 9】分析下列物体所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙)
A. mg ,(M-m)g
B. mg , mg
C. (M-m)g ,Mg
D. (M+m)g , (M-m)g
5. 如图所示,质量为 m 的木块在质量为 M 的长木板上滑动,长木板与水平地面间的滑动摩
擦系数为μ1,木块与木板间的滑动摩擦系数为μ2,已知长木板处于静止状态,那么此时长
木板受到的地面摩擦力大小为(
类型题: 摩擦力大小的确定
在确定摩擦力的大小时,要特别注意物体间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力,因为二者 的大小变化情况是不同的。滑动摩擦力的大小跟压力 N 有关,成正比,与引起滑动摩擦力 的外力的大小无关;而静摩擦力的大小跟压力 N 无关,由引起这个摩擦力的外力决定,但 最大静摩擦力的大小跟压力 N 有关。因此,在确定摩擦力的大小时,静摩擦力的大小应由 引起静摩擦力的外力的大小来确定,不能用 f=μN 计算。滑动摩擦力的大小常用公式 f=μN 求