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第二讲:摩擦力 受力分析

第二讲 摩擦力 受力分析姓名: 班级: 学号:本讲主要考点:1、 知道滑动摩擦力和静摩擦力的产生条件;2、 知道摩擦力的大小和什么因素有关,会应用公式N F f μ=计算滑动摩擦力的大小;3、 会判断滑动摩擦力和静摩擦力的方向;4、 知道静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关,知道最大静摩擦力的概念;5、 能够正确的对物体进行受力分析。

考点解析:1、滑动摩擦力(1)定义:(2)产生条件:(3)方向:(4)大小:2、静摩擦力(1)定义:(2)产生条件:(3)方向:(4)大小: 注意:判断摩擦力的方向一般多用“假设法”和“反推法”。

3、思考题(请认真思考,分别举出事例证明你的判断)①受到静摩擦力的物体一定静止吗?②是否只有运动的物体才会受到滑动摩擦力吗?③摩擦力一定是阻力吗?④摩擦力的方向一定和物体的运动方向在同一直线上吗?4、物体的受力分析(1)方法:(2)步骤:1.明确研究对象在进行受力分析时,研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体。

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。

研究对象确定以后,只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力(既研究对象所受的外力),而不分析研究对象施予外界的力。

2.按顺序找力必须是先场力(重力、电场力、磁场力),后接触力;接触力中必须先弹力,后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)。

3.只画性质力,不画效果力画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力,否则将出现重复。

4.需要合成或分解时,必须画出相应的平行四边形(或三角形)在解同一个问题时,分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千万不可重复。

典型例题、真题评析:1、如图所示,用跟水平方向成α角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动,木块和天花板间的动摩擦因数为μ,求木块所受的摩擦力大小。

解:由竖直方向合力为零可得F N=F sinα-G,因此有:f =μ(F sinα-G)1.关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是:CA.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直D.静止的物体所受的静摩擦力一定为零2、如图所示,一根质量为m,长度为L的均匀的长方木料放在水平桌面上,木料与桌面间的动摩擦因数为μ,现用水平力F推木料,当木料经过图示位置时,桌面对它的摩擦力等于μmg。

3、如图所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的:ABCDA.方向可能沿斜面向上B.方向可能沿斜面向下C.大小可能等于零D.大小可能等于F2.A、B、C三物块的质量分别为M,m和m0,作如图所示的联结.绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.若B随A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定:AA.物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0gB.物块A与B之间有摩擦力,大小为m0gC.桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m o gD.桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g3.如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动.由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是:BDA.μ1=0,μ2=0B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0D.μ1≠0,μ2≠04.如图所示,在粗糙的水平面上放一三角形木块a,若物体b在a的斜面上匀速下滑,则:AA.a保持静止,而且没有相对于水平面运动的趋势B.a保持静止,但有相对于水平面向右运动的趋势C.a保持静止,但有相对于水平面向左运动的趋势D.因未给出所需数据,无法对a是否运动或有无运动趋势做出判断5.如图所示,在粗糙水平面上有一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的木块,m1>m2,已知三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块:DA.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因为m1、m2、θ1、θ2的数值并未给出。

D.以上结论都不对6.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N.若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力为:DA.10N,方向向左B.6N,方向向右C.2N,方向向左D.零7.如图所示,m1和m2两木块叠在一起以v的初速度被斜向上抛出去,不考虑空气阻力,抛出后m2的受力情况是:AA.只受重力作用B.受重力和m1的压力作用C.受重力、m1的压力和摩擦力的作用D.所受合力的方向与初速度方向一致6、如图所示,质量为m 的物体放在水平放置的钢板c 上,与钢板间的动摩因数为μ。

由于光滑导轨槽a 、b 控制,物体只能沿水平导轨槽运动。

现使钢板以速度v 1向右运动,同时用力F 沿导轨槽的方向拉动物体使物体以速度v 2沿槽运动,则F 的大小为:( C )A . F=mgB F>mgC F<mg μD 不能确定10. 如下图叠放的a 、b 、c 三个粗糙物块,其相互接触处以及和水平桌面接触处均有摩擦,但摩擦系数不同.当b 物块受一水平力F 作用时,a 、c 随b 一起保持相对静止作加速运动.此时( AB )A .a 对c 的摩擦力方向向右B .b 对a 的摩擦力方向向右C .a 、b 间的摩擦力和a 、c 间的摩擦力大小相等D .只有桌面对b 的摩擦力小于a 、c 间的摩擦力的情况下,才能实现上述运动2、如图所示,A 、B 为两个相同木块,A 、B 间最大静摩擦力F m =5N ,水平面光滑。

拉力F 至少多大,A 、B 才会相对滑动?解:A 、B 间刚好发生相对滑动时,A 、B 间的相对运动状态处于一个临界状态,既可以认为发生了相对滑动,摩擦力是滑动摩擦力,其大小等于最大静摩擦力5N ,也可以认为还没有发生相对滑动,因此A 、B 的加速度仍然相等。

分别以A 和整体为对象,运用牛顿第二定律,可得拉力大小至少为F =10N 3、小车向右做初速为零的匀加速运动,物体恰好沿车后壁匀速下滑。

试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系。

解:物体受的滑动摩擦力的始终和小车的后壁平行,方向竖直向上,而物体的运动轨迹为抛物线,相对于地面的速度方向不断改变(竖直分速度大小保持不变,水平分速度逐渐增大),所以摩擦力方向和运动方向间的夹角可能取90°和180°间的任意值。

4、如图所示,倾角为θ的斜面A 固定在水平面上。

木块B 、C 的质量分别为M 、m ,始终保持相对静止,共同沿斜面下滑。

B 的上表面保持水平,A 、B 间的动摩擦因数为μ。

⑴当B 、C 共同匀速下滑;⑵当B 、C 共同加速下滑时,分别求B 、C 所受的各力。

解:⑴先分析C 受的力。

这时以C 为研究对象,重力G 1=mg ,B 对C 的弹力竖直向上,大小N 1= mg ,由于C 在水平方向没有加速度,所以B 、C 间无摩擦力,即f 1=0。

再分析B 受的力,在分析 B 与A 间的弹力N 2和摩擦力f 2时,以BC 整体为对象较好,A 对该整体的弹力和摩擦力就是A 对B 的弹力N 2和摩擦力f 2,得到B 受4个力作用:重力G 2=Mg ,C 对B 的压力竖直向下,大小N 1= mg ,A 对B 的弹力N 2=(M +m )g cos θ,A 对B的摩擦力2f 2=(M +m )g sin θ⑵由于B 、C 共同加速下滑,加速度相同,所以先以B 、C 整体为对象求A 对B 的弹力N 2、摩擦力f 2,并求出a ;再以C 为对象求B 、C 间的弹力、摩擦力。

这里,f 2是滑动摩擦力N 2=(M +m )g cos θ, f 2=μN 2=μ(M +m )g cos θ 沿斜面方向用牛顿第二定律:(M +m )g sin θ-μ(M +m )g cos θ=(M +m )a可得a =g (sin θ-μcos θ)。

B 、C 间的弹力N 1、摩擦力f 1则应以C 为对象求得。

由于C 所受合力沿斜面向下,而所受的3个力的方向都在水平或竖直方向。

比较简便的方法是以水平、竖直方向建立直角坐标系,分解加速度a 。

分别沿水平、竖直方向用牛顿第二定律:f1=ma cos θ,mg-N 1=ma sin θ, 可得:f 1=mg (sin θ-μcos θ) cos θN 1= mg (cos θ+μsin θ)cosθ5、小球质量为m ,电荷为+q ,以初速度v 向右滑入水平绝缘杆,匀强磁场方向如图所示,球与杆间的动摩擦因数为μ。

试描述小球在杆上的运动情况。

解:先分析小球的受力情况,再由受力情况确定其运动情况。

小球刚滑入杆时,所受场力为:重力mg 方向向下,洛伦兹力F f =qvB 方向向上;再分析接触力:由于弹力F N 的大小、方向取决于v 和qB mg 的大小关系,所以须分三种情况讨论: ① v >qBmg ,在摩擦力作用下,v 、F f 、F N 、f 都逐渐减小,当v 减小到等于qB mg 时达到平衡而做匀速运动;② v <qBmg ,在摩擦力作用下,v 、F f 逐渐减小,而F N 、f 逐渐增大,故v 将一直减小到零;③ v =qB mg ,F f =G , F N 、f 均为零,小球保持匀速运动。

6、如图,小车M 在恒力F 的作用下,沿着水平地面做直线运动,由此可以知道( C )A 、若地面光滑,则小车一定受到三个力作用B 、若地面粗糙,则小车可能受到三个力作用C 、若小车做匀速运动,则小车一定受到四个力作用D 、若小车做加速运动,则小车可能受到三个力作用vN f N N7、小木块m从光滑曲面上P点滑下。

通过粗糙静止的水平传送带落于地面上的Q点。

现在使传送带在皮带轮带动下逆时针转动,让m从P处重新滑下,则此次木块的落地点()A、仍然在Q点B、在Q点右端C、在Q点左端D、木块可能落不到地面上。

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