第3章 习题课 摩擦力的综合分析（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第一册（教科版）

习题课　摩擦力的综合分析 类型一　对摩擦力的理解及方向的判断 1．对摩擦力的理解 (1)静摩擦力：受静摩擦力的物体不一定静止，只是两物体接触面保持相对静止。 例如：在倾斜传送带上匀速传送的物体，虽然运动，但受静摩擦力。(如图1) (2)滑动摩擦力：受滑动摩擦力的物体不一定运动，而是两物体发生相对滑动。 例如：把A物体抽出来，B物体受到了滑动摩擦力却没有运动。(如图2) 2．摩擦力的方向 (1)静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反。可利用假设法判断，即假设接触面光滑，物体跟与它接触的物体相对运动的方向，就是相对运动趋势方向；例如静止在斜面上的物体受到的静摩擦力的方向沿斜面向上。(如图3) 静摩擦力的方向有可能与物体运动方向成任意角度。如图4所示，用手握住一根竖直棒，若使手与棒一起沿不同方向匀速运动，棒所受的静摩擦力竖直向上，而手与棒的运动方向可以是任意的，所以f的方向与匀速运动中速度的方向可成任意夹角。 (2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，与物体运动方向无关。 例如：如图5所示，快速把B向右拉离的过程中，A相对B向左运动，摩擦力向右，A却相对地面向右运动，摩擦力的方向与物体运动方向反而相同。 [典例1]　如图所示，一辆汽车在平直公路上向右行驶，车上有一木箱，试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向，是阻力还是动力？ (1)汽车由静止向右加速运动时(木箱和车无相对滑动)； (2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动)； (3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动)； (4)汽车刹车，木箱在车上滑动时； (5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时。 [解析]　(1)木箱随汽车一起由静止加速运动，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原来相对地面的静止状态，因此它将相对于汽车向左滑动，而实际上木箱与汽车无相对滑动，即相对静止，说明木箱有相对汽车向左滑动的趋势，所以木箱受到向右的静摩擦力，此静摩擦力为动力。 (2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向右滑动，而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向右滑动的趋势，所以木箱受到向左的静摩擦力，此静摩擦力为阻力。 (3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对运动或相对运动趋势，因而木箱不受摩擦力。 (4)汽车刹车，木箱相对于汽车向右滑动，可知木箱受到向左的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为阻力。 (5)汽车突然加速，木箱相对于汽车向左滑动，可知木箱受到向右的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为动力。 [答案]　(1)静摩擦力　向右　动力　(2)静摩擦力　向左　阻力　(3)无摩擦力　(4)滑动摩擦力　向左　阻力 (5)滑动摩擦力　向右　动力 [名师点评] 摩擦力作用效果是阻碍物体的相对运动，但摩擦力却不一定是阻力，有时会是动力。 针对训练 1．如图所示，物体A、B在力F的作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与力F方向相同 B．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与力F方向相反 C．甲、乙两图中物体A均不受摩擦力 D．甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和力F方向相同 解析：题图甲中，假设A、B接触面光滑，A保持匀速运动，A、B还是相对静止，说明A、B间没有相对运动趋势，故A、B间没有静摩擦力；而题图乙中A物体有向下滑动的趋势，说明A受静摩擦力方向与力F方向相同，故D正确。 答案：D 类型二　摩擦力大小的计算 计算摩擦力的思路 1．根据拉力F和最大静摩擦力的大小关系判断物体受静摩擦力还是滑动摩擦力。 2．静摩擦力可用二力平衡求解，滑动摩擦力可用公式f＝μN求解。 [典例2]　如图所示，用水平力F将一木块压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25，问： (1)当F＝25 N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？ (2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？ (3)当F＝10 N时，木块沿墙壁下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？ (4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？ [解析]　(1)当F＝25 N时，木块没有动，则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡，即f1＝G＝6 N。 (2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块在竖直方向上仍然受重力和静摩擦力，且平衡，即f2＝G＝6 N。 (3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，在水平方向上，木块受水平力F和墙壁的弹力平衡，则N＝F＝10 N，则f3＝μN＝0.25×10 N＝2.5 N。 (4)当F＝6 N时，则此时N′＝6 N，木块沿竖直墙壁下滑，则滑动摩擦力f4＝μN′＝0.25×6 N＝