内容正文:
专题4 摩擦力的分析和计算
产生摩擦力需要三个基本的条件:
(1)两个物体必须相互接触,且接触面不光滑;
(2)两个物体之间有压力;
(3)两个物体之间有相对运动的趋势,或已发生相对运动
1.摩擦力产生的条件
图1中,A、B两物体以共同速度作匀速运动,A.B两物体虽然都在运动,但它们之间既没有相对运动也没有相对运动的趋势,所以没有摩擦力的作用.
图1 图2 图3
图2中,物体B相对于物体A向下滑动,因没有压力作用,所以两者之间也没有摩擦力产生。在对具体问题分析时,要特别注意对这三个条件的判断.对有无正压力的判断如果从正面分析有困难时,可用假设法去推理判断,即当两物体之间没有正压力作用时,会发生什么后果,这样就可以较容易地判断两物体之间是否有压力作用.
2.摩擦力的方向
在图3中,木板A沿光滑水平面向右运动,速度为v1,物体B以速度v2(对地)沿A物体上表面滑动,已知v1、v2的方向相同,且v1<v2,A、B接触面粗糙,木板A足够长。那么A、B之间摩擦力的方向会怎样呢。
首先,B对A有正压力,又因v1<v2,说明A、B间有相对运动,即A、B之间有滑动摩擦力.当v1<v2,时,B相对A向右运动,A相对B向左运动.所以A受的摩擦力水平向右,使A作加速运动,B受的摩擦力水平向左.使B作减速运动,当A,B的速度达到一致时,A.B之间就没有相对运动及相对运动趋势了,两物体间无摩擦力,运动状态不再变化,将以同一速度作匀速直线运动.由此看来,判断摩擦力的方向时,应该注意“相对运动及相对运动趋势”方向的分析,摩擦力的方向总是跟相对运动或相对运动趋势的方向相反,而不能理解为跟运动方向相反.相对运动趋势有很强的隐蔽性,所以,有时我们需要用“假设法”和“反推法”来辅助判断.
3.摩擦力的大小
不管物体受到的是静摩擦力,还是滑动摩擦力,初中阶段求解摩擦力的方向都是依据二力平衡。即静摩擦力大小等于与之平衡的外力大小,且随外力的变化而变化。滑动摩擦力大小等于物体做匀速直线运动时与之平衡的外力大小,且不随外力的变化而变化。
易错点:
(1)滑动摩擦力大小与物体运动状态或受力情况无关;(2)摩擦力的方向一定和物体相对运动(趋势)方向相反,但不一定和运动方向相反。(3)静摩擦力大小与压力大小无关。
一.选择题(共7小题)
1.如图所示是“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验,有关此实验的说法中正确的是( )
A.分析实验甲、乙可得,滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关
B.分析实验甲、丁可得,滑动摩擦力的大小跟接触面的受力面积有关
C.实验乙、丙探究滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度是否有关
D.实验乙、丁探究滑动摩擦力的大小跟接触面的受力面积是否有关
2.如图所示,物体A、物体B的重力分别为15N和10N,大小为60N的水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触,A和B匀速下滑。则A与竖直墙面间的滑动摩擦力大小为( )
A.10N B.15N C.25N D.60N
3.如图甲所示,物体甲重30N,被50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止。如图乙所示,物体乙重60N,在20N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动.则物体甲受到的摩擦力f甲和物体乙受到的摩擦力f乙分别是( )
A.f甲=30N,f乙=60N B.f甲=30N,f乙=20N
C.f甲=50N,f乙=60N D.f甲=50N,f乙=20N
4.如图所示,整个装置静止在水平桌面上,其中A、B两木块叠放在一起,两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连,另一端固定在铁架台E、F上.此时,两个轻质弹簧测力计C、D水平方向施力,且示数相等,均为2N.下列说法正确的是( )
A.砝码受到的摩擦力大小为2N
B.B 对 A 的静摩擦力的大小等于 2N
C.A 对 B 的静摩擦力的大小等于 0N
D.地面对B的摩擦力大小为2N
5.如图所示,物体A、B、C的重力均为10N,叠放在水平桌面上。作用于B的水平向右的拉力F1=2N;作用于C的水平向左的拉力F2=3N,当这三个物体均处于静止状态时,A和B间的摩擦力为f1;C和桌面间的摩擦力为f2,则下列分析正确的是( )
A.f1=0 f2=0 B.f1=0 f2=1N
C.f1=2N f2=3N D.f1=2N f2=1N
6.如图,在探究滑动摩擦力的大小与些因素有关的实验中,小南将弹簧测力计圆环固定在墙上,挂钩挂着木块,木块下面是一长木板,实验时用F=5N的拉力拉着长木板在粗糙水平面上向左做匀速直线运动。则( )
A.实验时必须匀速拉动长木板
B.若增大拉力F,测力计的示数会变大
C.物块A受到的摩擦力