专题4 摩擦力的分析和计算（知识串讲）-2022-2023学年八年级物理下学期期中期末考点大串讲（人教版）

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。 1．摩擦力的大小 【知识点的认识】 对于初中摩擦力的大小不需要利用公式计算，摩擦力大小只要求求出静摩擦力和滑动摩擦力，这两种摩擦力一般与平衡力相结合出题，例如：静摩擦力，要根据受力的情况来分析，而不要想当然或跟着思维定势走． 例：用手握住一个瓶子静止不动，随着手的握力的增大，瓶子受到的摩擦力的大小如何变化？ 讲解：此时瓶子处于静止状态，在竖直方向上除受一个重力之外，还受到一个竖直向上的摩擦力作用，且摩擦力的大小与重力大小相等．由于瓶子的重力大小是不变的，所以瓶子静止不动时摩擦力的大小是不变的，它不随握力的变化而变化．不能认为所有情况都是“压力越大，摩擦力越大”． 例：一木块放在水平桌面上，某人用10牛的力拉木块在桌面上做匀速直线运动，若改用15牛的水平拉力拉木块，仍使木块在水平桌面上运动，此时木块受到的摩擦力大小应如何变化？ 讲解：当木块受10牛的力在做匀速直线运动时，摩擦力与拉力二力平衡，大小为10牛．当木块受15牛的拉力作用时，压力、接触面的粗糙程度都没改变，所以摩擦力的大小不变，只是此时，也正是摩擦力没有改变而拉力变大，所以导致的结果必然是木块在做加速运动，这也跟生活经验相吻合．不少同学认为“拉力越大，摩擦力越大”是没有根据的． 【命题方向】 静摩擦力和滑动摩擦力与平衡力相结合出题是中考命题方向． 例1：一物体以1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时受到的摩擦力为40N，若物体运动的速度增加到3m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动，此时它受到的摩擦力（　　） A．大于40N B．小于40N C．等于40N D．无法确定 分析：（1）首先根据二力平衡知识判断出摩擦力的大小； （2）掌握影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度，根据影响因素判断摩擦力的变化情况． 解：一物体以1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动，所以摩擦力与拉力是一对平衡力，f＝F＝40N，方向与拉力方向相反； 物体运动的速度增加到3m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动，此时压力和接触面的粗糙程度都未变化，所以摩擦力仍不变，为40N． 故选C． 点评：此题考查了二力平衡条件的应用及影响摩擦力大小的因素，在解析摩擦力的变化时，关键是分析影响因素是否变化，与物体的运动速度无关． 例2：如图所示，叠放在一起的物体A和B，在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直