内容正文:
物 理
第二章 相互作用
第2讲 摩擦力
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相对静止
粗
糙
弹力
相对运
动趋势
相反
相对滑动
粗
糙
弹力
相对运动
μFN
相反
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√
√
√
√
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1.知道滑动摩擦和静摩擦现象。
2.会判断摩擦力的方向。
3.会计算两种摩擦力的大小。
【知识总览】
【微点辨析】
(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。( )
(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。( )
(3)受滑动摩擦力作用的物体可能处于静止状态。( )
(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。( )
(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。( )
(6)两物体接触处的弹力增大时,静摩擦力大小可能不变。( )
考点 eq \a\vs4\al(1) 摩擦力的有无及方向判断(素养自修)
1.[摩擦力有无的判断](2022·济南模拟)如图甲是某同学写字时的握笔姿势,如图乙是他在握笔时把拇指和食指松开时的状态,笔尖仍然斜向下且笔保持静止状态。关于两幅图中笔的受力,下列说法正确的是( )
A.图甲中笔可能不受摩擦力
B.图乙中笔可能不受摩擦力
C.图甲和图乙中手对笔的作用力方向都为竖直向上
D.图甲中手的握力越大,笔所受的摩擦力越大
解析 对图甲中的笔受力分析,受到手指的压力、重力、摩擦力,假设没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故A错误;对图乙中的笔受力分析,受到重力、支持力和摩擦力,假设没有受到摩擦力,笔就会顺着手指滑下来,故B错误;因为图甲和图乙中的笔都是静止状态,所以手对笔的作用力应与重力大小相等,方向相反,故C正确;图甲中的笔受到的是静摩擦力,大小与手的握力无关,故D错误。
答案 C
2.[摩擦力方向的判断]如图所示,竖直墙面上有一只壁虎从A点沿水平直线加速运动到B点,此过程中壁虎受到摩擦力的方向是( )
A.斜向右上方
B.斜向左上方
C.水平向左
D.竖直向上
答案 B
解析 由于壁虎从A点到B点做加速直线运动,即壁虎所受合力水平向左,在竖直平面内壁虎受重力、摩擦力,由平行四边形定则可知,摩擦力方向斜向左上方,故B正确。
3.[摩擦力的判断]大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼,都会安装自动扶梯。小王同学经过调查研究发现自动扶梯分为两大类,一种有台阶,另一种无台阶,两种自动扶梯分别如图所示。此外,小王同学还发现,为了节约能源,在没有乘客乘行时,这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行,当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则自动扶梯在运送乘客上楼的整个过程中( )
A.图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用
B.图乙所示的有台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用
C.图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客对扶梯的作用力始终竖直向下
D.图乙所示的有台阶自动扶梯中,乘客对扶梯的作用力始终竖直向下
解析 乘客在无台阶的扶梯上运动时,在加速阶段和匀速阶段,都受重力、支持力、摩擦力作用,匀速阶段乘客加速度为零,扶梯对乘客的作用力竖直向上,由牛顿第三定律可知,乘客对扶梯的作用力竖直向下,加速阶段扶梯对乘客的作用力斜向上,由牛顿第三定律可知,乘客对扶梯的作用力斜向下;有台阶的扶梯,在扶梯匀速上升阶段,乘客不受摩擦力作用,在扶梯加速阶段,乘客所受支持力和摩擦力的合力斜向上,由牛顿第三定律可知,乘客对扶梯的作用力斜向下,综上所述,A正确,B、C、D均错误。
答案 A
摩擦力的有无及方向的三种判断方法
假设法
状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向。
转换法
先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
考点 eq \a\vs4\al(2) 摩擦力大小的计算(互动共研)
1.滑动摩擦力的计算方法
可用公式Ff=μFN计算,注意对物体间相互挤压的弹力FN的分析,FN并不总是等于物体的重力,它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关,也与研究对象在该方向上的运动状态有关。
2.静摩擦力的计算方法
(1)最大静摩擦力Fmax的计算:最大静摩擦力Fmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来,比滑动摩擦力稍大些,通常认为二者相等,即Fmax=μFN。
(2)一般静摩擦力的计算:①物体处于平衡状态(静止或匀速