内容正文:
第2讲 摩擦力
第二章 相互作用
题型一 静摩擦力的分析
题型二 滑动摩擦力的分析
题型三 摩擦力的突变问题
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一、静摩擦力的有无及方向判断方法
(1)假设法
(2)运动状态法
“力是物体间的相互作用”,先确定受力较少的物体是否受到静摩擦力并判断方向,再根据牛顿第三定律确定另一物体是否受到静摩擦力及方向。
先确定物体的运动状态,再利用平衡条件或牛顿第二定律确定静摩擦力的有无及方向。
(3)牛顿第三定律法
例.[假设法](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
C
解析:选C 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。
1.静摩擦力的有无及方向判断方法
例.【假设法】(2023·甘肃陇南·统考一模)如图所示,两直梯下端放在水平地面上,上端靠在竖直墙壁上,相互平行,均处于静止状态。梯子与墙壁之间均无摩擦力,下列说法正确的是( )
A.梯子越长、越重,所受合力越大
B.地面对梯子的作用力一定竖直向上
C.地面对梯子的摩擦力与竖直墙壁垂直
D.两梯子对竖直墙壁的压力大小一定相等
C
例、[状态法]如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则( )
A.小球受到的摩擦力方向竖直向下
B.小球受到的摩擦力与重力大小相等
C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
D.若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力变大
B
对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等、方向相反,故A项错误,B项正确;增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故C项错误;若水平移动铁夹,由于小球在竖直方向受力始终平衡,故摩擦力大小不变,故D项错误。
例.[状态法]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
B
例.(多选)在车站、机场常用传送带运送旅客的货物,如图所示,传送带与水平面夹角为θ,当货物随传送带一起匀速运动时,下列关于货物受力的说法中正确的是( )
A.货物所受摩擦力方向沿传送带向上
B.货物所受摩擦力方向沿传送带向下
C.货物受到三个力的作用
D.因货物与传送带相对静止,所以货物不受摩擦力
AC
例.[牛三定律] 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
A
1.静摩擦力大小的分析
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。
(2)物体有加速度时,若只受静摩擦力,则Ff=ma。若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。
二、静摩擦力大小的分析
【例1】[应用平衡条件计算]水平面上有一个重20 N 的物体,受到F1 = 10 N 和F2 = 6 N 的水平力作用而保持静止。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ = 0.4,下列说法正确的是( )
A.物体受到的合力为4 N,方向水平向右
B.将F1 撤去后,物体受的摩擦力为8 N
C.将F2 撤去后,物体受的摩擦力为6 N
D.在将F1 逐渐减小到0 的过程中,物体受到的摩擦力先减小后增大
D
【例2