内容正文:
第二讲 摩擦力
|纲举目张|·|精要回顾|
[微点判断]
(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)在水平面上受到滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态。(√)
(4)接触处有弹力作用时一定有摩擦力作用。(×)
(5)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。(√)
(6)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。(√)
(7)两物体接触处的弹力越大,则两物体间的滑动摩擦力也越大。(×)
(8)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变。(√)
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逐点清(一) 摩擦力的有无及方向的判断(基础点速过)
静摩擦力有无的判断
1.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:选C 对题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;对题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;因为题图甲和题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;题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。
摩擦力方向的判断
2.下列情境中,物体M所受摩擦力Ff的示意图正确的是( )
解析:选B 物体静止在水平面上时,不受摩擦力,A错误;汽车停在斜坡上时,有沿斜坡向下滑动的趋势,则摩擦力方向沿斜坡向上,B正确;物体贴着竖直墙壁自由下落时,物体与墙壁间没有正压力,则没有摩擦力,C错误;瓶子被握在手中时,有下滑的趋势,则摩擦力方向向上,D错误。
3.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
解析:选B 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。
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。
逐点清(二) 摩擦力的计算(重难点疏通)
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(静止或做匀速直线运动),利用力的平衡条件来计算其大小;②物体有加速度时,根据牛顿第二定律进行分析。例如,水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度,若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。
[典例] (多选)如图所示,质量为0.1 kg的物块A放在足够长的木板(开始时木板水平)上,物块A和木板间的动摩擦因数μ=0.8,用手抬起木板的左端使木板与水平面之间的夹角θ逐渐变大,当θ分别为30°、60°时,物块A所受的摩擦力大小分别记为f1、f2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2,下列判断正确的是( )
A.f1= N B.f1=0.5 N
C.f2=0.4 N D.f2= N
[解析] 因为tan 30°<μ<tan 60°,所以当θ分别为30°、60°时,物体分别处于静止和下滑状态,当物体静止时,根据平衡条件得f1=mgsin 30°=0.5 N,故A错误,B正确;当物体下滑时,物体受滑动摩擦力作用,f2=μN2=μmgcos 60°=0.4 N,故C正确,D错误。
[答案] BC
[规律方法]
计算摩擦力时的三点注意
(1)首先分清摩擦力的性质,因为只有滑动摩擦力才能利用公式计算,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿第二定律来求解。
(2)公式Ff=μFN中FN为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力。
(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,