内容正文:
3.2 摩擦力
如图所示,“会爬坡”的行李箱会随着商场内自动扶梯的运动爬上楼。
(1)你能根据自己所掌握的知识解释是什么力使行李箱爬上坡的吗?
(2)请猜想使行李箱爬上坡的力与哪些因素有关系,有什么关系?
【答案】 (1)静摩擦力;(2)行李箱的重量,电梯的倾斜度。行李箱越重,静摩擦力越大;电梯倾斜度越大,静摩擦力越大。
1.(多选)下列有关滑动摩擦力的说法正确的是( BC )
A.有压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直
D.只有运动物体才受滑动摩擦力
【解析】 产生滑动摩擦力的条件有三个:正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动,缺一不可。由产生条件可知,A错误,B正确;滑动摩擦力方向与接触面相切,而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直,C正确;擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,也受滑动摩擦力,所以关键是“相对运动”,D错误。
2.关于由滑动摩擦力公式Ff=μFN推出的μ=Ff/FN,下列说法正确的是( D )
A.动摩擦因数μ与摩擦力Ff成正比,Ff越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小
C.μ与Ff成正比,与FN成反比
D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定
【解析】 动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙程度及材料决定,与摩擦力Ff和压力FN无关,一旦材料和接触面的情况确定了,动摩擦因数μ也就确定了,D正确。
3.下列关于静摩擦力的说法正确的是( C )
A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用
B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
C.在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度
D.静摩擦力一定是阻力
【解析】 当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力,A错误;受静摩擦力作用的物体有可能是运动的,比如人走路时,受到的就是静摩擦力,B错误;在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力,C正确;静摩擦力可能是阻力也可能是动力,D错误。
4.如图所示,用大小为100 N的握力握住一个重为40 N的瓶子。瓶子竖直,始终处于静止状态,已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ=0.5,下列说法正确的是( A )
A.瓶子受到的摩擦力大小为40 N
B.瓶子受到的摩擦力大小为50 N
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D.当握力持续减小时,瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
【解析】 瓶子重力为40 N,处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力,为40 N,A正确,B错误;当握力再增大时,瓶子受到的重力不变,摩擦力不变,C错误;当握力逐渐减小时,瓶子的最大静摩擦力减小,但只要瓶子仍处于静止状态,摩擦力大小不变,D错误。
5.某消防战士握住旗杆匀速上爬,到顶后再匀速滑下到达底端,则下列说法正确的是( D )
A.该战士上爬时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的
B.该战士下滑时受到的摩擦力方向是沿着旗杆向下的
C.该战士上爬时手握旗杆的力越大,他受到的摩擦力越大
D.体重更大的战士匀速上爬时,他受到的摩擦力更大
【解析】 该战士匀速上爬时,相对旗杆具有向下运动的趋势,故受到的静摩擦力方向是沿着旗杆向上的,且大小等于战士的重力,与手握旗杆的力大小无关,A、C错误;该战士下滑时相对旗杆向下滑动,受到的滑动摩擦力方向沿着旗杆向上,B错误;体重更大的战士匀速上爬时,他受到的摩擦力更大,D正确。
6.质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力F。(g取10 N/kg)求:
(1)当推力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(3)物体运动过程中突然把推力去掉,此时地面对物体的摩擦力是多大?
【答案】 (1)5 N;(2)10 N;(3)10 N。
【解析】 在地面上,FN=mg,则最大静摩擦力(即滑动摩擦力)大小为Fmax=μFN=μmg=0.5×2×10 N=10 N。
(1)当推力F=5 N时,F<Fmax,物体静止,则由二力平衡知:地面对物体的静摩擦力的大小F静=F=5 N。
(2)当推力F=12 N时,F>Fmax,物体滑动,则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑=μFN=μmg=10 N。
(3)运动过程中把推力去掉,地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力,其大小F′滑=10 N。
7.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中,下列说法正确的是( D )
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力