内容正文:
第二节 摩擦力
1.知道摩擦力的定义及分类
2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件
3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小
4.了解最大静摩擦力的概念
问题:汽车的轮胎和鞋子的底部有很多花纹,这些花纹有什么作用?
摩擦力在生活中无处不在
基础知识:摩擦力
1、定义:两个相互 且 的物体(不光滑),当它们发生 或具有 时,就会在接触面上产生 相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力
2、摩擦力的产生条件
1 两物体相互接触,且接触面不光滑;
2 两物体相互挤压;
3 两物体间又能相对运动或相对运动的趋势。
3、摩擦力的作用
阻碍相对运动或相对运动趋势(摩擦力可以是 也可以是 )
4、 摩擦力的方向
沿接触面与相对运动或相对运动趋势
5、摩擦力的分类
1 静摩檫力
2 滑动摩檫力
例1:下列关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.物体与物体接触可能没有摩擦力
B.摩擦力只会阻碍物体运动
C.物体相对支持面的速度越大,滑动摩擦力就越大
D.动摩擦因数越大,滑动摩擦力就越大
变式:关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.物体受摩擦力作用时一定受弹力作用
B.滑动摩擦力的方向总是跟物体运动的方向相反
C.摩擦力的大小一定和压力的大小成正比
D.摩擦力总是阻碍物体的运动
基础知识:滑动摩擦力
1、 定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体 它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2、 产生条件:①两物体相互接触,且接触面不光滑;②两物体相互挤压;③两物体间有相对运动。
3、 方向:总跟接触面相切,并且跟物体的 方向相反。
4、 大小:用弹簧测力计拉动水平桌面上的物体,使其匀速滑动,弹簧测力计的示数等于物体滑动时受到的摩擦力的大小。方法是: 法
5、 表达式
是比例常数,没有单位,叫动摩擦因数,的大小跟两接触物体的材料及接触面的情况(如粗糙程度有关)有关。(与受力面积和物体运动速度无关)
技巧点拨
1 摩擦力不一定阻碍物体运动,但一定阻碍相对运动, 可能是阻力,也可能是动力
2 摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,可能相反,但一定与相对运动方向相反
3 同一接触面上弹力与摩擦力总垂直
例1:某同学在水平课桌上做两次实验,第一次缓慢拉动纸板让物块与纸板一起运动,第二次迅速拉动纸板,将纸板从物块下抽出。以下说法正确的是( )
A.第一次实验中纸板不受摩擦力
B.第一次实验中物块不受摩擦力
C.第二次实验中桌面对纸板的摩擦力比第一次大
D.第二次实验中物块由于惯性不受摩擦力
变式:如图所示,小李同学将一重力为G的厚白纸铺在水平桌面上,纸的一部分伸出桌边,在白纸上放一本重力为4G的物理书,再在物理书上放上一瓶重力为3G的墨水瓶。用水平拉力F将白纸从物理书本底下向右迅速抽出(物理书未从桌面滑落),白纸被抽出过程中物理书与墨水瓶没有发生相对滑动,所有接触面间的动摩擦因数均为,则在白纸被抽出过程中,下列描述正确的是( )
A.桌面对白纸施加的摩擦力方向向右 B.白纸受到的摩擦力大小为
C.白纸对物理书的摩擦力大小为 D.拉力F越大物理书与白纸间的摩擦力越大
例2:如图所示,拖地的时候,遇到顽固污渍的地方,我们会使劲向下压拖把,就有可能把污渍清除。对于使劲向下压拖把的原因,下列说法最合理的是( )
A.把拖把中的水挤出来清洗污渍 B.可以将拖把握的更紧
C.增加拖把的重力以去除污渍 D.增加拖把与地面的摩擦力以去除污渍
变式:如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右运动。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,则雪橇受到的摩擦力大小为( )
A.μmg B.μFsinθ C.μFcosθ D.μ(mg-Fsinθ)
问题:木箱为什么没有运动?
小孩推箱,据二力平衡的知识,这时一定有一个力与推力平衡,阻碍相对运动发生的力。箱子没有发生移动,表示不是滑动摩擦力,那是什么力呢?
基础知识:静摩擦力
1、定义:由于两个 的物体之间有 而产生的摩擦力叫做静摩擦力。
2、方向:静摩擦力的方向总是沿着接触面,跟物体相对运动的趋势方向 。
易错提醒
(1)运动方向:指物体相对于地面(以地面为参考系)运动的方向;
(2)相对运动方向:指物体相对于参考物体运动的方向,在研究摩擦力时此参考物体指摩擦力的施力物体。相对运动方向不等于运动方向;
(3)相对运动趋势方向:指一个物体相对于与它接触的另一个物体有沿某个方向运动的可能,但还处于相对静止状态。
3、大小
(1)静摩擦力F随外力的增大而增大,一直达到最大静摩擦力 为止, 即
(2)静摩擦力的大小与外部条件有关,最大静摩擦力 比滑动摩擦力Ff略大,在计算中可近似认为
例1:某同学在学习静摩擦力后构建了知识结构图,下列对图中①、②两空依次填写的内容全部正确的是( )
A.挤压、地面
B.形变、地面
C.形变、施力物体
D.弹力、施力物体
变式:关于静摩擦力,下列说法正确的是( )
A.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
B.静摩擦力一定是阻力
C.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
D.在压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一定限度
例2:小明用一水平推力,将质量黑板擦压在竖直黑板上,黑板擦保持静止状态。重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.黑板擦所受摩擦力大小为 B.黑板擦所受摩擦力大小为
C.黑板擦所受摩擦力的方向为竖直向上 D.黑板擦所受摩擦力与推力大小成正比
变式:重为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )
A.木箱与地板间的最大静摩擦力为30N
B.木箱所受的滑动摩擦力为35N
C.木箱与地板间的动摩擦因数为0.3
D.如果用40N的水平推力推静止的木箱,木箱所受的摩擦力为40N
基础知识:判断有无静摩擦力的方法
1、直接法:根据静摩擦力的产生条件,直接判断静摩擦力的有无.(有无相对运动趋势)
2、假设法:
3、平衡条件法:根据二力平衡的条件判断
例1:如图所示,水平面上有一重50N的物体,受到和的水平力作用而处于静止状态。已知物体与水平面间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,如果将撤去,那么物体受到的摩擦力的大小为( )
A.1N B.2N C.3N D.4N
变式:如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A.三个物体受到的摩擦力均不为零
B.三个物体受到的摩擦力均为零
C.B、C受到的摩擦力方向相同
D.B、C受到的摩擦力方向相反
基础知识:摩擦力的突变
1、 摩擦力突变原因:当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小和方向往往会发生变化,有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。
2、常见摩擦力突变的类型
(1)静一静“突变”:物体在静摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当其他摩擦力的突变力突然变化时,如果物体仍能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小或方向发生“突变”;
(2)动一静“突变”:在滑动摩擦力和其他力的作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不受摩擦力作用或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力;
(3)静一动“突变”:物体在静摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力。
例1:如图所示,一质量为m=8kg的木块放在水平桌面上,在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态,其中F1=10N,F2=3N。已知木块与地面的动摩擦因数为0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小取,则木块在水平方向受到的摩擦力Ff下列说法正确的是( )
A.若撤去F1保留F2,则Ff=8N,方向向左
B.若撤去F1保留F2,则Ff=3N,方向向右
C.若撤去F2保留F1,则Ff=3N,方向向左
D.若撤去F2保留F1,则Ff=10N,方向向左
变式:生活中使用的打印机是自动进纸的,其进纸原理如图所示,进纸槽里叠放一叠质量相同的白纸,进纸时滚轮竖直向下压在第1张白纸上,并沿逆时针方向转动,确保第1张纸与第2张纸相对滑动,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,滚轮与白纸之间的动摩擦因数为,白纸与白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为,则( )
A.第一张白纸进纸时,滚轮对第一张白纸的摩擦力是滑动摩擦力
B.第一张白纸进纸时,第二张与第三张之间没有摩擦力
C.第一张白纸进纸时,第二张与第三张之间有摩擦力
D.无论、大小关系如何,只需将滚轮与白纸间的压力大小调整到恰当值就能够实现单张纸打印
例2:利用图甲所示的装置可研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器,传感器用细线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。t=0时刻,细线处于直的状态,水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.木板必须在桌面上沿力的方向做匀速直线运动
B.在1.0~1.2s时间内,物块与木板之间存在滑动摩擦力
C.物块受到的摩擦力方向始终水平向左
D.由图乙的信息可以得出该实验滑动摩擦力与压力成正比的结论
变式:如图所示,水平地面上木块A放在长木板B的上面,一水平轻质弹簧测力计右端与A相连,左端固定在竖直墙壁上。现用水平向右的恒力拉B使之在地面上运动,木块A相对地面静止,已知各接触面间均粗糙且粗糙程度不变。下列说法正确的是( )
A.木块A作用于木板B的滑动摩擦力大小等于
B.地面受到的滑动摩擦力大小等于
C.若木板加速运动,弹簧测力计的示数仍等于木块A所受滑动摩擦力大小
D.只有木板B匀速运动时,弹簧测力计的示数才等于木块A所受滑动摩擦力大小
1.概念判断。
(1)滑动摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直。( )
(2)滑动摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。( )
(3)物体所受的滑动摩擦力一定与物体的重力大小成正比。( )
(4)静摩擦力一定是静止物体受到的摩擦力。( )
(5)静摩擦力可以是动力。( )
(6)静摩擦力的大小与压力成正比。( )
2.如图所示,老师握住一个装满水的圆柱形杯子,杯子始终静止。下列说法正确的是( )
A.握杯子用的力越大,杯子所受的摩擦力越大
B.杯子表面越粗糙,所受的摩擦力越大
C.随着杯子内的水量减少,杯子所受的摩擦力也减小
D.杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力
3.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述,正确的是( )
A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
C.静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同
D.静止物体所受静摩擦力一定为零
4.下列有关滑动摩擦力的说法中正确的是( )
A.相互接触并有相对运动的物体之间必有摩擦力
B.两物体之间有滑动摩擦力,则其间必有弹力
C.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
D.滑动摩擦力一定是阻力
5.如图所示,水平地面上有一木箱,受到水平拉力F的作用,F随时间t正比增大,即(k为常数)。则木箱所受摩擦力f随时间t的变化图像正确的是( )
A.B.C. D.
6.武警广西总队防城港支队组织特战分队开展多课目反恐演练。某武警战士爬杆训练的场景如图所示,战士先匀速竖直向上爬升,到最高处后抱着杆滑下来,下列说法正确的是( )
A.爬升时,由于战士相对于杆向上运动,故摩擦力向下
B.爬升时,抱杆抱得越紧,战士所受摩擦力越大
C.下滑时,抱杆抱得越紧,战士所受摩擦力越大
D.整个过程中,手握得越紧,杆与手之间的动摩擦因数就会越大
7.某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的棉线拉力F随时间t变化的图线如图乙所示,则( )
A.实验中必须让长木板保持匀速运动
B.图乙中曲线能够反映物块所受摩擦力大小随时间的变化关系
C.由图乙知,物块的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
8.如图所示,木块甲、乙中间夹有一压缩的轻弹簧,弹簧的劲度系数为300N/m,压缩量为3cm,用F=2N的水平拉力作用在木块乙上,甲、乙均静止不动。下列说法正确的是( )
A.木块甲所受摩擦力的大小为7N,方向水平向右
B.木块甲所受摩擦力的大小为9N,方向水平向右
C.木块乙所受摩擦力的大小为11N,方向水平向右
D.木块乙所受摩擦力的大小为2N,方向水平向左
9.在图示的皮带传动装置中,A轮为主动轮,B轮为从动轮,箭头表示两轮的旋转方向。关于A、B两轮所受摩擦力的方向,下列说法正确的是( )
A.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相同
B.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相反
C.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相同,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相反
D.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相同
10.如图所示,一本书重约8N,书本正面朝上。一张A4纸夹在书本间,将书本分为等质量的两部分,且能够覆盖几乎整个书页。若将A4纸抽出,至少需用约2N的拉力。不计A4纸的质量,则A4纸和书之间的摩擦因数最接近( )
A.0.25 B.0.35 C.0.45 D.0.50
11.(多选)所受重力为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。则( )
A.木箱与地板之间的最大摩擦力大于35N
B.木箱与地板之间的滑动摩擦力等于30N
C.木箱与地板之间的动摩擦因数μ=0.3
D.如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为0
12.(多选)质量为的木箱静止在水平地板上,至少要用的水平推力,才能使它从原地开始运动。现将一水平推力作用在木箱上,随时间变化的图线如图所示。已知木箱在时间内做匀速直线运动,重力加速度取。则下列说法正确的是( )
A.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3
B.时间内木箱所受摩擦力大小为0
C.时间内木箱所受摩擦力大小为
D.时间内木箱所受摩擦力大小为
13.(多选)如图所示,一足够长的轻质绸带放在水平光滑桌面上,绸带上放A、B两物块,A物块质量大于 B物块,两物块同时分别受到反向等大逐渐增大的力作用,两物块与绸带间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。下列说法正确的是( )。
A.两物块所受摩擦力的大小可能不相等
B.两物块不可能同时相对绸带滑动
C.A物块不可能相对绸带发生滑动
D.A物块所受摩擦力一定大于 B 物块所受摩擦力
14.(多选)如图所示是皮带传动示意图,A是主动轮,B是从动轮,两轮水平放置,当皮带按图示方向传动时,重10N的物体随皮带一起匀速运动,若物体与皮带间的最大静摩擦力为5N,则( )
A.物体m受到的摩擦力方向向右,大小为5N
B.物体m受到的摩擦力为零
C.皮带上P点所受摩擦力方向向下
D.从动轮上Q点所受摩擦力方向向下
15.如图所示,一物体的质量,受水平向右的拉力,在粗糙水平面上向右做匀速直线运动。g取10N/kg(空气阻力不计)求:
(1)物体所受重力的大小;
(2)物体受到摩擦力的大小及方向。
16.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量的物体上,在另一端施加一沿37°斜面方向拉力F,若物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12cm时,物体恰好与斜面没有摩擦,g取10m/s2,(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内),求:
(1)弹簧的劲度系数为多少?
(2)若将弹簧拉长至14cm,物体受到的摩擦力为多少?
(3)若将弹簧拉长至11.5cm,物体受到的摩擦力为多少?
17.如图,在水平恒力F的作用下,质量为的物块A紧贴竖直墙壁匀速下滑,已知力,取。
(1)请作出物块A受力的示意图(所有力均平移到重心位置);
(2)求物块A与墙壁间的动摩擦因数μ。
18.如图所示,A的质量为,B的质量为,A与水平面间的动摩擦因数为0.4,其余摩擦不计,求下列(1)、(2)两种情况下物体A受到什么摩擦力?大小如何?
(1);
(2);
(3)若要使A匀速运动,所加的竖直方向的力F’的大小是多少?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
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第二节 摩擦力
1.知道摩擦力的定义及分类
2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件
3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小
4.了解最大静摩擦力的概念
问题:汽车的轮胎和鞋子的底部有很多花纹,这些花纹有什么作用?
摩擦力在生活中无处不在
基础知识:摩擦力
1、定义:两个相互接触且挤压的物体(不光滑),当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力
2、摩擦力的产生条件
1 两物体相互接触,且接触面不光滑;
2 两物体相互挤压;
3 两物体间又能相对运动或相对运动的趋势。
3、摩擦力的作用
阻碍相对运动或相对运动趋势(摩擦力可以是动力也可以是阻力)
4、 摩擦力的方向
沿接触面与相对运动或相对运动趋势相反
5、摩擦力的分类
1 静摩檫力
2 滑动摩檫力
例1:下列关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.物体与物体接触可能没有摩擦力
B.摩擦力只会阻碍物体运动
C.物体相对支持面的速度越大,滑动摩擦力就越大
D.动摩擦因数越大,滑动摩擦力就越大
【答案】A
【详解】A.物体与物体接触,如果没有弹力或者相对运动趋势,则物体间没有摩擦力,故A正确;
B.摩擦力的方向总是与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反,但摩擦力方向可能与运动方向相同,所以摩擦力也可以促进物体运动,故B错误;
C.根据
可知滑动摩擦力与物块相对支持面的速度无关,故C错误;
D.根据
动摩擦因数越大,如果弹力小,滑动摩擦力不一定越大,故D错误。
故选A。
变式:关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.物体受摩擦力作用时一定受弹力作用
B.滑动摩擦力的方向总是跟物体运动的方向相反
C.摩擦力的大小一定和压力的大小成正比
D.摩擦力总是阻碍物体的运动
【答案】A
【详解】A.根据摩擦力产生条件可知,物体受摩擦力作用时一定受弹力作用,故A正确;
BD.滑动摩擦力的方向总是与接触面的相对运动方向相反,但不一定与物体运动的方向相反,摩擦力不一定阻碍物体的运动,故BD错误;
C.滑动摩擦力大小与压力的大小成正比,但静摩擦力大小与压力的大小没有直接关系,故C错误。
故选A。
基础知识:滑动摩擦力
1、 定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2、 产生条件:①两物体相互接触,且接触面不光滑;②两物体相互挤压;③两物体间有相对运动。
3、 方向:总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动方向相反。
4、 大小:用弹簧测力计拉动水平桌面上的物体,使其匀速滑动,弹簧测力计的示数等于物体滑动时受到的摩擦力的大小。方法是:控制变量法
5、 表达式
是比例常数,没有单位,叫动摩擦因数,的大小跟两接触物体的材料及接触面的情况(如粗糙程度有关)有关。(与受力面积和物体运动速度无关)
技巧点拨
1 摩擦力不一定阻碍物体运动,但一定阻碍相对运动, 可能是阻力,也可能是动力
2 摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,可能相反,但一定与相对运动方向相反
3 同一接触面上弹力与摩擦力总垂直
例1:某同学在水平课桌上做两次实验,第一次缓慢拉动纸板让物块与纸板一起运动,第二次迅速拉动纸板,将纸板从物块下抽出。以下说法正确的是( )
A.第一次实验中纸板不受摩擦力
B.第一次实验中物块不受摩擦力
C.第二次实验中桌面对纸板的摩擦力比第一次大
D.第二次实验中物块由于惯性不受摩擦力
【答案】B
【详解】AB.第一次缓慢拉动纸板,可认为砝码受力平衡,砝码受到的摩擦力为0,由于纸板与桌面发生相对滑动,故纸板受到桌面对其的摩擦力,故A错误,B正确;
CD.第二次迅速拉动纸板,将纸板从物块下抽出时,物块与纸板发生相对滑动,物块受到纸板的滑动摩擦力作用;两次桌面对纸板的摩擦力都为滑动摩擦力,两次桌面对纸板的支持力大小都等于物块和纸板的总重力大小,根据可知两次摩擦力相等,故CD错误。
故选B。
变式:如图所示,小李同学将一重力为G的厚白纸铺在水平桌面上,纸的一部分伸出桌边,在白纸上放一本重力为4G的物理书,再在物理书上放上一瓶重力为3G的墨水瓶。用水平拉力F将白纸从物理书本底下向右迅速抽出(物理书未从桌面滑落),白纸被抽出过程中物理书与墨水瓶没有发生相对滑动,所有接触面间的动摩擦因数均为,则在白纸被抽出过程中,下列描述正确的是( )
A.桌面对白纸施加的摩擦力方向向右 B.白纸受到的摩擦力大小为
C.白纸对物理书的摩擦力大小为 D.拉力F越大物理书与白纸间的摩擦力越大
【答案】B
【详解】A.白纸相对于桌面向右运动,则桌面对白纸施加的摩擦力方向向左,故A错误;
B.白纸受到的摩擦力大小为
故B正确;
C.白纸对物理书的摩擦力大小为
故C错误;
D.将白纸从物理书本底下向右迅速抽出(物理书未从桌面滑落),物理书与白纸间的摩擦力为滑动摩擦力,拉力F增大,摩擦力不变,故D错误。
故选B。
例2:如图所示,拖地的时候,遇到顽固污渍的地方,我们会使劲向下压拖把,就有可能把污渍清除。对于使劲向下压拖把的原因,下列说法最合理的是( )
A.把拖把中的水挤出来清洗污渍 B.可以将拖把握的更紧
C.增加拖把的重力以去除污渍 D.增加拖把与地面的摩擦力以去除污渍
【答案】D
【详解】拖地的时候,遇到顽固污渍的地方,使劲向下压拖把,增加拖把与地面的摩擦力以去除污渍。
故选D。
变式:如图所示,坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右运动。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,则雪橇受到的摩擦力大小为( )
A.μmg B.μFsinθ C.μFcosθ D.μ(mg-Fsinθ)
【答案】D
【详解】根据共点力平衡条件,在竖直方向
根据牛顿第三定律,雪橇对地面的压力等于地面对雪橇的支持力
则雪橇受到的滑动摩擦力为
故选D。
问题:木箱为什么没有运动?
小孩推箱,据二力平衡的知识,这时一定有一个力与推力平衡,阻碍相对运动发生的力。箱子没有发生移动,表示不是滑动摩擦力,那是什么力呢?
基础知识:静摩擦力
1、定义:由于两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而产生的摩擦力叫做静摩擦力。
2、方向:静摩擦力的方向总是沿着接触面,跟物体相对运动的趋势方向相反。
易错提醒
(1)运动方向:指物体相对于地面(以地面为参考系)运动的方向;
(2)相对运动方向:指物体相对于参考物体运动的方向,在研究摩擦力时此参考物体指摩擦力的施力物体。相对运动方向不等于运动方向;
(3)相对运动趋势方向:指一个物体相对于与它接触的另一个物体有沿某个方向运动的可能,但还处于相对静止状态。
3、大小
(1)静摩擦力F随外力的增大而增大,一直达到最大静摩擦力 为止, 即
(2)静摩擦力的大小与外部条件有关,最大静摩擦力 比滑动摩擦力Ff略大,在计算中可近似认为
例1:某同学在学习静摩擦力后构建了知识结构图,下列对图中①、②两空依次填写的内容全部正确的是( )
A.挤压、地面
B.形变、地面
C.形变、施力物体
D.弹力、施力物体
【答案】D
【详解】根据静摩擦力的产生条件知产生静摩擦的两个物体间必须粗糙、相互挤压有弹力,且有相对滑动趋势,“相对”指的是受力物体相对施力物体。
故选D。
变式:关于静摩擦力,下列说法正确的是( )
A.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
B.静摩擦力一定是阻力
C.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
D.在压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一定限度
【答案】D
【详解】A.静摩擦力产生的条件是,两个物体相互接触、有弹力且有相对运动趋势,A错误;
B.静摩擦力可以是阻力,也可以是动力,例如人在行走时脚掌和地面的静摩擦力即为动力,B错误;
C.受静摩擦力作用的物体是和所接触的物体间保持相对静止,与实际运动状态无关C错误;
D.在压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,变化范围是从零到最大静摩擦力,D正确。
故选D。
例2:小明用一水平推力,将质量黑板擦压在竖直黑板上,黑板擦保持静止状态。重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.黑板擦所受摩擦力大小为 B.黑板擦所受摩擦力大小为
C.黑板擦所受摩擦力的方向为竖直向上 D.黑板擦所受摩擦力与推力大小成正比
【答案】C
【详解】ABC.黑板擦保持静止状态,竖直方向受力平衡,则黑板擦所受摩擦力与重力等大反向,则摩擦力大小为
方向竖直向上,选项AB错误,C正确;
D.黑板擦所受最大静摩擦力与推力大小成正比,所受摩擦力大小等于重力不变,选项D错误。
故选C。
变式:重为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )
A.木箱与地板间的最大静摩擦力为30N
B.木箱所受的滑动摩擦力为35N
C.木箱与地板间的动摩擦因数为0.3
D.如果用40N的水平推力推静止的木箱,木箱所受的摩擦力为40N
【答案】C
【详解】A.根据题意可知,至少要用35N的水平推力,才能使木箱从原地开始运动,可知,木箱与地板间的最大静摩擦力为,故A错误;
B.木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动,由平衡条件可知,木箱所受的滑动摩擦力为,故B错误;
C.由滑动摩擦力公式可得,木箱与地板间的动摩擦因数为
故C正确;
D.如果用40N的水平推力推静止的木箱,大于最大静摩擦力,木箱滑动,则木箱所受的滑动摩擦力为,故D错误。
故选C。
基础知识:判断有无静摩擦力的方法
1、直接法:根据静摩擦力的产生条件,直接判断静摩擦力的有无.(有无相对运动趋势)
2、假设法:
3、平衡条件法:根据二力平衡的条件判断
例1:如图所示,水平面上有一重50N的物体,受到和的水平力作用而处于静止状态。已知物体与水平面间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,如果将撤去,那么物体受到的摩擦力的大小为( )
A.1N B.2N C.3N D.4N
【答案】A
【详解】由题可知,物体受到的最大静摩擦力
如果将撤去,仅用F2推物体,物体处于静止状态,受到的是静摩擦力,大小与推力F2等大反向,因此物体受到的摩擦力的大小为
故选A。
变式:如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A.三个物体受到的摩擦力均不为零
B.三个物体受到的摩擦力均为零
C.B、C受到的摩擦力方向相同
D.B、C受到的摩擦力方向相反
【答案】C
【详解】A.A物体做水平方向的匀速直线运动,水平方向不受摩擦力,故A错误;
BCD.B、C物体有向下滑动的趋势,受到沿斜面向上的静摩擦力,大小均等于重力沿斜面向下的分力,大小为,故BD错误,C正确。
故选C。
基础知识:摩擦力的突变
1、 摩擦力突变原因:当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小和方向往往会发生变化,有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。
2、常见摩擦力突变的类型
(1)静一静“突变”:物体在静摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当其他摩擦力的突变力突然变化时,如果物体仍能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小或方向发生“突变”;
(2)动一静“突变”:在滑动摩擦力和其他力的作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不受摩擦力作用或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力;
(3)静一动“突变”:物体在静摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力。
例1:如图所示,一质量为m=8kg的木块放在水平桌面上,在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态,其中F1=10N,F2=3N。已知木块与地面的动摩擦因数为0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度大小取,则木块在水平方向受到的摩擦力Ff下列说法正确的是( )
A.若撤去F1保留F2,则Ff=8N,方向向左
B.若撤去F1保留F2,则Ff=3N,方向向右
C.若撤去F2保留F1,则Ff=3N,方向向左
D.若撤去F2保留F1,则Ff=10N,方向向左
【答案】B
【详解】AB.木块在水平方向受到F1和F2作用而处于静止状态,根据平衡条件可知
木块受到的静摩擦力为方向向左;
若撤去F1保留F2,由于
可知木块仍然保持静止,则木块受到的静摩擦力为
方向向右,故A错误,B正确;
CD.若撤去F2保留F1,由于
可知木块将向右运动,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
方向向左,故CD错误。
故选B。
变式:生活中使用的打印机是自动进纸的,其进纸原理如图所示,进纸槽里叠放一叠质量相同的白纸,进纸时滚轮竖直向下压在第1张白纸上,并沿逆时针方向转动,确保第1张纸与第2张纸相对滑动,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,滚轮与白纸之间的动摩擦因数为,白纸与白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为,则( )
A.第一张白纸进纸时,滚轮对第一张白纸的摩擦力是滑动摩擦力
B.第一张白纸进纸时,第二张与第三张之间没有摩擦力
C.第一张白纸进纸时,第二张与第三张之间有摩擦力
D.无论、大小关系如何,只需将滚轮与白纸间的压力大小调整到恰当值就能够实现单张纸打印
【答案】C
【详解】A.第一张白纸与滚轮是相对静止的,它们之间是静摩擦力,故A错误;
BC.对除第一张白纸外的所有白纸进行研究,处于静止状态,因第一张白纸与第二张白纸有摩擦力,根据平衡条件知,第二张白纸与第三张白纸有摩擦力,故B错误,C正确;
D.根据题意,因上一张白纸相对下一张白纸向右滑动或有向右滑动的趋势,则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力一定向左,那么下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右;正常情况下单张纸打印必须满足滚轮与白纸之间的最大静摩擦力大于纸与纸之间的滑动摩擦力,即,故D错误。
故选C。
例2:利用图甲所示的装置可研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器,传感器用细线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。t=0时刻,细线处于直的状态,水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.木板必须在桌面上沿力的方向做匀速直线运动
B.在1.0~1.2s时间内,物块与木板之间存在滑动摩擦力
C.物块受到的摩擦力方向始终水平向左
D.由图乙的信息可以得出该实验滑动摩擦力与压力成正比的结论
【答案】C
【详解】A.木板和物块发生相对运动后,物块受到的是滑动摩擦力,木板不一定要做匀速直线运动,故A错误;
B.由图乙可知,在1.0~1.2s时间内,摩擦力随外力变化而变化,则摩擦力为静摩擦力,故B错误;
C.物块始终处于静止状态,水平方向受水平向右的拉力与水平向左的摩擦力,且方向始终不变,故C正确;
D.由图乙的信息可以得出滑动摩擦力比最大静摩擦力小,且木板与物块间的滑动摩擦力保持不变,不能得出滑动摩擦力与压力成正比的结论,故D错误。
故选C。
变式:如图所示,水平地面上木块A放在长木板B的上面,一水平轻质弹簧测力计右端与A相连,左端固定在竖直墙壁上。现用水平向右的恒力拉B使之在地面上运动,木块A相对地面静止,已知各接触面间均粗糙且粗糙程度不变。下列说法正确的是( )
A.木块A作用于木板B的滑动摩擦力大小等于
B.地面受到的滑动摩擦力大小等于
C.若木板加速运动,弹簧测力计的示数仍等于木块A所受滑动摩擦力大小
D.只有木板B匀速运动时,弹簧测力计的示数才等于木块A所受滑动摩擦力大小
【答案】C
【详解】AB.由于木板B受到木块A作用于木板B滑动向左的滑动摩擦力和地面作用在木板B上水平向左的滑动摩擦力,故木块A作用于木板B的滑动摩擦力和地面作用在木板B的滑动摩擦力大小均小于,即地面受到的滑动摩擦力大小小于。故AB错误;
CD.无论木板加速还是匀速运动,A对B的压力不变,接触面的粗䊗程度不变,木块A所受的滑动摩擦力不变,木块A相对地面静止,所受合力为零,弹簧测力计的示数等于木块A所受滑动摩擦力大小,故C正确,D错误。
故选C。
1.概念判断。
(1)滑动摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直。( )
(2)滑动摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。( )
(3)物体所受的滑动摩擦力一定与物体的重力大小成正比。( )
(4)静摩擦力一定是静止物体受到的摩擦力。( )
(5)静摩擦力可以是动力。( )
(6)静摩擦力的大小与压力成正比。( )
【答案】 正确 错误 错误 错误 正确 错误
【详解】(1)滑动摩擦力的方向沿接触面与相对运动方向相反,接触面的压力的方向垂直接触面,则滑动摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直,故正确。
(2)滑动摩擦力的方向沿接触面与相对运动方向相反,可能与运动方向相同,把物体由静止放在转动的传送带上,物体受到的滑动摩擦力的方向与运动方向相同,故错误。
(3)由公式可知,物体所受的滑动摩擦力一定与物体与接触面间的正压力成正比,不一定跟物体所受重力成正比,故错误。
(4)受静摩擦力作用的物体可能是运动的,比如在传送带上向上运送的货物受静摩擦力,故错误。
(5)在传送带上向上运送的货物受静摩擦力,是动力,故正确。
(6)静摩擦力的大小在零到最大静摩擦力之间,不与压力成正比,故错误。
2.如图所示,老师握住一个装满水的圆柱形杯子,杯子始终静止。下列说法正确的是( )
A.握杯子用的力越大,杯子所受的摩擦力越大
B.杯子表面越粗糙,所受的摩擦力越大
C.随着杯子内的水量减少,杯子所受的摩擦力也减小
D.杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力
【答案】C
【详解】ABD.瓶子保持静止,处于平衡状态。瓶子受到的受重力和静摩擦力是一对平衡力,但静摩擦不一定等于最大静摩擦力。当杯子和水的总重力不变时,杯子受到的静摩擦力不变,故ABD错误;
C.因为摩擦力与重力平衡,随着杯子内的水量减少,杯子和水的总重力减小,杯子所受的摩擦力也减小。故C正确。
故选C。
3.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述,正确的是( )
A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
C.静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同
D.静止物体所受静摩擦力一定为零
【答案】C
【详解】ABC.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同.比如在平直公路上行驶的汽车,车厢地板随汽车一起运动的物体,在启动过程中所受静摩擦力与运动方向相同,在减速过程中,静摩擦力方向与运动方向相反,故AB错误,C正确;
D.静止物体所受静摩擦力不一定为零,当静止物体相对接触物体有相对运动趋势时,也会受到静摩擦力,故D错误。
故选C。
4.下列有关滑动摩擦力的说法中正确的是( )
A.相互接触并有相对运动的物体之间必有摩擦力
B.两物体之间有滑动摩擦力,则其间必有弹力
C.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
D.滑动摩擦力一定是阻力
【答案】B
【详解】A.若相互接触并有相对运动的物体之间未发生弹性形变,物体间没有摩擦力,故A错误;
B.弹力是产生摩擦力的前提条件,故两物体之间有滑动摩擦力,则其间必有弹力,故B正确;
C.滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反,故C错误;
D.滑动摩擦力不一定是阻力,可以是动力,例如静止放置在水平传送带上的物块,物块受到滑动摩擦力与物块运动方向相同,故D错误。
故选B。
5.如图所示,水平地面上有一木箱,受到水平拉力F的作用,F随时间t正比增大,即(k为常数)。则木箱所受摩擦力f随时间t的变化图像正确的是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【详解】水平拉力,从开始不断增大,则木箱刚开始受到静摩擦力作用,静摩擦力的大小与拉力相等,随时间增大,当木箱的拉力大于最大静摩擦力时,木箱开始滑动,此后滑动摩擦力的大小不变,而最大静摩擦力大于滑动摩擦力。
故选D。
6.武警广西总队防城港支队组织特战分队开展多课目反恐演练。某武警战士爬杆训练的场景如图所示,战士先匀速竖直向上爬升,到最高处后抱着杆滑下来,下列说法正确的是( )
A.爬升时,由于战士相对于杆向上运动,故摩擦力向下
B.爬升时,抱杆抱得越紧,战士所受摩擦力越大
C.下滑时,抱杆抱得越紧,战士所受摩擦力越大
D.整个过程中,手握得越紧,杆与手之间的动摩擦因数就会越大
【答案】C
【详解】AB.战士在匀速竖直向上爬升,处于平衡状态,受到的摩擦力与重力平衡,大小不变,方向向上,故AB错误;
C.下滑时,战士所受摩擦力为滑动摩擦力,根据可知抱杆抱得越紧,战士所受摩擦力越大,故C正确;
D.动摩擦因数与压力大小无关,只与接触面的粗糙程度有关,故D错误。
故选C。
7.某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的棉线拉力F随时间t变化的图线如图乙所示,则( )
A.实验中必须让长木板保持匀速运动
B.图乙中曲线能够反映物块所受摩擦力大小随时间的变化关系
C.由图乙知,物块的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】B
【详解】AB.实验中力传感器固定不动,即物块保持静止,由二力平衡原理可知,力传感器示数即为摩擦力大小,并不需要保持木板做匀速运动,曲线反映了物块所受摩擦力大小随时间的变化曲线,A错误,B正确;
C.由图乙可知,开始物块受到的拉力和长木板的静摩擦力平衡,直到拉力峰值为10N左右,即最大静摩擦力约为10N;之后物块和长木板相对滑动,物块所受的摩擦力和棉线拉力平衡,由图乙可知滑动摩擦力大小约为8N左右,物块的最大静摩擦力大小大于滑动摩擦力大小,C错误;
D.图乙中数据可得出物块与木板间的滑动摩擦力大小,由
可知:由于物块的质量m未知,故求不出动摩擦因数,D错误。
故选B。
8.如图所示,木块甲、乙中间夹有一压缩的轻弹簧,弹簧的劲度系数为300N/m,压缩量为3cm,用F=2N的水平拉力作用在木块乙上,甲、乙均静止不动。下列说法正确的是( )
A.木块甲所受摩擦力的大小为7N,方向水平向右
B.木块甲所受摩擦力的大小为9N,方向水平向右
C.木块乙所受摩擦力的大小为11N,方向水平向右
D.木块乙所受摩擦力的大小为2N,方向水平向左
【答案】B
【详解】AB.甲静止不动,木块甲所受摩擦力与弹簧弹力平衡,则木块甲所受摩擦力的大小为
方向水平向右,故A错误,B正确;
CD.乙静止不动,根据平衡条件可得木块乙所受摩擦力的大小为
方向水平向左,故CD错误。
故选B。
9.在图示的皮带传动装置中,A轮为主动轮,B轮为从动轮,箭头表示两轮的旋转方向。关于A、B两轮所受摩擦力的方向,下列说法正确的是( )
A.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相同
B.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相反
C.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相同,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相反
D.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相同
【答案】D
【详解】由于A轮为主动轮,A轮边缘相对于皮带有向前运动的趋势,则A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反;由于B轮为从动轮,皮带转动时,B轮边缘相对于皮带有向后运动的趋势,则B轮受摩擦力的方向向前,与B轮转动方向相同。
故选D。
10.如图所示,一本书重约8N,书本正面朝上。一张A4纸夹在书本间,将书本分为等质量的两部分,且能够覆盖几乎整个书页。若将A4纸抽出,至少需用约2N的拉力。不计A4纸的质量,则A4纸和书之间的摩擦因数最接近( )
A.0.25 B.0.35 C.0.45 D.0.50
【答案】A
【详解】由题意可知,将A4纸抽出时,A4纸受到上下纸面的滑动摩擦力,且两摩擦力大小相等,则有
因A4纸夹在书本中间,因此A4纸受到的压力大小为整本书重的一半,即为
若将A4纸抽出,至少需用约2N的拉力F,则有
联立可得A4纸和书之间的摩擦因数
故选A。
11.(多选)所受重力为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。则( )
A.木箱与地板之间的最大摩擦力大于35N
B.木箱与地板之间的滑动摩擦力等于30N
C.木箱与地板之间的动摩擦因数μ=0.3
D.如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为0
【答案】BC
【详解】ABC.根据题意可知,当至少用35N的水平推力,才能使木箱从原地开始运动,即
木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动,即
解得
故A错误,BC正确;
D.如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,由于水平推力小于最大静摩擦力,木箱将处于静止状态,所受的摩擦力等于推力,即
故D错误。
故选BC。
12.(多选)质量为的木箱静止在水平地板上,至少要用的水平推力,才能使它从原地开始运动。现将一水平推力作用在木箱上,随时间变化的图线如图所示。已知木箱在时间内做匀速直线运动,重力加速度取。则下列说法正确的是( )
A.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3
B.时间内木箱所受摩擦力大小为0
C.时间内木箱所受摩擦力大小为
D.时间内木箱所受摩擦力大小为
【答案】AD
【详解】AD.内,木箱做匀速直线运动,二力平衡,此时摩擦力为
木箱对地面的压力大小等于木箱重力,即
动摩擦因数
故AD正确;
B.,木箱静止,根据二力平衡,时间内木箱所受摩擦力大小为,故B错误;
C.木箱在内做加速运动,受到摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,因压力大小和接触面粗糙程度均不变,木箱受到滑动摩擦力大小不变,则摩擦力仍然为,故C错误。
故选AD。
13.(多选)如图所示,一足够长的轻质绸带放在水平光滑桌面上,绸带上放A、B两物块,A物块质量大于 B物块,两物块同时分别受到反向等大逐渐增大的力作用,两物块与绸带间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。下列说法正确的是( )。
A.两物块所受摩擦力的大小可能不相等
B.两物块不可能同时相对绸带滑动
C.A物块不可能相对绸带发生滑动
D.A物块所受摩擦力一定大于 B 物块所受摩擦力
【答案】BC
【详解】AD.开始时当力F较小时,两物块均静止不动,则两物块所受的静摩擦力都等于力F,则所受摩擦力大小相等;随F的增加,则因为B的质量较小,则B与绸带间的最大静摩擦力较小,则B先与绸带间产生滑动,则此后B与绸带间的摩擦力为滑动摩擦力不变,而A与绸带间的静摩擦力等于绸带与B之间的摩擦力也保持不变,则两物块所受摩擦力的大小总是相等的,选项AD错误;
B.由以上分析可知,两物块不可能同时相对绸带滑动,选项B正确;
C.由以上分析可知,当B与绸带间产生相对滑动后,A物块与绸带间的摩擦力保持不变且小于A与绸带间的最大静摩擦力,则A物块不可能相对绸带发生滑动,选项C正确;
故选BC。
14.(多选)如图所示是皮带传动示意图,A是主动轮,B是从动轮,两轮水平放置,当皮带按图示方向传动时,重10N的物体随皮带一起匀速运动,若物体与皮带间的最大静摩擦力为5N,则( )
A.物体m受到的摩擦力方向向右,大小为5N
B.物体m受到的摩擦力为零
C.皮带上P点所受摩擦力方向向下
D.从动轮上Q点所受摩擦力方向向下
【答案】BC
【详解】AB.物体与传送带速度相同,都是匀速运动,两者没有相对运动也没有相对运动趋势,故物体在这段不受摩擦力,故A错误,B正确;
C.A为主动轮,即轮子带着传送带运动,故传送带相对轮子有向下运动的趋势,可知皮带P处摩擦向下,故C正确;
D.B为从动轮,即轮子是在传送带的带动下运动的,传送带相对轮子有向下运动的趋势,故可知Q处摩擦力向上,故D错误。
故选BC。
15.如图所示,一物体的质量,受水平向右的拉力,在粗糙水平面上向右做匀速直线运动。g取10N/kg(空气阻力不计)求:
(1)物体所受重力的大小;
(2)物体受到摩擦力的大小及方向。
【答案】(1)50N;(2)20N,方向水平向左
【详解】(1)物体的质量,则物体所受的重力大小为
(2)由于物体受水平向右的拉力,在粗糙水平面上向右做匀速直线运动,则此时物体受到摩擦力的大小为
方向水平向左。
16.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量的物体上,在另一端施加一沿37°斜面方向拉力F,若物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12cm时,物体恰好与斜面没有摩擦,g取10m/s2,(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内),求:
(1)弹簧的劲度系数为多少?
(2)若将弹簧拉长至14cm,物体受到的摩擦力为多少?
(3)若将弹簧拉长至11.5cm,物体受到的摩擦力为多少?
【答案】(1);(2),方向沿斜面向下;(3),方向沿斜面向上
【详解】(1)当弹簧拉长至12cm时,物体恰好与斜面没有摩擦可得
解得
(2)最大静摩擦力与滑动摩擦力相等可得
将弹簧拉长至14cm,弹力为
可知
物体受到的摩擦力物体受到滑动摩擦力为
方向沿斜面向下;
(3)将弹簧拉长至11.5cm,弹力为
可知
物块将静止于斜面上摩擦力为
方向沿斜面向上
17.如图,在水平恒力F的作用下,质量为的物块A紧贴竖直墙壁匀速下滑,已知力,取。
(1)请作出物块A受力的示意图(所有力均平移到重心位置);
(2)求物块A与墙壁间的动摩擦因数μ。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)物块受到重力、压力、墙壁弹力、墙壁摩擦力四个力的作用,受力分析如图所示。
(2)对物块A受力分析,物块在水平和竖直方向均受力平衡,可得
又
物块A与墙壁间的动摩擦因数为
18.如图所示,A的质量为,B的质量为,A与水平面间的动摩擦因数为0.4,其余摩擦不计,求下列(1)、(2)两种情况下物体A受到什么摩擦力?大小如何?
(1);
(2);
(3)若要使A匀速运动,所加的竖直方向的力F’的大小是多少?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
【答案】(1)滑动摩擦力8 N;(2)静摩擦力10N;(3)5 N
【详解】(1)依题意,F=0时,物体A所受最大静摩擦力为
物体B的重力大小为
可知,物体A在B的带动下将向右运动,受到滑动摩擦力作用,大小为8 N。
(2)F=10N时,物体A所受最大静摩擦力为
可知,物体A静止不动,受静摩擦力作用,大小为10N。
(3)若要使A匀速运动,则物体A所受摩擦力与物体B的重力大小相等,即
解得
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