3.1生活中常见的力（二）讲义-2024-2025学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册

常见的力（二） 【知识点二】摩擦力 一、滑动摩擦力 （1）滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上相对滑动时，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 （2）存在滑动摩擦力必须同时满足三个条件： ①两物体必须相互接触且挤压，即存在正压力。 ②接触面不光滑。 ③两物体有相对运动。 （3）滑动摩擦力的方向： 滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。 滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动，摩擦力的方向一定与接触面相切。 （4）滑动摩擦力的大小： 式中是比例常数，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。计算滑动摩擦力时应该注意的是：滑动摩擦力的大小与物体运动的速度和相互接触的面积无关，弹力不一定等于重力。 二、静摩擦力 （1）静摩擦力：当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的阻碍作用，叫静摩擦力。 （2）存在静摩擦力必须同时满足三个条件： ①两物体接触且挤压，即存在正压力。 ②接触面不光滑。 ③两物体接触面间有相对运动趋势。 所谓相对运动趋势是指假如接触面是光滑的，所研究的物体将发生相对运动的趋向。 （3）静摩擦力的方向: 与接触面相切，跟物体的相对运动趋势方向相反。 （4）静摩擦力的大小： 等于使物体产生运动趋势的外力的大小。随着沿相对运动趋势方向的外力的增大而增长，但有一个最大值，称之为最大静摩擦力，其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力。 两物体间实际发生的静摩擦力在零与最大静摩擦之间，即 【典型例题】 1、以下关于滑动摩擦力的说法正确的是 （ ）（多选） Comment by user: CD A．滑动摩擦力的方向总是与运动的方向相反 B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反 D．滑动摩擦力是成对产生的，两个互相接触的物体在发生相对运动时，它们都受到滑动摩擦力的作用 2、下列关于静摩擦力的叙述中正确的是 （ ）（多选） Comment by 35722: ABD A．静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势的方向相反 B．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同 C．静摩擦力的大小与接触面间的弹力成正比 D．运动的物体可能受静摩擦力作用 3、用一个沿斜面向上的推力F作用在物体上，使物体处于静止状态，物体质量为m，斜面倾角为θ．试分析斜面对物体的静摩擦力． Comment by user: 由于m、θ、F三者的大小关系不确定，所以斜面对物体的静摩擦力有以下三种可能： ⑴若F ＝ mgsinθ，无运动趋势，静摩擦力f ＝ 0； ⑵若F＜mgsinθ，有向下运动趋，静摩擦力f沿斜面向上，且有F + f ＝ mgsinθ ⑶若F＞mgsinθ，有向上运动趋，静摩擦力f沿斜面向下，且有F ＝ mgsinθ + f 4、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，传感器用细线拉住质量为1 kg的物块，物块放在粗糙的质量为2 kg的长木板上。假设水平向左拉木板的力F随时间均匀增加，传感器记录的示数F随时间t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） Comment by user: C A．长木板一直保持静止状态 B．物块所受滑动摩擦力随时间t增大 C．物块所受最大静摩擦力为7 N D．物块与长木板间的动摩擦因数为 5、粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时 （ ） Comment by user: B A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零 C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零 D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F 6、重为100N的物体在水平面上向右运动，同时受到一个向左的5N的水平拉力作用，若物体和水平面间的动摩擦因数为0.1，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是 （ ） Comment by user: A A．10N，水平向左 B．5N，水平向右 C．15N，水平向左 D．5N，水平向左 7、某同学骑自行车时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为。当他推自行车时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为（　　） Comment by user: B A．与同向 B．与同向 C．与车前进方向相同 D．与车前进方向相同 8、如图所示，水平地面上有重力均为40 N的A、B两木块，它们之间夹有被压缩了2.0 cm的轻质弹簧，已知弹簧的劲度系数k=400 N/m，两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，系统处于静止状态。现用F=10N的水平力推木块B，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则力F作用后（　　） Comment by user: B A．木块A所受静摩擦力大小为10 N B．木块B所受静摩擦力大小为2.0 N C．木块B所受静摩擦力为0 D．弹簧的压缩量变为2.5 cm 9、如图所示，质量均为m的木块A和B在质量为2m的长木板C上滑行（AB不会相碰），长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若A与C，C与地面之间的动摩擦因数均为μ，木块B下表面光滑，重力加速度为g。则长木板C受到地面的摩擦力大小为（　　） Comment by user: A A．μmg B．2μmg C．3μmg D．4μmg 【习题精选】 1、关于摩擦力，有同学总结了以下四条“不一定”，其中正确的是（　　） Comment by user: B A．产生摩擦力的两个物体不一定接触 B．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反 C．滑动摩擦力的大小不一定与压力成正比 D．产生滑动摩擦力的两个物体不一定有相对运动 2、如图所示，质量为m的物体在水平外力作用下，向右做匀速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ．在下列条件下，物体受到的滑动摩擦力如何变化？ Comment by 35722: 三种情况下物体受到的滑动摩擦力相同 （1）当F突然增大时？ （2）从撤去F到物体最终静止的过程？ （3）将物体立放起来，仍在水平拉力F作用下，向右做匀速运动的过程？ 3、 如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示，下列说法正确的是（g取10 m/s2） （　　） Comment by user: ACD A．木箱所受的最大静摩擦力fm=20 N B．木箱所受的最大静摩擦力fm=40 N C．木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.18 D．当推力为40N时，木箱将做加速运动 4、 如图所示，A、B、C三个物体叠放在水平地面上，物体B受到大小为15N、方向水平向右的力F1的作用，物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用，三者均处于静止状态，则（　　） Comment by user: B A．物体B对物体A的摩擦力方向水平向右 B．物体C对物体B的摩擦力方向水平向左 C．地面与物体C之间的摩擦力大小为5N D．地面与物体C之间无摩擦力 5、 如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面；若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中（ ） Comment by user: B A．鱼缸受到的摩擦力方向始终不变 B．鱼缸受到的摩擦力大小始终不变 C．若猫增大拉力，桌布对鱼缸的摩擦力增大 D．若猫增大拉力，桌面对鱼缸的摩擦力增大 6、 现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。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，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为。不考虑静电力的影响，下列说法正确的是（　　） Comment by user: B A．滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左 B．若则打印机不能实现自动进纸 C．除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大 D．进纸过程中除最上面第一、二张白纸外其它纸之间均没有摩擦力 7、用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有如图所示的两种装置。已知A、B的质量分别为mA、mB，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） Comment by user: B A．甲图装置中只有匀速拉动A，才能用弹簧测力计的读数表示A、B间的摩擦力大小 B．乙图装置中只有匀速拉动A，才能用弹簧测力计的读数表示A、B间的摩擦力大小 C．甲图装置中当A被拉动时，A对B的摩擦力方向向左 D．乙图装置中当A被拉动时，A对B的摩擦力方向向左 8、如图所示，木块A、B分别重50N和60N，它们与A平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。现用F=2N的水平拉力作用在木块B上，则（　　） A．木块A所受摩擦力大小是8N B．突然撤去F，木块A所受摩擦力大小是0N C．木块B所受摩擦力大小是6N D．突然掀去F，木块B所受合力大小是8N 9、如图，施工时用一把夹子（未画出）夹住三块重量均为10N的砖。已知夹子与砖间的动摩擦因数为0.5，砖与砖间的动摩擦因数为0.1，假设他们各自之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，夹子两边对砖的压力相等。要保证砖不滑落，则夹子每端对砖的正压力F最小为（ ） Comment by user: C A．10N B．30N C．50N D．60N 10、如图质量为的木块P在质量为的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若ab与地面间的动摩擦因数为，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为（　　） Comment by user: C A． B． C． D． 11、 如图所示，物体A、B和C叠放在水平面上，水平力为Fb=10N，Fc=5N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止，以下说法正确的是（　　） Comment by user: BD A．B对C的摩擦力方向水平向右 B．C与地面的摩擦力大小为5N C．B与C之间的摩擦力大小为5N D．A与B的接触面可能是粗糙的 12、 某同学利用如图实验装置测量物体间的动摩擦因数，用弹簧测力计测得物体A重40N，物体B重20N，按图组装好装置，物体B被水平力拉出A稳定后弹簧测力计读数为4N。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取） Comment by user: (1)不需要；(2)；(3) (1)测AB间的滑动摩擦力时，B是否需要匀速拉出。简述理由； (2)测得AB间的动摩擦因数为多少； (3)若B与地面间的动摩擦因数，水平拉力F至少为多少。 【巩固练习】 1．关于摩擦力，下列说法错误的是（　　） Comment by user: AD A．滑动摩擦力作用一定作用在运动的物体上 B．滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反 C．一个物体可以同时受到滑动摩擦力和静摩擦力的作用 D．物体间的正压力越大，摩擦力也越大 2．《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。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（　　） Comment by user: CD A．小球受到的摩擦力方向向下 B．若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大 C．若增大铁夹对小球的压力，铁夹与球之间的最大静摩擦力变大 D．小球受到摩擦力与重力是一对平衡力 3．如图所示，一木板B放在水平面上，木块A放在木板B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用力F向左拉动木板B，使它以速度v做匀速运动，这时轻绳的张力为FT。下列说法中正确的是（　　） Comment by user: BC A．木块A受到静摩擦力，方向向右 B．木块A受到的滑动摩擦力大小等于FT C．若木板B以2v的速度匀速运动，则A受到的摩擦力大小等于FT D．若木板B以2v的速度匀速运动，则向左的拉力大小为2F 4．动车组列车由若干带动力的车厢（动车）和不带动力的车厢（拖车）组成。一列由8节车厢编组的动车组列车，从车头开始数的第2、3、6、7节为动力车厢，其余为非动力车厢，当此动车组列车在平直轨道上加速前进时，下列说法正确的是（　　） Comment by user: AD A．第2节车厢的车轮所受摩擦力方向向前 B．第3节车厢的车轮所受摩擦力方向向后 C．第4节车厢的车轮所受摩擦力方向向前 D．第5节车厢的车轮所受摩擦力方向向后 5．如图所示，质量分别为m、M的A、B两木块叠放在水平地面上，A与B之间的动摩擦因数和B与水平地面间的动摩擦因数均为μ。在水平拉力F的作用下，A和B相对静止一起向右做匀速直线运动，重力加速度为g。则A、B受到的摩擦力大小分别是（　　） Comment by user: D A．μmg　μMg B．μmg　μ（m＋M）g C．0　μMg D．0　μ（m＋M）g 6．质量为2kg的物体放到水平地板上，用一轻弹簧水平拉该物体，当弹簧伸长了3cm，物体刚开始运动，当拉着物体匀速前进时，弹簧伸长2cm，已知弹簧的劲度系数为k＝200N/m （g＝10N/kg）求: Comment by user: (1)6N；(2)0.2；(3)4N (1)物体所受的最大静摩擦力为多少？ (2)物体和地板间的动摩擦因数； (3)弹簧伸长4cm时，物体所受的摩擦力大小是多少？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$