内容正文:
2 摩擦力
学科素养与目标要求
物理观念
1.知道摩擦力的定义及分类。
2.理解滑动摩擦力产生的条件、方向及影响其大小的因素,掌握计算滑动摩擦力的公式。
3.理解静摩擦力产生的条件、方向,了解最大静摩擦力的概念。
科学思维
1.会综合判断摩擦力的方向。
2.会计算摩擦力的大小。
一、滑动摩擦力
1.定义
两个相互接触的物体,当它们__相对滑动__时,在接触面上会产生一种__阻碍相对运动__的力,这种力叫作滑动摩擦力。
2.方向
总是沿着__接触面__,并且跟物体__相对运动__的方向相反。
3.大小
(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成__正比__,还跟接触面的粗糙程度、材质等有关。
(2)公式:Ff=__μFN__。
(3)动摩擦因数μ:它的值跟两接触面的__材料__和__粗糙程度__有关。动摩擦因数μ= ,Ff在接触面内且与相对运动方向__相反__,FN与接触面__垂直__。
二、静摩擦力
1.定义
相互接触的两个物体之间只有__相对运动的趋势__,而没有__相对运动__时,这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2.方向
总是沿着__接触面__,跟物体__相对运动趋势__的方向相反。
3.最大静摩擦力
静摩擦力有一个最大值Fmax,在数值上等于物体__即将开始运动__时的拉力。
4.静摩擦力的大小
两物体之间实际产生的静摩擦力F在__0__与最大静摩擦力__Fmax__之间,即__0<F≤Fmax__。
1.(多选)关于摩擦力的下列说法正确的是( )
A.有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力
B.一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力
C.摩擦力的方向一定与接触面的压力方向垂直
D.物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比
【答案】 BC
2.如图所示,物体A和B叠放在一起并放在水平地面上。用F=5 N的水平力作用在物体B上,A、B两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行,则A与B之间摩擦力大小为________N,B与地面之间摩擦力大小为________N。
【答案】 0 5
3.一木箱在水平推力作用下,沿水平地面向右做直线运动。木箱的质量m=20 kg,与地面间的动摩擦因数μ=0.20,重力加速度g取10 m/s2。木箱受到的滑动摩擦力大小为_____N,方向_____(选填“向左”或“向右”)。
【答案】 40 向左
一、滑动摩擦力
【导学探究】
按如图所示实验装置做一做:用力拉动木板,使之在桌面上滑动。
(1)木块受到的摩擦力大小和弹簧测力计示数有什么关系?
(2)在木块上添加重物,增大木块对木板的压力时,摩擦力如何变化?
(3)在木板上铺一块较粗糙的毛巾,摩擦力如何变化?
【答案】 (1)相等 (2)增大 (3)增大
【知识深化】
1.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触。
(2)两物体间有弹力。
(3)接触面粗糙。
(4)两物体间有相对运动。
注意:有弹力,不一定有摩擦力;有摩擦力,一定有弹力
2.滑动摩擦力的方向
沿接触面与物体相对运动的方向相反。
3.作用效果:总是阻碍物体间的相对运动,而不是阻碍物体的运动,所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反。
注意:滑动摩擦力可以是动力,也可以是阻力。
4.滑动摩擦力大小的计算方法:
(1)公式法:由Ff=μFN计算。FN是正压力,其大小不一定等于物体的重力。
(2)二力平衡法:物体匀速直线运动或静止时(有相对运动),根据二力平衡条件求解。
在我国东北寒冷的冬季,有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇,连同木料的质量为4.9×103 kg。在水平的冰道上,马要在水平方向上用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
【答案】 980 N
【解析】 对雪橇进行受力分析:
F=Ff ;FN=mg;Ff=μFN=μmg;F=μmg=0.02×4.9×103×10 N=980 N
马要在水平方向用980 N的力,才能够拉着雪橇匀速前进。
1.(多选)如图所示,重力G=20 N的物体,在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动,同时受到大小为5 N,方向向右的水平力F的作用,则( )
A.物体所受摩擦力大小是4 N,方向水平向右
B.物体所受摩擦力大小是5 N,方向水平向左
C.在运动过程中,若撤去F时,摩擦力仍不变
D.在运动过程中,若撤去F时,则摩擦力变为0 N
【解析】 物体所受摩擦力大小是Ff=μmg=0.2×20 N=4 N,方向水平向右,选项A正确,B错误;在运动过程中,若撤去F时,则物体向左减速运动,摩擦力仍不变,选项C正确,D错误。
【答案】 AC
二、静摩擦力
【导学探究】
把木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示。当测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始移动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变。
(1)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?
(2)随着外力的增大,静摩擦力有什么变化?
【答案】 (1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。
(2)静摩擦力的大小随着外力的增大而增大,但有一个最大值。
【知识深化】
1.静摩擦力的产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动的趋势。
2.判断静摩擦力有无的方法
(1)假设法:
(2)平衡条件法:根据二力平衡的条件判定。
3.静摩擦力的方向
(1)静摩擦力的方向总是跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。
如图甲所示,静止在斜面上的物体m有沿斜面下滑的趋势,所以物体受到沿斜面向上的静摩擦力。
(2)静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,也可与运动方向不在一条直线上,如手握瓶子在水平方向上运动。此时静摩擦力的方向竖直向上,与运动方向是垂直的。又如图乙所示,用力F拉水平地面上的物体A,A与物体B保持相对静止做加速运动。可假设A、B间无摩擦力,则A做加速运动时,B不可能随A一起运动。故A、B间有摩擦力,而B相对A有向后运动的趋势,所以B受到方向与运动方向相同的静摩擦力作用。
4.静摩擦力的大小
(1)范围:0<F≤Fmax。
一般情况下,最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力,为分析问题方便,可认为二者相等。
(2)计算:物体匀速直线运动或静止时,根据二力平衡条件求解。
(3)静摩擦力大小与正压力无关,最大静摩擦力与正压力成正比。
如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,力F作用在物体C上后,各物体仍保持静止状态,那么以下说法正确的是( )
A.C不受摩擦力作用
B.B不受摩擦力作用
C.A受到的各个摩擦力的合力不为零
D.A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零
【解析】 以C为对象,力F作用在物体C上,C处于静止状态,C一定受到A的摩擦力,A错;B与A间无相对运动趋势,所以B不受摩擦力,B对;A处于静止状态,C对A的摩擦力与桌面对A的摩擦力的合力等于零,C错;以A、B、C三个物体组成的整体为对象,受水平向右的拉力,所以整体受桌面向左的摩擦力,D错。
【答案】 B
2.关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻碍物体的运动
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
【解析】 由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间,故A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,不能说成阻碍物体的运动,故B错误C正确;两物体间静摩擦力的大小通常随物体所受其他外力的变化而变化,故D错误。故选C。
【答案】 C
1.(多选)下列有关滑动摩擦力的说法,正确的是( )
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.滑动摩擦力的方向总是与接触面上的压力的方向垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力
【解析】 产生滑动摩擦力的条件有四个:相互接触、挤压、接触面粗糙、发生相对滑动,四者缺一不可。由产生滑动摩擦力的条件可知A选项错误,B选项正确。滑动摩擦力的方向与接触面相切,而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受压力的方向垂直,C选项正确。如擦黑板时,黑板是静止的,但其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”,故D选项错误。
【答案】 BC
2.(多选)用手握住一个油瓶,油瓶始终处于竖直方向,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.瓶中油越多,手必须握得越紧
B.手握得越紧,油瓶受到的摩擦力越大
C.不管手握得多紧,油瓶受到的摩擦力总是一定的
D.摩擦力等于油瓶与油的总重力
【解析】 解本题的关键是明确静摩擦力大小与压力大小无直接的关系。手握住油瓶,油瓶不掉落下来,表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶重力平衡——静摩擦力的大小由油瓶的重力(大小)决定。油瓶越重,它受到的静摩擦力必须越大,手握得紧一点,相应的最大静摩擦力也就大一点,就能保证油瓶不会掉下来;如果手握得不够紧,正压力不够大,最大静摩擦力小于油瓶的重力,油瓶就会掉下来,所以A、D两项正确。手握得越紧,手与瓶间的压力越大,最大静摩擦力也越大,但只要最大静摩擦力大于油瓶的总重力,油瓶受到的静摩擦力(此情况下应小于最大静摩擦力)就与油瓶的总重力平衡,是一个定值——等于油瓶的重力,可见B项错误,C项正确。
【答案】 ACD
3.如图所示,在水平桌面上放一木块,给木块一水平向右的拉力,从零开始逐渐增大水平拉力F,木块先静止后沿桌面运动,则木块所受的摩擦力Ff随拉力F变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【解析】 当木块不受拉力时(F=0),桌面对木块没有摩擦力(Ff=0)。当木块受到的水平拉力F较小时,木块仍保持静止,但出现向右运动的趋势,桌面对木块产生静摩擦力,其大小与F相等,方向相反。随着水平拉力F不断增大,木块向右运动的趋势增强,桌面对木块的静摩擦力也相应增大,直到水平拉力F足够大时,木块开始滑动,桌面对木块的静摩擦力达到最大值Ffmax,在这个过程中,由木块水平方向二力平衡条件知,桌面对木块的静摩擦力Ff始终与拉力F等大反向,即随着F的增大而增大。木块滑动后,桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力,它略小于最大静摩擦力,并且在木块继续滑动的过程中保持不变。故选D。
【答案】 D
4.(摩擦力的大小和方向)如图所示,一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=15 N,F2=6 N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向;
(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向。
【答案】 (1)8 N 水平向左 (2)6 N 水平向右 (3)8 N 水平向左
【解析】 当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=μFN=μG=0.2×40 N=8 N,
故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N。
(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右、大小为F=F1-F2=9 N的力。由于F大于最大静摩擦力,故木块向右运动,木块受到桌面滑动摩擦力的作用,大小为8 N,方向水平向左。
(2)将F1撤去后,由于F2小于最大静摩擦力,木块保持静止。由二力平衡知识得,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6 N,方向水平向右。
(3)撤掉F2后,由于F1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8 N,方向水平向左。
课时作业(九) 摩擦力
基础对点练
考点一 摩擦力的基本概念
1.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.摩擦力的方向总与物体运动的方向相反
B.滑动摩擦力总是与物体的重力成正比
C.静止放在水平地面上的物体,若水平方向只受静摩擦力和水平拉力,静摩擦力随着所受拉力的增大而增大,并有一个最大值
D.摩擦力一定是阻力
【解析】 摩擦力的方向可以与物体运动的方向相反,也可以与物体运动的方向相同,故A错误;由公式f=μN得知,滑动摩擦力总是与压力成正比,与重力不一定成正比:故B错误;物体静止在水平地面上时,因为水平方向只受静摩擦力和水平拉力,根据二力平衡可知,静摩擦力与拉力平衡,随着拉力的增大而增大,当物体刚要滑动时静摩擦力达到最大值,故C正确;摩擦力可以是阻力,也可以是动力,比如将物体轻轻放在水平运动的传送带上时,物体受到的滑动摩擦力与物体的运动方向相同,推动物体运动,是动力,故D错误。
【答案】 C
2.(多选)下列说法中正确的是( )
A.有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力
B.摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向
C.摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比
D.摩擦力的方向总是与运动方向相反,起阻碍物体运动的作用
【解析】 产生摩擦力的条件是存在弹力并且有相对运动或者相对运动趋势,有摩擦力一定有弹力,但是有弹力不一定有摩擦力,因为两者之间可能没有相对运动或者相对运动趋势或接触面光滑,A正确;摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向,B正确;静摩擦力与重力无关,滑动摩擦力与两物体接触面间的正压力有关,C错误;摩擦力方向总是与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反,与物体运动方向无关,D错误。
【答案】 AB
3.自行车是很普及的代步工具,不论它的品牌如何,从自行车的结构和使用上来看,它涉及许多物理知识,下列对其认识错误的是 ( )
A.自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹,并且都使用动摩擦因数大的材料,增大了摩擦力
B.车轴处经常涂一些润滑油,以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力
C.车轴处一般有滚珠,变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力
D.刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力
【解析】 自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹,并且都使用动摩擦因数大的材料,增大了摩擦力,选项A正确;车轴处经常涂一些润滑油,以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力,选项B正确;车轴处一般有滚珠,变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力,选项C错误;刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力,选项D正确。故认识错误的是C。
【答案】 C
4.关于动摩擦因数,下列说法正确的是( )
A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大
B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大
C.两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比
D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的,与滑动摩擦力和正压力无关
【解析】 动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的,与滑动摩擦力和正压力无关,选项D正确。
【答案】 D
考点二 摩擦力的大小
5.如图所示,一张沙发放在水平地面上,一人用水平力F向右推沙发。F=40 N时沙发没被推动,F=60 N时沙发做匀速直线运动。关于沙发受到的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.F=40 N时,沙发没有受到摩擦力
B.F=40 N时,沙发受到的摩擦力方向向右
C.F=80 N时,沙发受到的摩擦力大小为80 N
D.F=80 N时,沙发受到的摩擦力大小为60 N
【解析】 F=40 N时,沙发受到40N的静摩擦力,方向水平向左,AB错误;由题意可知,滑动摩擦力大小为60 N。F=80 N时,沙发受到的摩擦力大小为60 N,C错误,D正确。故选D。
【答案】 D
6.如图所示,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的变化关系是 ( )
【解析】 当F较小时,小车不动,与A间是静摩擦力,随着F的增大而增大,当F达到最大静摩擦力后车滑动,与A间是滑动摩擦力,比最大静摩擦力稍小,之后F增大,摩擦力不变。
【答案】 B
7.(多选)如图甲所示,一静止在水平面上的物体,质量为2 kg,在水平弹簧作用下,2 s末开始缓慢滑动,此时弹簧伸长了6 cm,弹簧弹力F随时间t的变化情况如图乙所示,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。以下说法正确的是( )
A.t=1 s时,物体受到的静摩擦力大小为3 N
B.物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.3
C.弹簧的劲度系数为200 N/m
D.整个过程中,物体受到的摩擦力与拉力都不相等
【解析】 由图像可知,t=1 s时物体处于静止状态,此时物体所受的静摩擦力与弹簧弹力相等,即f=F=3 N,A正确;当弹簧弹力F=6 N时物体开始做匀速直线运动,故物体所受的滑动摩擦力为Ff=μFN=6 N其中FN=mg解得μ=0.3,B正确;当弹簧弹力F=6 N时弹簧伸长了6 cm,根据胡克定律可知k==100 N/m,C错误;D.由题可知,物体在1-2 s时处于静止状态,在2 s后处于匀速直线运动状态,故根据物体的受力可知,物体受到的摩擦力与拉力始终相等,D错误。故选AB。
【答案】 AB
8.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,当用水平力F=3 N推木板,使它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为 ( )
A.3 N B.2 N
C.1.5 N D.0.5 N
【解析】 因为木板被推动,所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力,木板对桌面的压力FN=mg=10 N,所以桌面对木板的滑动摩擦力为Ff=μFN=2 N。
【答案】 B
9.民间艺人用双手握住竖立的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受的摩擦力大小分别为f1、f2,则( )
A.f1向上、f2向上,且f1=f2 B.f1向下、f2向上,且f1=f2
C.f1向上、f2向上,且f1>f2 D.f1向下、f2向上,且f1>f2
【解析】 艺人匀速上攀时,其重力与静摩擦力相平衡,由二力平衡条件可知,f1方向竖直向上,f1=G;艺人匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力相平衡,则f2方向竖直向上,且f2=G。所以f1=f2,选A。
【答案】 A
能力综合练
10.如图所示,物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来,则传送带转动后,下列说法正确的是( )
A.M受到的摩擦力不变
B.M受到的摩擦力变大
C.M可能减速下滑
D.M可能减速上滑
【解析】 传送带突然顺时针转动并不会影响动摩擦因数和物块对传送带的压力,根据滑动摩擦力的公式f=μN,知滑动摩擦力大小不变,方向仍沿传送带向上,物块受重力、支持力和摩擦力的合力仍为零,故仍匀速下滑,选项A正确。
【答案】 A
11.如图所示,质量均为m的a、b两物体,放在两固定的水平挡板之间,物体间用一竖直放置的轻弹簧连接,在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,已知重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.a物体对下面挡板的压力大小可能为2mg
B.a物体所受摩擦力的大小为F
C.b物体所受摩擦力的大小为F
D.弹簧对b物体的弹力大小可能等于mg
【解析】 在b物体上施加水平拉力F后,两物体始终保持静止状态,则b物体受到接触面的静摩擦力,因此它们之间一定存在弹力,则弹簧的弹力大于b物体的重力,由整体法可知,a物体对下面挡板的压力大小大于2mg,选项AD错误,C正确;根据摩擦力产生的条件可知,a物体没有相对运动的趋势,则没有受摩擦力作用,选项B错误。
【答案】 C
12.下列各图中物体A和B始终保持相对静止,关于物体A是否受摩擦力作用及物体A受的摩擦力方向,下列说法正确的是( )
A.甲图中物体A受到向左的摩擦力
B.乙图中物体A不受摩擦力
C.丙图中物体A不受摩擦力
D.丁图中物体A受到向右的摩擦力
【解析】 甲图所示情况,物体A处于静止状态,假设物体A受静摩擦力作用,根据二力平衡可知,物体A的平衡状态被破坏,因此假设是错误的,故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用,故A错误;乙图所示情况,物体A也处于平衡状态,由于物体A受向右的力F的作用,由二力平衡可知,物体A一定受向左的静摩擦力作用,故B错误;丙图所示情况,用力F拉水平地面上的物体B,物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动,假设物体A受静摩擦力作用,根据二力平衡可知,物体A的平衡条件被破坏,因此假设是错误的,故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用,故C正确;丁图所示情况,由于物体A做匀速直线运动,说明物体A在水平方向上受力平衡,根据二力平衡可知,物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡,静摩擦力的方向与运动方向相反,故D错误。
【答案】 C
13.如图所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是( )
A.若是v1<v2,A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力
B.若是v1>v2,A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力
C.若是v1<v2,B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力
D.若是v1>v2,B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力
【解析】 若v1<v2,则B相对A向右运动,故B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力,根据牛顿第三定律,可知A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力,A正确,C错误;若v1>v2,则A相对B向右运动,故B对A施加向左的滑动摩擦力,根据牛顿第三定律,B受A所施加的向右的滑动摩擦力,BD错误。故选A。
【答案】 A
14.如图所示,质量为2 kg的物体放在水平地板上,用原长为8 cm的轻质弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11 cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5 cm。已知弹簧的劲度系数k=200 N/m(g取10 N/kg)。
(1)物体所受的最大静摩擦力为多大?
(2)物体所受的滑动摩擦力为多大?
(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少?
【答案】 见解析
【解析】 (1)当物体刚开始运动时,弹簧的拉力等于最大静摩擦力Fmax=F
由F=kx,则Fmax=kx=200×0.03 N=6 N。
(2)物体匀速运动时,弹簧的拉力等于滑动摩擦力Ff1=F1,由F1=kx
则Ff1=kx1=200×0.025 N=5 N。
(3)由Fmax=μFN=μmg,得μ=0.25。
15.如图所示,GA=20 N,GB=10 N,A与水平面的动摩擦因数μ=0.4,其余摩擦不计,判断下列(1)(2)两种情况下物体A受什么摩擦力?大小如何?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)当F=0时;
(2)当F=10 N时;
(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?
【答案】 (1)受滑动摩擦力 8 N
(2)受静摩擦力 10 N (3)5 N
【解析】 (1)F=0时,A与水平面之间的最大静摩擦力Fmax1=μGA=0.4×20 N=8 N,可见Fmax1<GB=10 N,因此物体A在B的作用下向前运动,受到滑动摩擦力的作用,其大小Ff=μGA=0.4×20 N=8 N。
(2)F=10 N时,A与水平面之间的最大静摩擦力
Fmax2=μ(GA+F)=0.4×(20+10)N=12 N
可见Fmax2>GB,物体A仍然静止,受到静摩擦力的作用,其大小F静=GB=10 N。
(3)若要使A匀速运动,由平衡可知A受的滑动摩擦力大小Ff=GB=10 N
又Ff=μ(GA+F)
代入数据解得F=5 N。
学科网(北京)股份有限公司
$$