第三课时-摩擦力习题课

第三章相互作用第三课时摩擦力习题课问题1．如何判定摩擦力是否存在？1．根据摩擦力产生的条件来判断2．根据物体的运动状态结合平衡条件来判断若物体处于平衡状态，分析沿接触面的其它力（除静摩擦力）的合力，若合力为零，则摩擦力不存在，若合力不为零，一定存在摩擦力，且摩擦力的大小等于合力，方向与合力方向相反。例1.如图所示，A、B及B与地面之间接触面粗糙，现用力F将物体B以速度v匀速向右拉出，分析A受到的摩擦力。ABF深刻理解“相对”二字的物理意义。“相对”都是以接触物体为参考系研究的。而我们说的“静止”和“运动”是以地面为参考系来研究的。受静摩擦力的物体不一定静止，受滑动摩擦力的物体不一定运动。A相对于B水平向左运动，A受到B对它的滑动摩擦力方向水平向右。思考：1.分析B受到的摩擦力。2.现用力将物体B以速度2v匀速向右拉出，A受到的摩擦力如何?例3.力F拉着A、B共同作匀速运动，A是否受到摩擦力？BAFA不受摩擦力，平衡法A受摩擦力，平衡法f思考1：若力F作用在A上，A、B共同作匀速运动，A是否受到摩擦力？BAFf思考2：分析上述情况中B是否受到摩擦力？思考3.若A、B两物体发生相对运动，已知vAVB,试分析A、B间的摩擦力。BAFfA受B的滑动摩擦力，f’B受A的滑动摩擦力，摩擦力阻碍的是物体间的“相对运动”，但不一定阻碍物体的“运动”！f对A物体向右的运动来说起动力作用，而f’对B物体向右的运动来说起阻力作用。所以，滑动摩擦力既可充当动力也可充当阻力！B平衡法A、只有重力；B、只有重力和支持力；C、只有重力、支持力和摩擦力；D、有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力例4.如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿斜面匀速下滑时，A物体受到的力：（）αBAv思考：分析A受不受摩擦力，除了平衡法，还有什么方法？假设法、反证法等。问题2．如何判定摩擦力的方向？⑴条件法：根据摩擦力产生的三个条件进行判断摩擦力是否存在，并根据相对运动或运动趋势的方向判断摩擦力的方向。注意：“相对”二字指的是研究对象以施摩擦力的物体为参考系的运动或运动趋势方向。⑵假设法：假设接触面光滑，若两物体发生相对滑动，则其运动方向就是原来的运动趋势方向。若无相对滑动，则原来没有运动趋势。（只适用于静摩擦力）静摩擦力的方向与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反，而与物体的运动方向相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，即静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，还可以既不是动力也不是阻力。摩擦力阻碍的是相对运动或相对运动趋势，而不是阻碍物体的运动。例1．水平皮带传输装置如图所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在皮带A端，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C后滑动停止，之后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端．在传送过程中，物体受到的摩擦力（）A．在AC段为水平向左的滑动摩擦力B．在AC段为水平向右的滑动摩擦力C．在CB段不受静摩擦力D．在CB段受水平向右的静摩擦力AO1O2BCBC解析1.理解滑动摩擦力产生的条件“两个物体速度不同，存在相对运动”滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反。解析2：结合物体的运动状态考虑，物体先向右加速、后匀速。根据力和运动的关系可知B、C正确。问题3．如何计算摩擦力的大小？两个有关：动摩擦因数μ和正压力N；两个无关：物体运动的速度v大小和接触面积S的大小。静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。Nfm0最大静摩擦力大于滑动摩擦力。粗略计算时认为静摩擦力等于滑动摩擦力。1.滑动摩擦力的大小静摩擦力的大小没有计算公式，大小可以在零到最大静摩擦力之间变化。只能根据平衡条件求解静摩擦力。⑴如果物体处于平衡状态，也可以结合平衡条件求解。⑵根据滑动摩擦定律求解。Nf正压力N与物体的重力G是两回事,N并不都等于G.2.静摩擦力的大小例1。如图所示，木板B放在粗糙水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上，用水平恒力F向左拉动B，使其以速度v做匀速运动，此时绳水平且拉力大小为T，下面说法正确的是（）A．绳上拉力T与水平恒力F大小相等B．木块A受到的是静摩擦力，大小等于TC．木板B受到一个静摩擦力，一个滑动摩擦力，合力大小等于FD．若木板B以2v匀速运动，则拉力大小仍为FDFTAB两个有关：动摩擦因数μ和正压力N；两个无关：物体运动的速度v大小和接触面积S的大小。滑动摩擦定律Nf例2：用手抓紧一根竖直铁棍，当手的握力增大时下列说法正确的是（）A.手对铁棍的静摩擦力变大了B.手与铁棍间的正压力变大了C.手与铁棍间的最大静摩擦力变大了D.铁棍更不容易下滑了BCD静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。例3.如图所示，质量为m的木块置于水平面上的木板上向左滑行，滑行时木板静止，木板质量为M=3m，已知木块与木板间、木板与水平地面间的动摩擦因数均为μ则在木块滑行过程中水平地面对木板的摩擦力大小为（）A．0B．μmgC．2μmgD．4μmgmMff’f地B本题涉及了“条件法”、“力的相互性法”和“平衡法”解题。⑵摩擦力方向满足的规律相似：①跟接触面相切，②跟弹力的方向垂直。而与物体的运动方向可能相同、相反、垂直或成某一角度，所以摩擦力可能是动力，也可能是阻力。问题4.总结静摩擦力和滑动摩擦力的异同1.共性⑴滑动摩擦力和静摩擦力产生的前两个条件相同，①接触面不光滑；②两物体相互接触且相互挤压；第三个条件中说的“相对”都是以接触物体为参考系研究的。⑴滑动摩擦力和静摩擦力产生的条件的不同之处，是存在着“相对运动”，还是“相对运动趋势”，就要看研究对象与接触物体的速度（大小或方向）“不同”还是“相同”。⑶滑动摩擦力和静摩擦力计算方法不同：滑动摩擦力的大小既可以根据f=μN（注意公式中的N是指两接触面的正压力，它并不总等于重力）公式直接求解，也可以结合物体的运动状态根据平衡条件或动力学规律求解。而静摩擦力是一种被动力，大小可以在零到最大静摩擦力之间变化，它由主动力和物体的运动状态共同决定，只能结合运动状态根据平衡条件或动力学规律求解。⑵滑动摩擦力和静摩擦力的方向规律不同之处，滑动摩擦力是与“相对运动”方向相反，而静摩擦力的方向是与“相对运动趋势”方向相反。2.个性例2．运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是f1和f2，那么（）A．f1向下，f2向上，且f1=f2B．f1向下，f2向上，且f1f2C．f1向上，f2向上，且f1=f2D．f1向上，f2向下，且f1=f2C解析：运动员向上爬杆时，受到的是静摩擦力，方向向上。大小等于重力。运动员从杆顶匀速滑下时，受到的摩擦力是滑动摩擦力，大小与重力大小相等。方向沿着杆向上。分析摩擦力时，应先看种类，再看规律。例3．把一重为G的物体，用一个水平推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上（如图所示），从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的哪一个？（）ftＡoBftoGGＣfＤfttooGGFB动静摩擦，首先分清；状态求静，公式求动；压力大小，定要分明；若论方向，相对为要。