摩擦力及受力分析

摩擦力及受力分析学案知识精解一,摩擦力1、滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力．（1）产生条件：①接触面是粗糙；②两物体接触面上有压力；③两物体间有相对滑动．（2）方向：总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反．（3）大小—滑动摩擦定律滑动摩擦力跟正压力成正比，也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。即其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。为动摩擦因数，取决于两个物体的材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关。2、静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力．（1）产生条件：①接触面是粗糙的；②两物体有相对运动的趋势；③两物体接触面上有压力．（2）方向：沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反．（3）大小：静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤fm，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μFN计算，只有当静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=μFN3、摩擦力与物体运动的关系①摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。而不一定与物体的运动方向相反。如：课本上的皮带传动图。物体向上运动，但物体相对于皮带有向下滑动的趋势，故摩擦力向上。②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。如上例，摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑，但恰恰是摩擦力使物体向上运动。注意：以上两种情况中，“相对”两个字一定不能少。这牵涉到参照物的选择。一般情况下，我们说物体运动或静止，是以地面为参照物的。而牵涉到“相对运动”，实际上是规定了参照物。如“A相对于B”，则必须以B为参照物，而不能以地面或其它物体为参照物。③摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。摩擦力不一定使物体减速，也可能使物体加速。④受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。⑤滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反二,受力分析一,受力分析正确对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法、高中物理的重要内容。NFf受力分析的程序：1、明确研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便。研究对象可以是单个物体或物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。2、隔离研究对象，按顺序找力。把研究对象从实际情景中分离出来。为防止漏掉某个力、要养成按一般步骤分析的好习惯。一般应按先分析重力，然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体、并逐个分析这些物体对研究对象的弹力，在有弹力的接触面上分析是否存在摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），；最后再分析其他场力（电场力、磁场力），边分析边画出力的示意图。3、画完后进行定性检验，看物体能否处于题目所给的状态二,受力分析的注意事项(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力．(2)只分析根据性质命名的力．(3)每分析一个力，都应找出施力物体．(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力三、受力分析的常用方法：1、隔离法和整体法2、假设法:结合运动状态分析此外平衡条件也是受力分析的重要依据经典例题类型题：摩擦力有无的确定（1）由产生条件确定①接触面间有弹力；②接触面粗糙；③有相对运动或相对运动的趋势。这种方法就是看产生摩擦力的三个条件是否满足。有一个条件不满足，就没有摩擦力。【例题1】物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，物体的质量为M。当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力为________。【例2】如图所示，长5m的水平传送带以2m/s的速度匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1。现将物体轻轻地放到传送带的A端，那么，物体从A端到B端的过程中，摩擦力存在的时间有多长？方向如何？2．根据运动状态确定由物体的运动状态，结合物体受其它外力的情况来进行判断。即：①假设没有摩擦力，看物体能否处于平衡，如不能处于平衡状态，则必有摩擦力；如能处于平衡状态，则必无摩擦力。②如果物体处于平衡状态且有摩擦力，则摩擦力必与其它的力的合力等大反向【例3】如图，力F拉着A、B共同作匀速运动，A是否受到摩擦力？练习题：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v=2m/sABABF下滑时，A物体受到的力：（）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类型题：摩擦力方向的确定1、由相对运动或相对运动的趋势确定，摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向相反。“相对”二字决定了参照物的选取。一般情况下是选地面或静止在地面上的物体做参照物，而在判断摩擦力的方向时，参照物不能任意选取。判断两物体间的摩擦力时，必须以且中之一做参照物。【例4】人在自行车上蹬车前进时，车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向（）A．都向前；B．都向后；C．前轮向前，后轮向后；D．前轮向后，后轮向前。2、由牛顿定律确定。【例5】如图，A、B置于光滑水平面上，在水平力F作用下共同运动，A是否受摩擦力？如有，摩擦力的方向如何？3、由牛顿第三定律确定物体与物体间的摩擦力的作用是相互的，必然满足牛顿第三定律。所以在分析物体间的摩擦力时，借助牛顿第三定律，往往能起到化难为易的效果。4、用整体法来确定【例6】如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上，劈块上放一个质量为m的物块，物块和劈块均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块：（）A．有摩擦力作用，方向向左；B．有摩擦力作用，方向向右；C．没有摩擦力作用；D．条件不足，无法判定．试讨论当物块加速下滑和加速上滑时地面与劈块之间的摩擦力情况？)类型题：摩擦力大小的确定在确定摩擦力的大小时，要特别注意物体间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，因为二者的大小变化情况是不同的。滑动摩擦力的大小跟压力N有关，成正比，与引起滑动摩擦力的外力的大小无关；而静摩擦力的大小跟压力N无关，由引起这个摩擦力的外力决定，但最大静摩擦力的大小跟压力N有关。因此，在确定摩擦力的大小时，静摩擦力的大小应由引起静摩擦力的外力的大小来确定，不能用f=μN计算。滑动摩擦力的大小常用公式f=μN求BAABF得，而静摩擦力的大小常根据平衡条件确定。1、由平衡条件确定。【例7】如图所示，质量为m的木块在置于桌面上的木板上滑行，木板静止，它的质量M=3m。已知木板与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ。则木板所受桌面的摩擦力大小为：A．μmg；B．2μmg；C．3μmg；D．4μmg。【例8】如图，两块相同的竖直木板A、B之间，有质量均为m的4块相同的砖，用两个大小相等的水平力压木板，使砖静止不动。设所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为：（）A．Mg；B．0；C．μF；D．2mg。2．根据牛顿第二定律进行确定【例9】分析下列物体所受的力(竖直面光滑，水平面粗糙)甲已丙丁【例10】分析下列物体A的受力【达标测试】1.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21ffB.f1向下，f2向上，且f1＞f2C.f1向上，f2向上，且21ffD.f1向下，f2向下，且21ff2.如图用轻绳连接两个用同种材料制成的A和B两物体，它们恰能沿斜面做匀速运动，且绳子伸直，关于A、B的受力情况，正确的说法有()1234FFvA.A受3个力，B受4个力B.A受4个力，B受3个力C.A、B均受3个力D.A、B均受4个力3.如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为μ。现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是（）A.L+km1gB.L+k(m1+m2)gC.L+km2gD.L+k(2121mmmm)g4.两个物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连，A静止于水平地面上，如图，不计摩擦，A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为()A.mg，(M-m)gB.mg,mgC.(M-m)g，MgD.(M+m)g,(M-m)g5.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑动，长木板与水平地面间的滑动摩擦系数为μ1，木块与木板间的滑动摩擦系数为μ2，已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到的地面摩擦力大小为（）A.μ2mgB.μ1MgC.μ1(m+M)gD.μ2mg+μ1Mg6.A、B、C三物体质量分别为M、m、m0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦均不计，若B随A一起沿水平桌面向右做匀速运动，则可以断定()A.物体A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB.物体A与B之间有摩擦力，大小为m0gC.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相同，大小均为m0gD.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相反，大小均为m0g7.一个水平放置的弹簧，在两端各用10N的力拉弹簧，若弹簧的劲度系数为100N/m，则弹簧的伸长量为，若将此弹簧的一端固定，在另一端用20N左右的力拉，弹簧的伸长量为。8.如图，小车上固定着一根弯成θ角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，若小车静止，杆对球的弹力的大小为，方向；若小车以加速度a水平向右加速运动，杆对球的弹力的大小为。9.重500N的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.3，当用180N的水平力推物体时，物体所受的摩擦力大小为N；当用100N的水平力推物体时，物体所受的摩擦力大小为N。10.如图所示的皮带传动装置中，Ａ和Ｂ分别为主动轮和被动轮上边缘点，则分析工作时，带对Ａ的摩擦力方向为，皮带对Ｂ的摩擦力方向为。11.如图，用外力F水平压在质量为m的物体上，（设受力F的面绝对光滑），恰好使物体静止，此时物体与墙之间的摩擦力为，如将F增大为3F，物体与墙之间的静摩擦力为；若将F减小为0.5F，物体滑动，墙与物体之间的动摩擦因数为μ，则物体与墙之间的滑动摩擦力为。【综合测试】1.如图，放在粗糙水平桌面上的木块，受到F1＝8N，F2＝3N的水平推力作用而处于静止状态。若撤去F1，则物体（）A.仍静止B.向左匀速运动C.向左加速运动D.向右加速运动2.某人在平直公路上骑自行车，见前方较远处红色交通信号灯亮起，他便停止蹬车，此后的一小段时间内，自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为f前和f后，则（）A.f前向后，f后向前B.f前向前，f后向后C.f前向后，f后向后D.f前向前，f后向前3.在斜面上，一物体在平行于斜面向上的推力作用下，处于静止状态，推力的最大值为F1，最小值为F2，则该物体与斜面间的最大静摩擦力的大小为（）A.F1-F2B.F2-F1C.2FF21D.2FF214.有关力的下述说法中正确的是（）A.合力必大于分力B.运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反C.物体受摩擦力时一定受弹力，而且这两个力的方向一定相互垂直D.处于完全失重状态下的物体不受重力作用5.把一重为G的物体，用一个水平推力F＝kt（k为常数，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力F'随时间的变化关系是()6.如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动。由此可知，A、B间的滑动摩擦系数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是()A.μ1＝0,μ2＝0B.μ1＝0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2＝0D.μ1≠0,μ2≠07.如图，A、B两物体叠放在粗糙水平面上，B一端用细绳拴在墙上。已知A、B的质量分别为m1，m2，A、B间、A与地面间动摩擦因数分别为μ1和μ2。现施加向右的水平拉力F使A向右运动，则（）A