3、
B.滑動摩擦力總是阻礙物體間的相對運動
C.只有運動的物體才受到滑動摩擦力
D.滑動摩擦力總跟物體的重力成正比
B [滑動摩擦力總跟物體相對運動的方向相反,阻礙物體間的相對運動,但并不一定跟物體的運動方向相反,故選項A錯誤,B正確;滑動摩擦力產(chǎn)生在相對運動的物體間,靜止的物體也可以受滑動摩擦力,故選項C錯誤;滑動摩擦力的大小一定跟接觸面間的壓力成正比,但壓力不一定等于重力,所以,不能說滑動摩擦力跟物體的重力成正比,選項D錯誤.]
3.下列關(guān)于物體受靜摩擦力作用的敘述,正確的是( )
A.靜摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反
B.靜摩擦力的方向不可能與物體的運動方向相同
C
4、.靜摩擦力的方向既可能與物體的運動方向相反,也可能與物體的運動方向相同
D.靜止物體所受摩擦力一定為零
C [靜摩擦力的方向總與物體的相對運動趨勢方向相反,與物體的運動方向沒有必然的聯(lián)系,靜止的物體也可能有相對運動趨勢.]
滑動摩擦力
1.“相對運動”的意義
滑動摩擦力存在于發(fā)生相對運動的兩個物體之間,“相對運動”可能是因為兩個物體一個靜止,另一個在運動;可能是因為兩個物體一個運動得快,另一個運動得慢;還可能是因為兩個物體運動方向相反.所以發(fā)生相對運動的物體不一定處于運動狀態(tài),可能是因為另一個物體在運動造成的.
2.滑動摩擦力產(chǎn)生的條件
(1)兩物體相互接觸擠壓.
5、(2)物體間的接觸面不光滑.
(3)兩物體間存在相對運動.
3.滑動摩擦力的方向
(1)在接觸面上,與接觸面相切,且與物體相對運動的方向相反.
(2)與物體的運動方向可能相同,也可能相反.
4.滑動摩擦力的大小
(1)公式法:根據(jù)公式Ff=μFN計算.
①正壓力FN是物體與接觸面間的壓力,不一定等于物體的重力,F(xiàn)N的大小根據(jù)物體的受力情況確定.
②動摩擦因數(shù)μ與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),而與物體間的壓力、接觸面的大小無關(guān).
(2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(勻速運動或靜止)時,根據(jù)二力平衡條件求解.
【例1】 如圖所示,質(zhì)量為20 kg的物體放在水平地面上,已知物體與水
6、平地面間的最大靜摩擦力為120 N,動摩擦因數(shù)是0.5,物體的一端與一根勁度系數(shù)為4×103 N/m的輕質(zhì)彈簧相連(設(shè)彈簧的形變均在彈性限度內(nèi),取g=10 m/s2),問:
(1)將彈簧拉長2 cm時,物體受到地面的摩擦力Ff1多大?
(2)將彈簧拉長4 cm時,物體受到地面的摩擦力Ff2多大?
(3)物體在水平面上勻速運動時,彈簧形變量Δx多大?
思路點撥:①根據(jù)拉力F和最大靜摩擦力的大小關(guān)系判斷物體受靜摩擦力還是滑動摩擦力.②靜摩擦力可用二力平衡關(guān)系求解,滑動摩擦力可用公式Ff=μFN求解.
[解析] (1)根據(jù)胡克定律F=kx,當(dāng)x=2 cm=0.02 m時,
F1=4×
7、103×0.02 N=80 N
由于拉力F1小于最大靜摩擦力,物體具有向右的運動趨勢,此時物體受到地面的靜摩擦力大小為Ff1=80 N.
(2)當(dāng)x=4 cm=0.04 m時,
F2=4×103×0.04 N=160 N,大于最大靜摩擦力,物體已經(jīng)運動,這時摩擦力為滑動摩擦力,大小為Ff2=μFN=μmg=0.5×20×10 N=100 N.
(3)當(dāng)物體在水平面上勻速運動時,物體受滑動摩擦力,摩擦力和拉力為一對平衡力,即彈簧拉力F=μmg=100 N,由F=kΔx
解得Δx= m=0.025 m.
[答案] (1)80 N (2)100 N (3)0.025 m
求解滑動摩
8、擦力大小的思路
(1)判斷滑動摩擦力的有無:根據(jù)接觸面的性質(zhì)和物體間是否產(chǎn)生相對運動,確定物體之間是否存在滑動摩擦力.
(2)求解方法的選取:
①如果物體做勻速直線運動,可根據(jù)二力平衡法和公式法求解滑動摩擦力大小.
②如果物體做非勻速直線運動,可根據(jù)公式Ff=μFN求解滑動摩擦力的大?。?
1.一物體置于粗糙水平地面上,按如圖所示不同的放法,在水平力F的作用下運動,設(shè)地面與物體各接觸面間的動摩擦因數(shù)相等,則木塊受到的摩擦力的大小關(guān)系是( )
A.Ff甲>Ff乙>Ff丙 B.Ff乙>Ff甲>Ff丙
C.Ff丙>Ff乙>Ff甲 D.Ff甲=Ff乙=Ff丙
9、D [物體在三種情況下所受摩擦力均為滑動摩擦力,由Ff=μFN=μmg知,物體在三種情況下所受摩擦力大小相等,選項D正確.]
靜摩擦力
1.靜摩擦力產(chǎn)生的條件
(1)接觸面是粗糙的.
(2)兩物體相對靜止但存在相對運動趨勢.
(3)兩物體在接觸面上有正壓力(彈力).
2.四種方法判斷靜摩擦力的有無
(1)條件判斷法:接觸面之間有壓力、粗糙且有相對運動趨勢.
(2)假設(shè)法:假設(shè)兩物體間無靜摩擦力,看物體是否相對滑動,判斷思路如下:
(3)力的作用效果判斷法:如果相互接觸的物體間存在摩擦力,則必有相應(yīng)的作用效果:平衡其他作用力或改變受力物體的運動狀態(tài),可據(jù)此確定有無靜
10、摩擦力.
(4)相互作用判斷法:利用力的相互作用性,若甲對乙有靜摩擦力,則乙對甲也有靜摩擦力,據(jù)此可以判斷物體是否受靜摩擦力.
3.靜摩擦力的方向
(1)在接觸面上,與接觸面相切,且與物體相對運動趨勢的方向相反.
(2)與物體運動的方向可能相同,也可能相反.
4.靜摩擦力的大小
(1)探究:如圖所示
(2)結(jié)論:靜摩擦力會隨著外力的改變而改變,由二力平衡可知,靜摩擦力大小總等于使物體發(fā)生相對運動趨勢的外力.
靜摩擦力有一個最大的限度,即最大靜摩擦力Fmax,靜摩擦力的大小范圍是0<F≤Fmax.
【例2】 如圖所示,物體A、B疊放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一
11、起向左做勻速直線運動,下列說法正確的是( )
A.A、B之間無摩擦力
B.A受到B的摩擦力水平向左
C.B受到A的摩擦力水平向左
D.地面對B的摩擦力為靜摩擦力,水平向右
思路點撥:
C [對A物體,由于A勻速運動,由水平方向二力平衡可知,B對A的摩擦力必與F等值反向,故選項A、B錯誤;對B物體,由力的作用的相互性可知,A對B的摩擦力一定與B對A的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,選項C正確;對A、B整體分析,由于A、B一起向左勻速運動,則地面對B的摩擦力為滑動摩擦力,且水平向右,故選項D錯誤.]
上例中,若將二者一起向左做勻速直線運動改為二者一直靜止不動,其
12、他條件不變,分析A、B受到摩擦力的大小和方向.
[提示] A受到B向右的靜摩擦力;B受到A向左的靜摩擦力和地面向右的靜摩擦力.
靜摩擦力與運動的關(guān)系辨析
(1)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,關(guān)鍵決定于相對另一物體是否有相對運動趨勢.
(2)靜摩擦力阻礙的是物體間的相對運動趨勢,但不一定阻礙物體的運動,即靜摩擦力不一定是阻力.方向與物體運動方向可能相同,也可能相反,還可能成一定夾角.
(3)皮帶不打滑說明皮帶與輪接觸處,皮帶相對于輪靜止,靜摩擦力對主動輪是阻力,對從動輪是動力.
2.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在水平推力F的作用下靜止在豎直墻壁上,若推力F的大小
13、增加到2F,則( )
A.木塊所受墻面的彈力增加到原來的2倍
B.木塊所受墻面的摩擦力增加到原來的2倍
C.木塊所受墻面的摩擦力方向向下
D.木塊所受墻面的摩擦力不變
AD [由于木塊是靜止的,所以木塊與墻面之間的摩擦力為靜摩擦力,木塊在水平方向上受到推力F和墻對它的彈力FN,它們是一對平衡力,即FN=F,則當(dāng)F增加到2F時,F(xiàn)N也增加到2F,A正確;在豎直方向上,木塊的重力與墻面對木塊的靜摩擦力是一對平衡力,即木塊受到墻面的靜摩擦力大小恒等于木塊的重力大小,方向與重力的方向相反,即沿墻面向上,B、C錯誤,D正確.]
課堂小結(jié)
知識脈絡(luò)
1.兩個相互接觸并互相擠壓的物
14、體發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動或相對運動趨勢的力叫作摩擦力.
2.摩擦力產(chǎn)生的條件:(1)接觸面粗糙;(2)兩個物體之間有彈力;(3)有相對運動或相對運動趨勢.
這三個條件缺一不可,必須同時滿足才能產(chǎn)生摩擦力.
3.滑動摩擦力的大小Ff=μFN.
4.靜摩擦力的大小范圍:0
15、大
B [兩個相對靜止的物體間要滿足靜摩擦力產(chǎn)生的全部條件才有摩擦力,選項A錯誤;受靜摩擦力作用的物體相對于靜摩擦力的施力物體靜止,但不一定是靜止的,選項B正確;無論靜摩擦力還是滑動摩擦力,都可以與運動的方向相同,選項C錯誤;靜摩擦力大小在零和最大靜摩擦力之間,只有最大靜摩擦力比滑動摩擦力大,選項D錯誤.]
2.如圖所示,靜止在水平桌面上的木塊在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用.已知F1=10 N,F(xiàn)2=2 N,則木塊受到的摩擦力大小為( )
A.2 N B.10 N
C.8 N D.12 N
C [Ff方向水平向左,由平衡條件可得:F1-F2-Ff=
16、0,可解得Ff=F1-F2=8 N,故C選項正確.]
3.如圖所示,一平板小車在外力作用下由靜止向右滑行一段距離x,同時車上的物體A相對車向左滑行L,此過程中物體A受到的摩擦力方向如何,該摩擦力是動力還是阻力( )
A.水平向左,阻力 B.水平向左,動力
C.水平向右,阻力 D.水平向右,動力
D [由于物體相對小車向左滑動,那么受到小車向右的滑動摩擦力的作用,但相對地面是向右運動的,即滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相同,所以是動力,故D對.]
4.(多選)如圖所示,在水平地面上疊放著A、B、C三個完全相同的物塊,當(dāng)用水平力F作用于B時,A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列
17、判斷正確的是( )
A.B對A的摩擦力大小等于F
B.A對B的摩擦力大小等于
C.B對C的摩擦力大小等于F
D.地面對C的摩擦力大小等于F
CD [以A為研究對象,根據(jù)平衡條件得知,B對A沒有摩擦力,由力的作用是相互的可知,A對B的摩擦力也為零,故A、B錯誤;以A、B組成的整體為研究對象,根據(jù)平衡條件得知,C對B的摩擦力大小等于F,方向水平向左,則B對C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,故C正確;以A、B、C三個物塊組成的整體為研究對象,根據(jù)平衡條件得,地面對C的摩擦力大小等于F,方向水平向左,故D正確.]
5.如圖所示,物體A重40 N,物體B重20 N,A與B、A與
18、地面間的動摩擦因數(shù)相同,物體B用細(xì)繩系在豎直墻面上,當(dāng)水平力F=32 N時,才能將A勻速拉出,求:
(1)接觸面間的動摩擦因數(shù);
(2)物體A所受物體B的摩擦力的大小和方向;
(3)物體A所受地面的摩擦力的大小和方向.
[解析] 以A物體為研究對象,則物體B對其壓力FN2=GB,地面對A的支持力FN1=GA+GB,所以A受B的滑動摩擦力Ff2=μFN2=μGB,A受地面的摩擦力Ff1=μFN1=μ(GA+GB),由題意得F=Ff1+Ff2,將F=32 N,GA=40 N,GB=20 N,代入解得μ=0.4,F(xiàn)f2=μGB=8 N,方向水平向左;Ff1=μ(GA+GB)=24 N,方向水平向左.
[答案] (1)0.4 (2)8 N 水平向左 (3)24 N 水平向左
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