(全國通用版)2018-2019高中物理 第三章 相互作用 3 摩擦力學(xué)案 新人教版必修1

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1、 3 摩擦力 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道摩擦力的定義及分類.2.理解靜摩擦力和滑動摩擦力的產(chǎn)生條件.3.會判斷摩擦力的方向及計算摩擦力的大小.4.了解最大靜摩擦力的概念. 一、摩擦力 1.定義:兩個相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力. 2.分類:靜摩擦力、滑動摩擦力和滾動摩擦力. 二、靜摩擦力 1.定義:兩個物體之間只有相對運動趨勢,而沒有相對運動時,產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力. 2.方向:總是沿著接觸面,并且跟物體相對運動趨勢的方向相反. 3.最大靜摩擦力:靜摩擦力有一個最大值Ffmax,在數(shù)值上等于物體

2、剛要產(chǎn)生相對運動時所需要的沿相對運動趨勢方向的外力. 4.靜摩擦力的大?。簝晌矬w間實際發(fā)生的靜摩擦力Ff在0與Ffmax之間,即0

3、 (2)一個靜止的物體也可能受到滑動摩擦力.(√) (3)摩擦力的方向一定與接觸面的壓力方向垂直.(√) (4)摩擦力的方向不可能與物體的運動方向相同.(×) (5)物體所受的滑動摩擦力與物體的重力成正比.(×) 2.已知木箱重200 N,木箱與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當(dāng)木箱在水平桌面上以10 m/s的速度運動時,木箱所受桌面的摩擦力大小為________ N;當(dāng)木箱以15 m/s的速度運動時,木箱所受摩擦力大小為________ N;當(dāng)在該木箱上放一相同的木箱,兩箱一起以10 m/s的速度運動時,下面木箱所受桌面的摩擦力大小為________ N. 答案 40 40 80

4、 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 一、靜摩擦力 把木塊放在水平桌面上,用彈簧測力計沿水平方向向右拉木塊,如圖1所示. 圖1 當(dāng)測力計的示數(shù)為1 N時,木塊沒有動;逐漸增大拉力到2 N 時,木塊仍靜止;繼續(xù)增大拉力到4 N時,木塊開始移動,此時拉力突然變小到3.8 N,此后木塊勻速運動,拉力保持3.8 N不變. (1)木塊受到的拉力為1 N時,有相對桌面運動的趨勢但沒有運動,說明什么呢? (2)隨著外力的增大,靜摩擦力有什么變化? 答案 (1)說明桌面對木塊施加了一個與拉力方向相反、大小也為1 N的力,這個力就是桌面對木塊的靜摩擦力. (2)靜摩

5、擦力的大小隨著外力的增大而增大,但有一個最大值. 1.靜摩擦力的產(chǎn)生條件 (1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力). (2)接觸面粗糙. (3)兩物體間有相對運動趨勢. 2.靜摩擦力的方向 與相對運動趨勢方向相反,與物體運動方向無直接關(guān)系,既可與運動方向相同,也可與運動方向相反或成某一夾角. 3.靜摩擦力的大小 (1)范圍:0<Ff≤Ffmax. (2)計算:物體勻速直線運動或靜止時,根據(jù)二力平衡條件求解. (3)靜摩擦力大小與正壓力無關(guān),最大靜摩擦力與正壓力成正比. 例1 (多選)如圖2所示,一質(zhì)量為m的木塊靠在粗糙的豎直墻壁上,且受到水平力F的作用,下列說法正確

6、的是(  ) 圖2 A.若木塊靜止,則木塊受到的靜摩擦力大小等于mg,方向豎直向上 B.若木塊靜止,當(dāng)F增大時,木塊受到的靜摩擦力隨之增大 C.若木塊靜止,當(dāng)F增大時,最大靜摩擦力隨之增大 D.若開始時木塊靜止,當(dāng)撤去F,木塊沿墻壁下滑時,木塊不受摩擦力作用 答案 ACD 解析 若木塊靜止,則木塊受到的靜摩擦力與mg平衡,大小為mg,方向豎直向上,故A正確,B錯誤;最大靜摩擦力與正壓力成正比,故C正確;當(dāng)撤去F時,墻壁與木塊間無彈力,則木塊不受摩擦力作用,故D正確. 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的大小及計算 1.靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反,與運動方

7、向可能相同,也可能相反. 2.靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的兩物體之間,受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,運動的物體也可能受靜摩擦力作用. 3.物體靜止或勻速直線運動時,靜摩擦力的大小可由平衡條件求得. 針對訓(xùn)練1 如圖3所示,物體A隨傾斜傳送帶一起斜向上做勻速直線運動.則: 圖3 (1)物體A受到________(填“靜”或“滑動”)摩擦力作用. (2)摩擦力的方向為________. (3)此摩擦力為________(填“動”或“阻”)力. 答案 (1)靜 (2)沿傳送帶向上 (3)動 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的方向及有無判斷 二、滑動摩擦力 [導(dǎo)學(xué)探究]

8、 1.按如圖4所示實驗裝置做一做:用力拉動木板,使之在桌面上滑動. 圖4 (1)木塊受到的摩擦力大小和彈簧測力計示數(shù)有什么關(guān)系? (2)在木塊上添加重物,增大木塊對木板的壓力時,摩擦力如何變化? (3)在木板上鋪一塊較粗糙的毛巾,摩擦力如何變化? 答案 (1)相等 (2)增大 (3)增大 2.(1)如圖5所示,B的速度v2大于A的速度v1,畫出A、B所受滑動摩擦力的方向. 圖5 (2)滑動摩擦力總是阻礙物體的運動嗎? 答案 (1)如圖所示 (2)滑動摩擦力一定阻礙物體的相對運動,但與物體的運動方向可能相同,也可能相反,即滑動摩擦力可能是阻力,也可能是動力.

9、 1.滑動摩擦力的產(chǎn)生條件 (1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力). (2)接觸面粗糙. (3)兩物體間有相對運動. 2.滑動摩擦力的方向 與相對運動方向相反,與物體的運動方向無直接關(guān)系,與物體的運動方向可能相同,也可能相反. 3.滑動摩擦力的大小 由公式F=μFN計算(也可以由二力平衡來求解) (1)FN是兩個相接觸的物體間的壓力,它不一定等于重力,F(xiàn)N的大小可以與重力G大小相等,也可以不等. (2)動摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的材料和接觸面的粗糙程度決定,與FN無關(guān). (3)滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關(guān),與物體間相對運動速度的大小無關(guān). 例2 下列有關(guān)滑動摩

10、擦力的說法中,正確的是(  ) A.有壓力一定有滑動摩擦力 B.有滑動摩擦力一定有壓力 C.滑動摩擦力方向一定與物體的運動方向相反 D.只有運動物體才受滑動摩擦力 答案 B 解析 產(chǎn)生滑動摩擦力的條件有三個:正壓力(相互接觸且擠壓)、接觸面粗糙、發(fā)生相對滑動,缺一不可.由產(chǎn)生條件可知,A錯誤,B正確.滑動摩擦力方向與物體相對運動方向相反,C錯誤.滑動摩擦力發(fā)生于相對滑動的兩物體之間,兩個物體中可能有一個相對地面是靜止的,故D錯誤. 【考點】滑動摩擦力 【題點】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的方向 三、摩擦力大小的計算 1.靜摩擦力大小的計算 靜摩擦力隨外力的變化而變化,范

11、圍在0到最大靜摩擦力Ffmax之間,因此不能由公式Ff=μFN求解.靜摩擦力的大小根據(jù)物體受力平衡的條件來求解. 2.滑動摩擦力大小的計算 (1)公式法:根據(jù)Ff=μFN計算. ①根據(jù)物體的受力情況,求出正壓力FN. ②根據(jù)Ff=μFN求出滑動摩擦力. (2)二力平衡法:物體處于平衡狀態(tài)(勻速直線運動或靜止)時,根據(jù)二力平衡的條件求解. 例3 如圖6所示,一重為40 N的木塊原來靜止在水平桌面上,某瞬間在水平方向上同時受到兩個方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F(xiàn)2=6 N.已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,求: 圖6 (1)

12、木塊所受的摩擦力的大小和方向; (2)只將F1撤去,木塊受到的摩擦力的大小和方向; (3)若撤去的力不是F1而是F2,求木塊受到的摩擦力的大小和方向. 答案 (1)7 N 水平向左 (2)6 N 水平向右 (3)8 N 水平向左 解析 當(dāng)木塊運動時受到的滑動摩擦力為F滑=μFN=μG=0.2×40 N=8 N,故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8 N. (1)加上F1、F2后,F(xiàn)1和F2相當(dāng)于一個方向向右的力F=F1-F2=7 N.由于F小于最大靜摩擦力,故木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則木塊受到桌面靜摩擦力的作用,大小為7 N,方向水平向左. (2)將F1撤去后,由于F2小于最大靜摩擦力,故木

13、塊仍然保持靜止.由二力平衡知識知,木塊受到的靜摩擦力大小等于F2,即大小為6 N,方向水平向右. (3)撤去F2后,由于F1大于最大靜摩擦力,則木塊受到的摩擦力為滑動摩擦力,大小為8 N,方向水平向左. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 針對訓(xùn)練2 水平桌面上有一個重200 N的物體,與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當(dāng)依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物體時,物體受到的摩擦力依次為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(  ) A.15 N、30 N、40 N B.15 N、30 N、80 N C.0、0、40 N D.15 N、40 N、40 N 答案

14、 A 解析 物體與桌面間的最大靜摩擦力Ffmax=μFN=0.2×200 N=40 N.拉力為15 N、30 N時,物體靜止,根據(jù)二力平衡知,靜摩擦力大小分別為15 N、30 N;當(dāng)拉力為80 N時,物體滑動,受滑動摩擦力,大小Ff=μFN=0.2×200 N=40 N,選項A正確. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 1.(對靜摩擦力的理解)關(guān)于靜摩擦力,下列說法中正確的是(  ) A.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的 B.靜摩擦力總是阻力 C.靜摩擦力的方向跟物體間相對運動趨勢的方向相反 D.兩個物體之間的靜摩擦力總是一個定值 答案 C 解析 靜摩擦

15、力產(chǎn)生在兩個相對靜止的物體之間,但物體可以是運動的,所以A錯誤;靜摩擦力的作用是阻礙物體間的相對運動趨勢,方向與物體間相對運動趨勢的方向相反,但可能與運動方向相同,所以B錯誤,C正確;兩物體間靜摩擦力的大小由平行于接觸面的外力決定,因此D錯誤. 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的概念及產(chǎn)生條件 2.(對滑動摩擦力的理解)裝修工人在搬運材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出,如圖7所示,則在勻速拖出的過程中(材料重心未離開桌面邊緣)(  ) 圖7 A.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小 B.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小,拉力逐漸減小 C.平臺對材料的支持

16、力逐漸減小,摩擦力逐漸減小 D.材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人的拉力也不變 答案 D 解析 勻速拉動的過程只能持續(xù)到重心離開臺面的瞬間,材料的重心在臺面上,故材料對臺面的壓力不變,故材料受到的支持力不變,C錯誤;而在拉動過程中動摩擦因數(shù)不變,由F=μFN可知摩擦力是不變的,A、B錯誤;因為材料做勻速直線運動,摩擦力不變,所以工人的拉力是不變的,D正確. 【考點】滑動摩擦力 【題點】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的方向 3.(靜摩擦力的大小)如圖8所示,質(zhì)量為m的木塊放在粗糙的水平地面上,木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,水平推力F作用于木塊上,但未把木塊推動

17、,則在選項圖中反映木塊受到的靜摩擦力Ff隨水平推力F變化的關(guān)系圖線是(  ) 圖8 答案 A 解析 推而未動,故摩擦力Ff=F,所以A正確. 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的大小及計算 4.(滑動摩擦力的大小及計算)質(zhì)量為3.0 kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,當(dāng)拉力F1=8.0 N時,木箱靜止;當(dāng)拉力F2=10.3 N時,木箱做勻速運動,(g取9.8 N/kg)求: (1)木箱與地面間的動摩擦因數(shù); (2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大?。? (3)木箱在12.0 N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小. 答案 (1)0.35 (

18、2)8.0 N (3)10.3 N 解析 (1)當(dāng)拉力F2=10.3 N時,木箱勻速運動,木箱水平方向受到拉力F2和滑動摩擦力Ff1,根據(jù)二力平衡條件有:Ff1=F2=10.3 N 木箱放在水平地面上,則有木箱對地面壓力大小等于木箱的重力,即FN=mg 根據(jù)滑動摩擦力公式Ff=μFN,則木箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ= 聯(lián)立解得μ==≈0.35. (2)當(dāng)拉力F1=8.0 N時,木箱靜止,木箱水平方向所受到的靜摩擦力Ff2與F1是一對平衡力,則有:Ff2=F1=8.0 N. (3)當(dāng)拉力F3=12.0 N時,木箱將在地面上滑動,此時木箱所受到的摩擦力為滑動摩擦力.由第(1)問可以知道

19、,F(xiàn)f3=Ff1=10.3 N. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 一、選擇題 考點一 靜摩擦力與滑動摩擦力的理解 1.(多選)下列說法中正確的是(  ) A.有彈力不一定有摩擦力,有摩擦力必定有彈力 B.摩擦力的方向一定沿接觸面的切線方向 C.摩擦力的大小一定與物體所受的重力大小成正比 D.摩擦力的方向總是與運動方向相反,起阻礙物體運動的作用 答案 AB 解析 產(chǎn)生摩擦力的條件是存在彈力并且有相對運動或相對運動趨勢,有摩擦力一定有彈力,但是有彈力不一定有摩擦力,因為兩者之間可能沒有相對運動或相對運動趨勢,A正確;摩擦力的方向一定沿接觸面的切線方向,

20、B正確;靜摩擦力與重力無關(guān),滑動摩擦力與兩物體接觸面間的正壓力有關(guān),C錯誤;摩擦力方向總是與相對運動方向或者相對運動趨勢方向相反,與物體運動方向無關(guān),D錯誤. 【考點】摩擦力概念的綜合判斷 【題點】摩擦力概念的綜合判斷 2.關(guān)于滑動摩擦力,下列說法正確的是(  ) A.正壓力越大,滑動摩擦力越大 B.正壓力不變,動摩擦因數(shù)不變,接觸面積越大,滑動摩擦力越大 C.正壓力不變,動摩擦因數(shù)不變,速度越大,滑動摩擦力越大 D.動摩擦因數(shù)不變,正壓力越大,滑動摩擦力越大 答案 D 解析 由滑動摩擦力計算式F=μFN知,兩物體間滑動摩擦力的大小只與動摩擦因數(shù)μ及正壓力FN有關(guān),與接觸面積

21、及兩物體間的相對運動速度無關(guān). 【考點】滑動摩擦力 【題點】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的方向 3.關(guān)于由滑動摩擦力公式推出的μ=,下列說法中正確的是(  ) A.動摩擦因數(shù)μ與摩擦力F成正比,F(xiàn)越大,μ越大 B.動摩擦因數(shù)μ與正壓力FN成反比,F(xiàn)N越大,μ越小 C.動摩擦因數(shù)μ與摩擦力F成正比,與正壓力FN成反比 D.動摩擦因數(shù)μ的大小由兩物體接觸面的粗糙程度及材料決定 答案 D 解析 動摩擦因數(shù)取決于相互接觸的兩個物體,由兩物體接觸面的粗糙程度及材料決定,與接觸面的面積大小無關(guān),與正壓力及摩擦力無關(guān),選項A、B、C錯誤,D正確. 【考點】滑動摩擦力 【題點】對μ的理

22、解 4.在中學(xué)秋季田徑運動會上,高一2班李好同學(xué)奮力拼搏,勇奪男子100 m冠軍,如圖1所示為該同學(xué)奔跑途中的兩個瞬間,用Ff1、Ff2分別表示該同學(xué)在圖甲、乙兩瞬間所受到的摩擦力,則關(guān)于Ff1、Ff2的方向,以下說法正確的是(  ) 圖1 A.Ff1向后,F(xiàn)f2向后 B.Ff1向前,F(xiàn)f2向前 C.Ff1向前,F(xiàn)f2向后 D.Ff1向后,F(xiàn)f2向前 答案 C 解析 該同學(xué)奔跑途中,后腳用力向后蹬,人才向前運動,正是由于地面給后腳有個向前的靜摩擦力,使運動員能向前運動.而當(dāng)前腳向前跨時,地面給前腳有個向后的靜摩擦力,否則運動員會向前滑動,所以前腳受到地面對其向后的靜摩擦力.

23、 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的方向及有無判斷 5.(多選)運動員雙手握住豎直桿勻速攀上和勻速滑下的過程中,運動員受到的摩擦力分別為Ff1和Ff2,不計空氣阻力,那么(  ) A.Ff1方向豎直向下,F(xiàn)f2方向豎直向上,且Ff1=Ff2 B.Ff1方向豎直向上,F(xiàn)f2方向豎直向上,且Ff1=Ff2 C.Ff1為靜摩擦力,F(xiàn)f2為滑動摩擦力 D.Ff1為靜摩擦力,F(xiàn)f2為靜摩擦力 答案 BC 解析 運動員攀上豎直桿過程中受靜摩擦力作用,滑下過程受到滑動摩擦力作用,選項C正確,D錯誤;運動員向上、向下都是勻速運動,且只受重力和摩擦力的作用,由二力平衡知,運動員所受的摩擦力總

24、是向上,大小等于其重力,選項A錯誤,B正確. 【考點】滑動摩擦力 【題點】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的方向 6.一物體置于粗糙水平地面上,按圖2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,則物體受到的摩擦力的大小關(guān)系是(  ) 圖2 A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙 C.F丙>F乙>F甲 D.F甲=F乙=F丙 答案 D 解析 滑動摩擦力F=μFN,滑動摩擦力與接觸面的動摩擦因數(shù)以及正壓力有關(guān),三種情況下μ相同,F(xiàn)N也相等,故三種情況下的滑動摩擦力大小相等. 【考點】滑動摩擦力 【題點】對滑動摩擦力的理解及滑動摩擦力的

25、方向 考點二 摩擦力的大小 7.(多選)如圖3甲所示,一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff與F的關(guān)系如圖乙所示,g取10 m/s2,下列說法正確的是(  ) 圖3 A.木箱所受的最大靜摩擦力Ffm=21 N B.木箱所受的最大靜摩擦力Ffm=20 N C.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.21 D.木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2 答案 AD 解析 木箱受到的靜摩擦力隨推力的增大而增大,最大靜摩擦力為21 N,當(dāng)推力F>21 N后,摩擦力為滑動摩擦力,大小為20 N,木箱與地面間的動摩擦因數(shù)μ==0.2,選項A、D正確

26、. 【考點】滑動摩擦力 【題點】滑動摩擦力的計算 8.如圖4所示,用大小為100 N的握力握住一個重為40 N的瓶子.瓶子豎直,始終處于靜止?fàn)顟B(tài).已知手掌與瓶子間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,則(  ) 圖4 A.瓶子受到的摩擦力大小為40 N B.瓶子受到的摩擦力大小為50 N C.當(dāng)握力進一步增大時,瓶子受到的摩擦力將成正比增大 D.當(dāng)握力持續(xù)減小時,瓶子受到的摩擦力大小將持續(xù)減小 答案 A 解析 瓶子重力為40 N,處于靜止?fàn)顟B(tài),則瓶子受到的摩擦力大小等于其重力,為40 N,故A正確,B錯誤;當(dāng)握力再增大時,瓶子受到的重力不變,摩擦力不變,故C錯誤;當(dāng)握力逐漸減小時,導(dǎo)

27、致瓶子的最大靜摩擦力減小,但只要瓶子仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則摩擦力大小不變.故D錯誤. 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的大小及計算 9.如圖5所示,物體在F=100 N、方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右運動.已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,物體質(zhì)量m=5 kg,可知物體所受摩擦力為(g=10 m/s2)(  ) 圖5 A.10 N,水平向左       B.10 N,水平向右 C.20 N,水平向左 D.20 N,水平向右 答案 A 解析 物體相對地面運動,故物體受到的是滑動摩擦力,則摩擦力的大小為Ff=μFN=μmg=0.2×5×10 N=10 N;滑動

28、摩擦力的方向與相對運動方向相反,故摩擦力方向水平向左,故A正確. 【考點】滑動摩擦力 【題點】滑動摩擦力的計算 10.一物塊在水平力拉動下,沿靜止的水平傳送帶由A端運動到B端,如圖6甲所示,這時所受摩擦力為Ff1;現(xiàn)開動機械讓傳送帶向左勻速傳動,再次將同樣的物塊由傳送帶的A端勻速拉動到B端,這時所受摩擦力大小為Ff2,如圖乙所示.則Ff1、Ff2的大小關(guān)系滿足(  ) 圖6 A.Ff1=Ff2 B.Ff1Ff2 D.上述三種情況都有可能 答案 A 解析 滑動摩擦力的大小與相對速度的大小無關(guān),所以只有A正確. 【考點】滑動摩擦力 【題點】滑動摩擦

29、力的計算 二、非選擇題 11.(摩擦力的大小計算)如圖7甲所示,用一拉力傳感器(能感應(yīng)力大小的裝置)水平向右拉一水平面上的木塊,A端的拉力均勻增加,0~t1時間木塊靜止;木塊運動后改變拉力大小,使木塊在t2時刻后處于勻速直線運動狀態(tài).計算機對數(shù)據(jù)擬合處理后,得到如圖乙所示的拉力隨時間變化的圖線.則:當(dāng)用F=5.3 N的水平拉力拉靜止的木塊時,木塊所受摩擦力大小為__________N;若用F=5.8 N的水平拉力拉木塊,木塊所受摩擦力大小為__________N. 圖7 答案 5.3 5.1 解析 當(dāng)用F=5.3 N的水平拉力拉靜止的木塊時,木塊所受靜摩擦力大小等于拉力大小,即為

30、5.3 N;若用F=5.8 N的水平拉力拉木塊,木塊所受滑動摩擦力大小為5.1 N. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 12.(摩擦力的大小計算)重為100 N、長為L=2 m的均勻木棒放在水平桌面上,如圖8甲所示,至少要用35 N的水平推力,才能使它從原地開始運動.木棒從原地移動以后,用30 N的水平推力,就可以使木棒繼續(xù)做勻速直線運動.求: 圖8 (1)木棒與桌面間的最大靜摩擦力Fmax. (2)木棒與桌面間的動摩擦因數(shù)μ. (3)當(dāng)水平推力使木棒勻速運動至木棒有0.5 m露出桌面時,如圖乙所示,水平推力的大小F. (4)當(dāng)撤去推力后,木棒減速向右運動

31、(露出桌面的長度小于1 m)的過程中,受到的摩擦力大小. 答案 (1)35 N (2)0.3 (3)30 N (4)30 N 解析 (1)木棒從原地開始運動必須克服最大靜摩擦力,所以Fmax=F1=35 N. (2)推力F2與滑動摩擦力相等時,木棒做勻速運動,所以F2=μmg,μ===0.3. (3)當(dāng)水平推力使木棒勻速運動至木棒有0.5 m露出桌面時,水平推力等于此時的滑動摩擦力,而滑動摩擦力與接觸面的面積大小無關(guān),則滑動摩擦力F=μFN=μmg不變,所以F=30 N. (4)滑動摩擦力的大小與速度無關(guān),大小仍為30 N. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算

32、13.(摩擦力的大小計算)如圖9所示,一質(zhì)量不計的彈簧原長為10 cm,一端固定于質(zhì)量m=2 kg的物體上,在另一端施加一水平拉力F.若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當(dāng)彈簧拉長至12 cm時,物體恰好勻速運動.(設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g取10 m/s2,彈簧始終在彈性限度內(nèi)) 圖9 (1)求彈簧的勁度系數(shù); (2)若將彈簧拉長至11 cm時,穩(wěn)定后物體受到的摩擦力大小為多少? (3)若將彈簧拉長至13 cm時,物體受到的摩擦力大小為多少? (4)若運動過程中突然撤去拉力,此時物體受到的摩擦力大小為多少? 答案 (1)200 N/m (2)2 N (3)4 N (

33、4)4 N 解析 (1)物體勻速運動時,根據(jù)平衡條件有k(x-x0)=μmg, 則k== N/m=200 N/m. (2)彈力F1=k(x1-x0)=200×(0.11-0.10) N=2 N.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,故Ffm=0.2×2×10 N=4 N.物體靜止,故所受靜摩擦力Ff1=F1=2 N. (3)彈力F2=k(x2-x0)=200×(0.13-0.10 )N=6 N>Ffm,物體將運動,此時所受到的滑動摩擦力為Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10 N=4 N. (4)撤去拉力時,物體運動過程中受到的是滑動摩擦力,F(xiàn)f3=μFN=μmg=4 N. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 15

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