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1、
第3章 力與相互作用
章末總結(jié)
一、摩擦力的分析和計算
1．對摩擦力的認(rèn)識
(1)摩擦力不一定是阻力，也可以是動力．
(2)靜摩擦力的方向不一定與運動方向共線，但一定沿接觸面的切線方向．如圖1所示，A、B一起向右做勻加速運動，則A所受靜摩擦力方向與運動方向不一致．
圖1
2．摩擦力的計算
摩擦力大小的計算，應(yīng)先分析是靜摩擦力還是滑動摩擦力．
(1)靜摩擦力：靜摩擦力在0～fmax內(nèi)隨外力的變化而變化，一般根據(jù)平衡條件求解．
(2)滑動摩擦力：①根據(jù)f＝μN進行計算，其中N為接觸面受到的正壓力，不一定等于物體所受的重力，而且要注意滑動摩擦力的大小與運動速度
2、和接觸面積無關(guān)．
②根據(jù)平衡條件．
例1 如圖2所示，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長木板ab上滑行，長木板放在水平地面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)．若長木板ab與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，木塊P與長木板ab間的動摩擦因數(shù)為μ2，則長木板ab受到地面的摩擦力大小為( )
圖2
A．μ1Mg B．μ1(m＋M)g
C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg
解析 長木板ab未動即地面對長木板ab的摩擦力為靜摩擦力，由于P在長木板ab上滑動，即P對長木板ab的摩擦力大小為μ2mg.由平衡條件可知地面對ab的靜摩擦力大小為μ2mg，C正確．
答案 C
例2 如圖3所示，用水平力F將木塊壓
3、在豎直墻壁上，已知木塊重力G＝6 N，木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，求：
圖3
(1)當(dāng)F＝25 N時，木塊不動，木塊受到的摩擦力為多大？
(2)當(dāng)F增大為30 N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？
(3)當(dāng)F＝10 N時木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？
(4)當(dāng)F＝6 N時，木塊受到的摩擦力為多大？
解析 分析木塊的受力情況，如圖所示．
(1)、(2)問中木塊靜止，根據(jù)二力平衡，豎直方向上的靜摩擦力等于重力，f1＝f2＝G＝6 N，與壓力大小無關(guān)．
(3)木塊沿墻面下滑時，木塊與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力，f3＝μN
N＝F，所以f3＝μF
4、＝0.25×10 N＝2.5 N.
(4)當(dāng)F＝6 N時，
木塊與墻壁間的摩擦力也為滑動摩擦力，
所以f4＝μF＝0.25×6 N＝1.5 N.
答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
二、彈力和摩擦力是否存在的判斷依據(jù)
進行受力分析時，有些力要判斷是否存在，可以從以下三個方面進行．
1．“條件判斷法”：即根據(jù)是否滿足力的產(chǎn)生條件來判斷物體是否受到某個力的作用．
例如：(1)彈力產(chǎn)生的條件是相互接觸并且發(fā)生了彈性形變；(2)摩擦力產(chǎn)生的條件是物體間存在彈力、接觸面粗糙、有相對運動或相對運動趨勢．
2．“效果判斷法”：即根據(jù)力的作用效果是否得以體現(xiàn)
5、來判斷物體是否受到某個力的作用．
例如：可根據(jù)力產(chǎn)生的“拉、壓、支持、推動、阻礙、吸引、排斥”等效果對它們作出存在或不存在的假設(shè)，然后再從該力是否對物體的運動狀態(tài)產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在．
3．“相互作用判斷法”：根據(jù)牛頓第三定律，從一個物體是否受到某個力的作用來判斷另一個物體是否受到相應(yīng)的反作用力．
例3 (多選)如圖4所示，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P的斜面與固定擋板MN接觸且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面體P此時所受的外力個數(shù)有可能為( )
圖4
A．2個 B．3個 C．4個 D．5個
解析 若斜面體P受到的彈簧彈力F等于其重力mg，則MN對
6、P沒有力的作用，如圖甲所示，此時P受到2個力，A對；若彈簧彈力大于P的重力，則MN對P有壓力N，若只有壓力N，則P不能平衡，故一定存在向右的力，只能是MN對P的摩擦力f，因此P此時受到4個力，如圖乙所示，C對．
答案 AC
三、整體法和隔離法在受力分析中的應(yīng)用
1．隔離法：把某個物體(或物體的一部分)與周圍的物體分隔出來，單獨分析它的受力情況的方法．
2．整體法：將幾個物體作為一個整體從周圍環(huán)境中隔離出來分析其受力的方法．
3．選取原則
(1)當(dāng)所涉及的物理問題是整體與外界作用時，應(yīng)用整體分析法，可使問題簡單明了，而不必考慮內(nèi)力的作用．
(2)當(dāng)涉及的物理問題是物體間的作用時
7、，要應(yīng)用隔離分析法，這時系統(tǒng)中物體間的相互作用的內(nèi)力就會變?yōu)楦鱾€獨立于物體的外力．
注意 在很多時候，隔離法和整體法需交替使用，才會更方便地解決問題．
例4 如圖5所示，物體a、b疊放在水平桌面上，水平力F＝3 N作用于物體b上，a與b保持靜止，則：
圖5
(1)a與b之間的摩擦力大小為多少？
(2)a與桌面間的摩擦力大小為多少？
解析 把b隔離出來，選b為研究對象，b處于靜止?fàn)顟B(tài)，則b受到的重力與a對b的支持力是一對平衡力，力F必定與a對b的靜摩擦力是一對平衡力，則a對b的摩擦力大小等于F，即a與b之間的摩擦力大小為3 N；
把a、b作為整體研究，ab整體處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以
8、桌面必定對a施加向右的大小為3 N的摩擦力，即摩擦力與F是一對平衡力．
答案 (1)3 N (2)3 N
針對訓(xùn)練 如圖6所示，直角三棱柱A放在水平地面上，光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻壁之間，A和B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分別畫出A和B的受力示意圖．
圖6
答案 見解析圖
解析 隔離A為研究對象，它受到重力mAg、B對它的壓力FBA、地面支持力N和地面對它的摩擦力f，如圖甲所示．
再以B為研究對象，它受到重力mBg、三棱柱對它的支持力FAB、墻壁對它的彈力N′的作用，如圖乙所示．
1.(受力分析)如圖7是姚明在比賽中的一張照片，記者給出的標(biāo)題是“姚明對球施魔力”．下面
9、是幾位同學(xué)關(guān)于照片中籃球的說法，其中正確的是(空氣阻力忽略不計)( )
圖7
A．球只受到重力的作用
B．球只受到一個沿運動方向的力的作用
C．球此時此刻不受到任何外力作用
D．球受到姚明給的一個力和重力的共同作用
答案 A
2.(受力分析)如圖8所示，物體A和B一起沿斜面勻速下滑，則物體A受到的力是( )
圖8
A．重力、B對A的支持力
B．重力、B對A的支持力、下滑力
C．重力、B對A的支持力、摩擦力
D．重力、B對A的支持力、摩擦力、下滑力
答案 A
3．(力是否存在的判斷)如圖9所示，鋼球A靜止于水平面C與固定在C上的擋板B之間，則球A與水平面C
10、和擋板B間的摩擦力情況為( )
圖9
A．球A與擋板B間無摩擦力，與水平面C間有摩擦力
B．球A與擋板B間有摩擦力，與水平面C間有摩擦力
C．球A與擋板B間有摩擦力，與水平面C間無摩擦力
D．球A與擋板B間無摩擦力，與水平面C間無摩擦力
答案 D
4．(摩擦力的計算)如圖10所示，物體A重40 N，物體B重20 N，A與B、A與地面間的動摩擦因數(shù)相同，物體B用水平細(xì)繩系住，當(dāng)水平力F＝32 N時，才能將A勻速拉出，求接觸面間的動摩擦因數(shù)．
圖10
答案 0.4
解析 以物體A為研究對象，
物體B對物體A的正壓力N＝GB，
地面對A的支持力N1＝GA＋N
A受B的滑動摩擦力f＝μN
A受地面的滑動摩擦力f1＝μN1
水平方向：F＝f＋f1
代入數(shù)據(jù)即可得到μ＝0.4.
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2018-2019高中物理 第3章 力與相互作用章末總結(jié)學(xué)案 滬科版必修1
