摩擦力及受力分析

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1、摩擦力及受力分析学案 知识精解知识精解 一一, ,摩擦力摩擦力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：接触面是粗糙； 两物体接触面上有压力； 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NFf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

2、到的另一个物体对 它的力，叫做静摩擦力（1）产生条件：接触面是粗糙的；两物体有相对运动的趋势；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 0ffm ，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=FN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=FN3、摩擦力与物体运动的关系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

3、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。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。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。受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。滑动摩擦力的方

4、向不一定与运动方向相反 二,受力分析 一一, ,受力分析受力分析 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。的重要内容。受力分析的程序：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 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

5、。 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 二二, ,受力分析的注意事项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：受力分析的常用方法： 1 1、隔离法和整

6、体法、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 经典例题经典例题类型题：类型题： 摩擦力有无的确定摩擦力有无的确定 （1）由产生条件确定接触面间有弹力；接触面粗糙；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 ，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 =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

7、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： 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。 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？v=2m/sABABF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 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、

8、摩擦力和斜面对它的弹力类型题：类型题： 摩擦力方向的确定摩擦力方向的确定 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

9、，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：类型题： 摩擦力大小的确定摩擦力大小的确定 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

10、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BAABF由引起静摩擦力的外力的大小来确定，不能用 f=N 计算。滑动摩擦力的大小常用公式 f=N 求得，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 。则木板所受桌面的摩擦力

11、 大小为： Amg； B2mg； C3mg； D4mg。【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 ，则第二 块砖对第三块砖的摩擦力大小为：（ ）1 234FFAMg； B0； CF； D2mg。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

12、上，且 B. f1向下，f2向上，且 f1f221ff C. f1向上，f2向上，且 D. f1向下，f2向下，且 21ff 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 ( ) vA. 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

13、。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+m1g B. L+(m1+m2)g C. L+m2g D. L+()gk k k k2121 mmmm 4. 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)g B. mg , mg C. (M-m)g ，Mg D. (M+m)g , (M-m)g 5. 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 1，木块与木

14、板间的滑动摩擦系数为 2，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. 2mgB. 1Mg C. 1(m+M)gD. 2mg+1Mg 6. 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 m0g B. 物体 A 与 B 之间有摩擦力，大小为 m0g C. 桌面对 A，B 对 A，都有摩擦力，两者方向相同，大小均为 m0g D. 桌面对 A，B 对 A，都有摩擦力，两者方向相反，大小均为 m0g 7. 一个

15、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 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，和分别为主动轮和被动轮上边缘点，则分析工作 时，带对的摩擦力方向为 ，皮带对的摩擦力方向为 。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