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1、第2节 摩擦力,一、摩擦力的分类： 和 二、 两类摩擦力的比较,静摩擦力,滑动摩擦力,相对静止,相对运动,粗糙,压力,相对运动趋势,相对运动,压力,粗糙,相反,相反,FN,相对运动,趋势,相对运动,例1 指明质量为m的物体A在如图所示四种情况下所受的静摩擦力的方向并计算静摩擦力的大小 (1)物体A静止于倾角为的固定斜面上，如图甲所示； (2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如图乙所示；,题型一：静摩擦力的方向分析及大小计算,(3)质量为m的物体A放在质量为M的车上，当车在紧急刹车过程中(车与地面间的动摩擦因数为)，随车一起停止运动，如图丙所示； (4)物体A在水平转台上，随转台一起
2、以角速度匀速转动，物体与转台没有发生相对滑动，且物体离转轴的距离为r，如图丁所示,【思路点拨】,【解析】运用假设法不难判断出 图甲中物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件求得：fmgsin；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左，由平衡条件求得：fF；判断静摩擦力方向，还可以根据共点力平衡条件以及牛顿第二定律判断；图丙中A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，故A物体所受静摩擦力方向水平向左(与加速度同向)，先对整体运用牛顿第二定律得：(Mm)g(Mm)a，对物体A由牛顿第二定律得：fma，联立两式得：fmg；图丁中，A物体随转台匀速转动，
3、做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心，由牛顿第二定律得：fm2r.,【方法与知识感悟】 1静摩擦力方向的判断方法 (1)假设法(如下所示) (2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向当物体处于平衡状态(静止或做匀速直线运动)，利用力的平衡条件判断静摩擦力的方向；当物体处于变速运动状态时，利用牛顿第二定律来判断静摩擦力的方向,(3)利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)判断：关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力，利用牛顿第三定律来判断 2静摩擦力大小的计算 (1)静摩擦
4、力没有直接公式可用，只能根据物体的运动状态来求当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件来求；而物体处于非平衡态时应由牛顿第二定律求解当然对于滑动摩擦力的求解这种方法也是适用的,(2)最大静摩擦力并不一定是物体实际受到的力，物体实际受到的静摩擦力一般小于或等于最大静摩擦力最大静摩擦力与接触面间的压力成正比一般情况下，为了处理问题的方便，最大静摩擦力可按近似等于滑动摩擦力处理,例2 如图所示，A为长木板， 在水平面上以速度v1向右运动， 物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是( ) A若是v1v2，A、B之间无滑动摩擦力 B若是v1v2，A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力
5、C若是v1v2，B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力,题型二：滑动摩擦力的方向分析和大小计算,【解析】若v1v2，则A、B相对静止，故A对；若v1v2，则A相对B向右运动，故B对A施加向左的滑动摩擦力，B、D错；若v1v2，则A相对B向左运动，故B对A施加向右的滑动摩擦力，C错,【答案】A,【方法与知识感悟】 1滑动摩擦力的方向判断方法 滑动摩擦力的方向判断方法可以根据定义，利用“滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反”判断，也可以和静摩擦力的方向判断方法一样用“状态法”和“牛顿第三定律”判断 2滑动摩擦力大小的计算 滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算，应用此公式时要注意：,(1)为动摩擦因数，
6、其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关，与接触面的大小无关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力 (2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关 (3)在分析摩擦力的方向时，要注意静摩擦力的方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性” (4)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，利用物体的运动状态不仅可以判断摩擦力的有无、摩擦力的方向、还可以求解摩擦力的大小,例3 长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图所示铁块受到的摩擦力Ff随木板倾角变化的图线可能正确的是(设最大静摩擦力的大小等于滑动摩
7、擦力大小)( ),题型三：滑动摩擦力与静摩擦力的综合分析,【思路点拨】弄清摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力是解题的关键,【解析】铁块开始相对木板不动，受静摩擦力作用，Ff1mgsin，当增大到一定程度，铁块相对木板滑动时，受滑动摩擦力作用，Ff2mgcos，由数学知识可知，只有C正确,【答案】C,【方法与知识感悟】这类题的特点是物体经过了几个过程，分析时应抓住以下几点： (1)分析物体所经历的过程，哪个过程中受的是静摩擦力，哪个过程中受的是滑动摩擦力； (2)静摩擦力的大小由平衡或动力学方程来求解，弄清这一过程中其它力的变化情况再确定静摩擦力如何变化； (3)滑动摩擦力的大小由公式FfFN来计算
8、，弄清FN是否变化、如何变化再确定滑动摩擦力如何变化,*1如图所示是主动轮P通过 皮带带动从动轮Q的示意图， A与B、C与D分别是皮带上 与轮缘上相互接触的点， 则下列判断正确的是( ) AB点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反 BD点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反 CD点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同 D主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力,BCD,【解析】P为主动轮，假设接触面光滑，B点相对于A点的运动方向一定与B点的运动方向相同，A错误；Q为从动轮，D点相对于C点的运动趋势方向与C点的运动方向相反，Q轮通过静摩擦力带动，因此，D点所受的静摩擦力方向与D点
9、的运动方向相同，B、C均正确；主动轮靠摩擦带动皮带，从动轮靠摩擦被皮带带动，故D也正确,*2.如图所示，将粗糙的斜 面体放在粗糙水平地面上， 物块m放在斜面上，恰能沿 斜面匀速下滑，斜面体静止不动若用平行斜面向下的推力，使物块加速下滑，则斜面体 ( ) A受到地面的摩擦力大小为零 B受到地面的摩擦力方向水平向右 C对地面的压力不变 D可能沿水平面向右运动,AC,【解析】m在斜面上能匀速下滑，说明斜面对它的支持力FN和斜面对它的摩擦力f的合力F与它所受的重力mg等大反向，竖直向上M静止，它受到重力Mg，地面支持力N，m对它的压力FN，m对它的摩擦力f，由牛顿第三定律可知，FN和f的合力F应竖直向
10、下，因此，M水平方向不可能受到地面对它的摩擦力,用平行于斜面斜向下的力F推m、m加速度运动，但f、FN不变故f、FN也不变，M的的受力情况不变，所以A、C对，B、D错,3如右图甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态，当F按图乙所示规律变化时，关于物块与斜面间摩擦力的大小变化的说法中正确的是( ) A一定增大 B可能一直减小 C可能先减小后增大 D不可能一直增大,C,【解析】由于不知力F与mgsin(为斜面的倾角)的大小关系，故无法确定开始时摩擦力的方向，因此当Fmgsin时，随力F的减小，Ff可能先向下减小再向上增大，当Fmgsin时，Ff一直向上
11、增大，故C正确,4如图所示，有一半径为r0.2 m的 圆柱绕竖直轴OO以9 rad/s的 角速度匀速转动今用力F将质量为 kg的物体A压在圆柱侧面，使其以 v02.4 m/s的速度匀速下降若物 体A与圆柱面的动摩擦因数0.25，求力F的大小(已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动)(g取10 m/s2),【分析】确定A相对圆柱的相对运动方向，进而找出摩擦力的方向，根据平衡条件求解,【解析】圆柱与A接触处相对于A的速度垂直纸面向里，所以A相对于圆柱体既有v02.4 m/s的竖直向下的恒定速度，还有vr90.2 m/s1.8 m/s的垂直纸面向外的速度 A相对于圆柱体的合速度v 3
12、 m/s， 与竖直方向夹角arctan arctan. A所受摩擦力的方向与相对速度方向相反，其竖直向上的分量与A所受重力平衡，有 Ffcosmg0，FfFNF，解得F50 N.,1下列说法正确的是( ) A一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力 B滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 C两物体间如果有了弹力，就一定有摩擦力 D两物体间有摩擦力，就一定有弹力,D,【巩固基础】,【解析】根据摩擦力产生条件可知：两物体间有摩擦力，一定有弹力，但反之有弹力不一定有摩擦力，A、C错误，D正确滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，而不是与运动方向相反，B错误,*2.如图所示，
13、轻质光滑滑轮 两侧用细绳连着两个物体A 与B，物体B放在水平地面 上，A、B均静止已知A和 B的质量分别为mA、mB，绳与水平方向的夹角为，则( ) A物体B受到的摩擦力可能为0 B物体B受到的摩擦力为mAgcos C物体B对地面的压力可能为0 D物体B对地面的压力为mBgmAgsin,BD,【解析】B的受力分析如图所示 由于B物体处于静止状态，它受到 的摩擦力不可能为0；又FTmAg， 故B受到的摩擦力为FfFTcos mAgcos，故A错B对在竖直方向上：有摩擦力必有弹力，故B对地面的压力也不可能为0，则FNBFTsinmBg，所以FNBmBgFTsinmBgmAgsin，C错D对,*3.
14、如图甲所示，放在固定 斜面上不同质量的物体， 受到一个平行斜面向上的力F作用，始终处于静止状态，F的大小随时间变化如图乙所示则在0t0时间内物体所受的摩擦力f随时间t的变化规律可能为(取沿斜面向上为摩擦力f的正方向)( ),BCD,【解析】tt0时，F0物体静止，说明物体所受摩擦力fmgsin.沿斜面向上，为正，A错，t0时刻，如果F02mgsin，则F在2mgsin到mgsin区间变化时，f在mgsin到0之间变化，方向沿斜面向下为负；F在mgsin到0区间变化时，f在0到mgsin之间变化，方向沿斜面向上为正故D可能正确t0时刻，如果Fmgsin，则 f0，当F在mgsin到0之间变化时，
15、f在0到mgsin之间变化，方向沿斜面向上为正，故选B.t0时刻，如果F0mgsin，则0时刻f0，方向沿斜面向上为正，故选C.,*4.物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然按图中箭头所示方向转动，则传送带转动后( ) AM将减速下滑 BM仍匀速下滑 CM受到的摩擦力变小 DM受到的摩擦力不变,BD,【解析】皮带静止和皮带顺时针转动，M和皮带之间相对速度变化了，但滑动摩擦力的大小与相对运动速度的大小无关，且滑动摩擦力的方向都沿斜面向上，所以M受力情况和运动情况都不变，选B、D.,*5.水平皮带传输装置如图所示，O1为主动轮，O2为从动轮当主动轮顺时针匀速转动时，物体被轻轻地放在A端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置C时滑动停止，之后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地B端在传送过程中，若皮带与轮不打滑，则物体受到的摩擦力和图中皮带上P、Q两处(在O1、O2连线上)所受摩擦力的情况，有下列几种说法，其中正确的是( ),BC,【提升能力】,A在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力，P处受向上的滑动摩擦力 B在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力，P处受向下的静摩擦力 C在CB段物体不受静摩擦力，Q处受向下的静摩擦力 D在CB段物体受水平向右的静摩
