摩摩擦擦力力专专题题 一、明确摩擦力产生的条件 （1）物体间直接接触 （2）接触面粗糙 （3）接触面间有弹力存在 （4）物体间有相对运动或相对运动趋势 这四个条件紧密相连，缺一不可．显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯 定不存在摩擦力．但满足(1)、(2)而缺少 (3)、 (4)中的任意一条，也不会有摩擦力．如 一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件(1)、(2)、(4)，却不具备 条件(3)，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用．又如，静止在粗糙水平面上的物 体它满足了条件 (1)、 (2)、(3)，缺少条件 (4)，当然也不存在摩擦力．由于不明确摩擦力产生的条件，导致答题错误的事 是经常发生的．例例1 1 (1994年全国考题 )如图 1所示， C是水平地 面，、是两个长方形物块， F是作用在物块上沿水AB 平方向的力，物体和以相同 的速度作匀速直綫运动，AB 由此可知，、间的动摩擦 因数和、间的动AB1BC摩擦因数有可能是2(A) 0， 0 (B) 0， 01212(C) 0，0 (D) 0，01212 解析：本题中选、整体为研究对象，由于受推力的作用做匀速直线运动，可知地面对AB 的摩擦力一定水平向左，故 0，对 A受力分析可知，水平方向不受力，可能为21 0，可能不为 0。
正确答案为 (B)、(D)． 二、了解摩擦力的特点摩擦力具有两个显著特点：(1)接触性； (2)被动性．所谓接触性，即指物体受摩擦 力作用物体间必直接接触(反之不一定成立 )这种特点已经包括在摩擦力产生的条件里， 这里不赘述对于摩擦力的被动性，现仔细阐述所谓被动性是指摩擦力随外界约束因素变 化而变化．熟知的是静摩擦力随外力的变化而变化例例2 2 (1992年全国考题 )如图 2所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即、和摩擦力作用，木块图 2处于静止状态，1F2F其中＝10N、＝2N，若撤 去力，则木块在水平方1F2F1F向受到的合力为(A)10N，方向向左 (B)6N，方向向右(C)2N，方向向左 (D)零解析；没有撤去时，物体所受合外力为零，此时静摩擦1F力大小为 8N，方向向左．撤去以后，物体在作用下不可能沿水平方向发生运动状态1F2F的改变，物体仍保拧静止．此时地面对物体的静摩擦力大小为2N，方向向右．从上述分 析可见静摩擦力是被动力．答案应为(D)．对于滑动摩擦力同样具有被动性． 三、把握摩擦力大小和方向的计算和判断 中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种(滚动摩擦不讲 )．其中没有具体的计算公式，静f是随外力变化的范围值 o≤≤，一般根据 (1)平衡条件求； (2)根据物体运动状态，静fmaxf图 21F2FABF图 1由牛顿运动定律求．而不但可根据上述的 (1)、(2)方法求，还可以用公式静f计算Nf滑例例3 3 如图3所示，质量为、带电量为 +q的小物体，放m 在磁感应强度为 B的匀强磁场 中，粗糙挡板 ab的宽度略大于小 物体厚度．现给带电体一个水平冲量，试分析带电体 所受I 摩擦力的情况．解析：带电体获得水平初速它在．它在mIv/0磁场中受洛仑兹力和重力，若mqBIBqvf/0洛mgG ，则带电体作匀速直线运动，不受摩擦力作用．Gf洛若，则带电体贴着 a板前进，滑动摩擦力，速度越Gf洛)(mgqvBNf滑 来越小，变小，当减小到，又有,它又不受摩擦力作用而匀速前进．滑fv0vmgBqv0若，则带电体贴着 b板前逆。
滑动摩擦力；,它减速Gf洛)(qvBmgNf滑 运动动直至静止，而却是变大的．滑f这充分说明也是具有被动性，所以摩擦力是被动力．了解摩擦力的上述特点在解题时就滑f能因题致宜，灵活地思考，少走弯路，避免出错.对于滑动摩擦力的大小，还必须了解其与物体运动状态无关，与接触面积大小无关的特 点．例例4 4 如图4所示，一质量为m的货物放在倾角为α的传送带上随传送带一 起向上或向下做加速运动．设加速度大小为α，试求两种情况下货物所受 的摩擦力． 解析：物体m向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使 物体随传送带向上加速运动，传送带对物体的摩擦力必定沿传送带向 上．物体沿斜面向下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时， 重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力为零；当加速度大于此值时，摩擦力应 沿斜面向下；当加速度小于此值时，摩擦力应沿斜面向上． 向上加速运动时，由牛顿第二定律，得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面向上 向下加速运动时，由牛顿第二定律，得： mgsina—F＝ma(设F沿斜面向上 ) 所以F=mgsina-ma 当a0．与所设方向相同 ——沿斜面向上． 当a＝gsina时，F=0．即货物与传送带间无摩擦力作用． 当a>gsina时，F<0．与所设方向相反 ——沿斜面向下．小结：当物体加速运动而摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛 顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论例例5 5 如图5所示，质量 M=10Kg的木楔 ABC静止于水平地面上，动摩擦因数μ＝0．02， 在木楔的倾角 θ为300的斜面上有一质量 m＝1.0 kg的物块由静止 开始沿 斜面下滑．当滑 行路程 S＝1．4m时，其速度 s＝1．4m／s，在此过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩 擦力的大小和方向 (g取10 m／s’) 解析：地面对木楔的摩擦力为静摩擦力，但不一定为最大静摩擦力，所以不能由 Fμ＝μFΝ，来计算求得，只能根据物体匀运动情况和受力情况来确定．物块沿斜面匀加速下滑，由可求得物块下滑的加速度asvvt22 02图 3abm╮α图 4222 /5sin/7 . 02smgsmsvat可知物块受到摩塔力的作用． 此条件下，物块与木楔受力情况分别如图6.7所示．物块沿斜面以加速度Q 下滑，对它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛顿第二定律有 mgsinθ 一 Fμ1＝ma mgcosθ—FN1＝0 ．木楔静止，对它沿水平方向和竖直方向由牛顿第二定律， 并注意 Fμ1ˊ与 Fμ1，F F N1与 FN1，等值反向，有 Fμ2+ Fμ1cosθ—FN1sinθ＝00112SinFCOSFMgFNN由上面各式解得地面对木楔的摩擦力NNmamamgmgCOSFFFN61. 0237 . 00 . 1cossin)sin(sincossin112此力方向与所设方向相同，由C指向B。
另外由以上几式联立还可以求出地面对木楔的支持力gmMNNNmamgMgmamgmgMgFN)(65.109217 . 00 . 11011sinsin)sin(cos22显然，这是由于物块和木楔系统有向下的加速度而产生了失重现象 对此题也可以系统为研究对象在水平方向，木楔静止，加速度为零，物块加速度水平分量 为对系统在水平方向由牛顿第二定律，有cosaaxNmaF61. 0cos2 答案： 0．61 N 方向由 C一B小结： (1)静摩擦力的大小是个变量，它的大小常需要根据物体的运动状态及摩擦力与物 体所受其他力的关系来确定．(2)由此题可看出，研究对象的选取对解题步骤的简繁程度有很大的影响练练习习 1、如图 8所示，位于斜面上的物块 m在沿斜面向上的力 F作用下， 处于静止状态，则斜面作 用于物块的静摩擦力 ①方向可能沿斜 面向上 ②方向可能沿 斜面向下 ③大小可能为零 ④大小可能 等于F以上判断正确的 是………………………………( D D )A．只有 ①② B．只有 ③④ C．只有 ①②③ D．①②③④都正 确Fμ1FN1mg图 6BFˊμ1Fμ2mgFN2F N1图7AC图 82、(2004年连云港第二次调研题)某人在乎直公路上骑自行车，见到前方较远处红色交通信号灯亮 起，他便停止蹬车，此后的一段时间内，自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为和，则… ( C C )前f后fA．向后，后向前 B．向前，向后 前f后f前f后fC．向后，向后 D．向前，向前前f后f前f后f3、如图9所示，重 6N的木块静止在倾角为 300的斜面上，若用平行于 斜面沿水平方向，大小等 于4N的力F推木块，木块仍保持静止，则木 块所受的摩擦力大小 为……………………………( C C ) A．4 N B．3 N C．5 N D．6 N 4、(2004年乐山调研题 )如图10所示， 质量为 m的木块 P在质量为 M的长木板 A上滑行，长木 板放在水平地面上，一直处于静止状态．若长木板 A与地面间的 动摩擦因数为,木块P与长板 A间的1动摩擦因数为，则长木 板ab受到地面的摩擦力大小为 ( C C )2A B． C DMg1gMm)(1mg2mgMg215、(2004年黄冈调研题 )如图11所示，在粗糙水平面上有一个三角形木 块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的小木块，已知三角形木块和两个小木块21mm 均静止，则粗糙水平面对三角形木块( A A ) A．没有摩擦力作用 B．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右 C．有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左D．有摩擦力作用，但其方向无法确定，因为m1、m2、 的数值并未给出21和6、(2004年宁波期末试题 )某空间存在着如图 l2所示的水平方向的 匀强磁场， A、B两个物 块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面 上，物块 A带正电，物 块B为不带电的绝缘块； 水平恒力 F作用在物 块B上，使 A、B一起由 静止开始水平向左运动．在 A、B一起水平向左 运动的过程中，关于 A、B受力情况的以下说法，正确的是……( B B ) A．A对B的压力变小 B．B对A的摩擦力保持不变C。
A对B的摩擦力变大 D．B对地面的压力保持不变 7、如图13所示，一直角斜槽(两槽面夹角为90°)，对水平面夹角为30°，图 9m1m212图 11图 12图 10APV如图 13一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑，假定两槽面的材料和表面情况相同，问物块和槽 面间的动摩擦因数为多少?解析：因为物块对直角斜槽每一面的正压力为 mgcosα.cos45°，所以当物体匀速下滑时，有平衡方程：mgsinα=2μmgcosαcos45°＝μmgcosα，所以 μ=．2 66)33(21tan218、质量 m=1.5Kg的物块 (可视为质点 )在水平恒力 F的作用下 ,从水平面上 A点由静止开始运 动,运动一段距离撤去该力 ,物体继续滑行 t=2.0s停在B点.已知AB两点间的距离 S=5.0m,物块与水平面间的动摩擦因数,求恒力 F为多大 ?(g=10m/s2)20. 0解析：设撤去力前物块的位移为，撤去力时物块的速度为 ，物块受到的滑动F1SFv摩擦力mgF1对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得mvtF01由运动学公式得tvSS21对物块运动的全过程应用动能定理011SFFS由以上各式得222 gtsmgsF 代入数据解得NF159.如图14所示,静止在水平面上的纸带上放一质量m为的小金 属块(可视为质点 ), 金属块 离纸带右端距离为 L, 金属块与纸 带间动摩擦因数为 μ.现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设 纸带加速过程极短 ,可认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动.求: （1） 属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向; (2)要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度 v应满足的条件 .解析：（ 1）金属块与纸带达。