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1、摩擦力有关问题分类研究一、 问题的提出摩擦力，特别是静摩擦力的方向判断与大小计算，历来是学生学习的难点，也是高考考查的热点。从近几年高考考查的特点看，有些问题直接考查考生对摩擦力产生的条件、方向判断及大小计算方法的理解和掌握情况，有些问题结合动力学问题考查摩擦力。根据高考对摩擦力的考查特点，在第二阶段复习中，应加深对摩擦力产生条件的理解，熟练掌握摩擦力方向的判断方法，明确静摩擦力大小和滑动摩擦力大小所遵循的不同规律。二、解决的方法 1要明确摩擦力产生的条件：接触面粗糙，接触面要有挤压的力（压力），接触面上的两物体要有相对运动或相对运动趋势。 2摩擦力方向的判断：滑动摩擦力：沿着接触面，与相对运
2、动方向相反；静摩擦力：沿着接触面，与相对运动趋势方向相反。具体的可用“假设法”和动力学规律或物体的平衡条件进行判断。 3摩擦力大小的计算：先判断是滑动摩擦力还是静摩擦力。若为滑动摩擦力，则f=N；若为静摩擦力，则0ffm。实际上多用平衡条件或动力学规律来求解。 4摩擦力做功的问题：滑动摩擦力和静摩擦力对物体都可做负功，可做正功，还可以不做功；一对滑动摩擦力对系统做负功，使其它形式的能转化为内能，大小为fs，s为相对滑动的路程，一对静摩擦力对系统不做功。三、典型例题分析例1如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知
3、A、B间的动摩擦因数1和B、C间的动摩擦因数2可能是（ ）A10 20 B10 20 C10 20 D10 20【解析】选A、B整体为研究对象，由于B手推力F作用还做匀速直线运动，可知地面对B的摩擦力一定水平向左，故20，对A受力分析知，水平方向不受力，1可能为0，也可能不为0。故B、D正确。【点评】：本题是用平衡条件来判断摩擦力的有无；A物体虽然随B物体一起运动，但它们之间并无相对运动趋势，因此摩擦力为零。但却不能因此而得出它们之间的摩擦因数也为零的结论。例2把一重为G的物体，用一个水平推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上，从t0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系
4、是下图中的哪一个？（ ）【解析】开始时F推力为零，物体和墙面间没有挤压，摩擦力为零。物体在重力作用下开始沿竖直墙面下滑，所以开始时为滑动摩擦力。由FfFN，又Ff = F = kt，所以Ff = kt，即Ff随时间t成正比增加，当Ff增大到等于G时，物体具有一定的速度，由于惯性仍然滑行，随着滑行的继续，Ff已大于物体重力G。最后物体静止于墙面，变为静摩擦力。竖直方向根据二力平衡，则有Ff=G。所以B正确。【点评】求解本题的关键是通过物理过程的分析，判断是滑动摩擦力还是静摩擦力；正压力增大，物体受到的静摩擦力不一定增大。例3如图所示，质量为m的物体，放在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为
5、。用平行于斜面的力F作用在物体上使物体沿平行于斜面底线AB的方向匀速运动，求F的大小和方向【解析】物体受力示意图最好在侧示图a和正示图b中表示：设力F与水平方向的夹角为，由平行条件得：Fsin=GsinFcos=FN2FN=Gcos解得：cot=F=G 【点评】问题中给出立体图时，在受力分析应改为平面图，平面图上易于列出等量关系；本题中不能误以为沿斜面向上受到静摩擦力与重力的分力Gsin平衡，沿运动方向拉力F与滑动摩擦力平衡，物体与某一接触面间的摩擦力只能是一种摩擦力。例4如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平方向成角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R，整
6、个装置处于与框架所在平面垂直的磁场中，磁感强度B按如图乙所示规律变化，导体棒PQ始终静止不动，则以下关于导体棒PQ所受摩擦力在0t1时间内变化情况的说法中，可能正确的是A一直增大B一直减小C先减小，后增大D先增大，后减小【解析】由磁感强度B随时间的变化规律和法拉第电磁感应定律、楞次定律可知，回路中的感应电流大小不变，方向从Q到P也不变，又由F=BIL及左手定则，安培力F大小先变小后变大，方向先向上后向下。若t=0时PQ受静摩擦力向上，由图丙可知，在0到t1内静摩擦力只能一直增大；若t=0时PQ受静摩擦力向下，由图丁可知，PQ受静摩擦力必定先向下逐渐减小，后向上逐渐增大。【点评】本题中磁场的方向
7、发生变化，电流方向不变。但安培力的方向要 变化。这点容易搞错。静摩擦力是被动力，大小和方向随外力的变化而变化。要用物体的平衡条件来进行判断。例5如图所示，一辆质量为m=2kg的平板车左端放有质量M=3的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数=0.4。开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s速度在光滑水平面向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长，以致滑块不会滑到平板车右端。(g=10m/s2)求(1)平板车第一次与墙壁后向左运动的最大距离(2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v(3)为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长
8、？【解析】四、练习题1.如图所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，则木块所受到的摩擦力F随拉力F变化的图象如下图，正确的是2. 如图所示，倾角为的三角形滑块上放置一个质量为m的物体，它们一起以加速度a在水平面上向右做匀加速运动。对于m所受的摩擦力，下列叙述正确的是方向可能沿斜面向上方向可能沿斜面向下可能不存在摩擦力一定存在摩擦力ABCD3如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数为，由于光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动，现使钢板以速度v1向右运动，同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以速度
9、v2沿导槽运动，则F的大小为A等于mgB大于mgC小于mgD不能确定4如图所示，重为6N木块静止在倾角为30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，木块仍静止，则木块所受的摩擦力大小为A4NB3NC5ND6N5如图所示，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方向可能沿斜面向上方向可能沿斜面向下大小可能为零大小可能等于F以上判断正确的是ABCD6. 如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘块，甲、乙放在一起置于光滑的水平面上，空间存在着水平方向的匀强磁场，在水平恒力F作用下，甲、乙无相对滑动并一起向左加速运动，在加速运动阶段，下列说法
10、正确的是甲、乙两物块间的摩擦力不断增大甲、乙两物块间的摩擦力不变甲、乙向左运动的加速度不断减小甲对乙的压力不断增大ABCD 7.如图所示，一直角斜槽(两槽面间夹角为90，两槽面跟竖直面的夹角均为45)，对水平面的倾角为，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槽面的情况相同，求物块和槽面之间的动摩擦因数。8如图所示，质量M=10kg的木楔ABC静止于粗糙水平面上，动摩擦因数=0.02，在木楔的倾角为30的斜面上有一质量为m=1.0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v=1.4m./s，在这一过程中木楔没有动，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。(g=
11、10m/s2)9.如图所示，质量为M，长为L的木板(端点为A、B，中点为O)在光滑水平面上以水平速度向右运动，把质量为m、长度忽略的小木块置于B端(对地初速度为0)，它与木板间的动摩擦因数为，问v0在什么范围内才能使小木块停在O、A之间？10.如图所示，在水平面内有一对平行放置的金属导轨M、N，它们的电阻可以不计，阻值为2的电阻R连接在M、N的左端，垂直架在导轨上的金属杆ab的电阻值r=1，它与导轨接触处的电阻可以忽略。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，给ab一个冲力，在力作用完了时，ab杆得到的动量p=0.25kgm./s，此时它的加速度a=5m/s2，如杆与导轨间的动摩擦因数=0.2，求此
12、时通过电阻R的电流I。(g=10m/s2) 11.如图所示，MN、PQ是两根足够长的平行金属导轨，两导轨间的距离为L，导轨平面与水平面间的夹角为，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场，磁感强度为B，在导轨的M、P端连接一个阻值为R的电阻，一根垂直于导轨放置的质量为m的金属棒ab，从静止开始沿导轨下滑，求ab的最大速度。(要求画出ab棒的受力图，已知ab与导轨间的动摩擦因数为，导轨和金属棒的电阻不计) 12.如图所示，在水平金属导轨上接有电阻R=0.1，金属杆ab与导轨组成一闭合矩形电路，两条导轨间距L1=40cm，矩形中导轨长L2=50cm，导轨区域处于与水平面成300的匀强磁场中，磁感强度随时间变化的规律是B=(2+0.2t)T，若t=10s时ab仍静止，导轨与ab的电阻不计，则这时流过ab的电流I=_，所受摩擦力练习题答案1D；2B；3C；4C；5D；6C；7= tan；80.61N;9v0;10。0.5A;11。Vm=;12。0.4A,0.32N.
