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1、2.2 摩擦力 受力分析【考点聚焦】1摩擦力摩擦力的产生条件是 相互接触的物体间有弹力存在； 接触面粗糙； 接触的物体之间存在相对运动或有相对运动趋势摩擦力方向总是与接触面平行，且与 相对运动方向相反或与相对运动趋势方向相反摩擦力大小：对滑动摩擦力而言，其大小F = FN对静摩擦力而言，其大小则与接触面平行方向的其它外力及物体的运动状态有关，但其有个范围即介于最大静摩擦力与零之间2受力分析图2.2-1对物体进行受力分析的一般步骤： 首先确定研究对象； 然后根据力的概念，从物体处所的环境与其他物体的联系，按重力、弹力、摩擦力及其他力等顺序依次分析， 最后检查分析结果能否使物体处于题目中所给的运动
2、状态【好题精析】例1 如图2.2-1所示，用细绳拴着一个小球，小球静止在光滑的斜面上试作出小球所受的弹力示意图解析：小球只与斜面和细绳接触，根据弹力的产生条件及其方向可作出小球受力图如图2.2-1(解)图2.2-1(解)点评：弹力是接触力，接触面间的压力、支持力方向总是与接触面垂直指向被压力或起支持作用的物体；而绳的拉力总是沿着绳子，并指向收缩方向例2 下列关于摩擦力的说示中正确的是：（ ） A阻碍物体运动的力称为摩擦力 B滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 C静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直 D接触面上的摩擦力总是与接触面平行解析：摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势
3、的，而不是阻碍物体的运动，因此A选项错误另一方面摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，故B选项错误当相对运动趋势方向与运动方向垂直时，静摩擦力的方向就与运动方向垂直，故C正确摩擦力是切向力，故与接触面平行，D正确综上所述C、D正确点评：本题要求考生正确理解摩擦力的概念，并能把握相对运动与物体运动的区别图2.2-2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2.2-2所示铁块受到摩擦力f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擦力大小）：（ ）ABCD解析：本题应
4、分三种情况进行分析： 当0 arctan（为铁块与木板间的动摩擦因数）时，铁块相对木板处于静止状态，铁块受静摩擦力作用其大小与重力沿木板面（斜面）方向分力大小相等，即f = mgsin，=0时，f = 0；f随增大按正弦规律增大 当= arctan时处于临界状态，此时摩擦力达到最大静摩擦，由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小 当arctan900时，铁块相对木板向下滑动，铁块受到滑动摩擦力的作用，根据摩擦定律可知f = FN =mgcos，f随增大按余弦规律减小综合上述分析可知C图可能正确地表示了f随变化的图线ABCF图2.2-3点评：本题由铁块运动状态的不确定性来巧妙地设计了考查静摩擦力、最大
5、静摩擦力、滑动摩擦力三者区别的，这三者在产生条件和大小计算上都有一些区别，分析过程中要求考生能够从物体运动状态来进行科学分析与推理例4 如图2.2-3所示，质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力现物块静止不动，则摩擦力大小为 _解析：对三角形物块进行受力分析，如图2.2-3(解)所示由平衡条件可以有：图2.2-3(解)ACFmgNBff =0、N =0解得摩擦力f = mg + Fsin点评：本题要求考生掌握物体的受力分析与平衡条件及处理平衡问题的数学方法例5 利用一个小木块（一端带挂钩）、一个长木板、一根橡皮条和一把刻度尺，怎样粗略地测出小木
6、块与木板之间的动摩擦因数解析：橡皮条不能直接测量力的大小，但在其发生弹性形变时，可以粗略地认为其遵循胡克定律，可以根据其形变量来比较力的大小，可以借助借助于比例关系估算出动摩擦因数其具体方法： 用刻度尺测量出橡皮条自由长度l0，将橡皮条把木块竖直悬挂起来，测量木块静止时橡皮条的长度l1，并计算其形变量l1 = l1 0； 将木块放在水平放置的木板上，用橡皮条水平拉动木块，使木块在木板上匀速运动，测量出这时橡皮条的长度l2，并计算其形变量l2 = l2 0； 计算动摩擦因数= l2/l1点评：这是一道设计性实验问题，它要求考生能够借助于比例关系求解图2.2-4F【当堂反馈】1如图2.2-4所示，
7、用力F将一个木块压在倾斜板上静止不动，则木块的受力情况分析正确的是：（ ） A有可能只受两个力的作用 B有可能只受三个力的作用 C必定受四个力的作用 D以上说法都不对图2.2-52如图2.2-5所示的所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb = 5N、Fc = 10N分别作用于b、c上，a、b和c仍保持静止状态以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则： Af1 = 5N、f2 = 0、f3 = 5N Bf1 = 5N、f2 = 5N、f3 = 0 Cf1 = 0N、f2 = 5N、f3 = 5N Df1 = 0N、f2 = 10N、f3 = 5N【强化训
8、练】1运动员用双手握住竖直的竹秆匀速攀上和匀速下滑时，他所受到的摩擦力分别为F1和F2，那么它们的关系是：（ ） AF1向上，F2向下，F1 = F2 BF1向下，F2向上，F1 F2 CF1向上，F2向上，F1 = F2 DF1向上，F2向下，F1 F22把一重为G的物体，用一个水平推力F = kt（k是为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上，如图2.2-6所示从t = 0开始物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系是图2.2-6图下图中的：（ ）图2.2-73如图2.2-7所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿固定斜面C匀速下滑的过程中物体A受力是：（ ） A只受重力
9、 B只有重力和支持力 C有重力、支持力和摩擦力 D有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力图2.2-84如图2.2-8所示，用水平力F将物体压在竖直墙壁上，保持静止状态，现保持力F的大小不变，使F的方向与水平方向夹角逐渐增大的过程中，若物体A仍保持平衡，则物体A受到的摩擦力：（ ） A可能保持不变 B可能增大 C可能减小 D一定会发生变化图2.2-95如图2.2-9所示，在粗糙水平面上放一个三角形木块a，物体b在a的斜面上匀速下滑，则下列判断中正确的是：（ ） Aa保持静止，而且没有相对水平面运动的趋势 Ba保持静止，但有相对水平面向右运动的趋势 Ca保持静止，但有相对水平面向左运动的趋势 D因
10、未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势做出判断图2.2-106如图2.2-10所示，放在水平地面上的物体a上叠放着物体b，a和b间用轻质弹簧相连，已知弹簧处于压缩状态，整个装置处于静止状态，则关于a、b的受力分析正确的是：（ ） Ab受到向右的摩擦力 Ba受到m对它的向左的摩擦力图2.2-11 C地面对a的摩擦力向右 D地面对a无摩擦力作用7如图2.2-11所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板c上，与钢板间的动摩擦因数为由于光滑导轨槽a、b控制，物体只能沿水平导轨槽运动现使钢板以速度v1向右运动，同时用力F沿导轨槽的方向拉动物体使物体以速度v2沿轨槽运动，则F的大小为：（ ） AF
11、=mg BF mg CF mg D不能确定图2.2-128如图2.2-12所示，放在倾斜的的木板上，当木板倾角为30o和45o时，物体所受的摩擦力大小恰好相等，则物体与木板间的动摩擦因数是多少？9某同学用一个弹簧秤、木块和细线去粗略地测定木块与一个固定的斜面间之间的动摩擦因数，设此斜面的倾角不大，不加拉力时，木块放在斜面上将保持静止(1) 他是否要用弹簧秤称出木块的重力？(2) 写出实验的主要步骤；(3) 导出求动摩擦因数的计算式10如图2.2-13所示，两块轻质竖直平行板A、B之间夹着一块重力为6N的长方体木块C，此时A、B对C的压力均为10N。若C与A、B之间的动摩擦因数均为0.4，现要使C从两板间水平匀速地拉出，则需要对C施加的拉力F的大小是多少？图2.1-13参考答案当堂反馈： 1C 2C强化训练： 1C 2B 3B 4BCD 5A 6ABD 7A 8 = sin300/sin450 = 0.71 9(1) 要；(2) 用弹簧秤拉动木块沿斜面向上做匀速运动，记下拉力F1；用弹簧秤拉动木块沿斜面向下做匀速运动，记下拉力F2；用弹簧秤测木块的重力G；计算动摩擦因数(3) = 10斜向上拉力F = =10N
