竖直情况下摩擦力与压力的关系
高中物理讲义:摩擦力的理解与综合应用
摩擦力的理解与综合应用【考点归纳】一、摩擦力1.定义:当相互接触且相互挤压的物体之间有相对运动或相对运动趋势时,接触面间产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力。
固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
2.分类:分为滚动摩擦、滑动摩擦力和静摩擦力。
二、滑动摩擦力1.产生:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时,另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
2.产生条件:①相互接触且相互挤压;②有相对运动;③接触面粗糙。
注意:①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力,但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。
挤压的效果是有压力产生,压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力,也叫正压力,压力属弹力,可根据上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。
当一个物体沿另一物体表面滑动时,接触面粗糙,各凹凸不平的部分互相啮合,形成阻碍相对运动的力,即为摩擦力。
凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等,统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意:“相对运动”与“物体运动”不是同一概念。
“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3.方向:总与接触面相切,且与相对运动....方向相反. 这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体,而不是相对别的物体。
滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。
4.大小:滑动摩擦力大小与压力成正比,即:f N μ=注意:①压力F N 与重力G 是两种不同性质的力,它们在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫无关系,用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑,物块与墙面间的压力就与物块重力无关,不要一提到压力,就联想到放在水平地面上的物体,认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。
物理摩擦力知识考点总结
物理摩擦力知识考点总结(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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(完整版)摩擦力及受力分析
A
F
B
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 B
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、摩擦力和斜面对它的弹力
类型题: 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。
甲
已
【例 10】分析下列物体 A 的受力
丙
丁
【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 向上,且 f1 f 2
B. f1 向下,f2 向上,且 f1>f2
C. f1 向上,f2 向上,且 f1 f 2
D. f1 向下,f2 向下,且 f1 f 2
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,地面与劈块之间的摩擦力情况?)
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,受力分析的注意事项
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
初中物理初中物理摩擦力试题及答案
第八章第2节二力平衡——习题课一、选择题1.用力打击一摞棋子中最下面的一个时,上面的棋子不会随下面的棋子飞出.这是因为上面的棋子< >A.不受到力的作用 B.具有惯性 C.没有惯性 D.受到空气阻力的作用2.下列四个事例中,其中与另外三个力所产生的作用效果不同的是< >A.人对拉力器的作用力可使弹簧伸长 B.杆对台球的作用力可使台球由静止开始运动C.守门员对足球的作用力可使运动的足球静止 D.拦网队员对排球的作用力可使排球改变运动方向3.关于运动和力,下列说法中正确的是< >A.力是使物体保持静止的原因 B.力是维持物体运动的原因C.力是改变物体运动状态的原因 D.物体受到力的作用时才会运动4.以下关于惯性的说法正确的是< >A.高速运动的物体不容易停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大B.用相同的水平力,分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大C.匀速行驶中的客车突然刹车,乘客向前倾,这是由于惯性所引起的D.物体不受外力作用时才有惯性5.物体表现出惯性的现象是常见的.下列事例中.属于利用惯性的是< >A.汽车突然启动时,人会后仰 B.飞船返回舱落地前打开降落伞C.离弦的箭继续飞行 D.汽车撞车时,安全气囊打开6.匀速上升的氢气球,下方用细线拴一小物块,在上升时细线突然断了,如果不考虑空气阻力,那么以后物块< >A.立即下落 B.继续上升,不受影响 C.匀速上升一段,又匀速下降 D.先减速上升一段,后加速下降7.20**年3月ll日,日本东部海域发生9.0级强烈地震并引发海啸.在救灾过程中,空降兵乘飞机空降到灾区,伞兵跳下飞机后,人和伞在匀速下落的过程中,以下说法正确的是<不计人所受空气阻力>< >A.人和伞受到的重力等于空气阻力 B.人和伞受到的重力大于空气阻力C.人受到的重力大于伞对人的拉力 D.人受到的重力小于伞对人的拉力8.滑冰运动员在水平冰面上滑行,则下列说法正确的是< >A.她所受的重力和她对地面的压力是一对平衡力B.她所受的重力和她对地面的压力是一对相互作用力C.她所受的重力和地面对她的支持力是一对平衡力D.她所受的重力和地面对她的支持力是一对相互作用力二、填空题9.游泳时手和脚向后划水,人会向前运动.推动人向前运动的力的施力物体是,此现象说明力的作用是.10.体育运动中蕴含很多物理知识:运动员挥拍用力击打乒乓球主要是为了改变球的;射箭运动员用力拉弓主要是为了改变弓的;短跑运动员跑到终点时由于具有惯性,仍要保持原有的继续向前运动.<填"形状"或"运动状态">11.在较光滑的桌面上铺有化纤桌布,桌布上放一盛水的玻璃杯<如图l2—13所示>.当猛地将桌布从桌面沿水平方向拉走时,桌布上的玻璃杯不会随之运动,这是杯子由于仍然要保持原来的状态的缘故.三、实验题12.按要求作图.如图l2-14所示,重为50N的##世博会吉祥物"海宝"静止在水平台上,请画出海宝所受到的力的示意图.13.学习了斜面小车实验后,为了探究阻力和释放高度对小车运动距离的影响,小明设计了如下的探究方案,用相同的斜面、木板、玻璃板、棉布、小车做了两组实验,并把实验数据记录在表一、表二中.<1>由表一<或表二>可以看出,实验中小车每次都从斜面上同一高度释放,目的是使小车运动到斜面底端的速度<填"相同"或"不相同">.<2>分析表一<或表二>可得结论:.<3>综合分析表一和表二还能得出结论:.<4>爱动脑筋的小明观察到车开得越快越难停下,他根据所学的知识和实验又得出:"运动物体的速度越大,惯性越大",则他的结论是的<填"正确"或"错误">.14.<说理题>某同学想:地球转动速度很大,脚下地面的转动速度大约是360 m/s,当跳起来落回地面时,地面已转过了很大一段距离,自己就不会落回原地,如图12—15所示.所以只要不停地跳跃.就能免费周游世界.这个同学的想法正确吗?请发表你的见解并说明理由.第八章第3节摩擦力基础训练1.20**年,"嫦娥三号"将把我国自主研制的"中华牌"月球车送上月球."中华牌"月球车装有六个车轮,车轮上刻有螺旋形花纹是为了< >A.增大摩擦 B.减小摩擦 C.增大压力 D.减小压力2.如图13—3—1所示的四个实例中,目的是为了减小摩擦的是< >3.如图13—3—2所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是< >4.下列做法中能减小摩擦的是< >A.鞋底刻有凸凹不平的花纹 B.往轴承里加润滑油C.往冰雪路面上撒煤渣 D.在汽车轮胎上装防滑链5.下列摩擦属于滚动摩擦的是< >A.铅笔与卷笔刀间的摩擦 B.旱冰鞋与地面间的摩擦C.花样滑冰鞋的冰刀与冰面间的摩擦D.自行车刹车时闸皮与钢圈间的摩擦6.摩擦与我们息息相关.老师在黑板上写字是利用粉笔与黑板间的摩擦.7.如图13—3—3所示,冰壶比赛时由于运动员既要滑行,又要在刷冰时用力蹬地,滑行脚和蹬冰脚需要分别穿上塑料底和橡胶底的鞋.其中,蹬冰脚穿橡胶底的鞋是为了接触面的粗糙程度,使摩擦力.<填"增大"或"减小">8.20**年5月1日,以"幸福长沙"骑"乐无穷"为主题的 "20**首届中国长沙环湘江自行车邀请赛"在湘江沿岸拉开帷幕,来自全国的近千名选手同场竞技,自行车的轮胎上有许多花纹,其作用是,骑自行车"绿色出行"的好处有<简要地答出一条即可>.9.矿泉水的瓶盖上刻有一道道竖直的条纹,其目的是摩擦<填"增大"或"减小">;用手握住矿泉水瓶竖直立在空中静止不动,此时水瓶受到的和手对瓶的摩擦力是一对平衡力.10. 如图l3—3—5所示一铁块放在水平地面上,请画出当条形磁铁靠近铁块时,铁块所受摩擦力的示意图.<图中已标出摩擦力的作用点>11.小明用如图l3—3—6甲、乙、丙的步骤探究摩擦力的大小与哪些因素有关.<1>实验中,他应将弹簧测力计沿——方向拉动木块,使木块在水平面上做运动,并记下弹簧测力计的示数.<2>比较步骤与可得:摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关,且压力越大,摩擦力越大.比较步骤甲与丙可得:摩擦力的大小跟接触面的有关,且接触面越,摩擦力越大.<3>小明在实验中还发现:在木块还没有被拉动的情况下,弹簧测力计仍然有示数,且示数逐渐增大,直到拉动木块为止.该现象表明:物体在静止时也可能受到力的作用,且该力的大小与力的大小有关.<4>上学路上,小明看见一辆汽车陷进了泥坑里,司机将一些稻草塞进车轮底下后,汽车很快就爬上来了,这是利用增大的方法增大摩擦力.能力提升1.<多选>下列说法正确的是< >A.人推木箱未动,这时地面对木箱的摩擦力等于人的推力B.木箱受到的重力与地面对木箱的支持力是一对平衡力C.在术箱下面垫上几根圆木再推,是为了减小摩擦力D.木箱运动时有惯性,静止时没有惯性2.如图l3-3-7所示,将带钩的木块放在粗糙程度相同的水平桌面上,小明水平拉动木块,在木块加速运动过程中,以下说法中正确的是< >A.木块受到的摩擦力逐渐增大 B.绳对木块的拉力和桌面对木块的摩擦力是一对平衡力C.木块受到的摩擦力逐渐减小 D.绳对木块的拉力和木块对绳的拉力是一对相互作用力3.如图l3-3-8所示,放在M、N两水乎桌面上的P、Q两物体,分别在F P=5N、F Q=3N的水平拉力作用下做匀速直线运动,可以确定< >A.桌面M一定比桌面N粗糙B.P的速度一定大于Q的速度C.P的质量一定大于Q的质量D.P受到的摩擦力一定大于Q受到的摩擦力4.小明同学喜欢动手用简易器材探究物理问题.某天,他用一块较长的木板N与木块M与弹簧测力计,按如下方法研究与滑动摩擦力大小有关的因素.先将长木板N平放,用弹簧测力计拉着木块M在N上做匀速直线运动,如图13—3—9甲,此时木块M所受滑动摩擦力为f甲;然后再将N支起,仍然用弹簧测力计拉着木块M沿N斜向上做匀速直线运动,如图乙,此时木块M所受滑动摩擦力为f乙.对小明同学的实验讨论正确的是< >A.两次M所受滑动摩擦力f甲<f乙B.小明做的实验是研究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系C.图乙中弹簧测力计的示数等于f乙 D.小明实验时控制相同的量是接触面积大小5.如图13—3—10所示,物体重5N,当F=10N时,物体能沿竖直墙壁匀速下滑,这时物体受到的摩擦力是N;当F=20N时,物体在墙上静止不动,此时物体受到的摩擦力是N.6.如图l3—3—11所示,水平地面上有一快速运动的物体,当它遇到一表面粗糙的斜坡时,由于惯性,它将继续沿斜坡滑行一段,请在图中画出该物体向上滑行时的受力示意图.7.在研究摩擦力的实验中,将木块置于水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块<如图l3—3—12所示>,木块的运动状态和弹簧测力计的示数如右表所示<每次木块与桌面的接触面相同,对桌面的压力相同>.由表可知,木块受到的滑动摩擦力的大小为N;在第一次实验中,木块受到的摩擦力的大小为N;在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小应该有次是相同的.创新培优1.自行车是人们常见的"绿色"交通工具,从自行车的结构和使用来看,增大摩擦的部位是<写出一个即可>,它所采用的方法是.2.我们知道两个物体间力的作用是相互的,当把其中的一个力称为作用力时,另一个力就叫做反作用力.牛顿第三定律告诉我们:两个物体之问的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.如图l3-3-13所示,是在"探究滑动摩擦力大小"的实验-中,用弹簧测力计测量摩擦力大小的示意图.当水平拉-动物体A匀速运动时,弹簧测力计的示数F/<即弹簧测力计所受A的拉力>就表示物体A所受摩擦力,的大小,即F/=f.请你依据牛顿第三定律和二力平衡的条件对此加以证明.3.一位同学在学习了滑动摩擦力之后,认为两物体间的滑动摩擦力的大小可能与两物体的接触面积大小有关,于是他通过实验探究这个问题.<1>为完成本实验,需要自己制作木块,他制作的木块应该选择下列选项中的< >A.各面粗糙程度相同的正方体 B.各面粗糙程度相同,长宽高各不相同的长方体C.各面粗糙程度不同的正方体 D.各面粗糙程度不相同,长宽高各不相同的长方体<2>本实验中,该同学设计了两种方案:方案一:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如图l3—3—14所示.方案二:木块与弹簧测力计相连,弹簧测力计水平固定,通过细绳水平拉动木板,如图13—3—15所示.①用方案一实验时,应该拉动木块做运动.②两种方案中,你认为更合理、更易于操作的是<填"方案一"或"方案二">.<3>应该记录的实验数据是.习题课一、选择题1.关于重力,下列说法中正确的是< >A.向上抛出去的排球,在上升过程中不受重力的作用B.汽车在斜坡上行驶,受到的重力垂直于坡面C.物体的重心总是在物体上D.地球附近的物体在没有支撑的时候,要落向地面,是因为受到重力的作用2.图13一l各例能够减小摩擦的是< >3.我国"嫦娥工程"预计在20**年实施落月探测.已知月球上无大气、无磁场,物体在月球上所受重力只相当于地球上的亡.在月球上,你认为下列情况可能的是< >A.利用降落伞降落,以确保安全落月 B.用指南针确定方向C.听到月球车行驶发出的声音 D.轻易地将60kg的物体举起4.一人站在电梯上随电梯一起匀速上升,如图13—2所示,则关于人的受力分析的下列\叙述正确的是< >A.人受到重力,竖直向上的弹力\以与水平向右的摩擦力B.人受到重力.竖直向上的弹力以与水平向左的摩擦力C.人受到重力,竖直向上的弹力D.人受到重力,竖直向上的弹力,电梯对人斜向上与速度方向一致的推力5.一架重型运输直升机在执行救灾任务时,通过钢缆将一质量为9×103kg的货物悬吊着往下放,g取10N/kg.下列说法正确的是< >A.直升机所吊货物的重量是9×103N B.直升机所吊货物的重量是9×104 NC.货物受到的重力方向是不断变化的 D.货物受到的重力方向是垂直向下的6.如图13—4所示,用弹簧测力计拉着木块在水平桌面上做直线运动,实验记录如下表.由此可知,木块与水平桌面的滑动摩擦力为< >A.4.5N B.3.2N C.3.0N D.2.1N7.如图13—5所示,用l00N的力把一个重为l0 N的物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态.当压力减为50 N时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体下滑时受到的摩擦力大小是< >A.5 N B.10 N C.40 N D.50 N二、填空题8.建筑工人利用悬挂重物的细线来确定墙壁是否竖直.这是因为重力方向是,当重锤静止时,它受到的重力和绳子的拉力是力,所以绳子的拉力方向是.9.如图13—7甲是工厂中运送煤块的皮带传输机,图13—7乙为它的工作过程简化图,转动轮带动水平皮带匀速向右运动.当将一煤块A轻轻放在皮带的左端,煤块在皮带的作用下,相对于地面向右做速度增加的变速直线运动,此时煤块所受摩擦力的方向——<填"向左"或"向右">.经过较短时间后,煤块随皮带一起以相同的速度向右做匀速运动,此时煤块所受的摩擦力<填"为零"、"方向向左"或"方向向右">.三、作图与实验题10.如图13—8所示,一物块沿光滑斜面滑下,请画出该物块所受重力的示意图.11.某玩具汤匙质量为50g,则汤匙重N.把汤匙放在手指尖上,调节支撑汤匙的支点,可使其在手指尖上水平静止,如图l3—9所示,请在图中画出此时汤匙所受重力的示意图.12.在探究"滑动摩擦力的大小与哪些因素有关"的实验中.<1>小明的三次实验情况分别如图13-10中的甲、乙、丙所示.实验时,用弹簧测力计拉木块在水平木板<或毛巾>上做匀速直线运动,根据知识可知,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数.<2>小明在探究"滑动摩擦力的大小与压力的关系"时,利用图l3—10中甲、乙两组数据比较得出:"压力越大,滑动摩擦力就越大"的结论.你认为他这样对比这两组数据就得出这样的结论对吗?.你的理由是:.<3>请你根据小明这三次实验情况设计一个实验数据记录表格.<4>从图中甲、丙两组数据比较,你能得出的结论是:.13.拉弯的弓将箭射出去,撞在网球拍上的网球被弹回去压弯的跳板将跳水运动员弹起……<1>请你再举一个类似的事例.<2>这些事例涉与的共同物理知识是.<3>小明看到跳水运动员被跳板高高弹起,思考"弹力的大小跟哪些因素有关"的问题,并提出猜想一:弹力的大小与形变量有关,猜想二:弹力的大小与长度有关,请你提出猜想三:弹力的大小与有关.<4>小明找来钢锯片、弹簧测力计、台钳来验证猜想一,用同一钢锯片按图13—11从左到右顺序做的三次实验 <将钢锯片夹在台钳内,钢锯片形变量用末端侧移量x表示,钢锯片长度用L表示>.请对小明的实验过程进行评估.:分析实验数据,可得出结论.。
专题10 摩擦力 (解析版)
8.如图甲所示,重为6N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为4N,下列说法正确的是()
甲乙
A.在0~2s内拉力F=10N
B.在2~6s内拉力F=10N
B.绳子是直的,说明小球只受重力和拉力,与斜面之间没有力的作用,所以没有摩擦力;
C.物体和斜面之间有力的作用,且物体有向下运动的趋势,所以有摩擦力;
D.物体和墙面之间有力的作用,且物体有向下运动的趋势,所以有摩擦力;
E.铜块和木块之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以没有摩擦力;
F.A和B之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以没有摩擦力;
故选B。
【常ห้องสมุดไป่ตู้结论】
(1)滑动摩擦的大小只与压力大小和粗糙程度有关,与物体的运动速度和接触面积无关。
【易错点】
作匀速直线运动的物体速度增大时,摩擦力不变
【经典变式练】
6.(2022·四川内江)如图所示的小实验,将书和直尺叠放在水平桌面上,一只手用力压住课本,另一只手抽出直尺。下列说法正确的是( )。
G.物体相对于斜面有向下运动的趋势,所以没有摩擦力;
H.球与墙面之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以没有摩擦力;
I.物体相对于小车向左运动,所以有摩擦力;
J.铁环相对地面有运动,所以有摩擦力;
【常用结论】
(1)摩擦力产生的条件:两物体接触且有力的作用、接触面粗糙;
【易错点】
两物体叠在一起,做匀速直线运动,上面的物体没有受到拉力,靠惯性运动时,上面的物体不受摩擦力
A.图甲B.图乙C.图丙D.摩擦力都相同
人教版高中物理必修第一册精品课件 第3章 相互作用——力 2.摩擦力 (4)
1 2 3 4
解析 因水杯处于静止状态,而竖直方向只受重力和静摩擦力,故摩擦力大
小始终等于重力的大小,方向向上,不会发生变化,A错误;若往杯中加水,重
4.滑动摩擦力的大小
(1)公式法:根据公式Ff=μFN计算。
①压力FN是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,FN的大小根
据物体的受力情况确定。
②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接
触面的大小无关。
(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件
读课本,写出滑动摩擦力的公式。
提示 1.因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿黑板面,与黑板擦运动方向相反。
2.手受到向后的阻力(滑动摩擦力)。感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)
增大。滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大。F=μFN。
知识归纳
1.滑动摩擦力的产生条件
①接触面粗糙
两物体 ②相互挤压
缺一不可
③有相对运动(滑动)
接触面,与相对运动趋势的方向相反”直接判断
假设接触面是光滑的,判断物体将向哪个方向滑动,从而确定相对运
动趋势的方向,进而判断出静摩擦力的方向
状态法 当物体受力处于平衡状态时,根据二力平衡,判断出静摩擦力的方向
力的相 若甲、乙两物体间有静摩擦力,并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方
互性法 向,则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反
面两两之间的动摩擦因数均相等,则鱼缸受到的摩擦力大小不变,B正确;鱼
缸受到的摩擦力为滑动摩擦力,其大小与拉力无关,只与压力和动摩擦因数
有关,因此增大拉力时,摩擦力不变,C、D错误。
方法技巧
(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动
摩擦力的计算方法
摩擦力的计算方法滑动摩擦力和静摩擦力的求解方法是不一样的,在求解摩擦力大小时,一定要分清是静摩擦力,还是滑动摩擦力.一、滑动摩擦力大小的计算1.公式法:根据F=μF N计算.(l)根据物体的受力情况,求出对物体的正压力F N.(2)由公式F=μFN求出滑动摩擦力,其中户为动摩擦因数.2.二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速、静正),根据二力平衡条件求解.二、静摩擦力的计算1.平衡条件法求解静摩擦力.如图3-3-19所示,水平面上放一静止的物体,当人用水平推力推物体时,此物体静止不动,据二力平衡条件,说明静摩擦力的大小等于推力的大小,2.静摩擦力是一种被动力,它随外力的变化而变化,静摩擦力的取值范围:O<F≤Fmax,与物体间的正压力无关,因此不能用公式F=μFN求解.3.最大静摩擦力Fmax。
:大小等于物体刚刚滑动时沿接触面方向的外力,是静摩擦力的最大值,大于滑动摩擦力,一般情况认为二者相等,最大静摩擦力Fmax。
与正压力有关,公式为Fmax=μ静FN,μ静为物体间的静摩擦因数,比动摩擦因数μ略大.例质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图3-3-20所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力.(g取10 N/kg)(l)当推力大小为5N时,地面对物体的摩擦力是多大?(2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?点评:在进行摩擦力计算时,首先应分析物体所处的状态,判断所求摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力,静摩擦力是被动力,在取值范围内,静摩擦力是根据物体的“需要”取值,所以静摩擦力与正压力无关,但两物体之间的最大静摩擦力与正压力大小有关.(求解静摩擦力的大小时,不能套用公式F f =F N,这是计算滑动摩擦力的公式,静摩擦力的大小一般根据物体的运动一点就通状态来求解.)一即学即练1.如图3-3-21所示,若用外力F=100 N的水平力压在重24 N的物体上时,物体恰好静止,物体与墙之间的摩擦力大小为_____N;当外力增加到120 N时,物体与墙之间的摩擦力大小为_____N.2.(单选)运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受的摩擦力分别是F上和F下,那么它们的关系是( )A. F上向上,F下向下,F上.=F下B.F上向上,F下向上,F上>F下C.F上向上,F下向上,F上=F下D.F上向上,F下向下,F上>F下答案:沿斜面向上点评:摩擦力是一种阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力,因此摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反.摩擦力的方向与物体运动方向无关.误区三正压力越大,摩擦力也越大摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,静摩擦力的大小取决于使物体产生运动趋势的外力的大小,其取值范围为O<F≤F_。
人教版高中物理必修一3.2 摩擦力(解析版) 讲义
2020-2021学年高一物理卓越同步讲义(新教材人教A版必修第一册)第三章相互作用--力第2节摩擦力一、知识点归纳知识点一对静摩擦力的理解和应用1.静摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的.(2)两物体相对静止但存在相对运动趋势.(3)两物体在接触面上有压力(弹力).摩擦力与弹力的存在关系:两物体间有摩擦力时,必有弹力;而两物体间有弹力时,不一定有摩擦力.2.对“相对运动趋势”的理解(1)相对运动趋势,是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能,但还处于相对静止状态.(2)相对运动趋势的方向,是指假设接触面光滑时,物体将要发生相对运动的方向.3.判断静摩擦力的有无的方法(1)条件判断法:接触面之间有弹力、粗糙且有相对运动趋势.(2)假设法:4.静摩擦力的方向判定方法静摩擦力的大小范围为0<F≤F max,静摩擦力随外力的变化而变化,一般根据物体的受力情况和平衡条件求解.知识点二滑动摩擦力1.滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压.(2)物体间的接触面不光滑.(3)两物体间存在相对运动.“相对运动”的含义:滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间,但并不意味着受滑动摩擦力的物体相对于地面是运动的,即受到滑动摩擦力作用的物体不一定运动.2.滑动摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反.(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反.3.滑动摩擦力的大小二、题型分析题型一对静摩擦力的理解【例1】(2019-2020学年·湖南高一期末)关于静摩擦力,下列说法中正确的是()A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力B.静摩擦力总是阻碍物体的运动C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值【答案】C【解析】由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间,所以A 错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,不能说成阻碍物体的运动,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小通常随物体所受其他外力的变化而变化,因此D错误.题型二对静摩擦力的有无和方向的判断【例2】判断各图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止);若有,判断A受的摩擦力沿什么方向?(1)图a中A、B相对地面静止;(2)图b中A、B相对地面静止;(3)图c中A、B一起向右做匀速直线运动;(4)图d中A、B一起向右做匀速直线运动.【答案】(1)不受摩擦力作用(2)向左的静摩擦力(3)不受摩擦力作用(4)向左的静摩擦力【解析】图a情况,物体A处于平衡状态,假设物体A受静摩擦力作用,根据二力平衡知识可知,物体A 的平衡状态被破坏,因此假设是错误的,故在图a情况下物体A不受摩擦力.图b情况下物体A也处于平衡状态,由于A受向右的力F的作用,由二力平衡知A一定受向左的静摩擦力作用.图c情况,用力F拉水平地面上的B物体,B物体及其上面的A物体保持相对静止做匀速直线运动,假设A受静摩擦力作用,根据二力平衡知识可知,物体A的平衡条件被破坏,因此假设是错误的,A不受摩擦力作用.图d情况下,由于A做匀速直线运动,说明A在水平方向上平衡,根据二力平衡可知,A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡,静摩擦力的方向与运动方向相反.【方法总结】易混淆的“三个方向”的辨析(1)运动方向:物体的运动方向一般选地面上固定不动的物体作为参考系判定.(2)相对运动方向:物体间的相对运动方向,指以其中一个物体A为参考系,另一个物体B的运动方向,即为物体B相对物体A的运动方向,反之也可.(3)相对运动趋势的方向:由于两物体间静摩擦力的存在而没有发生相对运动,其相对运动方向可用假设法(假设无静摩擦力)判定.【变式】(2019-2020学年·保山腾冲校级期末)如图所示,杆的上端用细绳吊在天花板上的O点,下端放在水平面上,且杆都处于静止状态,则地面对杆的摩擦力方向向左的是()【答案】A.【解析】:物体在拉力和重力的作用下有向右的运动趋势,故物体受到向左的摩擦力,A正确;物体受到的竖直向上的拉力,则B只受竖直方向上的力,水平方向没有外力作用,故物体不受摩擦力,B错误;物体受向上的拉力,水平方向没有外力的作用,故杆没有水平方向的作用,故没有摩擦力,C错误;物体在拉力的作用下,相对地面有向左的运动趋势,故物体受向右的摩擦力,D错误.题型三静摩擦力的计算【例3】如图所示,一质量M=2 kg 的物体放在动摩擦因数μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1 kg的小桶相连.已知M与水平面间的最大静摩擦力F m=4.5 N,滑轮的摩擦不计,g=10 N/kg,求在以下情况中M受到的摩擦力的大小.(1)只挂m0,处于静止状态时;(2)只挂m0,但在M上再放一个M′=3 kg的物体时;(3)只在桶内加入m1=0.33 kg的沙子时.【思路点拨】解答本题时应明确以下两点:(1)小桶静止时,根据二力平衡知:F T=m0g.(2)M静止时,根据二力平衡知:F f=F T.【答案】(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N【解析】(1)因为m0g=1 N<F m,M处于静止状态,所以受静摩擦力作用,由二力平衡得F1=m0g=1 N.(2)在M上再放一个M′=3 kg的物体,M仍静止,故所受静摩擦力F2=F1=m0g=1 N.(3)因为(m0+m1)g=4.3 N<F m,故M处于静止状态,所受静摩擦力F3=(m0+m1)g=4.3 N.【例2】(2019-2020学年·如皋月考)下列各图中所有接触面都是光滑的,P、Q两球之间不存在弹力的是()【答案】B【答案】A图中若两球间无弹力则小球将向凹面的底部运动,PQ间有弹力,故A错误;B图两球间若有弹力则小球将向两边运动,PQ间无弹力,故B正确;C图两球间若无弹力则小球P将向下运动,PQ间有弹力,故C错误;D图两球间若无弹力则小球P将向右下运动,PQ间有弹力,故D错误.题型四对滑动摩擦力的理解【例4】(多选)有关滑动摩擦力,下列说法中正确的有()A.有正压力一定有滑动摩擦力B.有滑动摩擦力一定有正压力C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用【答案】BC【解析】由产生滑动摩擦力的条件知,选项A错误,选项B正确;滑动摩擦力的方向与接触面相切,而正压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力垂直,选项C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力,如擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,所以黑板受滑动摩擦力作用,关键要理解“运动”和“相对运动”的含义,选项D错误.【变式1】.(2019-2020学年·曲阜校级期中)关于滑动摩擦力公式F=μF N,下列说法中正确的是() A.公式中的压力F N一定等于物体重力的大小B.由μ=FF N,可知动摩擦因数μ与滑动摩擦力F成正比,与压力F N成反比C.由F=μF N可知,若μ一定,F与F N成正比D.F的大小是由μ和F N决定的,还与接触面的大小有关【答案】C.【解析】:由滑动摩擦力公式F=μF N可知,F N是物体受到的弹力,不一定等于物体的重力,故A错误;而μ只与接触面的材料及粗糙程度有关,与摩擦力F、支持力F N无关,故B错误;由滑动摩擦力公式F=μF N 可知,F与μ成正比,与F N成正比,故C正确;由滑动摩擦力公式F=μF N可知,摩擦力F的大小是由μ和F N决定的,与接触面的大小无关,故D错误.【变式2】如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动.下列判断正确的是()A.若v1<v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B.若v1<v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C.若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D.若v1>v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力【答案】B【解析】若v1<v2时,货物向右滑动,货物A受到汽车B所施加的向左的滑动摩擦力,汽车B受到货物A 所施加的向右的滑动摩擦力,选项A错误,B正确;若v1>v2时,货物A相对汽车B向左滑动,受到汽车B 所施加的向右的滑动摩擦力,汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力,故选项C、D错误.题型五对滑动摩擦力的计算【例4】(2019-2020学年·衡水高一检测)质量为2 kg的物体,静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.现给物体一水平拉力(g取10 m/s2),问:(1)当拉力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多少?(2)当拉力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多少?(3)此后若将拉力减小为5 N(物体仍在滑动),地面对物体的摩擦力是多少?(4)若撤去拉力,在物体继续滑动的过程中,地面对物体的摩擦力是多少?【答案】:(1)5 N(2)10 N(3)10 N(4)10 N【解析】:物体所受滑动摩擦力(最大静摩擦力F max)的大小为F=μF N=μmg=0.5×2×10 N=10 N.(1)当拉力F1=5 N时,F1<F max,物体静止,由二力平衡可知F静=F1=5 N.(2)当拉力F2=12 N时,F2>F max,物体要滑动,F滑=F=10 N.(3)当拉力减小为5 N时,物体仍在滑动,故F滑=F=10 N.(4)当撤去拉力后,由于物体继续滑动,仍受滑动摩擦力的作用,F滑=F=10 N.【变式】(2019-2020学年·中山校级一模)如图所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数.【答案】0.4【解析】以A物体为研究对象,其受力情况如图所示:则物体B对其压力F N2=G B,地面对A的支持力F N1=G A+G B;所以A受B的滑动摩擦力F f2=μF N2=μG B,A受地面的摩擦力F f1=μF N1=μ(G A+G B);又由题意得:F=F f1+F f2=μ(G A+2G B);将F=32 N,G A=40 N,G B=20 N代入解得μ=0.4.三、课堂检测1.(2019-2020学年·西城校级期中)下列哪些措施是为了减小摩擦力()A.在轴承中滴润滑油B.轮胎表面有花纹状的沟槽C.自行车刹车时用力捏闸D.冰雪天气地面上撒沙铺草【答案】A.【解析】:在轴承中滴润滑油,可以减小轴承与车轮之间的摩擦力,故A正确;轮胎表面都有花纹状的沟槽,是为了增大动摩擦因数,能使车在雨天与地面间产生足够的摩擦力,故B错误;自行车刹车时用力捏闸,是为了增大闸与车轮之间的正压力,从而增大摩擦力,使车容易停下,故C错误;冰雪天气地面上撒沙铺草可以增大冰与人(或车)之间的摩擦力,故D错误.2.如图所示,若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑,它所受的摩擦力分别是F1和F2,则()A.F1向下,F2向上,且F1=F2 B.F1向下,F2向上,且F1>F2C.F1向上,F2向上,且F1=F2 D.F1向上,F2向下,且F1=F2【答案】C.【解析】:由题意可知,小猫向上、向下均做匀速运动,且小猫受重力、摩擦力作用,故二力平衡,由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的,且大小等于小猫的重力,故C正确.3.(2019-2020学年·青羊校级月考)关于摩擦力,有人总结了“四条不一定”,其中说法错误的是() A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力【答案】D.【解析】:滑动摩擦力与物体的相对运动方向相反,即相对相接触的那个物体的运动方向相反,与物体的实际运动方向可以成任意角度,故A正确;静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,比如:贴着车厢壁运行的物体,故B正确;货物在传送带上向高处运动时,货物受静摩擦力但不静止;受到滑动摩擦力却是静止的,比如:正在地面上滑行的物体,地面受到是滑动摩擦力,而地面是静止的,故C正确;静摩擦力与物体的相对运动趋势的方向相反,它可以是阻力、可以是动力,故D错误.4.(多选)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向),如图所示.下列说法中正确的有()A.瓶中油越多,手必须握得越紧B.手握得越紧,油瓶受到的摩擦力越大C.不管手握得有多紧,油瓶受到的摩擦力总是一定的D.以上说法都正确【答案】AC.【解析】:用手握住油瓶,油瓶不掉落下来,表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡,静摩擦力的大小由油瓶和油受到的重力(大小)决定;油瓶变重,它受到的静摩擦力必须随之增大,即手握得紧一点才能保证油瓶不会掉落下来;如果手握得不够紧,正压力不够大,最大静摩擦力小于油瓶受到的重力,油瓶就会掉下来,所以选项A正确;手握得越紧,手与油瓶之间的正压力越大,最大静摩擦力也越大,但是油瓶受到的是与油瓶重力相平衡的静摩擦力,大小等于油瓶受到的重力,可见,选项B、D错误,选项C 正确.5.如图所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱.试判断下列情况中,木箱所受的摩擦力及其方向.(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动);(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;(5)汽车在匀速行驶中突然加速,木箱在车上滑动时.【答案】:(1)静摩擦力向前(2)静摩擦力向后(3)不受摩擦力(4)滑动摩擦力向后(5)滑动摩擦力向前【解析】:(1)木箱随汽车一起由静止加速运动,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加速时,木箱由于惯性要保持原有的静止状态,因此它将相对于汽车向后滑动.而实际上木箱没有滑动,说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势,所以木箱受到向前的静摩擦力.(2)汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对汽车向前滑动,而实际上木箱没有滑动,说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势,所以木箱受到向后的静摩擦力.(3)木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,假设木箱受水平向前的摩擦力,跟木箱接触的物体只有汽车,汽车最多能对它施加两个力(支持力F1和摩擦力F2),由二力平衡知:F1与G平衡,但没有力与F2平衡,木箱不能做匀速直线运动,这与题意矛盾,所以假设错误,即木箱不受摩擦力.(4)汽车刹车时,木箱相对于汽车向前滑动,易知木箱受到向后的滑动摩擦力.(5)汽车在匀速运动过程中突然加速,木箱相对于汽车向后滑动,易知木箱受到向前的滑动摩擦力.四、课后提升作业一、选择题1.(2019-2020学年·慈溪高一期末)1.下列有关摩擦力的说法正确的是()A.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间没有静摩擦力B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C.摩擦力可以是阻力也可以是动力D.由公式μ=FF N可以看出,μ与F成正比,与F N成反比【答案】C.【解析】:一个物体静止在另一个物体的表面上,如果有相对运动趋势,它们之间一定有静摩擦力,选项A 错误;滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反,选项B错误;摩擦力可以是阻力也可以是动力,选项C正确;μ与材料类别及接触面的粗糙程度有关,与F和F N无关,选项D错误.2.(2019-2020学年·扬州期末)下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是()【答案】B.【解析】:传送带将货物送到高处,依靠传送带给货物的静摩擦力,故A不符合题意;乘客在竖直上升电梯中,不满足摩擦力产生条件,即没有相对运动或相对运动趋势,因此乘客不受摩擦力作用,故B符合题意;运动员跑步,脚底相对地面有后运动的趋势,因此地面给人向前的静摩擦力,故C不符合题意;手拿住杯子,满足摩擦力产生的条件,杯子相对手有向下滑的趋势,因此手给杯子有向上的静摩擦力,故D不符合题意.3.水平的皮带传送装置如图所示,皮带的速度保持不变,将物体轻轻地放在A点,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C时停止滑动,随后随皮带一起匀速运动,直至传送到B点,在传送过程中,该物体受到的摩擦力情况是()A.在AC段受到水平向左的滑动摩擦力B.在AC段受到水平向右的滑动摩擦力C.在CB段不受静摩擦力D.在CB段受到水平向右的静摩擦力【答案】BC.【解析】:在AC段物体相对皮带向左滑动,受到水平向右的滑动摩擦力;在CB段物体相对皮带静止,物体随皮带一起匀速运动,受到的是平衡力,如果有静摩擦力,则物体不能处于平衡状态,所以不受静摩擦力,故选项B、C正确.4.关于动摩擦因数,下列说法中正确的是()A.由滑动摩擦力公式可推出动摩擦因数μ与正压力F N成正比B.相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数越大C.动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关D.生活经验告诉我们:物体运动越快摩擦力越大,则物体表面的动摩擦因数μ与速度大小成正比【答案】C.【解析】:动摩擦因数(即滑动摩擦力和弹力的比值),是一种比值定义法,则动摩擦因数与滑动摩擦力和弹力均无关,只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关,故C正确,A、B均错误;由上分析可知,物体表面的动摩擦因数μ与速度大小也无关,故D错误.5.(2019-2020学年·南京学业考试)如图所示,在粗糙的水平地面上,一物块与弹簧连接.先用水平向右的力拉弹簧,物块处于静止状态,地面对物块的摩擦力大小为f.增大拉力F,使弹簧伸长量为原来的2倍,物块仍保持静止,此时地面对物块的摩擦力大小为()A.0B.f C.2f D.3f【答案】C.【解析】:物体处于静止状态,水平方向受力平衡,合外力等于零,F等于f,当F增大时,f随之增大,物块仍保持静止,合力为零,F和f是一对平衡力;弹簧伸长量为原来的2倍,根据胡克定律,则有此时地面对物块的摩擦力大小为2f,故C正确,A、B、D错误.6.(多选)(2019-2020学年·长春高一期末)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域.如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则()A.小球受到的摩擦力方向竖直向上B.小球受到的摩擦力与重力大小相等C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大D.若铁夹水平向右加速移动,小球受到的摩擦力变大【答案】AB.【解析】:对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,即摩擦力方向竖直向上,故A、B正确;增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故C错误;若水平移动铁夹,由于小球在竖直方向受力始终平衡,故摩擦力大小不变,故D错误.7.(2019-2020学年·郑州高一月考)甲图中小明用60 N的水平力推木箱,没推动,此时木箱受的摩擦力为F1;乙图中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受的摩擦力为F2;丙图中小明把木箱推动了,此时木箱受的摩擦力为F3.已知木箱对地面的压力为300 N,木箱与地面间动摩擦因数为0.3,则F1、F2、F3的大小分别为()A.60 N,100 N,90 N B.0,100 N,300 NC.60 N,100 N,300 N D.0,100 N,90 N【答案】A.【解析】:甲图小明用的推力F=60 N,木箱不动,木箱在水平方向受到两个力作用处于平衡状态,木箱受的摩擦力为静摩擦力,F1=F=60 N;乙图小明用的推力F′=100 N,木箱恰好能被推动,静摩擦力达到最大值,F2=F′=100 N;丙图小明把木箱推动了,木箱受到了滑动摩擦力的作用,F3=μF N=0.3×300 N=90 N,故选项A正确,选项B、C、D错误.8.(2019-2020学年·沭阳高一校级月考)冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒.如图所示,比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远.设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,受到的滑动摩擦力为f,则冰道被擦刷后()A.μ和f都增大B.μ和f都减小C.μ增大,f减小D.μ减小,f增大【答案】B.【解析】:用冰刷刷冰,使冰壶和冰之间形成一层水膜,由于水的出现使冰壶与冰面分开,从而减小了动摩擦因数,进而减小了冰壶与冰面之间的摩擦力,故B正确,A、C、D错误.9.(2019-2020学年·石景山期末)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动.用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大.下列说法正确的是()A.木块开始运动前,摩擦力可以用公式F=μF N计算B.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小C.木块开始运动前,拉力小于摩擦力D.当拉力达到某一数值时木块开始移动,运动过程中木块受到的摩擦力会越来越大【答案】B.【解析】:由题意可知,开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力,故摩擦力大小随拉力的增大而增大;而当增大拉力达到某一大小时,木块开始滑动,说明此时木块恰好达到最大静摩擦力;而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力,所以木块移动后拉力将减小,根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力,故B正确,A、C、D错误.10.(多选)(2019-2020学年·赣州月考)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是()A.木箱所受的最大静摩擦力f m=21 N B.木箱所受的最大静摩擦力f m=20 NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21 D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2【答案】AD.【解析】:由图乙知木箱受的最大静摩擦力为f m=21 N,故A正确,B错误;当木箱运动后受的是滑动摩擦力,大小为f=μmg=20 N,解得μ=0.2,故C错误,D正确.二、非选择题11.如图所示,一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=6 N,已知木块与地面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)木块受到的摩擦力的大小和方向;(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向;(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向.【答案】:(1)7 N水平向左(2)6 N水平向右(3)8 N水平向左【解析】:当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=μF N=μG=0.2×40 N=8 N,故木块受到地面的最大静摩擦力为8 N.(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=7 N的力,由于F小于最大静摩擦力,故木块处于静止状态,则木块受到地面静摩擦力的作用,大小为7 N,方向水平向左.(2)由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍保持静止.由二力平衡知识知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6 N,方向水平向右.(3)撤掉F 2后,由于F 1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8 N ,方向水平向左.12.如图所示,轻质弹簧的劲度系数k =20 N/cm ,用其拉着一个重为200 N 的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4 cm 时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)当弹簧的伸长量为6 cm 时,物体受到的水平拉力为多大?这时物体受到的摩擦力为多大?(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力为多大?【答案】:(1)0.4 (2)120 N 80 N (3)80 N【解析】:(1)由F f =kx =μF N =μG 知μ=kx G =20×4200=0.4. (2)由F =kx ′得:F =20×6 N =120 N ;此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,所以F ′f =μG =0.4×200 N =80 N.(3)由于物体仍能滑行,物体所受的滑动摩擦力大小和方向不变,大小仍为80 N.13.如图所示,物体A 、B 的质量分别为m A =10 kg ,m B =20 kg ,A 与B 、B 与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当用水平力F =80 N 向右拉轻滑轮时,B 对A 的摩擦力和桌面对B 的摩擦力为多大?(g 取10 m/s 2)【答案】:30 N 70 N【解析】:A 与B 、B 与水平桌面间的最大静摩擦力分别为:F m A =μm A g =30 NF m B =μ(m A g +m B g )=90 N由于绳子对物体A 的拉力F A =F 2=40 N>F m A 故B 对A 的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30 N ,方向向左.。
人教版八年级物理下册培优专题复习 第3讲 摩擦力与受力分析
第三讲摩擦力与受力分析1.理解摩擦力概念与分类2.熟悉探究影响滑动摩擦力大小因素实验、结论以及增大减小摩擦力的方法3.掌握利用受力分析以及力与运动的关系判断摩擦力的大小和方向1.摩擦力的受力分析2.利用受力分析以及力与运动的关系判断摩擦力的大小和方向一、摩擦力定义与产生条件1.感知摩擦力用手按在桌子上,向前滑动,你感到桌面对手的前进有什么影响?将毛刷的竖毛直立在课桌的表面,用力推动或拉动毛刷,仔细观察刷毛弯曲的方向与毛刷运动的方向有什么关系?用两根手指在桌面上,模仿人走路的情景,感受指尖受到摩擦方向摩擦力是一个什么样的力?作用在哪里?方向又如何?2.摩擦力的定义:两个相互接触并相互挤压的物体,当它们发生相对运动或有相对运动的趋势时,在接触面.上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫做摩擦力.3.摩擦力产生的条件:(1)两个物体相互接触;(2)相互挤压;(3)接触面上不光滑;(4)有相对运动或相对运动的趋势;[教师点评]给学生介绍摩擦力的定义,强调摩擦力的产生条件: (1) 两个物体相互接触;(2)相互挤压;(3)接触面上不光滑;(4)有相对运动或相对运动的趋势。
重点解释清楚相对运动趋势,可以用假设法去判断。
假设没有摩擦力的情况下,物体会不会运动,如果会,说明有运动的趋势。
二、摩擦力的分类1.静摩擦力:一个物体在另一个物体表面有相对运动的趋势,但未运动时产生的摩擦力.说明:①相对静止的物体之间的摩擦力①当物体处于二力平衡状态时,静摩擦力的大小与和它方向相反的外力的大小相等2.滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滑动时受到的摩擦力说明:①压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大①接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大3.滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时受到的摩擦力.说明:在其他条件相同的情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小[教师点评]给学生介绍摩擦力的分类:静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
竖直情况下摩擦力与压力的关系
竖直情况下摩擦力与压力的关系在水平情况下,最大静摩擦力大小与压力是有关的,不是无关。
压力越大,最大静摩擦力越大。
比如一辆小车,装的东西越多,你想推动它就越困难。
但是在竖直情况下,则完全不是这种情况。
水平情况下滑动摩擦力或者静摩擦力跟压力有关。
但竖直情况下静摩擦力或者滑动摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
注意:尽管在初中阶段,老师对静摩擦力这个东西讲得并不是很深入,但是毕竟中考经常出现这样的题型,因此,我们必须对静摩擦力这个东西作一个深入的研究。
1、切切记住:水平面上的摩擦力和竖直情况下的摩擦力是两个截然不同的东西。
做题时只要遇到考查竖直情况下的摩擦力,就要先来一个预警。
务必保持清醒的大脑,必须牢牢地对二者加以区分,不要一律地套用物体在水平情况下的摩擦力。
2、即使在水平情况下,滑动摩擦力和静摩擦力也有极大的不同。
3、在竖直情况下,我们一般用二力平衡这个知识点来解题。
在竖直情况下,无论物体是否滑动,根据二力平衡这个原则,静摩擦或者滑动摩擦力始终等于物体的重力。
4、在水平情况下,压力增大则滑动摩擦力一定增大。
但是在竖直情况下,压力增大摩擦力不一定增大。
例1、如图所示,物体A在水平力F的作用下,静止在竖直墙壁上.当水平力减小为F/2时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑.此时物体A所受摩擦力的大小()A.减小为原来的1/2 B.和原来一样C.增大为原来的2倍 D.无法判断分析:物体静止或者匀速下滑,都是平衡状态,所受的摩擦力和重力是一对平衡力。
所以选B。
第一:刚开始是静止状态:所以根据受力分析垂直方向上重力等于摩擦力处于平衡状态第二:后来是匀速状态,也是平衡状态垂直方向上摩擦力还是等于重力所以摩擦力没有变。
第三:竖直情况下物体所受的摩擦力与水平力F有没有关系的。
第四:(初中物理考到力学的问题一般都要从“二力平衡”去考虑)静止在竖直墙壁上时,物体所受的摩擦力与重力G二力平衡,是一对平衡力,所以f=G物体恰好沿竖直墙壁匀速下滑时,物体所受的摩擦力与重力G也是一对平衡力,所以f=G例2、某同学用力F按住一质量为m的木块,使其始终静止在竖直墙面上.如图所示,下列说法正确的是()A.压力F越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止B.木块始终处于静止,是因为压力F与重力是一对平衡力C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大分析:本题考查了二力平衡条件的辨别,关键是注意滑动摩擦力与静摩擦力大小的计算方法,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,而静摩擦力的大小应从平衡力方面考虑.解:(1)木块静止时竖直方向受到的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,木块与墙壁之间的摩擦力与(力F的大小和墙面的粗糙程度)无关,只与木块的重力有关即只与木块的质量有关,故AC不正确、D正确;(2)木块静止时,受到的压力F与重力方向不同且两个力的大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故B不正确;故答案为:D.例3、如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P始终处于静止状态,则下列判断中正确的是()A.若增大F,则P所受摩擦力增大B.若增大F,则P所受摩擦力不变C.若在P上放一物体,则P所受摩擦力增大D.若在P上放一物体,则P所受摩擦力不变解:物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大F,静摩擦力始终等于重力,保持不变.在P上放一物体,对整体分析,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大.故B、C正确,A、D错误.故选BC.例4、所图所示,在水平推力F的作用下,物体紧贴在竖直的墙上并保持静止,现将F增大,则下列说法中正确的是:CA、物体A受到的摩擦力增大B、物体A受到的摩擦力减小C、物体A受到的摩擦力不变D、无法判断解:竖直方向上,物体受到摩擦力和重力作用,因为物体处于静止状态,所以摩擦力大小等于重力大小,虽然推力F增大,但F是水平方向的,并不影响摩擦力的大小。
高中物理必修一《摩擦力》教学设计
人教版必修1 第三章相互作用第3节《摩擦力》教学设计一、教材分析《摩擦力》是普通高中课程标准实验教科书·物理(必修1)第三章第3节内容。
本节内容是在初中摩擦力基础上的延伸和拓展,从学生的认知规律和实验现象的先后顺序考虑,教材首先通过分析一些事例使学生认识摩擦力的存在,了解摩擦力的产生条件,并在此基础上说明摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力。
教材对滚动摩擦没有具体讲述产生原因,而是作为减小摩擦的方法介绍的。
摩擦力是本章教学的重点与难点,也是整个力学、甚至是整个高中物理中最关键的知识点之一,在物理教学中的地位和作用是非常重要的。
由于摩擦力问题的复杂性,对于初学者来说不易理解。
在今后学习受力分析时,也是最容易出错的知识点之一。
因此学好摩擦力,就为后续知识的学习奠定了坚实的基础。
二、学情分析学生在初中已定性地学习过摩擦,包括滑动摩擦和静摩擦等内容,并掌握了增大和减小摩擦的方法,为本节内容的学习奠定了一定的基础。
但是,对于本节课中摩擦力阻碍物体的相对运动或相对运动趋势、最大静摩擦力、摩擦力与正压力的关系等一些问题的理解上存在着一定的难度,只有掌握好摩擦力的特点才能准确找到摩擦力的方向,进而解决问题,为后续学习打下坚实基础。
在教学中应引导学生充分运用已知的物理知识和方法进行分析和探索,使学生在实践中亲自体验真知的重要性,形成愿意运用科学思维方法和研究方法去解决问题的科学价值观。
三、设计思想建构主义认为,物理概念的学习是由学生根据已有认知主动建构自己知识经验的过程。
根据教材分析和学情分析,笔者计划分两课时进行,第一课时以探究摩擦力特点为主,第二课时以摩擦力在生产生活中的应用为主。
本节课是第一课时,按“一构建三探究” (即以“构建摩擦力的概念→探究摩擦力的产生条件、方向和大小”为主线)组织教学”,利用学生在初中学习的基础上,从两种摩擦力的区别与联系出发,通过游戏激趣、猜想验证、分组实验、自主探究、合作交流、归纳提升等过程,从学生的认知规律出发,通过对各种情景和资源的设计支撑学生的建构活动,帮助学生理清摩擦力概念的知识脉络和内在联系,实现学生对摩擦力规律的深层理解和建构。
摩擦力与重力平衡问题研究物体在竖直方向上受到摩擦力和重力时的平衡条件
摩擦力与重力平衡问题研究物体在竖直方向上受到摩擦力和重力时的平衡条件摩擦力与重力在物体的平衡问题中起着至关重要的作用。
无论是日常生活中的物体放置,还是工程设计中的结构承载,都离不开对物体在竖直方向上的平衡条件的研究。
本文将从摩擦力、重力和物体平衡的角度,对物体在竖直方向上受到摩擦力和重力时的平衡条件进行探讨。
首先,我们来了解摩擦力和重力这两个概念。
摩擦力是由物体接触面之间的相互作用力引起的,它的存在会使物体在运动或停止时受到阻碍。
而重力是地球或其他天体对物体吸引的力,其大小与物体的质量成正比。
在竖直方向上,重力向下作用,摩擦力的方向与运动方向相反。
当物体受到摩擦力和重力时,要实现平衡条件,摩擦力必须等于或大于重力的大小。
如果摩擦力小于重力,物体将受到重力的主导,向下加速运动;如果摩擦力等于重力,物体保持静止;如果摩擦力大于重力,物体受到摩擦力的主导,向上运动。
因此,我们可以总结出物体在竖直方向上受到摩擦力和重力时的平衡条件为:摩擦力≥ 重力接下来,我们来具体分析在不同情况下的物体平衡条件。
一种常见情况是物体放置在斜面上,该情况下物体受到重力和斜面的支撑力,以及摩擦力的作用。
在斜面上,摩擦力的大小与斜面的倾角、物体与斜面间的摩擦系数有关。
当物体受到的斜面支撑力等于或大于重力的分力时,物体将保持平衡。
换句话说,斜面支撑力的大小要大于或等于重力的分力。
另一种情况是物体被挂在绳子上。
在这种情况下,物体受到绳子的拉力,重力和摩擦力(如果存在)。
如果摩擦力存在,平衡条件要求绳子拉力的大小要大于或等于重力和摩擦力的合力。
如果没有摩擦力,则绳子拉力只需大于重力即可实现平衡。
最后,我们来讨论物体受到空气阻力的情况。
当物体在空气中自由下落时,除了重力以外,还有来自空气的阻力作用。
阻力的大小与物体的速度、形状和空气密度有关。
当物体速度足够小,阻力相对较小时,物体受到重力的主导,向下加速运动;当物体速度增大,阻力也随之增大,最终与重力平衡,物体达到稳定速度。
竖直情况下摩擦力与压力地关系
竖直情况下摩擦力与压力的关系在水平情况下,最大静摩擦力大小与压力是有关的,不是无关。
压力越大,最大静摩擦力越大。
比如一辆小车,装的东西越多,你想推动它就越困难。
但是在竖直情况下,则完全不是这种情况。
水平情况下滑动摩擦力或者静摩擦力跟压力有关。
但竖直情况下静摩擦力或者滑动摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
注意:尽管在初中阶段,老师对静摩擦力这个东西讲得并不是很深入,但是毕竟中考经常出现这样的题型,因此,我们必须对静摩擦力这个东西作一个深入的研究。
1、切切记住:水平面上的摩擦力和竖直情况下的摩擦力是两个截然不同的东西。
做题时只要遇到考查竖直情况下的摩擦力,就要先来一个预警。
务必保持清醒的大脑,必须牢牢地对二者加以区分,不要一律地套用物体在水平情况下的摩擦力。
2、即使在水平情况下,滑动摩擦力和静摩擦力也有极大的不同。
3论物体是否滑动,根据二力平衡这个原则,静摩擦或者滑动摩擦力始终等于物体的重力。
4、在水平情况下,压力增大则滑动摩擦力一定增大。
但是在竖直情况下,压力增大摩擦力不一定增大。
例1、如图所示,物体A在水平力F的作用下,静止在竖直墙壁上.当水平力减小为F/2时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑.此时物体A所受摩擦力的大小()A.减小为原来的1/2 B.和原来一样C.增大为原来的2倍 D.无法判断分析:物体静止或者匀速下滑,都是平衡状态,所受的摩擦力和重力是一对平衡力。
所以选B。
第一:刚开始是静止状态:所以根据受力分析垂直方向上重力等于摩擦力处于平衡状态第二:后来是匀速状态,也是平衡状态垂直方向上摩擦力还是等于重力所以摩擦力没有变。
第三:竖直情况下物体所受的摩擦力与水平力F有没有关系的。
第四:(初中物理考到力学的问题一般都要从“二力平衡”去考虑)静止在竖直墙壁上时,物体所受的摩擦力与重力G二力平衡,是一对平衡力,所以f=G物体恰好沿竖直墙壁匀速下滑时,物体所受的摩擦力与重力G也是一对平衡力,所以f=G例2、某同学用力F按住一质量为m的木块,使其始终静止在竖直墙面上.如图所示,下列说确的是()A.压力F越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止B.木块始终处于静止,是因为压力F与重力是一对平衡力C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大分析:本题考查了二力平衡条件的辨别,关键是注意滑动摩擦力与静摩擦力大小的计算方法,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,而静摩擦力的大小应从平衡力方面考虑.解:(1)木块静止时竖直方向受到的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,木块与墙壁之间的摩擦力与(力F的大小和墙面的粗糙程度)无关,只与木块的重力有关即只与木块的质量有关,故AC不正确、D正确;(2)木块静止时,受到的压力F与重力方向不同且两个力的大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故B不正确;故答案为:D.例3、如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P始终处于静止状态,则下列判断中正确的是()A.若增大F,则P所受摩擦力增大B.若增大F,则P所受摩擦力不变C.若在P上放一物体,则P所受摩擦力增大D.若在P上放一物体,则P所受摩擦力不变解:物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大F,静摩擦力始终等于重力,保持不变.在P上放一物体,对整体分析,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大.故B、C正确,A、D错误.故选BC.例4、所图所示,在水平推力F的作用下,物体紧贴在竖直的墙上并保持静止,现将F增大,则下列说法中正确的是:CA、物体A受到的摩擦力增大B、物体A受到的摩擦力减小C、物体A受到的摩擦力不变D、无法判断解:竖直方向上,物体受到摩擦力和重力作用,因为物体处于静止状态,所以摩擦力大小等于重力大小,虽然推力F增大,但F是水平方向的,并不影响摩擦力的大小。
人教版物理必修一-摩擦力与受力分析
学科教师辅导讲义学员编号:1 年级:高一年级课时数:3课时学员姓名:辅导科目:物理学科教师:授课类型T同步(摩擦力) T同步(物体的受力分析) T同步(力的合成) 授课日期及时段教学内容T同步——摩擦力同步知识梳理一.静摩擦力1.定义:两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力.2.静摩擦力产生的条件(1)物体相互接触且相互挤压.(2)接触面粗糙.(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势.注意两物体是“相对静止”,并不是静止.3.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体间相对运动趋势的方向相反.注意:(1)与“相对运动趋势的方向相反”,并不是与“运动方向”相反.(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动.4.静摩擦力的大小(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化,与正压力大小无关(填“有关”或“无关”).(2)静摩擦力有一个最大值,即最大静摩擦力F max,静摩擦力的范围是0<F≤F max.(3)静摩擦力的大小一般根据平衡条件求解.如图3中水平力F=1N、2N、3N时物块没有运动,静摩擦力大小分别为1N、2N、3N.①与运动方向无直接关系,可与运动方向同向,也可与运动方向反向或者成某一夹角;②与接触面相切;③与同一接触面上的弹力方向垂直与相对运动趋势方向相反与相对运动方向相反同步题型分析例1关于摩擦力的产生,下列说法中正确的是()A.相互压紧的粗糙物体间一定有摩擦力B.有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力C.相互压紧并运动的物体间一定有摩擦力作用D.只有相互压紧和发生相对运动(或有相对运动趋势)的物体间才可能有摩擦力的作用答案D例2如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大答案BC例3装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中()A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变答案D课堂达标检测1.(静摩擦力)置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小() A.与压力成正比B.等于水平拉力C.小于滑动摩擦力D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变答案BD2.(静摩擦力)用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止,如图8所示.关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是()A.握力越大,摩擦力越大B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上D.手越干越粗糙,摩擦力越大答案B3.(滑动摩擦力的理解)以下关于滑动摩擦力的说法中,正确的是()A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C.滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反D.两个相互接触的物体发生相对滑动时,它们都要受到滑动摩擦力的作用答案C1.关于静摩擦力,下列说法中正确的是()A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力B.静摩擦力总是阻碍物体的运动C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值答案C2.如图1所示,两块木板紧紧夹住木块,一直保持静止,木块重为30N,木块与木板间的动摩擦因数为0.2.若左右,则它们的大小关系为(砖块各面的粗糙程度相T同步——物体的受力分析同步知识梳理一.弹力有无的判定判断弹力是否存在的方法——假设法1.假设无弹力:将与研究对象接触的另一物体去掉,即假设不存在弹力,看研究对象在该位置是否保持原来的状态.2.假设有弹力:就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与存在状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力,若不矛盾,则此弹力存在.二.静摩擦力有无及方向的判断静摩擦力有无及方向的判断方法1.平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.2.假设法利用假设法进行判断时,可按以下思路进行分析:三.摩擦力的计算摩擦力大小的计算,应先分析是静摩擦力还是滑动摩擦力.1.静摩擦力静摩擦力在0<F≤F max内随外力的变化而变化,一般根据平衡条件求解.2.滑动摩擦力(1)根据F=μF N进行计算,其中F N为接触面受到的正压力.(2)根据平衡条件.四.物体的受力分析受力分析的一般步骤1.明确研究对象,即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况,研究对象可以是单个物体(质点、结点),也可以是两个(或多个)物体组成的整体;2.隔离分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,分析周围有哪些物体对它施加了力的作用;3.按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序,依据各力的方向,画出各力的示意图.五.课堂小结1.弹力有无的判断方法(1)有明显形变时可根据弹力产生的条件判断;(2)无明显形变时可根据假设法判断.2.静摩擦力有无及方向的判断方法(1)平衡条件法;(2)假设法.3.摩擦力的计算(1)静摩擦力:根据平衡条件求解.(2)滑动摩擦力:根据F=μF N进行计算.4.受力分析的步骤(1)明确研究对象;(2)合理隔离;(3)按由易到难的顺序(先重力,再弹力、摩擦力,最后其他力)画出受力示意图.同步题型分析例1如图1所示,一小球用两根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力有() A.1个B.2个C.3个D.4个答案B例2如图2所示,物体A、B叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右1.(弹力有无的判断)如图5所示,将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中,钢球与各容器的底部和侧壁相接触,处于静止状态.若钢球和各容器的接触面都是光滑的,各容器的底面均水平,则以下说法中正确的是()A.各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B.各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C.量杯的侧壁对钢球无弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D.口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用,其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用答案A2.(静摩擦力有无及方向的判断)如图6所示是工厂传输货物的装置,物体A在皮带的带动下,以速度v沿直线匀速向右运动,物体A受到几个力的作用()A.1个B.2个C.3个D.4个答案B课堂达标检测1.如图1所示,斜面静置于水平粗糙地面上,斜面与竖直墙之间放置一表面光滑的铁球,斜面倾角为θ,球的半径为R,球与斜面接触点为A,与竖直墙的接触点为B.球心是O,球处于静止状态,则()A.竖直墙对铁球的弹力过B点从B点指向O点B.斜面对铁球的弹力竖直向上C.斜面对铁球的弹力过A点从A点指向O点D.竖直墙壁对铁球没有弹力答案AC2.在下列各图中,A、B之间一定有弹力的是()答案B3.如图2所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重为2N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()A.大小为2N,方向平行于斜面向上B.大小为1N,方向平行于斜面向上C.大小为2N,方向垂直于斜面向上D.大小为2N,方向竖直向上答案D4.如图3所示,用力F拉叠放在一起的两物体A、B,但没有拉动,两物体仍然静止,则()A.B受三个力B.B受两个力C.A受五个力D.A受六个力答案BC5.如图4所示,皮带运输机正在把货物从低处匀速运往高处,运送过程中货物与传送带保持相对静止,则下列说法正确的是()A.货物具有相对传送带向上的运动趋势B.货物具有相对传送带向下的运动趋势C.货物受传送带的摩擦力沿传送带向上D.传送带没有给货物摩擦力作用答案BC6.如图5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,则木块所受的摩擦力F f随拉力F变化的图象正确的是()答案D7.如图6所示,木箱A中放一个光滑的铁球B,它们一起静止于斜面上,如果对铁球B(不包括木箱A)进行受力分析,则铁球B受力个数为()A.3个B.4个C.2个D.1个答案A8.如图7所示,A、B两物体均静止,关于B物体的受力情况,下列叙述正确的是()A.可能受到三个力,也可能受到四个力B.一定受到四个力的作用C.必受到地面的静摩擦力作用D.必受到地面的支持力作用答案BCD10.如图9所示,在粗糙的水平地面上有质量为m 的物体A ,连接在一劲度系数为k 的轻弹簧上,物体与地面之间的动摩擦因数为μ,现用一水平力F 向右拉弹簧(弹簧未拉动前处于原长),使物体A 做匀速直线运动,则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g )( )A.k FB.mg kC.k μmgD.μmg k答案 D11.重为50N 的物体,在粗糙水平面上向右运动,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,同时物体还受到一个大小为10N 、方向水平向左的拉力F 作用,如图10所示,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是( )A .10N ,水平向左B .20N ,水平向左C .10N ,水平向右D .20N ,水平向右 答案 A12.如图11所示,不光滑的水平面上并列放置两物块A 和B .已知水平面对A 的最大静摩擦力为4N ,水平面对B 的最大静摩擦力为2N ,当用F =3N 的水平力从左侧推A 时,物体A 、B 受的摩擦力分别为F f A 、F f B ,则( )A .F f A =1 N ,F fB =2 N B .F f A =3 N ,F f B =0C .F f A =4 N ,F f B =2 ND .因动摩擦因数和A 、B 的质量未知,故无法计算 答案 BT同步——力的合成同步知识梳理一.力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力F产生的效果跟原来几个力的共同效果相同,我们就称F为那几个力的合力,原来的几个力叫做分力.(2)合力与分力的相互关系①等效性:合力与分力产生的效果相同,可以等效替代.②同体性:各个分力是作用在同一物体上的.作用在不同物体上的力不能求合力.2.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成.(2)力的合成遵守平行四边形定则.(如图所示)3.合力与两分力的大小关系两分力大小不变时,合力F随夹角α的增大而减小,随α的减小而增大.(1)F的最大值:当α=0时,F max=F1+F2;(2)F的最小值:当α=180°时,F min=|F1-F2|;(3)合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.注意合力F既可以大于、也可以等于或小于原来的任意一个分力.二.求合力大小的方法1.图解法2.计算法可以根据平行四边形定则作出力的示意图,然后由几何关系求解对角线,其长度即为合力大小. (1)相互垂直的两个力的合成(即α=90°):F 合=F 21+F 22,F 合与F 1的夹角的正切值tan β=F 2F 1,如图所示.(2)两个等大的力的合成:平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F 合=2F cos α2,如图所示.若α=120°,则合力大小等于分力大小(如图6所示).三.共点力及其平衡1.共点力:如果几个力共同作用在同一点上,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这样的一组叫做共点力.力的合成的平行四边形定则,只适用于共点力.2.平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态.物体处于平衡状态时F 合=0. 3.共点力平衡的几条重要推论:(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等、方向相反. (2)三力平衡:①物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力与第三个力等大反向.②三个力可以构成首尾相连的矢量三角形.(3)多力平衡:物体受N 个共点力作用下处于平衡状态时,其中任意一个力与剩余N -1个力的合力一定等大反向.例1 关于两个大小不变的共点力F 1、F 2与其合力F 的关系,下列说法中正确的是( ) A .F 大小随F 1、F 2间夹角的增大而增大 B .F 大小随F 1、F 2间夹角的增大而减小 C .F 大小一定比任何一个合力都大 D .F 大小不能小于F 1、F 2中最小者 答案 B例2 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上,如图7所示.如果钢丝绳与地面的夹角∠A =∠B =60°,每条钢丝绳的拉力都是300N ,分别用作图法和计算法求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.(计算结果小数点后保留一位有效数字)例3 如图8所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G .则( )A .两绳对日光灯拉力的合力大小为GB .两绳的拉力和重力不是共点力C .两绳的拉力大小分别为22G 和22G D .两绳的拉力大小分别为G 2和G2答案 AC同步题型分析课堂达标检测1.(合力与分力的关系)两个共点力的大小分别为F1=15N,F2=8N,它们的合力大小不可能...等于()A.9N B.25N C.8N D.21N答案B2.(求合力的方法)水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物,∠CBA=30°,如图9所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10N/kg)() A.50NB.503NC.100ND.1003N答案C4.(共点力及其平衡)下列四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杠姿势,其中手臂受力最小的是()答案B1.大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有()A.合力F一定大于任一个分力B.合力F的大小既可能等于F1,也可能等于F2C.合力有可能小于任一个分力D.在0~180°的范围内,合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小答案BCD2.两个大小和方向都确定的共点力,其合力的()A.大小和方向都确定B.大小确定,方向不确定C.大小不确定,方向确定D.大小和方向都不确定答案A3.已知两个力的合力为18N,则这两个力的大小不可能...是()A.8 N、7 N B.10 N、20 NC.18 N、18 N D.20 N、28 N答案A4.三个共点力的大小分别为F1=5N,F2=10N,F3=20N,则它们的合力()A.不会大于35N B.最小值为5NC.可能为0D.可能为20N答案ABD5.如图1所示,一个物体由绕过定滑轮的绳拉着,分别用图中所示的三种情况拉住,在这三种情况下,若绳的张力分别为F1、F2、F3,轴心对定滑轮的支持力分别为F N1、F N2、F N3.滑轮的摩擦、质量均不计,则()A.F N1>F N2>F N3B.F N1=F N2=F N3C.F1=F2=F3D.F1<F2<F3答案AC6.如图2所示为两个共点力的合力F的大小随两分力的夹角θ变化的图象,则这两个分力的大小分别为() A.1N和4NB.2N和3NC.1N和5ND.2N和4N答案B7.两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时合力的大小为20N,则当它们之间夹角为120°时,合力的大小为()A.40 N B.10 2 N C.20 2 N D.10 3 N答案B8.设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图3所示,这三个力中最小的力的大小为F,则这三个力的合力等于()A.3F B.4F C.5F D.6F答案A9.关于共点力,下列说法中正确的是( )A .作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,则这两个力一定是共点力B .作用在一个物体上的两个力,如果是一对平衡力,则这两个力是共点力C .作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用点在同一点上,则这几个力是共点力D .作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用线交于同一点,则这几个力是共点力 答案 BCD10.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图4所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F ,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G ,则下列说法中正确的是( ) A .当θ为120°时,F =G B .不管θ为何值,F =G2C .当θ=0时,F =G2D .θ越大,F 越小 答案 AC11.运动员在进行吊环比赛时,先双手撑住吊环,然后身体下移,双臂缓慢张开到如图5所示位置,则在两手之间的距离增大过程中,吊环的两根绳的拉力F T (两根绳拉力大小相等)及它们的合力F 的大小变化情况为( ) A .F T 增大,F 不变B .F T 增大,F 增大C .F T 增大,F 减小D .F T 减小,F 不变 答案 A12.如图6所示,物体M 在斜向右下方的推力F 作用下,在水平地面上恰好做匀速运动,则推力F 和物体M 受到的摩擦力的合力方向( )A .竖直向下B .竖直向上C .斜向下偏左D .斜向下偏右 答案 A。
最新拔河问题中的摩擦力分析和研究
拔河问题中的摩擦力分析和研究拔河比赛是大家比较喜爱的一项体育运动,许多人认为:在拔河比赛中,力气大的一方一定能获胜。
这种想法是否正确呢?通常情况下是这样分析的:首先,对参加拔河的甲、乙双方进行一下受力分析。
如图:在水平方向上,甲方受绳子的拉力和地面的静摩擦力,乙方同时也受绳子的拉力和地面的静摩擦力。
在拔河过程中,甲方拉乙方的力和乙方拉甲方的力是作用力和反作用力,不论双方谁的力气大,只要绳子拉紧,两个力就一定大小相等,方向相反。
因此,甲乙双方的力气大小不是决定胜负的因素。
下面,单独分析甲方的受力情况。
甲方在竖直方向上受重力和地面的支持力,这是一对平衡力;在水平方向上受绳子的拉力F和地面的静摩擦力f,这两个力不一定能保持平衡。
如果甲方正处于静止状态,当f > F时,甲方向f方向移动,拔河胜利;若当f < F时,甲方向F方向移动,拔河失败。
乙方的受力情况分析同甲。
因人所受地面的最大静摩擦力与正压力成正比,即:f = μN,而正压力与人的体重相等。
由此可见,拔河的输赢不取决于某方力气的大小,而取决于某方的体重以及某方脚与地面的摩擦情况。
体重大,摩擦因数大,这一方就能获胜。
但是,以上的分析过程是片面的!其片面的根源是:它认为甲方拉乙方的力和乙方拉甲方的力是作用力和反作用力。
因为在拔河过程中,甲方与乙方都没有直接相接触,他们是通过绳子来互相用力的。
因此,甲方拉绳子的力与绳子拉甲方的力才是作用力和反作用力;同理,乙方拉绳子的力与绳子拉乙方的力才是作用力和反作用力。
而甲方拉绳子的力与乙方拉绳子的力都作用在绳子上,它们不是相互作用的力,这两个力的大小决定了绳子的移动方向。
如图,以绳子为研究对来进行受力分析:静止的绳子受甲、乙双方的拉力F甲、F乙,当F甲> F乙时,绳子向甲方移动,甲方胜;当F 甲< F乙时,绳子向乙方移动,乙方胜,当F甲= F乙时,绳子保持静止。
所以,甲方拉绳子的力与乙方拉绳子的力不一定相等。
竖直情况下摩擦力与压力的关系
竖直情况下摩擦力与压力的关系在水平情况下,最大静摩擦力大小与压力是有关的,不是无关。
压力越大,最大静摩擦力越大。
比如一辆小车,装的东西越多,你想推动它就越困难。
但是在竖直情况下,则完全不是这种情况。
水平情况下滑动摩擦力或者静摩擦力跟压力有关。
但竖直情况下静摩擦力或者滑动摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
注意:尽管在初中阶段,老师对静摩擦力这个东西讲得并不是很深入,但是毕竟中考经常出现这样的题型,因此,我们必须对静摩擦力这个东西作一个深入的研究。
1、切切记住:水平面上的摩擦力和竖直情况下的摩擦力是两个截然不同的东西。
做题时只要遇到考查竖直情况下的摩擦力,就要先来一个预警。
务必保持清醒的大脑,必须牢牢地对二者加以区分,不要一律地套用物体在水平情况下的摩擦力。
2、即使在水平情况下,滑动摩擦力和静摩擦力也有极大的不同。
3、在竖直情况下,我们一般用二力平衡这个知识点来解题。
在竖直情况下,无论物体是否滑动,根据二力平衡这个原则,静摩擦或者滑动摩擦力始终等于物体的重力。
4、在水平情况下,压力增大则滑动摩擦力一定增大。
但是在竖直情况下,压力增大摩擦力不一定增大。
例1、如图所示,物体A在水平力F的作用下,静止在竖直墙壁上.当水平力减小为F/2时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑.此时物体A所受摩擦力的大小()A.减小为原来的1/2 B.和原来一样C.增大为原来的2倍 D.无法判断分析:物体静止或者匀速下滑,都是平衡状态,所受的摩擦力和重力是一对平衡力。
所以选B。
第一:刚开始是静止状态:所以根据受力分析垂直方向上重力等于摩擦力处于平衡状态第二:后来是匀速状态,也是平衡状态垂直方向上摩擦力还是等于重力所以摩擦力没有变。
第三:竖直情况下物体所受的摩擦力与水平力F有没有关系的。
第四:(初中物理考到力学的问题一般都要从“二力平衡”去考虑)静止在竖直墙壁上时,物体所受的摩擦力与重力G二力平衡,是一对平衡力,所以f=G物体恰好沿竖直墙壁匀速下滑时,物体所受的摩擦力与重力G也是一对平衡力,所以f=G例2、某同学用力F按住一质量为m的木块,使其始终静止在竖直墙面上.如图所示,下列说确的是()A.压力F越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止B.木块始终处于静止,是因为压力F与重力是一对平衡力C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大分析:本题考查了二力平衡条件的辨别,关键是注意滑动摩擦力与静摩擦力大小的计算方法,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,而静摩擦力的大小应从平衡力方面考虑.解:(1)木块静止时竖直方向受到的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,木块与墙壁之间的摩擦力与(力F的大小和墙面的粗糙程度)无关,只与木块的重力有关即只与木块的质量有关,故AC不正确、D正确;(2)木块静止时,受到的压力F与重力方向不同且两个力的大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故B不正确;故答案为:D.例3、如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P始终处于静止状态,则下列判断中正确的是()A.若增大F,则P所受摩擦力增大B.若增大F,则P所受摩擦力不变C.若在P上放一物体,则P所受摩擦力增大D.若在P上放一物体,则P所受摩擦力不变解:物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大F,静摩擦力始终等于重力,保持不变.在P上放一物体,对整体分析,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大.故B、C正确,A、D错误.故选BC.例4、所图所示,在水平推力F的作用下,物体紧贴在竖直的墙上并保持静止,现将F增大,则下列说法中正确的是:CA、物体A受到的摩擦力增大B、物体A受到的摩擦力减小C、物体A受到的摩擦力不变D、无法判断解:竖直方向上,物体受到摩擦力和重力作用,因为物体处于静止状态,所以摩擦力大小等于重力大小,虽然推力F增大,但F是水平方向的,并不影响摩擦力的大小。
初中物理竖直方向匀速直线运动摩擦力
竖直方向的匀速直线运动是物理学中的基础概念之一,它涉及到力学和运动学等多个学科的知识。
而在这种运动中,摩擦力则是一个十分重要的因素,它对物体的运动轨迹和速度产生着直接影响。
接下来,我们将系统地对初中物理中竖直方向的匀速直线运动以及摩擦力进行深入探讨。
一、竖直方向的匀速直线运动1.1 竖直方向的匀速直线运动的定义及特点竖直方向的匀速直线运动是指物体沿着竖直方向上的直线运动,且速度保持不变的运动过程。
在这种运动中,物体的加速度为0,即物体受到的合外力为零,使得物体在竖直方向上保持匀速直线运动。
1.2 竖直方向的匀速直线运动的描述方法在竖直方向的匀速直线运动中,我们通常可以利用位置、速度、加速度等物理量来描述物体的运动状态。
其中,位置是指物体在竖直方向上的位置;速度是指物体在竖直方向上的速度;加速度是指物体在竖直方向上的加速度。
1.3 竖直方向的匀速直线运动的公式对于竖直方向的匀速直线运动,我们可以利用以下公式来描述物体的运动:速度 v = v0位移 s = v0t其中,v表示速度,v0表示初始速度,t表示时间,s表示位移。
二、摩擦力2.1 摩擦力的定义摩擦力是指两个物体表面接触时,由于相互间的不规则性,产生的阻碍物体相对滑动或相对运动的力。
摩擦力有静摩擦力和动摩擦力之分。
2.2 摩擦力的计算方法静摩擦力的大小与物体间的压力有关,可以通过以下公式计算:F静= μsN其中,F静表示静摩擦力,μs表示静摩擦系数,N表示物体间的垂直压力。
动摩擦力的大小与物体间的压力和速度有关,可以通过以下公式计算:F动= μdN其中,F动表示动摩擦力,μd表示动摩擦系数,N表示物体间的压力。
2.3 摩擦力对物体运动的影响摩擦力会对物体的运动轨迹和速度产生影响。
在竖直方向的匀速直线运动中,如果存在摩擦力,那么摩擦力会对物体的匀速直线运动产生阻碍作用,从而导致物体的速度发生变化,甚至停止运动。
三、竖直方向的匀速直线运动中的摩擦力分析3.1 在存在静摩擦力的情况下当物体在竖直方向上受到静摩擦力的作用时,静摩擦力会阻碍物体的运动。
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竖直情况下摩擦力与压力的关系在水平情况下,最大静摩擦力大小与压力是有关的,不是无关。
压力越大,最大静摩擦力越大。
比如一辆小车,装的东西越多,你想推动它就越困难。
但是在竖直情况下,则完全不是这种情况。
水平情况下滑动摩擦力或者静摩擦力跟压力有关。
但竖直情况下静摩擦力或者滑动摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
注意:尽管在初中阶段,老师对静摩擦力这个东西讲得并不是很深入,但是毕竟中考经常出现这样的题型,因此,我们必须对静摩擦力这个东西作一个深入的研究。
1、切切记住:水平面上的摩擦力和竖直情况下的摩擦力是两个截然不同的东西。
做题时只要遇到考查竖直情况下的摩擦力,就要先来一个预警。
务必保持清醒的大脑,必须牢牢地对二者加以区分,不要一律地套用物体在水平情况下的摩擦力。
2、即使在水平情况下,滑动摩擦力和静摩擦力也有极大的不同。
3论物体是否滑动,根据二力平衡这个原则,静摩擦或者滑动摩擦力始终等于物体的重力。
4、在水平情况下,压力增大则滑动摩擦力一定增大。
但是在竖直情况下,压力增大摩擦力不一定增大。
例1、如图所示,物体A在水平力F的作用下,静止在竖直墙壁上.当水平力减小为F/2时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑.此时物体A所受摩擦力的大小()A.减小为原来的1/2 B.和原来一样C.增大为原来的2倍 D.无法判断分析:物体静止或者匀速下滑,都是平衡状态,所受的摩擦力和重力是一对平衡力。
所以选B。
第一:刚开始是静止状态:所以根据受力分析垂直方向上重力等于摩擦力处于平衡状态第二:后来是匀速状态,也是平衡状态垂直方向上摩擦力还是等于重力所以摩擦力没有变。
第三:竖直情况下物体所受的摩擦力与水平力F有没有关系的。
第四:(初中物理考到力学的问题一般都要从“二力平衡”去考虑)静止在竖直墙壁上时,物体所受的摩擦力与重力G二力平衡,是一对平衡力,所以f=G物体恰好沿竖直墙壁匀速下滑时,物体所受的摩擦力与重力G也是一对平衡力,所以f=G例2、某同学用力F按住一质量为m的木块,使其始终静止在竖直墙面上.如图所示,下列说确的是()A.压力F越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止B.木块始终处于静止,是因为压力F与重力是一对平衡力C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大分析:本题考查了二力平衡条件的辨别,关键是注意滑动摩擦力与静摩擦力大小的计算方法,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,而静摩擦力的大小应从平衡力方面考虑.解:(1)木块静止时竖直方向受到的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,木块与墙壁之间的摩擦力与(力F的大小和墙面的粗糙程度)无关,只与木块的重力有关即只与木块的质量有关,故AC不正确、D正确;(2)木块静止时,受到的压力F与重力方向不同且两个力的大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故B不正确;故答案为:D.例3、如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P始终处于静止状态,则下列判断中正确的是()A.若增大F,则P所受摩擦力增大B.若增大F,则P所受摩擦力不变C.若在P上放一物体,则P所受摩擦力增大D.若在P上放一物体,则P所受摩擦力不变解:物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大F,静摩擦力始终等于重力,保持不变.在P上放一物体,对整体分析,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大.故B、C正确,A、D错误.故选BC.例4、所图所示,在水平推力F的作用下,物体紧贴在竖直的墙上并保持静止,现将F增大,则下列说法中正确的是:CA、物体A受到的摩擦力增大B、物体A受到的摩擦力减小C、物体A受到的摩擦力不变D、无法判断解:竖直方向上,物体受到摩擦力和重力作用,因为物体处于静止状态,所以摩擦力大小等于重力大小,虽然推力F增大,但F是水平方向的,并不影响摩擦力的大小。
例5、如图所示,在水平力F的作用下,物体A紧贴在竖直的墙上并保持静止.若改变F的大小,物体仍静止,则下列判断正确的是()A.若F适当增大,则物体与墙之间的摩擦力增大B.若F适当减小,则物体与墙之间的摩擦力减小C.若F适当增大,则物体与墙之间的摩擦力不变D.若F适当减小,则物体与墙之间的摩擦力不变解:由于此时物体保持静止,物体的重力和摩擦力始终是一对平衡力,故若F适当增大,则物体与墙之间的摩擦力不变,故A错误、C正确;由于此时物体保持静止,物体的重力和摩擦力始终是一对平衡力,故若F适当减小,则物体与墙之间的摩擦力不变,故B错误、D正确;故选CD例6、质量为3kg的物体被10N的水平压力压在竖直的墙上不动,如图所示,则此时物体对墙壁的压力是10N;若将水平压力减为8N时,物体刚好沿墙壁匀速下滑,则此时物体受到的摩擦力是30N,(g=10N/kg)解:(1)物体受到10N的向左的水平压力静止不动,由于固体能够大小不变的传递力,所以物体对墙壁的压力也是10N.(2)物体的质量m=3kg,g=10N/kg,所以物体受到的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N.此时的物体在竖直方向上处于平衡状态,所以墙壁对它的摩擦力和物体的重力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知两者大小相等,所以物体受到的摩擦力也是30N.例7、如图质量为0.5千克的物体,在一个水平外力F=15牛的作用下静止在竖直墙上,如图所示,则物体受到重力、摩擦力、压力、支持力的作用,它们的大小分别是4.9牛、4.9牛、15牛、15牛.解:G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N;因为物体受平衡力作用,所以水平方向受压力和支持力,竖直方向受重力和摩擦力;根据二力平衡的条件可知:压力和支持力、重力和摩擦力大小相等,已知压力F=15N,重力G=4.9N,所以支持力大小为15N,摩擦力大小为4.9N.例8、(2012•)如图(甲)所示,物体甲重30N,被50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止.如图(乙)所示,物体乙重60N,在40N的水平拉力F乙作用下,沿水平桌面匀速向右运动.则物体甲受到的摩擦力f甲和物体乙受到的摩擦力f乙分别是( B )A.f甲=30N,f乙=60N B.f甲=30N,f乙=40NC.f甲=50N,f乙=60N D.f甲=50N,f乙=40N例9、如图所示,用水平外力F将木块压在竖直墙面上而保持静止状态,下列说法中正确的是()A.木块重力与墙对木块的摩擦力平衡B.木块重力与墙对木块的摩擦力是一对作用力与反作用力C.水平力F与墙对木块的正压力是一对作用力与反作用力D.墙对木块的摩擦力随着水平力F的增大而增大分析:木块处于静止,在竖直方向上受两个力,即重力和墙对木块的静摩擦力.平衡力作用在同一物体上,作用力和反作用力作用在不同的物体上.木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力,两个力是一对平衡力.解:A、B:木块处于静止,在竖直方向上受两个力,即重力和墙对木块的静摩擦力.两个力是一对平衡力.故A正确,B错误;C:木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力,两个力是一对平衡力.故C错误;D:木块处于静止,在竖直方向上受两个力,即重力和墙对木块的静摩擦力.静摩擦力的大小是由引起运动趋势的重力决定的,与水平压力无关.随着水平力F 的增大,木块与墙面之间的最大静摩擦力增大,而不是摩擦力增大.故D错误.故选:A例10、如图所示,物块A的重力GA =20N,物块B的重力GB=10N,水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触,A和B均静止,则墙面受到的摩擦力()A.大小为20N,方向向上B.大小为20N,方向向下C.大小为30N,方向向上D.大小为30N,方向向下解:物体A、B组成的整体,受竖直向下的重力G=GA +GB=20N+10N=30N,竖直向上的摩擦力f,而处于平衡状态,由平衡条件得:f=G=30N,方向竖直向上.物体间力的作用是相互的,A受到的摩擦力f与物体A对墙壁的作用力f'是作用力与反作用力,则f'=f=30N,方向与f方向相反:竖直向下.故选D.例11、教室里,带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来.如图所示,关于粉笔刷的受力情况,下列说确的是()A.粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力B.粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力C.黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上D.粉笔刷没有受到摩擦力作用解:A、粉笔刷所受磁力沿水平方向,而粉笔刷所受重力沿竖直方向,故不是一对平衡力;B、粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力,二力作用在一个物体上,因此不是一对相互作用力,而是一对平衡力;C、由于重力的作用,粉笔刷有向下运动的趋势,而重力方向始终竖直向下,因此黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上;说确;D、粉笔刷受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用,并且二力是一对平衡力,故D错误.故选C.例12、如图所示,MN为一竖直的墙壁,物体A质量为3千克,受到水平力F=170牛顿的作用而处于静止状态,物体与墙壁的接触面积为100厘米2,则物体A受到的静摩擦力是29.4牛顿,物体A对墙壁的压强是1.7×104帕,若减少水平力F至90牛顿物体恰好匀速下滑则物体A受到的摩擦力是29.4N,若减少到零则受到的摩擦力为0.解:物体的重力G=mg=3kg×9.8N/kg=29.4N;因为物体静止受平衡力作用,在竖直方向,重力和摩擦力平衡,所以f=G=29.4N,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上;A对墙壁的压强为:p=F/S=170N/(100×10-4m2)=1.7×104Pa;减少水平力F至90牛顿物体恰好匀速下滑,此时物体仍受平衡力作用,竖直方向受到的重力和摩擦力平衡,则:f1=G=29.4N;若压力减小到0,则此时物体与墙面之间没有摩擦力,则摩擦力为0.例13、如图所示,物体重10 N,它与竖直墙面的接触面积是0.5 dm2,现用24 N的水平力把物体按在墙上,墙面受到物体的压力和压强分别为()A.10N,2×103Pa B.10N,4.8×103PaC.24N,2×103Pa D.24N,4.8×103Pa解:墙面受到物体的压力:F=24N物体与墙面的接触面积:S=0.5dm2=0.5×10-2m2墙面受到物体的压强:P=F/S=24N/(0.5×10-2m2)=4.8×103Pa故选D.例14、如图所示,质量为10千克的物体在水平力F作用下,静止在竖直的墙上,当力F逐渐减小的过程中,物体静止一段时间后,向下运动,则在这过程中,摩擦力f与时间t的关系,可能符合下列图线的是()A.B.C.D.分析:①物体一开始是静止状态所受的力是平衡力;②物体在下滑的过程中,运动状态发生了改变,而力是改变物体运动状态的原因,所以物体所受的力必然发生了改变,不再是平衡力.③影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度.解:①对物体进行受力分析:物体竖直方向受重力和摩擦力,因为物体静止,所以这两个力是一对平衡力,故摩擦力等于重力.②当F减小时,物体所受的压力减小,摩擦力减小,故摩擦力小于重力,所以在重力的作用下物体会下滑.故选B.B.瓶子受到的摩擦力与瓶子受到的重力彼此平衡(√)C.瓶子受到的摩擦力大于瓶子受到的重力D.手对瓶子的压力小于瓶子受到的重力E.手对瓶子的压力与瓶子所受的重力是一对平衡力F.手对瓶子的摩擦力与瓶子所受的重力是一对平衡力(√)G.手握得越紧,瓶子所受的摩擦力就越大H.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力A.手对瓶子的摩擦力和瓶子的重力平衡B.手对瓶子的压力和瓶子的重力平衡C.手对瓶子的压力和手对瓶子的摩擦力平衡A.瓶子能静止在手中,是由于手对瓶子的握力等于瓶子的重力B.瓶子能静止在手中,是由于手对瓶子的握力大于瓶子的重力C.手握酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力不变(√)D.手握酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力也增大B.瓶子之所以不掉落,是由于受到手给它的压力C.随着手握瓶的力增大,瓶子受到的摩擦力将增大D.用手握住瓶子向瓶注水的过程中,瓶受到的摩擦力将增大A.酒瓶能静止在手中,是由于手对酒瓶的握力等于酒瓶的重力B.酒瓶能静止在手中,是由于酒瓶受到手对它的摩擦力的作用C.手握酒瓶的力增大,瓶子所受摩擦力也随着增大D.向酒瓶注水的过程中,即使手握瓶的力不变,瓶所受的摩擦力也将增大A.瓶子之所以不掉落,是由于受到空气的浮力(╳)(√)用手握住一只啤酒瓶的颈部,瓶子不会掉下来,其原因是()A.手对瓶子的握力与瓶子受到的重力彼此平衡B.瓶子受到的摩擦力与瓶子受到的重力彼此平衡C.瓶子受到的摩擦力大于瓶子受到的重力D.手对瓶子的压力小于瓶子受到的重力解:因为啤酒瓶静止,所以它受到的是平衡力的作用.啤酒瓶受到竖直向下的重力有让啤酒瓶掉下来的趋势,所以必然有一个与重力大小相等、方向相反、作用在一条直线上的摩擦力彼此平衡.故选B.用手握住矿泉水瓶,瓶子静止在手中,下列说确的是()A.手对瓶子的压力与瓶子所受的重力是一对平衡力B.手对瓶子的摩擦力与瓶子所受的重力是一对平衡力C.手握得越紧,瓶子所受的摩擦力就越大D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力解:A、水平方向,手对瓶子的压力的合力为零,故A错误;B、竖直方向,瓶保持静止,处于平衡状态,受重力和静摩擦力,是一对平衡力,故B正确;C、竖直方向,重力和静摩擦力是一对平衡力,根据平衡条件,静摩擦力等于重力,与压力无关,故C错误;D、竖直方向受重力和静摩擦力,是一对平衡力,大小相等,故D错误;故选B.用手握住酱油瓶,瓶子没有下滑,是因为()A.手对酱油瓶的摩擦力和酱油瓶的重力平衡B.手对酱油瓶的压力和酱油瓶的重力平衡C.手对酱油瓶的压力和手对酱油瓶的摩擦力平衡D.以上三种说法均不对解:用手握住酱油瓶,瓶子没有下滑,则说明瓶子处于静止状态;在竖直方向,瓶子受重力和手对瓶子的摩擦力作用,重力方向竖直向下,摩擦力方向竖直向上,这两个力相互平衡,所以A正确;手对酱油瓶的压力在水平方向,重力方向竖直向下,所以这两个力不是平衡力,BCD错误.故选A.用手握住酒瓶,使其瓶口朝上竖直静止在手中,则下列说确的是()A.酒瓶能静止在手中,是由于手对酒瓶的握力等于酒瓶的重力B.酒瓶能静止在手中,是由于手对酒瓶的握力大于酒瓶的重力C.手握酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力不变D.手握酒瓶的力增大,瓶子所受的摩擦力也增大解:瓶子处于平衡状态,所受合力为0,所以手对瓶子的摩擦力等于瓶子的重力;瓶子所受摩擦力等于酒瓶的重力,所以当手握酒瓶的力增大时,摩擦力不变;故A,B,D不正确,C正确.(2012•黔东南州)用手握住一个玻璃瓶(装一部分水),瓶口竖直朝上静止在手中不动,以下说确的是()A.玻璃瓶之所以不掉落,是由于受到空气的浮力B.玻璃瓶之所以不掉落,是由于受到手给它的压力C.随着手握瓶的力增大,瓶子受到的摩擦力将增大D.用手握住瓶子向瓶注水的过程中,瓶受到的摩擦力将增大解:AB、由于玻璃瓶静止,所以玻璃瓶受力平衡,则玻璃瓶在竖直方向受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力,并且玻璃瓶受到的重力等于摩擦力,因此玻璃瓶不会掉落;故A、B错误;C、随着手握瓶的力增大,并且玻璃瓶始终静止,由平衡条件可知,物体受到的重力与摩擦力大小相等,由于玻璃瓶的重力不变,则摩擦力也不变;故C错误;D、向瓶注水后,玻璃瓶和水的总重力增大,因为瓶子仍静止,故摩擦力与增大后的重力相等,故D正确.故选D.。