(完整版)摩擦力及受力分析

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摩擦力 受力分析

摩擦力 受力分析
1.受力分析的一般步骤:
(1)首先要明确研究对象(特别是对有多个物 体组成的系统,正确选择研究对象往往起着决定 作用)(整体法.隔离法)
(2)按照一定顺序进行受力分析.一般可先分 析场力,如重力、电场力、磁场力等;然后分 析接触力,分析接触力时,要先分析弹力,在 有弹力的接触面上,再判断是否存在摩擦力.在 受力分析的过程中,要边分析边画受力图(养 成画受力图的好习惯).
(3)受力分析完后,应仔细检查分析结果与物体 所处状态是否相符.
另外,检查时要能找出每个力的施力物体,这样 做看似费时,但只要能养成好习惯,分析受力时, 就会自觉地运用了.
2.受力分析时应注意: (1)不要把研究对象的受力与其他物体的受力混淆. (2)对物体所受的力,必须明确它的来源,不可 无中生有. (3)“向心力”、“回复力”等效果力,并不是物 实际受到的力,分析受力时应注意.
题6、如图所示,质量为m1的木块在质量为m2的 长木板上向右滑行,木块同时受到向右的拉力F 的作用,长木板处于静止状态,已知木块与木板 间的动摩擦因数为µ1,木板 与地面间的动摩擦因数为 µ2,则( AD) A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1m1g B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(m1+m2)g C.当F> 2(m1+m2)g时,木板便会开始运动 D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
题3
f
画出f---t图像 F=Kt 走向高考 P33—考例3
mg
t 摩擦力随外界约束因素变化而变化.---具有被动性
o

题 4.

画出 f 随角度 的变化图像 f
o

题5、如图1-2-3所示,C是水平地面,A、B 是两个长方形物块,F是作用在物块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,A、B间的动摩擦因数 µ1和B、C间的动摩擦因数µ2有可能是( BD ) A.µ1 =0, µ2 =0 B.µ1 =0, µ2 ≠0 C.µ1 ≠0,µ2 =0 D.µ1 ≠0,µ2 ≠0 摩擦力与摩擦系数的关系: 有不一定f、 有f一定有

高中物理必修一《力与物体平衡》摩擦力与受力分析

高中物理必修一《力与物体平衡》摩擦力与受力分析

§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 ○1 相互接触的物体间有弹力存在;○2 接触面粗糙; ○3 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 = μF N .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.受力分析对物体进行受力分析的一般步骤:○1 首先确定研究对象; ○2 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,○3 最后检查分析结果能否使物体处于题目中所给的运动状态.【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).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. 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α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):( )解析:本题应分三种情况进行分析:○1 当0 ≤α<arctan μ(μ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 = 图2.2-1(解)图2.2-2 A B CD 图2.2-1mg sin α,α=0时,f = 0;f 随α增大按正弦规律增大.○2 当α= arctan μ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.○3 当arctan μ<α≤900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 = μF N =μmg cos α,f 随α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α变化的图线.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 ,α=∠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:f mg -αsin F -=0、N αcos F -=0解得摩擦力f = mg + F sin α. 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:○1 用刻度尺测量出橡皮条自由长度l 0,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l 1,并计算其形变量∆l 1 = l 1 l -0;○2 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l 2,并计算其形变量∆l 2 = l 2 l -0;○3 计算动摩擦因数μ= ∆l 2/∆l 1. 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.【当堂反馈】1.如图2.2-4所示,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2.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F b = 5N 、F c = 10N 分别作用于b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止状态.以f 1、f 2、f 3分别表示a 与b 、b与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则:A .f 1 = 5N 、f 2 = 0、f 3 = 5NB .f 1 = 5N 、f 2 = 5N 、f 3 = 0C .f 1 = 0N 、f 2 = 5N 、f 3 = 5ND .f 1 = 0N 、f 2 = 10N 、f 3 = 5N【强化训练】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F 1和F 2,那么它们的关系是:( )A .F 1向上,F 2向下,F 1 = F 2B .F 1向下,F 2向上,F 1 > F 2C .F 1向上,F 2向上,F 1 = F 2D .F 1向上,F 2向下,F 1 > F 22.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)压在竖直的足够高图2.2-3(解) A C Fmg N B fA B C F 图2.2-3 图 2.2-5 图2.2-4F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 的变化关系是图下图中的:( )3.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 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4.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5.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:( )A .a 保持静止,而且没有相对水平面运动的趋势B .a 保持静止,但有相对水平面向右运动的趋势C .a 保持静止,但有相对水平面向左运动的趋势D .因未给出所需数据,无法对a 是否运动或有无运动趋势做出判断6.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:( ) A .b 受到向右的摩擦力 B .a 受到m 对它的向左的摩擦力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μ.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v 1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v 2沿轨槽运动,则F 的大小为:( )A .F =μmgB .F >μmgC .F <μmgD .不能确定 8.如图2.2-12所示,放在倾斜的的木板上,当木板倾角θ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μ,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μ的计算式.图2.2-6图2.2-7 图2.2-8 图2.2-9 图2.2-10图2.2-11图2.2-1210.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 。

07摩擦力 物体的受力分析

07摩擦力 物体的受力分析

06摩擦力物体的受力分析知识梳理一、摩擦力1.定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动的趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F=μF N,静摩擦力:0≤F≤F max. 4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【特别提醒】(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动.(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止,受滑动摩擦力作用的物体不一定运动.(3)接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力方向总垂直,反之不一定成立.二、受力分析1.定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力图,这个过程就是受力分析.2.受力分析的顺序先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析电场力、磁场力、其他力.3.受力分析的步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用.(3)画出受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向.(4)检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态,否则,必然发生了漏力、添力或错力现象.典型例题考点1.滑动摩擦力方向的确定【例1】一倾斜传送带按如图所示方向运动,现将一小物块A慢慢放到传送带的上端.刚放上A后,A 受的摩擦力方向如何?【解析】慢慢放上A后,可认为A的速度为零,而传送带相对于A正在向斜下方运动,即A相对传送带向斜上方运动,故A受滑动摩擦力方向沿传送带向下.【反思】教学过程中发现,很多学生认为A受的摩擦力方向沿传送带向上.导致错误的原因有二:一是没有分清是滑动摩擦力还是静摩擦力,认为这和静止于斜面上的物体受到静摩擦力沿斜面向上是一样的.二是对“滑动摩擦力方向总跟相对运动方向相反”这一判断方法理解不深刻.几乎所有的同学认为滑动摩擦力方向判断要比静摩擦力方向的判断容易,因而忽视了对滑动摩擦力方向判断方法的深刻理解.变式探究1如图所示,质量为m的工件置于水平放置的钢板C上,二者间动摩擦因数为μ.由于光滑导槽A、B的控制,工件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拉动工件(F方向与导槽平行)使其以速度v2沿导槽运动,则F的大小为( )A.等于μmg B.大于μmgC.小于μmg D.不能确定【错解】 A【错解分析】有的同学误认为摩擦力的方向与v2反向,由平衡条件得出F=F f=μmg.【正解】工件对地以v2运动,但相对钢板却是偏左方向,如图所示v的方向.钢板以速度v1向右运动,则工件以等大速度相对钢板向左移动,设为v1′,同时工件被拉动也具有另一速度v2,故工件相对于钢板的运动速度应是v1′与v2的合成,即图中的速度v.滑动摩擦力阻碍二者的相对运动,故工件所受摩擦力F f与v方向相反,要使工件沿导槽匀速运动,所施加的拉力只需与F f的一个分力F1平衡,故F=F1=F f·sinα<F f.【答案】C考点2.静摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,而相对运动趋势不如相对运动直观,它具有很强的隐蔽性,所以静摩擦力的方向判定较困难.为经常用下面几种方法:1.假设法:假定没有摩擦力(即光滑),分析相对静止的物体间能否发生相对运动.若能,则有静摩擦力,方向与相对运动方向相反;若不能,则没有静摩擦力.如下图甲、乙所示,A、B两物体均在外力F作用下一起匀速运动.若假设甲图中A受摩擦力,则A将不会做匀速直线运动,故A不受静摩擦力.而乙图中,若假设A不受摩擦力,则A将相对于B向下滑动,即A受B 的静摩擦力,方向沿斜面向上.2.运动状态法:根据物体的运动状态利用平衡条件或牛顿第二定律判断,此方法关键是先确定物体的运动状态(静止或加速),再利用平衡条件或牛顿第二定律列式计算,确定静摩擦力存在与否及静摩擦力的方向.如下图所示中汽车启动时,放在车箱中的相对汽车静止的物体,只能是受到车箱向前的静摩擦力作用才产生了加速度.3.反作用法:利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向,再确定另一物体受到的静摩擦力.【例2】指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向.①物体A静止于斜面上,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;③物体A放在车上,在刹车过程中,A相对于车厢静止,如图丙所示;④物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动,如图丁所示.【解析】运用假设法判断出图甲斜面上的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;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.判断静摩擦力方向,还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断;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物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向);图丁中,A物体随转台匀速转动,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.【答案】甲图中,沿斜面向上乙图中,水平向左丙图中,水平向左丁图中,总指向圆心【反思】摩擦力的判断比较复杂,有时只根据摩擦力产生的条件是无法判断出来的,要结合物体的运动情况来进行判断.变式探究2如图所示,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,小物体A与传送带相对静止,重力加速度为g.则( )A.只有a>g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B.只有a<g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C.只有a=g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D.无论a为多大,A都受沿传送带向上的静摩擦力作用【解析】A与传送带相对静止,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,A有沿斜面向下的加速度a,对A受力分析可知只有a<g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用,B正确.【答案】 B考点3.摩擦力大小的计算方法计算摩擦力的大小,首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力,然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小.1.静摩擦力大小的计算根据物体所受外力及所处的状态(平衡或加速)可分为两种情况:(1)物体处于平衡状态(静止或匀速),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有摩擦力,则F=ma.例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度.若除摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求摩擦力,这种与运动状态有关的特点,区别于滑动摩擦力.2.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的压力,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,与接触面的大小也无关.3.最大静摩擦力并不是物体实际受到的力,物体实际受到的静摩擦力一般小于最大静摩擦力;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.【注意】(1)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”.(2)考查摩擦力时,经常结合共点力的平衡条件和牛顿运动定律来确定摩擦力的大小和方向.【例3】在粗糙的水平面上放一物体A,A上再放一质量为m的物体B,A、B间的动摩擦因数为μ,现施加一水平力F于A(如右图所示),计算下列情况中A 对B的摩擦力的大小.(1)当A、B一起做匀速运动时;(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时;(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时;(4)当A、B发生相对滑动,且B物体的五分之一伸到A的外面时.【解析】(1)因A、B一起向右做匀速运动,B物体受到的合力为零,所以B物体受到的摩擦力为零.(2)因A、B间无相对滑动,所以B受到的摩擦力是静摩擦力,此时不能用滑动摩擦力公式Fμ=μF N来计算B所受摩擦力的大小,应用牛顿第二定律对B物体分析有F合=ma,得Fμ=ma.(3)因A、B发生相对滑动,所以B受到的摩擦力是滑动摩擦力,即Fμ=μF N=μmg.(4)因滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小无关,所以Fμ=μmg.【反思】在计算摩擦力的大小时要分析物体的运动情况,判断出是静摩擦力还是滑动摩擦力.变式探究3(2010·济南五模)如图所示,质量为m的物体,放在质量为M的斜面体上,斜面体放在水平粗糙的地面上,物体和斜面体均处于静止状态.当在物体上施加一个水平力F,且F由零逐渐加大的过程中,物体和斜面仍保持静止状态.在此过程中,下列判断正确的是( )A.物体受到的摩擦力逐渐增大B.斜面体对物体的支持力逐渐增大C.地面受到的压力逐渐增大D.地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大【解析】本题利用极值法和特殊位置法即可求解,当水平力F为零时,物体受到的摩擦力沿斜面向上,且大小为mg sinθ;当水平力F逐渐增大时,沿斜面方向:mg sinθ=F cosθ+f,故摩擦力先减小,当mg sinθ=F cosθ时,摩擦力减小为零,后沿斜面向下且逐渐增大,故选项A错误;垂直斜面方向:F N=mg cosθ+F sinθ,故选项B正确;对物体、斜面体整体受力分析可以看出,竖直方向上地面支持力和重力平衡,故选项C错误;水平方向上推力F和地面对斜面体的摩擦力平衡,选项D正确.【答案】BD考点4.物体的受力分析1.整体法与隔离法2.假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.3.应注意的问题(1)只分析研究对象的受力而不考虑研究对象对其他物体的施力.(2)对于研究对象所受的每一个力,都能找出施力物体,不能无中生有.(3)合力与分力不能同时考虑.(4)区分内力和外力.对由多物体组成的系统进行受力分析时,只分析系统外的物体对系统的作用力,不分析系统内各物体之间的作用力,若分析系统内某个物体的受力时,系统内各物体之间的作用力就变成了外力.【特别提醒】(1)受力分析时,若涉及的问题是整体与外界作用,一般应用整体分析法,若涉及的问题是物体间的作用时一般采用隔离分析法.(2)分析受力时,一定要验证物体受到的合外力是否与物体的运动状态吻合,如匀速运动时合力等于零.【例4】如图甲所示,容器内盛有水,器壁AB呈倾斜状.有一个小物体P处于图示位置,并保持静止状态,则下列关于物体P的受力情况的说法中,正确的是( )A.P可能只受一个力B.P可能只受三个力C.P不可能只受两个力D.P不是受到两个力就是受到四个力【解析】物体P的受力有以下两种情况.①当物体P所受水的浮力大小等于其重力时,该物体受两个力作用,即重力和水的浮力,方向如图乙所示.②当物体P所受水的浮力大小大于其重力时,该物体受四个力作用,即重力、器壁给予的弹力、水的浮力、器壁给予的摩擦力,方向如图丙所示.【答案】 D【反思】本题最典型的错解是选C.其主要原因是在分析了物体受重力G、浮力F作用后,认为物体与器壁接触必有弹力.实际上接触只是产生弹力的必要条件而非充分条件.此题中对于物体与器壁接触是否有弹力作用,必须利用平衡条件才能准确判断;还有一种错误是认为物体不是受四个力作用而是多于四个力作用,结果选C,这常常是因把合力与分力重复考虑而造成的.我们在分析受力时讲物体受几个力作用,这些力都必须是从力的性质而言的,不能将合力(性质力)与分力(非性质力)重复考虑.多出力也可能是将物体施于其他物体的力画到自身上来了.还要指出的是本题若要画出受力图,则可能出错更多。

摩擦力对物体受力分析问题及解答

摩擦力对物体受力分析问题及解答

摩擦力对物体受力分析问题及解答摩擦力是指两个物体相互接触时产生的阻碍运动的力量。

在物体受力分析中,摩擦力起着重要的作用。

本文将对摩擦力对物体受力的分析问题进行探讨,并提供一些解答。

一、什么是摩擦力?摩擦力是由两个物体之间的接触产生的力量。

当一个物体相对于另一个物体运动时,两者之间的接触面会产生摩擦力。

摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力是指物体尚未开始运动时受到的阻碍力。

当施加的力没有超过静摩擦力的极限时,物体将保持静止。

一旦施加的力超过了静摩擦力的极限值,物体将开始运动。

动摩擦力是指物体在相对运动时受到的阻碍力。

当物体运动时,两个接触面之间会产生相对滑动,从而引发动摩擦力。

动摩擦力的大小通常小于或等于静摩擦力。

二、摩擦力的影响因素摩擦力的大小会受到多个因素的影响,主要包括以下几点:1. 物体之间的材质:不同材料之间的摩擦力大小有所差异。

例如,金属之间的摩擦力通常较小,而金属和木材之间的摩擦力较大。

2. 物体的接触面积:接触面积越大,摩擦力越大。

例如,一个平放在地面上的物体与地面的接触面积较大,因此摩擦力较大。

3. 物体之间的压力:压力越大,摩擦力越大。

当施加在物体上的力增大时,物体与接触面之间的压力也会增加,从而导致摩擦力增大。

三、如何计算摩擦力?在物体受力计算中,计算摩擦力的大小可以使用以下公式:F = μN其中,F代表摩擦力的大小,μ代表摩擦系数,N代表物体与接触面之间的压力。

摩擦系数μ是一个表示不同材质之间摩擦力大小的常数。

它的值可以通过实验或文献资料获得。

四、摩擦力的应用与解答1. 问题:一个质量为5kg的物体放在水平地面上,施加在物体上的力为10N,已知静摩擦系数为0.4,求物体静止不动时的摩擦力。

解答:首先计算物体与地面之间的压力N,N = mg,其中m表示物体的质量,g表示重力加速度。

因此,N = 5kg × 9.8m/s² = 49N。

然后使用摩擦力公式计算摩擦力F,F = μN = 0.4 × 49N = 19.6N。

(完整版)摩擦力及受力分析

(完整版)摩擦力及受力分析

摩擦力及受力分析学案知识精解一,摩擦力1、滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.(1)产生条件:①接触面是粗糙; ②两物体接触面上有压力; ③两物体间有相对滑动.(2)方向:总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反.(3)大小—滑动摩擦定律滑动摩擦力跟正压力成正比,也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。

即N F f μ=其中的F N 表示正压力,不一定等于重力G 。

μ为动摩擦因数,取决于两个物体的材料和接触面的粗糙程度,与接触面的面积无关。

2、静摩擦力:当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时,所受到的另一个物体对它的力,叫做静摩擦力.(1)产生条件:①接触面是粗糙的;②两物体有相对运动的趋势;③两物体接触面上有压力.(2)方向:沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反.(3)大小:静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤f m ,具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。

必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF N 计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,既Fm=μF N3、摩擦力与物体运动的关系①摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反.而不一定与物体的运动方向相反. 如:课本上的皮带传动图。

物体向上运动,但物体相对于皮带有向下滑动的趋势,故摩擦力向上。

②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的.而不一定是阻碍物体的运动的.如上例,摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑,但恰恰是摩擦力使物体向上运动。

注意:以上两种情况中,“相对”两个字一定不能少.这牵涉到参照物的选择。

一般情况下,我们说物体运动或静止,是以地面为参照物的。

而牵涉到“相对运动”,实际上是规定了参照物。

如“A 相对于B",则必须以B 为参照物,而不能以地面或其它物体为参照物。

摩擦力-受力分析

摩擦力-受力分析
摩擦力-受力分析
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热点一 滑动摩擦力的理解 1.如何理解公式“Ff=μFN”?
滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算,应用 此公式时要注意以下几点: (1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、 表面的粗糙程度有关;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, 与接触面的大小也无关.
图4
摩擦力-受力分析
答案 (1)甲图中,沿斜面向上 (2)乙图中,水平向左 (3)丙图中,水平向左 (4)丁图中,总指向圆心
摩擦力-受力分析
练习2:如图所示,物体B叠放在A上,物体A置于地面上, 若在物体A上施加一个力F,分析以下几种情况下,物体A 和B所受的摩擦力。 (1)一起静止; (2)一起向右匀速直线运动; (3)一起以加速度a水平向右运动.
A.B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反 B.D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反 C.D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
答案 BCD
摩擦力-受力分析
方法提炼 静摩擦力方向的判断方法 1.假设法(如图3所示)
图3
摩擦力-受力分析
2.状态法:根据二力平衡条件、牛顿第二定律或牛 顿第三定律,可以判断静摩擦力的方向.假如用 一水平力推桌子,若桌子在水平地面上静止不动, 这时地面会对桌子施一静摩擦力.根据二力平衡 条件可知,该静摩擦力的方向与推力的方向相反, 加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定 律确定.
3.利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系) 来判断,此法关键是抓住“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.

摩擦力及受力分析

摩擦力及受力分析

摩擦力及受力分析
一,摩擦力
1.滑动摩擦力
(1)条件:a。

接触b,粗糙, c,压力, d, 相对滑动
(2)大小F f﹦N
压力:与接触面垂直;不一定等于重力,由物体的所受外力和运动情况决定。

(3)方向
与相对滑动的方向相反
二,静摩擦力
(1)定义
两个物体这间有相对运动趋势时产生的阻碍物体相对运动的力。

(2)条件
前三条与滑动摩擦力相同,第四条为:两个物体间有相对运动的趋势。

趋势:将要或者说想要发生相对运动,但它们之间没有发生相对运动,它们是相对静止的。

(3)方向
与相对运动的趋势的方向相反。

(4)大小
最大静摩擦力:物体之间刚好发生相对滑动时的静摩擦力。

0﹤F≤Fm
三分析摩擦力必须注意的问题
一是要弄清楚是滑动摩擦力还是静摩擦力,二是要注意两个词:相对和接触面四实例
物体的受力分析一,选定研究对象,
二,隔离对象
三,画受力分析图
一重力,二弹力,三摩擦力。

绕圈找接触的物体,看看对它有没有弹力和摩擦力。

摩擦力的分析与解决方法

摩擦力的分析与解决方法

摩擦力的分析与解决方法摩擦力是物体间接触时产生的阻力,它对我们的日常生活和工业生产具有重要意义。

了解摩擦力的分析和解决方法,有助于我们减少能源消耗、提高运动效率,并解决因摩擦力引起的问题。

一、摩擦力的分析要准确分析摩擦力,我们需要了解以下几个方面:1. 受力分析:摩擦力是由物体间的分子间相互作用力产生的。

当两个物体接触时,分子间的吸引力会阻碍它们的相对运动,产生摩擦力。

2. 摩擦系数:摩擦系数是用来描述两个物体之间摩擦力大小的参数。

它可以分为静摩擦系数和动摩擦系数。

静摩擦系数表示物体开始运动前的摩擦力大小,动摩擦系数表示物体运动中的摩擦力大小。

3. 物体表面状态:摩擦力还与物体表面的粗糙程度和润滑情况有关。

当物体表面越粗糙,摩擦力越大;而润滑会减少物体表面的接触面积,从而减小摩擦力。

二、解决摩擦力的方法要解决摩擦力的问题,我们可以采取以下几种方法:1. 润滑:润滑是最常见的减小摩擦力的方法之一。

通过在物体表面涂抹润滑剂,可以减小物体间的接触面积,减弱分子间的吸引力,从而减小摩擦力。

常用的润滑剂包括油脂、润滑油和凡士林等。

2. 改变物体表面状态:根据摩擦力与物体表面粗糙程度的关系,我们可以通过改变物体表面的状态来减小摩擦力。

例如,用砂纸磨光物体表面,可以减小表面的颗粒,从而减小摩擦力。

3. 使用滚动替代滑动:在一些情况下,滚动可以替代滑动,从而减小摩擦力。

例如,将物体放在滚动的球体上,可以大大减小与地面的接触面积,从而减小摩擦力。

这也是为什么轮子的发明对于运输工具的发展具有如此重要的原因之一。

4. 减小负载重量:摩擦力与物体的质量有关,负载越重,摩擦力越大。

因此,在一些需要减小摩擦力的场合下,可以通过减小负载重量来达到目的。

例如,在工业生产中,可以采用轻量化的材料来减小设备的负载重量,从而减小能源消耗。

5. 使用辅助力量:在一些情况下,我们可以利用其他力量来克服摩擦力。

例如,在起重机的使用中,通过应用力臂的原理,可以用较小的力克服较大的摩擦力,从而提高起重效率。

摩擦力的分析与计算

摩擦力的分析与计算

摩擦力的分析与计算摩擦力是我们在日常生活中经常遇到的一种力,它存在于各种接触物体之间,影响着物体的运动和静止状态。

在本文中,将对摩擦力的分析与计算进行探讨,并介绍几种常见的计算方法。

一、摩擦力的概念和特点摩擦力是由于两个物体表面之间的接触而产生的相互阻碍运动的力。

在摩擦力的作用下,物体会受到一定的阻力,从而使得运动变得困难或停止。

摩擦力的大小与物体表面的粗糙程度以及受力物体的质量有关。

摩擦力有两种类型:静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力作用于两个相对静止的物体之间,当施加在物体上的力小于或等于静摩擦力的最大值时,物体保持静止不动。

动摩擦力作用于两个相对运动的物体之间,它的大小通常小于等于静摩擦力的最大值。

二、静摩擦力的计算方法静摩擦力的大小可以通过以下公式计算:Fs ≤ μs × N其中,Fs表示静摩擦力的大小,μs表示静摩擦系数,N表示物体受力的大小。

静摩擦系数是与两个物体表面之间的粗糙程度有关的物理量,是一个无量纲的常数。

不同物体之间的静摩擦系数不同,通过实验测量可以确定。

三、动摩擦力的计算方法动摩擦力的大小可以通过以下公式计算:Fd = μd × N其中,Fd表示动摩擦力的大小,μd表示动摩擦系数,N表示物体受力的大小。

动摩擦系数是与两个物体表面之间的摩擦性质有关的物理量,也是一个无量纲的常数。

与静摩擦系数类似,不同物体之间的动摩擦系数也可以通过实验测量得到。

四、摩擦力的应用举例1. 轮胎与地面的摩擦力:当车辆行驶时,轮胎与地面之间存在着摩擦力。

静摩擦力和动摩擦力的大小决定了车辆在起步和制动时的性能。

2. 滑雪板与雪地的摩擦力:滑雪运动中,滑雪板与雪地之间的摩擦力起到控制速度和姿态的作用。

通过调整滑雪板和雪地之间的摩擦力,可以进行不同难度和风格的滑雪动作。

3. 机械设备的运转摩擦力:在各种机械设备中,摩擦力是一个重要的因素。

通过合理调整设备部件之间的摩擦力,可以提高设备的效率和寿命。

第2讲 摩擦力及受力分析

第2讲 摩擦力及受力分析

第讲 摩擦力及受力分析一、学习目标 理解摩擦力的产生条件和方向的判断,及摩擦的大小计算。

二、概念学习1.产生条件:(1)两物体接触面 ;②两物体间存在 ;(2)接触物体间有相对运动( 摩擦力)或相对运动趋势( 摩擦力)。

2.方向:(1)滑动摩擦力的方向沿接触面和 相反,与物体运动方向 相同。

(2)静摩擦力方向沿接触面与物体的 相反。

可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。

3.大小:(1)滑动摩擦力的大小: f = μN 式中的N 是指 ,不一定等于物体的重力;式中的μ被称为动摩擦因数,它的数值由 决定。

(2)静摩擦力的大小: 0< f 静 ≤ f m 除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力 关,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,与正压力成 比;静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来进行计算。

4.对物体进行受力分析的一般步骤:首先确定 ;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 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状态.三、典型例题例1.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例2.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行了安全检查。

图1为—水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB 始终保持v =1 m/s 的恒定速率运行,一质量为m =4 kg 的行李无初速地放在A 处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。

设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB 间的距离l =2 m ,g 取10 m/s 2。

求:行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;图1例3分析下列各物体受力情况,并画出受力图示1.A 、B 叠放静止在斜面上A 受力B 受力2.光滑的半球形容器,放一均匀直棒AB ,如图3,画出AB 棒受力图示。

摩擦力与受力分析专题(讲义及答案)强烈推荐

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摩擦力与受力分析专题(讲义)一、 考点分析考点一:摩擦力 1. 滑动摩擦力(1) 产生条件:相互接触并挤压、发生相对运动、接触面粗糙; (2) 方向: ;(3) 大小:只与和接触面的粗糙程度两个因素有关。

在接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力大小跟压力成正比。

即:f =μF N (μ主要取决于接触面的粗糙程度)(4) 影响滑动摩擦力大小的因素: 、。

(5) 增大摩擦力的方法:、;减小摩擦力的方法:、 、、。

2. 静摩擦力(1) 产生条件:、、;(2) 方向:与相对运动趋势方向相反; (3) 大小:通过二力平衡求解。

3. 摩擦力的方向分析方法:摩擦力方向和相对运动方向(相对运动趋势方向)相反; 若摩擦力方向和物体运动方向相同,则摩擦力作为动力; 若摩擦力方向和物体运动方向相反,则摩擦力作为阻力。

4. 分析摩擦力的变化、比较摩擦力大小思路。

(1) 分析摩擦力的类型。

(2) 滑动摩擦力:直接分析压力、接触面粗糙程度的变化。

静摩擦力:受力分析。

考点二:受力分析 5. 受力分析(1) 明确研究对象;(只分析物体受到的力) (2)按先画 、再找 、最后分析的顺序进行。

(判断方法:结合物体的运动状态、可采用假设法判断)1 2 3二、真题演练【考点一:摩擦力】1.人沿水平方向推装满沙子的车,如图所示,但没有推动,下列说法正确的是()A.人对车的作用力小于车对人的作用力B.人对车的推力小于地面对车的摩擦力C.人对车的推力与地面对车的摩擦力是一对平衡力D.沙子受到的重力与地面对车的支持力是一对平衡力2.在地铁入口处,都有如图所示的行李安全检查,当行李随输送带一起水平匀速进入检查机时,会自动接受X 射线检测。

水平匀速运动时,行李与输送带之间(选填“有”或“无”)摩擦力。

3.如图所示,用手握住重5N 的瓶子,手与瓶子间的摩擦是静摩擦,此时瓶子受到的静摩擦力大小为N ,方向为(选填“竖直向下”或“竖直向上”)。

增大手对瓶子的握力,瓶子受到的静摩擦力将(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

二、摩擦力与受力分析

二、摩擦力与受力分析

4.会处理重叠体的临界问题 会处理重叠体的临界问题 ★★★★★可从哪些角度考查? 、 间静摩擦力 可从哪些角度考查? ★★★★★ 5.如图所示 可从哪些角度考查 例★★★★★,mA=1kg,mB=2kg,A、B间静摩擦力 .如图所示, , , 的最大值是5N,水平面光滑.用水平力 用水平力F拉 , 的最大值是 ,水平面光滑 用水平力 拉B,当拉力大 小分别是F=10N和F=20N时,A、B的加速度各多大? 的加速度各多大? 小分别是 和 时 、 的加速度各多大 设刚好使A、 发生相对滑动的拉力为 发生相对滑动的拉力为F 此时A、 解:设刚好使 、B发生相对滑动的拉力为 0,此时 、 B间的静摩擦力恰达到 ,根据牛顿第二定律有 间的静摩擦力恰达到5N, 间的静摩擦力恰达到 F0 =(mA+mB)a0 对A、B系统 、 系统 v Ff 对A Ffm =mAa0 F′f 2 F0 =15N 代入数据解得 a0 =5m/s (1)当F=10N<15N时, A、B仍相对静止 当 时 、 仍相对静止
★★★★★可从哪些角度考查? ★★★★★可从哪些角度考查? ★★★★★ 可从哪些角度考查
1.根据摩擦力的特点定性分析判断有关问题 根据摩擦力的特点定性分析判断有关问题 下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中正确的是( 例1.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中正确的是( ) 下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中正确的是 A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同 静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同 C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直 √ 静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直 D.加速运动的物体所受静摩擦力一定为零 加速运动的物体所受静摩擦力一定为零 v v Ff Ff F′f 2.会用两种方法求解滑动摩擦力 会用两种方法求解滑动摩擦力 方法一、根据滑动摩擦定律F=µFN求解, 求解, 方法一、根据滑动摩擦定律 方法二、根据物体的受力情况、运动状态, 方法二、根据物体的受力情况、运动状态,由平衡条件 或牛顿运动定律求解. 或牛顿运动定律求解.

2摩擦力受力分析

2摩擦力受力分析

摩擦力受力分析一、摩擦力1.定义:当一物体在另一物体表面上相对运动或有相对运动趋势时,受到的阻碍作用,叫做摩擦力.可分为滑动摩擦力、静摩擦力两种.2.产生条件(1)接触面是粗糙的;(2)接触面上要有挤压的力(压力);(3)相接触的两物体要有相对运动或有相对运动的趋势.3.方向:总跟接触面相切,并且跟物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反.4.大小(1)滑动摩擦力大小跟物体间正压力成正比,即F=μF N.将FF N定义为动摩擦因数,即μ=FF N,μ只与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关,与接触面积、接触面上受力和物体运动状态无关.(2)静摩擦力大小与相对运动趋势强弱有关,趋势越强摩擦力越大,但不超过最大静摩擦力(是物体间开始滑动时受的静摩擦力,用F m表示).因此静摩擦力随着运动趋势强弱变化而在0~F m之间变化,即0<F静≤F m.静摩擦力大小通常要依物体的状态列平衡方程或根据牛顿第二定律列方程求解.思维突破1.摩擦力不一定是阻力,可以是动力.如物块放在加速运动的传送带上.2.摩擦力的方向与物体的运动方向不一定相反,也不是“总在一条直线上”.究其原因是摩擦力的方向应与“相对运动或相对运动的趋势相反”,而与物体的运动方向没有直接的联系.二、物体的受力分析把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中所受到的所有外力找出来,并画出受力图,这就是受力分析.1.受力分析的顺序:先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力(电磁力、浮力等).2.受力分析的三个判断依据:(1)从力的概念判断,寻找对应的施力物体.(2)从力的性质判断,寻找产生的原因.(3)从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态(是静止、匀速运动还是有加速度).3.研究对象选取—整体法与隔离法(1)根据题意来选取研究对象.原则是要使对问题的研究尽量简便,研究对象可以是一个物体或一个物体的某一部分,也可以是几个物体组成的系统.正确选取研究对象,对能否顺利解决问题往往起决定作用;(2)把研究对象从周围的环境中隔离出来,按照先场力、再接触力的顺序进行受力分析,并画出物体的受力图,这种分析方法称为“隔离法”;(3)当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可采用“整体法”.用整体法的简便之处在于不需要涉及内部各物体之间的作用力,而隔离法恰好可以分析系统内部各物体之间的相互作用力.整体法与隔离法交叉使用,往往可以优化解题思路和方法,使处理问题简捷明快.例1:用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为30°,如图所示,则物体所受摩擦力A.等于零B.大小为12mg,方向沿斜面向下C.大小为32mg,方向沿斜面向上D.大小为mg,方向沿斜面向上例2:如图所示,物块A、B和C叠放在水平桌面上,水平力F b=5 N,F c=10 N分别作用于物体B、C上,A、B和C仍保持静止,以F f1、F f2、F 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A.F f1=5 N,F f2=0,F f3=5 NB.F f1=5 N,F f2=5 N,F f3=0C.F f1=0,F f2=5 N,F f3=5 ND.F f1=0,F f2=10 N,F f3=5 N例3:两重叠在一起的滑块,置于倾角为θ的固定斜面上,如图2-2-5所示,滑块A、B的质量分别为m1、m2,A与斜面间的动摩擦因数为μ1,B与A间的动摩擦因数为μ2.已知两滑块都从斜面由静止以相同的加速度滑下,求滑块B受到的摩擦力的大小及方向.例4:把一重为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k 为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是图中的哪一个例5:如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B保持静止,物体B 的受力个数为A.2B.3C.4D.5例6:如图所示,小车M在恒力F作用下,沿水平地面做直线运动,由此可判断A.若地面光滑,则小车一定受三个力作用B.若地面粗糙,则小车可能受三个力作用C.若小车做匀速运动,则小车一定受四个力作用D.若小车做加速运动,则小车可能受三个力作用作业:1.L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示。

摩擦力的计算方法与实例分析

摩擦力的计算方法与实例分析

摩擦力的计算方法与实例分析摩擦力在我们的日常生活和工业生产中起着关键的作用。

无论是行走、运动还是机械运转,摩擦力都是不可避免的一部分。

因此,了解摩擦力的计算方法对于我们理解物体行为和优化工艺至关重要。

本文将介绍摩擦力的计算方法,并通过实例分析进行进一步探讨。

一、摩擦力的基本概念摩擦力是两个接触物体之间由于相互接触而产生的阻碍相对滑动或滑行的力。

它的大小受到多个因素的影响,包括物体的表面粗糙度、接触面积和压力等。

二、静摩擦力的计算方法当两个物体接触时,如果它们没有相对滑动或滑行的趋势,我们称之为静摩擦。

静摩擦力的计算可以通过以下公式得出:F静= μ静 × N其中,F静是静摩擦力,μ静是静摩擦系数,N是垂直于接触面的正压力。

为了更好地理解静摩擦力的计算方法,我们以一个例子进行分析。

假设有一个木箱放置在水平地面上,木箱的重力为500N,静摩擦系数为0.6。

根据上述公式,静摩擦力可以计算如下:F静 = 0.6 × 500 = 300N因此,木箱受到的静摩擦力为300N。

三、动摩擦力的计算方法当两个物体相对滑动或滑行时,我们称之为动摩擦。

动摩擦力的计算可以通过以下公式得出:F动= μ动 × N其中,F动是动摩擦力,μ动是动摩擦系数,N是垂直于接触面的正压力。

为了更好地理解动摩擦力的计算方法,我们以一个例子进行分析。

假设有一个物体以20m/s的速度滑行在水平地面上,动摩擦系数为0.3,物体的质量为10kg。

根据上述公式,动摩擦力可以计算如下:F动 = 0.3 × 10 × 9.8 = 29.4N因此,滑行物体受到的动摩擦力为29.4N。

四、实例分析:车辆行驶中的摩擦力在交通运输领域,摩擦力是非常重要的。

以汽车行驶为例,驱动轮受到的摩擦力决定了车辆的加速度和牵引力。

当车辆启动时,驱动轮与路面之间的摩擦力将影响车辆的起步表现。

如果摩擦力不足,车辆可能会打滑无法起步;如果摩擦力过大,车辆的燃料消耗将增加。

(完整版)初中物理摩擦力解析

(完整版)初中物理摩擦力解析

在初中物理学习中,力学部分是重点,也是难点。

而在力学中解决摩擦力有关问题尤为困难,首先摩擦力有三种:即静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力; 其次摩擦力的方向和大小不容易搞清楚。

下面就通过一些例题来说明:一、判断是否受摩擦力要判断一个物体是否受摩擦力,我们可以从产生摩擦力的条件入手,条件是:①两个物体相互接触并挤压,即两个物体之间有弹力②接触面不光滑③物体有相对运动的趋势或发生相对运动注意:物体对接触面的压力压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力。

其大小不一定等于物体的重力,以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力,可能小于重力,还可能等于重力,也可能与重力无关。

但是不论支持面是什么样的,也不论物体受力情况如何复杂,物体对支持面的正压力和支持面对物体的支持力,总是一对作用力和反作用力,所以许多情况下都是通过求物体所受支持力来求得正压力的。

注意:如图3所示的物体静止情况下的压力大小,可见压力与重力无关。

(1)静止的物体例1.下图(1)中,物体A静止在水平地面上; 图(2)中,物体B静止在斜面上; 图(3)中,物体C被压在竖直墙壁上而处于静止,图(1)图(2)图(3)试分析上图中,物体A、B、C是否受摩擦力?分析解答:上图中物体A、B、C分别相对于地面、斜面、墙面均处于静止状态,但其中物体B、C有相对运动的趋势,所以B、C受摩擦力,而A物体不受摩擦力。

(2)运动的物体例2.下图中,物体A在水平向右的拉力作用下做匀速直线运动,B物体在水平皮带上跟随皮带一起做匀速直线运动,C物体沿着倾斜的皮带一起匀速直线运动,D物体沿着竖直墙壁向下做匀速直线运动,现在不考虑空气阻力,试分析它们是否受摩擦力?第1页(共6页)图(1)图(2)图(3)图(4)分析解答:图(1)、图(4)中的物体均有相对运动,同时结合平衡力的知识可以判断物体A和D都受摩擦力。

图(2)中的物体B相对皮带是静止的,若假设物体B受水平方向的摩擦力,则在水平方向找不到与摩擦力平衡的力。

摩擦力的分析与计算

摩擦力的分析与计算

摩擦力的分析与计算1.粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持静止,则此时()A.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力也等于F.B.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力等于零.C.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力也等于零.D.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力等于F.2.重为100N的物体在水平面上向右运动,同时受到一个向左的5N的水平拉力作用,若物体和水平A.10N3.的水平面上向左运动,同时受到大小为10N() 4.5.A.当FC.F与6.物块B知,A、BA.f1=0B.f1=F C.f2=F D.f1≠0,f2≠07.木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。

现用F=1N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后()A.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.木块A所受摩擦力大小是11.5NC.木块B所受摩擦力大小是9ND.木块B所受摩擦力大小是7N8.如图所示,物体A、B、C叠放在水平面上,水平力F作用于C使A、B、C以共同速度向右作匀速直线运动(A、B、C三者相对静止)那么关于摩擦力的说法正确的是()A .C 受摩擦力为零B .B 受摩擦力为零C .A 受摩擦力的矢量和为零D .A 、B 、C 作为整体所受摩擦力为零9.如图所示,物体A、B的质量均为m,A 、B 之间以及B与水平地面之间的动摩擦系数均为μ水平拉力F 拉着B 物体水平向左匀速运动(A 未脱离物体B的上表面)F 的大小应为()A .2μmgB .3μmgC .4μmgD .5μmg10.如图所示物体在水平力F 作用下静止在斜面上,若稍许增大水平力F ,而物体仍能保持静止时( )A..B .C .D .11.A .B .C .D .12用轻绳在斜面A .Q C 13力增加到2F A C 14间的动摩擦因数均为0.4.当用水平力向右拉动物体A 时,试求:(1)B 物体所受的滑动摩擦力的大小和方向;(2)A 物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向. 15.水平地面上放一个重为200N 的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为85N ,铁块与地面间的动摩擦因素为0.4,一个人用沿着水平方向的力推原静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力大小:(1)推力为50N 时;(2)推力为83N 时;(3)推力为100N 时.16.如图所示,甲、乙两个物体叠放在水平地面上,现给下面的乙物体施加一水平向右的拉力F ,使它们一起向右做匀速运动.试求乙对甲的摩擦力及地面对乙的摩擦力.17.用水平恒力F将一重为10N的木块紧压在竖直墙上,木块与墙之间的动摩擦因数为0.2,若是木块沿竖直方向匀速下滑,那水平恒力F大小是多少?18.如图所示,放在水平地面上的物体A重G=100N,左侧用轻质绳系在墙上,此时张力为零,右侧连着一轻质弹簧,已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4,弹簧的劲度系数k=25N/cm.在弹簧的右端加一水平拉力F,则:(1)当弹簧伸长1cm时,物体受哪几个力的作用,各为多大(2)当弹簧伸长2cm时,物体受哪几个力的作用,各为多大。

摩擦力_受力分析共47页

摩擦力_受力分析共47页
摩擦力_受力分析

6、黄金时代是在我们的前面,而不在 我们的 后面。

7、心急吃不了热汤圆。
•ห้องสมุดไป่ตู้
8、你可以很有个性,但某些时候请收 敛。

9、只为成功找方法,不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。

10、只要下定决心克服恐惧,便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为,请 记住, 除了在 脑海中 ,恐惧 无处藏 身。-- 戴尔. 卡耐基 。
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿

60、生活的道路一旦选定,就要勇敢地 走到底 ,决不 回头。 ——左
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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。


【例 10】分析下列物体 A 的受力


【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
个物体或物体的一部分,也可以是几个物体组成的系统。在解决比较复杂的问题时,灵活地
选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。
2、隔离研究对象,按顺序找力。
把研究对象从实际情景中分离出来。为防止漏掉某个力、要养成按一般步骤分析的好习惯。
(3)大小—滑动摩擦定律
滑动摩擦力跟正压力成正比,也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。即
f FN 其中的 FN 表示正压力,不一定等于重力 G。 为动摩擦因数,取决于两个物体的
材料和接触面的粗糙程度,与接触面的面积无关。
2、静摩擦力:当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时,所受到的另一个物体对 它的力,叫做静摩擦力.
如:课本上的皮带传动图。物体向上运动,但物体相对于皮带有向下滑动的趋势,故摩擦力 向上。
②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。 如上例,摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑,但恰恰是摩擦力使物体向上运动。
注意:以上两种情况中,“相对”两个字一定不能少。 这牵涉到参照物的选择。一般情况下,我们说物体运动或静止,是以地面为参照物的。而牵 涉到“相对运动”,实际上是规定了参照物。如“A 相对于 B”,则必须以 B 为参照物,而不能 以地面或其它物体为参照物。
N;当用 100N 的水平力推物体时,物体所受
的摩擦力大小为
N。
10. 如图所示的皮带传动装置中,A和B分别为主动轮和被动轮上边缘点,则分析工作时,
带对A的摩擦力方向为
,皮带对B的摩擦力方向为

11. 如图,用外力 F 水平压在质量为 m 的物体上,(设受力 F 的面绝对光滑),恰好使物体静
止,此时物体与墙之间的摩擦力为
量为

8. 如图,小车上固定着一根弯成θ角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为 m 的小球,若小
车静止,杆对球的弹力的大小为
,方向 ;若小车以加速度 a 水平向右加速运动,
杆对球的弹力的大小为

9. 重 500N 的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为 0.3,当用 180N 的水平
力推物体时,物体所受的摩擦力大小为
“相对”二字决定了参照物的选取。一般情况下是选地面或静止在地面上的物体做参照物,而 在判断摩擦力的方向时,参照物不能任意选取。判断两物体间的摩擦力时,必须以且中之一 做参照物。
【例 4】人在自行车上蹬车前进时,车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向( )
A.都向前;B.都向后;C.前轮向前,后轮向后; D.前轮向后,后轮向前。
A v=2m/s
B
2.根据运动状态确定 由物体的运动状态,结合物体受其它外力的情况来进行判断。
即:① 假设没有摩擦力,看物体能否处于平衡,如不能处于平衡状态,则必有摩擦力;如 能处于平衡状态,则必无摩擦力。② 如果物体处于平衡状态且有摩擦力,则摩擦力必与其 它的力的合力等大反向
【例 3】如图,力 F 拉着 A、B 共同作匀速运动,A 是否受到摩擦力?
2. 如图用轻绳连接两个用同种材料制成的 A 和 B 两物体,它们恰能沿斜面做匀速运动,且
绳子伸直,关于 A、B 的受力情况,正确的说法有 (
)
A. A 受 3 个力,B 受 4 个力
B. A 受 4 个力,B 受 3 个力
C. A、B 均受 3 个力
D. A、B 均受 4 个力
3. 如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为 m1 和 m2 的木块 1 和 2,中间用一原长 为 L、劲度系数为 k 的轻弹簧连接起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为μ。现用一水平力
C. 桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,两者方向相同,大小均为 m0g
D. 桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,两者方向相反,大小均为 m0g
7. 一个水平放置的弹簧,在两端各用 10N 的力拉弹簧,若弹簧的劲度系数为 100N/m,则弹
簧的伸长量为
,若将此弹簧的一端固定,在另一端用 20N 左右的力拉,弹簧的伸长
,如将 F 增大为 3F,物体与墙之间的静摩擦力

;若将 F 减小为 0.5F,物体滑动,墙与物体之间的动摩擦因数为μ,则物体与墙
之间的滑动摩擦力为

【综合测试】
1. 如图,放在粗糙水平桌面上的木块,受到 F1=8N,F2=3N 的水平推力作用而处于静止状 态。若撤去 F1,则物体( )
A. 仍静止
D. f 前向前,f 后向前
3. 在斜面上,一物体在平行于斜面向上的推力作用下,处于静止状态,推力的最大值为 F1,
最小值为 F2,则该物体与斜面间的最大静摩擦力的大小为 ( )
A. F1-F2
B. F2-F1
C. F1 F2 2
D. F1 F2 2
4. 有关力的下述说法中正确的是( )
A. 合力必大于分力 B. 运动物体所受摩擦力的方向一定和它运动方向相反
知识精解 一,摩擦力
摩擦力及受力分析学案
1、滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候,要受到另一个物体阻 碍它们相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.
(1)产生条件:
①接触面是粗糙; ②两物体接触面上有压力; ③两物体间有相对滑动.
(2)方向:总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反.

A. μ2mg
B. μ1Mg
C. μ1(m+M)g
D. μ2mg+μ1Mg
6. A、B、C 三物体质量分别为 M、m、m0,作如图所示的连接,绳子不可伸长,且绳子和滑
轮的摩擦均不计,若 B 随 A 一起沿水平桌面向右做匀速运动,则可以断定 ( )
A. 物体 A 与桌面之间有摩擦力,大小为 m0g B. 物体 A 与 B 之间有摩擦力,大小为 m0g
③摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。摩擦力不一定使物体减速,也可能使物体加速。 ④受静摩擦力的物体不一定静止,但一定保持相对静止。 ⑤滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反
二,受力分析
一,受力分析 正确对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学问题的重要方法、高中物理 的重要内容。
受力分析的程序:
(1)产生条件: ①接触面是粗糙的;②两物体有相对运动的趋势;③两物体接触面上有压力. (2)方向:沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反. (3)大小:静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不 能超过最大静摩擦力,即 0≤f≤fm ,具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。 必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律 F=μFN 计算,只有当静摩擦力达到最大值时, 其最大值一般可认为等于滑动摩擦力,既 Fm=μFN 3、摩擦力与物体运动的关系 ①摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。而不一定与物体的 运动方向相反。
【例 8】如图,两块相同的竖直木板 A、B 之间,有质量均为 m 的 4 块相同的砖,用两个大 小相等的水平力压木板,使砖静止不动。设所有接触面间的动摩擦因数均为 μ,则第二块砖 对第三块砖的摩擦力大小为:( )
F
F
12 3 4
A.Mg; B.0; C.μF; D.2mg。
2.根据牛顿第二定律进行确定 【例 9】分析下列物体所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙)
A. mg ,(M-m)g
B. mg , mg
C. (M-m)g ,Mg
D. (M+m)g , (M-m)g
5. 如图所示,质量为 m 的木块在质量为 M 的长木板上滑动,长木板与水平地面间的滑动摩
擦系数为μ1,木块与木板间的滑动摩擦系数为μ2,已知长木板处于静止状态,那么此时长
木板受到的地面摩擦力大小为(
类型题: 摩擦力大小的确定
在确定摩擦力的大小时,要特别注意物体间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力,因为二者 的大小变化情况是不同的。滑动摩擦力的大小跟压力 N 有关,成正比,与引起滑动摩擦力 的外力的大小无关;而静摩擦力的大小跟压力 N 无关,由引起这个摩擦力的外力决定,但 最大静摩擦力的大小跟压力 N 有关。因此,在确定摩擦力的大小时,静摩擦力的大小应由 引起静摩擦力的外力的大小来确定,不能用 f=μN 计算。滑动摩擦力的大小常用公式 f=μN 求
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