摩擦力 受力分析

或者大小等于40 N，方向沿斜面向下的力F′时，物体都能
在斜面上做匀速直线运动.那么，如果把此物体轻放在斜面 上，则它所受的摩擦力多大？上面三种情况下斜面静止， 则斜面与地面的摩擦力如何？
练习、如图2－2－4所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能
在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面不受地面的摩擦力作用．若
练习3 一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2
kg的物体上，另一端施一水平拉力F.(g＝10 m/s2)
(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长12 cm时，物 体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？ (2)若将弹簧拉长11 cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少？ (3)若将弹簧拉长13 cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？ (设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)
练习4：如图所示，人与板一起匀速向左运动，板与地面
间的摩擦因数为μ ，求： （1）地面对木板的摩擦力 （2）人对木板的摩擦力
（1）μ(M+m)g 向右 （2）
1 ( M m) g 2
向左
题型4
“整体法和隔离法”的应用
例 如图所示，物体置于粗糙的斜面上，斜面倾角为30 度。当受到一个大小等于100 N，方向沿斜面向上的力F；
的动摩擦因数为μ 2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物
体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为多少？
题型5
物体受力分析
例 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．2 B．3 C．4 ) D．5
答案：C
(1)若物体A被固定在墙上，其他条件不变，则物体B可能受几个力的作用． (2)若将力F改为水平向左的力作用在物体B上，其他条件不变， 则物体A、B分别受几个力的作用．
2.如何理解滑动摩擦力的特点？ (1)物体受到滑动摩擦力时，物体不一定是运动
的，也可能是静止的，但一定发生了相对运动.
(2)滑动摩擦力一定与相对运动的方向相反，一定 阻碍物体的相对运动，并不是说一定与物体运动 的方向相反，即不一定阻碍物体的运动，滑动摩 擦力可以作动力，对物体做正功，也可以作阻力， 对物体做负功.受滑动摩擦力的物体如果没有发生 位移，滑动摩擦力对物体不做功.
练习3：小物块自光滑曲面上P点滑下，通过粗糙的 静止的水平传送带后落于地面上Q点，如图所示。 现让传送带在皮带轮带动下逆时针转动，让m仍从 P处滑下，则物块m的落地点： A A、 仍在Q点 B、 在Q点右边 C、 在Q点左边 D、 木块可能落不到地面
题型3 摩擦力大小的计算
例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 ,由于固定的光滑导槽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F拉动工件F方向与导槽平行）使其以速度v2沿导槽运
6.最大静摩擦力:静摩擦力的最大值与接触面的压力 成 正比 ,还与接触面有关系.
名师点拨 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 擦力总垂直，反之不一定成立. 4.最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，无特殊说 明时，可以认为它们数值相等.
二、静摩擦力
1.概念:两个相互接触的物体,有 相对运动趋势 时
产生的摩擦力. 2.作用效果:总是起着阻碍物体间 相对运动趋势的 作用. 3.产生条件:①相互接触且挤压 ;②有相对运动趋势 ;
③ 接触面粗糙 .
4.大小:随引起相对运动趋势的外力的变化而变化, 即只与外力有关,而与正压力无关.
5.方向:跟接触面相切，总是与物体的相对运动趋势 方向相反.
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.
图4
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
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；
3.我国国家大剧院外部呈椭球型.假设国家大剧院的屋顶为半 球形,一警卫人员为执行特殊任务,必须冒险在半球形屋顶上向 上缓慢爬行(如图13所示),他在向上爬的过程中 A.屋顶对他的支持力不变 B.屋顶对他的支持力变小 C.屋顶对他的摩擦力变大 D.屋顶对他的摩擦力变小 ( )
答案 D
4.如图14所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙、丁四个完全 相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动,各物块受到 摩擦力的情况是( C ) A.甲物块受到一个摩擦力的作用 B.乙物块受到两个摩擦力的作用 C.丙物块受到两个摩擦力的作用 D.丁物块没有受到摩擦力的作用
热点二
静摩擦力的理解
1.如何理解最大静摩擦力? 最大静摩擦力并不是物体实际受到的静摩擦力, 物体实际受到的静摩擦力小于最大静摩擦力;最 大静摩擦力与接触面间的正压力成正比;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.
2.静摩擦力的作用效果有什么特点? 静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势,并不 是阻碍物体的运动.它可以作阻力,也可以作动 力.例如,如图1中的甲图,物体B叠放在物体A上,
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t=0开始，物体所受的摩擦力Ff随时
间t的变化
关系是下图中的（
）
答案 B
规律总结
1.在求解摩擦力大小之前，必须分析物体的运 动状态，从而判明物体所受的摩擦力是静摩擦力
还是滑动摩擦力.若是滑动摩擦力，可用Ff=μ FN
计算；若是静摩擦力，只能根据运动状态及其受 力情况，由受力平衡或牛顿第二定律求解. 2.本题要注意由滑动摩擦力变为静摩擦力时大小 发生了突变.
动摩擦力作用的物体不一定是运动的. 2.摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动
趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力
的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反， 还可能成一夹角或垂直，即摩擦力可能是动力也 可能是阻力.
三 受力分析
1．概念：把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的 所有力都分析出来，并画出物体所受力的 这个过程就是受力分析． 2．受力分析的一般顺序 先分析 重力 ，再分析 接触力 (弹力、摩擦力)，最后分 示意图 ，
（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.
练习3：下图中的三个物体正在匀速直线向左运动，那么各 接触面的摩擦力大小和方向如何？
练习4：试判断下述各图中摩擦力的方向（物快均静止）
注意多解
题型2、皮带传送中的摩擦力问题
A随传送带一起 匀速向右运动
A随传送带一起 匀速向上运动
练习1：如图所示，传送带与水平面的夹角为370并 以10m/s的速度匀速运动着，在传送带的A端轻轻放 一小物体，若已知物体与传送带间的动摩擦因数为 μ=0.5，AB间距离S=16m，则小物体从A端运动到B 端所需的时间为： （1）传送带顺时针方向转动？ D （2）传送带逆时针方向转动？ B A、2.8s B、2.0s C、2.1s D、4.0s
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.
练习1
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4甲所Hale Waihona Puke Baidu;
(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
板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则( )
A．木块一定受三个力作用
B．天花板对木块的弹力FN＞F
C．木块受的静摩擦力等于mgcosθ
D．木块受的静摩擦力等于mg/cosθ
答案：C
课堂练习
1．关于静摩擦力的说法正确的是 B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C．静摩擦力一定是阻力 D．当物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化， 但有一个限度 ( ) D
A．两个相对静止的物体间一定有摩擦力的作用
2.一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角为α =37°的动摩擦因 数0.2的固定斜面上，下列选项中所示的四种情况下可能处于平 衡状态的是（令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°=0.6, cos 37°=0.8,g=10 m/s2)( )
答案 BCD
水平地面光滑,外力F作用于物体A上,使它们一起运 动.因B随A一起向右加速,故B受合力一定向右,而B 在水平方向只受静摩擦力的作用,所以,B受静摩擦力
一定向右,如图1中的乙图,对B起动力的作用.由作用
力与反作用力关系知A受到B的静摩擦力向左,对A起 阻力的作用.
图1
特别提示
1.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑
热点聚焦
热点一 滑动摩擦力的理解 1.如何理解公式“Ff=μ FN”? 滑动摩擦力的大小用公式Ff=μ FN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.
沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和
地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力( A．大小为零 C．方向水平向左 B．方向水平向右 D．大小和方向无法判断 )
图2－2－4
自我批阅 如图10所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾 角为θ 的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ 1,Q与斜面间
④滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反.
练习1
如图所示，倾角θ =30°的粗糙斜面上放一个
物体，物体的重力为G，静止在斜面上.现用一个平
行于斜面底边的力F=G/2拉该物体使其恰好在斜面内
做匀速直线运动，则物体与斜面间的动摩擦因数μ 为 多少？物体的运动方向与底边成多大的角度？
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练习2
如图所示，把一个重为G的物体，用一个水
答案 BCD
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
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)
析其他力 (电磁力、浮力等)．
对物体受力分析时应注意以下几点
(1)不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆；
(2)对于作用在物体上的每一个力，都必须明确它的来源，不能无中生有；
(3)分析的是物体受到哪些“性质力”(按性质分类的力)，
不能把“效果力”与“性质力”混淆重复分析．
假设法是受力分析有效的辅助方法．当不容易确定某力的有无或方向时，可 先假设该力有或无(或方向)，看引起的结果是否符合给定的运动状态或形变 效果．
题型探究
题型1 静摩擦力的有无及方向的判定
如图所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与 【例1】 B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正 确的是（ ） 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
解析：(1)若A被固定在墙上，则B可能只受重力和力F两个力的作用，
也可能受到重力、力F、A对B的压力、A对B的摩擦力四个力的作用． (2)把A、B作为一个整体受力情况如图甲所示，即整体受到重力、力F、 墙对整体的压力和摩擦力四个力的作用．
受力分析的步骤
练习1 如图所示，倾斜天花板平面与竖直方向夹角为θ，推力F垂直天花
动，则F的大小为（
A.等于μ mg C.小于μ mg
）
B.大于μ mg D.不能确定
答案 C
规律总结
滑动摩擦力方向的判定 （1）其依据是“滑动摩擦力的方向与物体相对运 动的方向相反”. (2)其步骤为： ①选研究对象（即受摩擦力作用的物体）. ②选跟研究对象接触的物体为参考系. ③找出研究对象相对参考系的速度方向.