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 Ｎ

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。

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。

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、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。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）只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力．

(2)只分析根据性质命名的力.

(3)每分析一个力，都应找出施力物体.

(4)合力和分力不能同时作为物体所受的力

三、受力分析的常用方法:

１、隔离法和整体法2、假设法:结合运动状态分析

此外平衡条件也是受力分析的重要依据

经典例题

（1）由产生条件确定

①接触面间有弹力；②接触面粗糙;③有相对运动或相对运动的趋势。

这种方法就是看产生摩擦力的三个条件是否满足。有一个条件不满足,就没有摩擦力。

【例题1】物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，物体的质量为M。当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力为___＿____。

【例2】如图所示，长5m的水平传送带以2m／s的速度匀速运动,物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1。现将物体轻轻地放到传送带的A端，那么，物体从A端到B端的过程中,摩擦力存在的时间有多长?方向如何?

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？

,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.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

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。

“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。

2、由牛顿定律确定。

【例５】如图, A、B置于光滑水平面上，在水平力F作用下共同运动,A是否受摩擦力?如有，摩擦力的方向如何?

３、由牛顿第三定律确定

物体与物体间的摩擦力的作用是相互的,必然满足牛顿第三定律。所以在分析物体间的摩擦力时,借助牛顿第三定律,往往能起到化难为易的效果。

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，无法判定．

试讨论当物块加速下滑和加速上滑时地面与劈块之间的摩擦力情况?）

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