初中摩擦力易错题汇编
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摩擦力判断易错题
受力分析是力学的基本技能之一,在受力分析的题目中,对摩擦力大小和方向的判断一直都是难点和易错点。
一、摩擦力方向变化类:
例1: 如图所示,在两个大小相等的力F1和F2的作用下,质量为m的木块可在两长板之间以v 的速度匀速向下滑落,如果保持两力F1和F2的大小方向不变,能使木块m以3v的速度匀速向上滑动,那么木块向上的推力应是 .(用题目中提供的物理量表示)
分析:物体存在上升和下降两个运动状态,这两个状态,摩擦力的方向是反向的,所以,先画出两种情况的受力示意图,在判断其大小和方向。
解答:物体受力情况如图所示:(建议:在作图时标出速度方向,以帮助判断摩擦力方向)
甲乙
在甲图中,物体向下运动,所以摩擦力方向向上,在乙图中,物体向上运动,所以摩擦力方向向下
根据力的平衡可得:甲图: F1=F2 ; f1=G
乙图: F1=F2 ; F=f2+G
在上图中我们可以得到,F=G+f2,但是摩擦力f2的大小是多少呢?我们可以看一下两图中,摩擦力的关系,此处的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与压力、接触面的粗糙程度有关,与相对运动的速度无关。而在两个图中,压力的大小没有变化,接触面的粗糙程度也不变,所以两次的滑动摩擦力相等,也就是f2=f1,那F=G+f2=G+f1=G+G=2G=2mg。
由此我们得到答案:2mg。
变式练习1:某同学在超市购物时,用12N水平力推着购物小车在地面上作匀速直线运动,这时小车受到的阻力是 N.突然他发现前面有位老人,于是,马上用15N的水平力向后拉小车,使小车减速,在减速运动过程中,小车所受的合力为 N.
变式练习2:一个载重气球在空中匀速竖直上升时,受到的浮力是2 000 N.若在其中再加入20kg的物体,这时气球就能匀速竖直下降,则气球上升时受到的重力为_________,气球
运动时受到的阻力为___________。(设气球上升和下降时所受的浮力和阻力大小均不变,g 取10 N/kg。)
变式练习3:教室装有磁性黑板,由于磁体之间有吸引力,所以内部装有磁铁的黑板擦就
可以被吸在黑板上的任何位置而不会掉下来。若已知黑板擦的重力为 1.5N,黑板擦和黑
板之间的吸引力恒为4N 不变。当对黑板擦施加方向竖直向下,大小为0.5N 的推力时,
黑板擦恰能沿黑板表面匀速下滑。若要这个黑板擦沿黑板表面竖直向上匀速滑动,则需
施加方向竖直向上的力,这个力的大小为()
A.2N
B.3.5N
C.4.5N
D.5.5N
变式练习4:如图(a)所示,物体A被夹在滑槽之间,用F=15N的力可将物体A匀速向上拉动。若撤去力F,且物体A上放一个重为7N的物体B,两物体一起匀速向下运动,如图(b)所示。已知滑槽对物体A左右两表面的滑动摩擦力大小相等且保持不变。求物体A的重力和A的一个面受到滑槽的滑动摩擦力大小分别是多少?
二、摩擦力大小变化类:
例2:如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图象可知当t=1s时,物体处于__________状态。t=5s时,物体受到的摩擦力为__________N,t=3s时,物体受到的摩擦力为__________N,受到的合力是__________N。
分析:物体受力平衡与运动状态平衡是护推关系,所以,分析受力情况,就看物体运动状态,反之也行。本题是分析受力情况,先看丙图,物体0-2秒静止,2-4秒加速运动,4-6秒匀速运动,由此我们可以想到,0-2秒物体受静摩擦力作业,2-6秒物体受滑动摩擦力作用,静
摩擦力可以用受力平衡解决,滑动摩擦力的大小不随相对速度的变化而变化。物体受力情况如图:
解答:1、由丙图可得,t=1秒是物体速度为0,所以物体处于静止状态。
2、t=5秒时,物体做v=4m/s的匀速直线运动,处于平衡状态,那么滑动摩擦力f=F=4N。
3、t=3秒时,物体处于加速状态,此时滑动摩擦力的大小肯定不等于推力F的大小,但是
因为2-6秒物体受到的都是滑动摩擦力作用,而滑动摩擦力不随速度变化而变化,题目中物体对地的压力和粗糙程度都没有变化,所以t=3秒时的摩擦力大小等于t=5秒时的摩擦力大小,所以这个空还是添4N
4、此时物体受推力F=6N,方向向右,摩擦力4N,方向向左,所以合力2N,方向向右。
变式练习1:如图l所示,静止在水平面上的物块,受水平拉力F作用,F随时间t的变化关系如图2所示。从t=0开始,小兵每隔2s记录的物块位置和时刻如图3所示,下列说法正确的是()
A.0-4s内,物块受到的摩擦力为4N
B.8-l0s内,物块受到的摩擦力为6N
C.t= l0s时,物块的速度一定小于5m/s
D.若16s时撤去F,物块将做匀速直线运动
便是练习2:小明经常与同学进行爬杆比赛,如图甲所示,在某次比赛中,小明向上爬的“速度﹣时间”图象如图乙所示,但他所受“摩擦力﹣时间”图象漏画了一部分,如图丙所示,若将之补充完整,应是图中的()
A B C D