上册物理《摩擦力相关计算》例题

摩擦力相关计算
一、知识回顾
摩擦力
（1）定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动时，就产生一种阻碍相对运动的力。

（2）产生条件：A、物体相互接触；B、发生相对运动。

（3）种类：A、滑动摩擦；B、滚动摩擦。

（4）影响它的大小的因素：压力的大小和接触面的粗糙程度。

（5）方向：与物体的相对运动方向相反。

（6）增大有益摩擦的方法：A、增大压力 B、增大接触面的粗糙程度。

（7）减小有害摩擦的方法：
A、减少压力
B．减少接触面的粗糙程度；
C、用滚动摩擦代替滑动摩擦
D、使两接触面分离(加润滑油)。

（8）测量摩擦力方法：用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,摩擦力的大小与弹簧测力计的读数相等。

原理：物体做匀速直线运动时, 物体在水平方向的拉力和摩擦力是一对平衡力。

二、典型例题
例1：一跳伞运动员和伞的总质量为65kg，张开伞后以5m/s的速度竖直匀速下降8秒钟，该运动员运动的距离为__________m，这时运动员（包括伞）受到的阻力为_________N（g取10N/kg ）．
分析：伞张开后一段时间，运动员就以5m/s的速度匀速下降，根据公式s=vt可求经过的距离；这时运动员处于平衡状态，平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，处于平衡状态的物体一定受到平衡力的作用．所以，运动员一定受到平衡力的作用，这时运动员的受力情况是受到两个力的作用，一是他自身的重力，方向竖直向下，二是伞对他的拉力即阻力，方向竖直向上．根据二力平衡的条件，他们受的阻力应该和他们受的重力相等．
解答：该运动员运动的距离为s=vt=5m/s×8s=40m；
运动员处于平衡状态，所以他受到平衡力的作用即重力和阻力是一对平衡力．阻力和他们所受的重力相等即阻力大小为f=G=mg=65kg×10N/kg=650N．
故答案为：40；650．
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例2：如下图所示，质量为60kg的物体在水平向右的拉力F的作用下，沿水平地面做匀速直线运动，已知地面对它的摩擦力是它本身重力的0.2倍，求：
（1）物体重力的大小；
（2）水平拉力F的大小；
（3）如果置于更粗糙的地面上，摩擦阻力变为本身重力的0.3倍，而人的拉力增大为原来的2倍，则物体在水平方向上受到的合力是多大？方向如何？（g=10N/kg）
分析：根据G=mg首先求出重力．
根据摩擦力和重力是关系求出摩擦力．
在水平桌面上匀速直线运动的物体，水平方向上受到拉力和摩擦力是平衡力．
二力平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在同一物体上．
再次根据摩擦力和重力关系求出摩擦力，现在的拉力是原来拉力的2倍求出现在的拉力，最后求出合力大小，合力方向和较大力的方向相同．
解答：（1）G=mg=60Kg×10N/Kg=600N．
（2）物体作匀速直线运动，F=f，
∴F=f=0.2G=0.2×600N=120N．
（3）摩擦力f′=0.3G=180N，方向水平向左，
拉力F′=2F=240N，方向水平向右，
∴合力F合=F′-f′=60N，方向水平向右．
答：（1）物体重力的大小600N．
（2）水平拉力F的大小为120N．
（3）如果置于更粗糙的地面上，摩擦阻力变为本身重力的0.3倍，
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例3:（2008·宜宾）如图所示，在探究摩擦力的大小时，将一个重20N的木块放在水平桌面上，桌边定滑轮的摩擦和绳重可以忽略，右边吊盘重1N．当往右盘中放入100g砝码时，木块静止不动，此时木块受到的摩擦力为______N；当右盘中的砝码增加到300g后，木块向右做匀速直线运动，这时木块受到的摩擦力为_______N．（g 取10N/kg）．
分析：首先根据砝码的质量求出其重力，即进一步得到木块受到的拉力，然后根据木块所处的运动状态，结合二力平衡的条件即可知道木块所受的摩擦力的大小
解答：（1）根据G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，得到砝码的重力，则细线对木块向
右的拉力为2N．
此时的木块处于静止状态，在水平方向上受到平衡力的作用即：细线对木块的拉力与桌面对木块的摩擦力．根据二力平衡的条件条件，这两个力相等．所以摩擦力为2N．
（2）当右盘中的砝码增加到300g后，砝码的重力为：3N，进一步可知木块受到的细线的拉力为4N．
此时的木块处于匀速直线运动状态，在水平方向上受到平衡力的作用即：细线对木块的拉力与桌面对木块的摩擦力．根据二力平衡的条件条件，这两个力相等．
所以摩擦力为4N．
故答案为：2；4
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例4：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_____N；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______N，（g=10N/kg）
分析：（1）因为固体具有能够大小不变的传递力的特性．根据外界对物体的压力，可以确定物体对墙壁的压力．
（2）此时的物体在竖直方向处于平衡状态，受到的墙壁对它竖直向上的摩擦力和重力是一对平衡力，根据二力平衡的条件结合物体可以确定摩擦力与重力大小相等．
根据物体的质量可以求得物体的重力进而得到物体受到的摩擦力．
解答：（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．
故答案为：（1）10；（2）30．
三、解题经验
关于摩擦力的计算，常常利用平衡力来求，所以做题时要留意题目中有没有提到“匀速运动或静止”，这就是入手点。

当物体受到水平压力而贴着墙壁时，如上例4，物体受到4个力的作用，水平方向上，外界对物体向左的压力和墙壁对它向右的压力，这两个力是一对平衡力；竖直方向上的重力和摩擦力是一对平衡力．
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