分析叠放物块间摩擦力的技巧

分析叠放物块间摩擦力的技巧

诀窍：叠放物块分析力，抓住关键是平衡。先整体，再隔离，相对运动摩擦力。

浅释：

叠加物体的受力分析，关键是抓住研究对象是否处于平衡状态——匀速直线运动状态或静止状态，是否有相对运动或相对运动的趋势，然后采用整体法、隔离法进行受力分析，从而判定摩擦力的大小和方向。

详解：

叠放物块间是否有静摩擦力及静摩擦力的方向，对学生来说有一定的难度，我们先假设接触面是不光滑的，两物体间有弹力。根据摩擦力产生的条件，从多个角度确定静摩擦力的有无及方向。

1.两物块保持相对静止，不受拉力一起运动

两物体一起运动，如图，可能是向右匀速运动，也可能是向右做减速运动。

（1）如向右匀速运动，假设A、B之间光滑，由于惯性，A可以继续做匀

速直线运动。所以A与B之间没有相对运动，说明也没有相对运动趋势。可知，

A不会受B给A的摩擦力，同理，把A、B看成一个整体，地面也必不给B摩擦

力，B与地接触处必光滑。

（2）如两物体向右做减速运动，假设A、B之间是光滑的，则A将相对于B向前滑动，说明A有相对于B向右运动的趋势，可知A必受到向左的静摩擦力。

如图所示，一辆汽车在平直公路上向右运动，车上有一木箱，试

判断下列情况下，木箱所受摩擦力的方向：

（1）汽车刹车时（二者无相对滑动）：

（2）汽车匀速运动时（二者无相对滑动）：

分析：把木箱与汽车看成叠放的A、B物体。类比上面的分析可知：

（1）车刹车时，木箱受到向左的静摩擦力；

（2）木箱随汽车一起匀速运动时，木箱不受摩擦力。

2.两物块保持相对静止，其中有一物体受拉力作用

当两个物体叠放，其中一个物体受到拉力作用时，有a、b两种形式。试从以下几种情况讨论：

（1）A、B物体一起向右匀速运动

（2）A、B物体均保持静止

分析：A、B两物体相对静止，A、B间如有摩擦力则为静摩擦力，A物体受到摩擦力有无及方向分析对比如下表。

原理、方法分析有无摩擦方向小结

匀速a 二力平衡

假设A物体受摩擦力，则A物体

不能保持平衡状态。

无

匀速和静

止都是平

衡状态，

可以通过

二力平衡

来确定物

体是否受

静摩擦

力。

b 二力平衡

A物体要保持平衡状态，则必须受

向左的静摩擦力。

有向左

静止

a 二力平衡

假设A物体受摩擦力，则A物体

不能保持平衡状态。

无

b 二力平衡

A物体要保持平衡状态，则必须受

向左的静摩擦力。

有向左

从上面的分析可知，在研究静摩擦力的时候，我们可以采用假设法来确定相对运动趋势，

从而得出摩擦力的有无及方向；也可以从物体处的状态来入手，如果是静止或匀速运动状态，可以从二力平衡进行分析。

例题：

例1.如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上。

（1）在20N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀

速直线运动，此时物块A所受水平桌面的摩擦力为

_______N，物块B所受的摩擦力为_______N。

（2）若将A、B物块按图乙所示紧靠放在水平桌面上，用水平力F2推A，使它们一起做匀速直线运动，则推力F2为_______N。

（3）若用25N水平力F2推A使它们一起在水平桌面上向右加速运动，此时A、B受到桌面的摩擦力为_______N。

（4）若用25N水平力F2推A使它们一起在水平地面上向右匀速运动，此时A、B受到地面的摩擦力为_______N。

（5）通过这个实验可以得出的结论是滑动摩擦力的大小与接触面积的大小_______（选填“有关”或“无关”）。

解析：（1）在甲图中，以A、B组成的整体为研究对象，物体A、B在20N的水平拉力F

1

作用下，一起作匀速直线运动，所以受到水平桌面的摩擦力与推力平衡，则摩擦力大小等

于推力的大小，为20N；

A、B之间没有发生相对运动或相对运动的趋势，所以物体B不受摩擦力，即摩擦力为0；

（2）在乙图中，若将A、B紧靠着放在水平桌面上，接触的粗糙程度不变，压力也不变，因此摩擦力也不变，使它们一起匀速运动，因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力，推力的大小也为20N；

（3）当用25N水平力F2推A使它们一起向右加速运动时，影响滑动摩擦力的因素压力和接触面的粗糙程度都没有改变，所以A、B受到的摩擦力不变，仍为20N。

（4）当用25N水平力F2推A使它们一起向右匀速运动时，影响滑动摩擦力的因素虽然压力没有改变，但接触面的粗糙程度改变了，所以A、B受到的摩擦力会变仍，由平衡力的知识可知：应为25N。

（5）滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关。

答案：20；0；20；20；25；无关。

例2.三个相同物体叠放在一起，置于粗糙的水平面上，物体间接触面

不光滑，如图所示，现用一水平力F作用于B上，三物体仍静止，下列说

法正确的是（）

A.B对A有摩擦力作用

B.B受到A、C摩擦力的作用

C.B只受到C的摩擦力作用

D.地面对C有摩擦力作用，大小等于F

解析：把B、C看成一个整体，这是a类形式，可知A不受摩擦力，把A、B看成一个整体，这是b类形式，则B、C间有摩擦力，把三个物体看成一个整体，则C受地面的摩擦力，方向向左，据二力平衡，地面对C的摩擦力与F大小相等。故答案C、D正确。

例3.如图所示，三个相同的木块叠放在水平地面上，B受水平向右

的拉力F1＝15N，C受到水平向左的拉力F2＝6N，三木块均处于静止，此

时A、B间的摩擦力大小为f1；B、C间的摩擦力大小为f2；C与地面间的

摩擦力大小为f3．则（）

A.f1＝0，f2＝15N，f3＝9N

B.f1＝0，f2＝9N，f3＝6N

C.f1＝15N，f2＝9N，f3＝6N

D.f1＝15N，f2＝6N，f3＝9N

解析：根据物体的运动状态与受力情况的关系可知，题中的三个物体均处于静止状态，故受到平衡力的作用。

选择A为研究对象，处于静止状态，受到平衡力的作用，作受力分析：竖直方向上N A和G

是一对平衡力；

A