高中物理经典复习资料-专题02：摩擦力专题

摩擦力专题一、明确摩擦力产生的条件（1）物体间直接接触（2）接触面粗糙（3）接触面间有弹力存在（4）物体间有相对运动或相对运动趋势这四个条件紧密相连，缺一不可显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力但满足1、2而缺少3、4中的任意一条，也不会有摩擦力如一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件1、2、4，却不具备条件3，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用又如，静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件1、2、3，缺少条件4，当然也不存在摩擦力由于不明确摩擦力产生的条件，导致答题错误的事是经常发生的例11994年全国考题如图1所示，C是水平地面，、是两个长方形物块，F是作用在物块上沿水AB平方向的力，物体和以相同的速度作匀速直綫运动，由此可知，、间的动摩擦因数和、间的动1B摩擦因数有可能是2A0，0B0，012C0，0D0，01解析本题中选、整体为研究对象，由于受推力的作用做匀速直线运动，A可知地面对的摩擦力一定水平向左，故0，对A受力分析可知，水平方向不2受力，可能为0，可能不为0。正确答案为B、D1二、了解摩擦力的特点摩擦力具有两个显著特点1接触性；2被动性所谓接触性，即指物体受摩擦力作用物体间必直接接触反之不一定成立。这种特点已经包括在摩擦力产生的条件里，这里不赘述。对于摩擦力的被动性，现仔细阐述。所谓被动性是指摩擦力随外界约束因素变化而变化熟知的是静摩擦力随外力的变化而变化。例21992年全国考题如图2所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即、和摩擦力作用，木块图2处于静止状态，其中F210N、2N，若撤去力，则木块在水平方向受F1F到的合力为A10N，方向向左B6N，方向向右C2N，方向向左D零解析；没有撤去时，物体所受合外力为零，此时静摩1擦力大小为8N，方向向左撤去以后，物体在作用下不可能沿水平方向发1F2F生运动状态的改变，物体仍保拧静止此时地面对物体的静摩擦力大小为2N，方向向右从上述分析可见静摩擦力是被动力答案应为D对于滑动摩擦力同样具有被动性三、把握摩擦力大小和方向的计算和判断中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种滚动摩擦不讲其中没有具体的计静F算公式，是随外力变化的范围值O，一般根据1平衡条件求；2根静FMAX据物体运动状态，由牛顿运动定律求而不但可根据上述的1、2方法求，静图21F2FABF图1还可以用公式计算NF滑例3如图3所示，质量为、带电量为Q的小物体，放在磁感应强度为B的M匀强磁场中，粗糙挡板AB的宽度略大于小物体厚度现给带电体一个水平冲量，I试分析带电体所受摩擦力的情况解析带电体获得水平初速它在它在IV/0磁场中受洛仑兹力和重力，QBF0洛MGG若，则带电体作匀速直线运动，不受摩擦力作用GF洛若，则带电体贴着A板前进，滑动摩擦力，F洛MGQVBNF滑速度越来越小，变小，当减小到，又有,它又不受摩擦力作用而滑FV0GBQV0匀速前进若，则带电体贴着B板前逆。滑动摩擦力；,它F洛F滑减速运动动直至静止，而却是变大的滑F这充分说明也是具有被动性，所以摩擦力是被动力了解摩擦力的上述特滑F点在解题时就能因题致宜，灵活地思考，少走弯路，避免出错对于滑动摩擦力的大小，还必须了解其与物体运动状态无关，与接触面积大小无关的特点例4如图4所示，一质量为M的货物放在倾角为的传送带上随传送带一起向上或向下做加速运动设加速度大小为，试求两种情况下货物所受的摩擦力解析物体M向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物体随传送带向上加速运动，传送带对物体的摩擦力必定沿传送带向上物体沿斜面向下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力为零；当加速度大于此值时，摩擦力应沿斜面向下；当加速度小于此值时，摩擦力应沿斜面向上向上加速运动时，由牛顿第二定律，得所以FMGSINAMA，方向沿斜面向上向下加速运动时，由牛顿第二定律，得MGSINAFMA设F沿斜面向上所以FMGSINAMA当A0与所设方向相同沿斜面向上当AGSINA时，F0即货物与传送带间无摩擦力作用当AGSINA时，F0与所设方向相反沿斜面向下小结当物体加速运动而摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论例5如图5所示，质量M10KG的木楔ABC静止于水平地面上，动摩擦因数002，在木楔的倾角为300的斜面上有一质量M10KG的物块由静止开始沿斜面下滑当滑行路程S14M时，其速度S14MS，在此过程中木楔没有动求地面对木楔的摩擦力的大小和方向G取10MS解析地面对木楔的摩擦力为静摩擦力，但不一定为最大静摩擦力，所以不能由FF，来计算求得，只能根据物体匀运动情况和受力情况来确定物块沿斜面匀加速下滑，由可求得物块下滑的加速度ASVT20222/5SIN/70GMSVAT图3ABM图4可知物块受到摩塔力的作用此条件下，物块与木楔受力情况分别如图67所示物块沿斜面以加速度Q下滑，对它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛顿第二定律有MGSIN一F1MAMGCOSFN10木楔静止，对它沿水平方向和竖直方向由牛顿第二定律，并注意F1与F1，FN1与FN1，等值反向，有F2F1COSFN1SIN0112SINCOMNN由上面各式解得地面对木楔的摩擦力NMAMAGG602370COSIINSCOIN1此力方向与所设方向相同，由C指向B。另外由以上几式联立还可以求出地面对木楔的支持力GMMNAAMGMGF651092701SINSINSIS22显然，这是由于物块和木楔系统有向下的加速度而产生了失重现象。对此题也可以系统为研究对象。在水平方向，木楔静止，加速度为零，物块加速度水平分量为。对系统在水平方向由牛顿第二定律，有COSAXMF6102答案061N方向由C一B小结1静摩擦力的大小是个变量，它的大小常需要根据物体的运动状态及摩擦力与物体所受其他力的关系来确定2由此题可看出，研究对象的选取对解题步骤的简繁程度有很大的影响。练习1、如图8所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力方向可能沿斜面向上方向可能沿斜面向下大小可能为零大小可能等于F以上判断正确的是DA只有B只有C只有D都正确2、2004年连云港第二次调研题某人在乎直公路上骑自行车，见到前方较远处红色交通信号灯亮起，他便停止蹬车，此后的一段时间内，自行车前轮和后轮受到地面的F1FN1MG图6BF1F2MGFN2FN1图7AC图8摩擦力分别为和，则C前F后A向后，后向前B向前，向后前后前F后FC向后，向后D向前，向前前F后F前后3、如图9所示，重6N的木块静止在倾角为300的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木块，木块仍保持静止，则木块所受的摩擦力大小为CA4NB3NC5ND6N4、2004年乐山调研题如图10所示，质量为M的木块P在质量为M的长木板A上滑行，长木板放在水平地面上，一直处于静止状态若长木板A与地面间的动摩擦因数为,木块P与长板A间的动摩擦因数为1，则长木板AB受到地面的摩擦力大小为C2ABCDG1GMM12M25、2004年黄冈调研题如图11所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为M1和M2的小木块，已知三21M角形木块和两个小木块均静止，则粗糙水平面对三角形木块AA没有摩擦力作用B有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右C有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左D有摩擦力作用，但其方向无法确定，因为M1、M2、的数值并未给出21和6、2004年宁波期末试题某空间存在着如图L2所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块；水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始水平向左运动在A、B一起水平向左运动的过程中，关于A、B受力情况的以下说法，正确的是BAA对B的压力变小BB对A的摩擦力保持不变C。A对B的摩擦力变大DB对地面的压力保持不变7、如图13所示，一直角斜槽两槽面夹角为90，对水平面夹角为30，一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑，假定两槽面的材料和表面情况相同，问物块和槽面间的动摩擦因数为多少解析因为物块对直角斜槽每一面的正压力为MGCOSCOS45，所以当物体匀速下滑时，有平衡方程MGSIN2MGCOSCOS45图9M1M2图11图12图10APV如图13MGCOS，所以26321TAN8、质量M15KG的物块可视为质点在水平恒力F的作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物体继续滑行T20S停在B点已知AB两点间的距离S50M,物块与水平面间的动摩擦因数,求恒力F为多大G10M/S2解析设撤去力前物块的位移为，撤去力时物块的速度为，物块受F1SV到的滑动摩擦力G1对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得MVTF01由运动学公式得TVS21对物块运动的全过程应用动能定理1S由以上各式得2GTSMF代入数据解得N159如图14所示,静止在水平面上的纸带上放一质量M为的小金属块可视为质点,金属块离纸带右端距离为L,金属块与纸带间动摩擦因数为现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动求（1）属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向2要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度V应满足的条件解析（1）金属块与纸带达到共同速度前，金属块受到的摩擦力为MGF，方向向左。（2）出纸带的最小速度为即纸带从金属块下抽出时金属块速度恰好等于。0V0V对金属块MAFT0金属块位移纸带位移21TSTVS02两者相对位移解得LS2GL故要抽出纸带，纸带速度LVVLA图1410如图15所示,物块和斜面体的质量分别为MM,物块在平行于斜面的推力F作用下沿斜面加速度A向上滑动时,斜面体仍保持静止斜面倾角为,试求地面对斜面体的支持力和摩擦力解析由于小物块沿