物理摩擦力讲座

1、 小知识库2013/8/6第二期热身小练（小意思）1.下图（1）中，物体A静止在水平地面上; 图（2）中，物体B静止在斜面上; 图（3）中，物体C被压在竖直墙壁上而处于静止， 图（1） 图（2） 图（3）试分析上图中，物体A、B、C是否受摩擦力？2.下图中，物体A在水平向右的拉力作用下做匀速直线运动，B物体在水平皮带上跟随皮带一起做匀速直线运动，C物体沿着倾斜的皮带一起匀速直线运动，D物体沿着竖直墙壁向下做匀速直线运动，现在不考虑空气阻力，试分析它们是否受摩擦力？ 图（1） 图（2） 图（3） 图（4）点拨：对于考虑是否存在摩擦力：1.考虑物体间是否存在相对运动或相对运动趋势（相对运动都很好理

2、解，主要是相对运动趋势）2.接触面要有压力3.接触面是否粗糙3.在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受到的摩擦力f随拉力F变化的图像（图）正确的是（ ）点拨：这一题考察的就是对于摩擦力大小的比较相对运动趋势 众所周知，准确判断静摩擦力是否存在是中学生颇感困难的问题，这是因为“相对运动趋势”是分析判断静摩擦力是否存在的关键，因此，静摩擦力的准确判断问题实质上也就是对“相对运动趋势”的理解问题了所谓“相对运动趋势”，就是想有相对运动，但没有实际的相对运动（但物体对地不一定没有运动）判断相当运动趋势判断相当运动趋势时，你可以把接触面想象成光滑的，在光滑的接

3、触面上，要想那边运动呢？（以你说的脚为例，当地面是光滑的，你想往前走，脚是不是想后滑动呢？说以时向后的相对运动趋势)如此理解，可以简化 大知识库难度提升（提升必练）1.如图所示，完全相同的木块A、B叠放在水平面上，在12N的水平拉力F1作用下，A、B一起做匀速直线运动，此时木块B受到的摩擦力为_，若将A、B紧靠在水平桌面上，用力F2推A使它们一起做匀速直线运动，则推力F2=_N，通过这个实验你可以得出的结论是_ 答案：0N；12N；摩擦力大小与接触面积大小无关。2.如图所示，物体A始终只受到同一直线上的两个力F1、F2的作用，F1、F2的大小随时间的变化如图乙所示，则下列分析正确的是（）A在t

4、1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相同B在t1时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F2相同C在t1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相反D在t1时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F2相反答案：C（不解释）3.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的关系如图所示，由图像可知t=1s时物体处于_状态，t=5s时，物体受到的摩擦力为_N 答案：静止；2N。（看图，不解释）奥 赛 王（请量力而行）8.如图所示，水平面上有一个长度L质量m的物体以初速度v匀速向右运

5、动，水平面AB之间粗糙，摩擦系数,其余部分AB距离L，为了使物体可以以速度v匀速向右运动穿过AB，需要对物体施加一个向右的水平力，试画出这个力随时间变化曲线。(已知t=0时物体经过A点) 答案：摩擦力本质学说凹凸啮合说，是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦力本质的理论。啮合说认为摩擦是由相互接触的物体表面粗糙不平产生的。两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相互碰撞，产生断裂、磨损，就形成了对运动的阻碍。粘附说，这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦力本质的理论。最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出。他认为两个表面抛得

6、很光的金属，摩擦力会增大，可以用两个物体的表面充分接触时，它们的分子引力将增大来解释。上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新的摩擦粘附论。新的摩擦粘附论认为，两个相互接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看，还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8m或更大的间隙。斜面问题物体在斜面上所受重力作用在物体上等效于垂直平面向下的一个分力G1（使物体紧贴于斜面），和平行于斜面向下的一个分力G2（使物体沿斜面下滑）探究斜面上物体摩擦力表达式物体与水平面之间摩擦因数0.5，物体质量1kg

7、，则物体与水平面之间滑动摩擦力大小为_(g10N/kg)斜面固定在水平面上，倾斜角30，物体质量1kg斜面光滑，使物体静止在斜面上，则需要施加一个力，这个力的最小值为_斜面不光滑，将物体沿斜面向上和向下拉动时，施加外力F1F2(F1F20)，则物体与斜面间的摩擦力大小为_物体在垂直斜面方向受力平衡，则物体与斜面间的支持力大小为_通过比较f，和支持力，你能得出结论_答案：5N 5N （F1+F2）/2 53N 倾斜角度时支持力mgcos,摩擦力mgcos练习如图（右上）所示，水平面上固定一斜面，斜面上放一个物体，已知用平行沿面向上的力匀速推动物体用里F1，平行向下匀速推动用力F2，则物体与斜面间

8、的滑动摩擦力大小（ ）A.(F1-F2) B.F2-F1 C.F1+F2 D.(F1+F2) 答案：D这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个物体之间距离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性黏合。这时，要使两个彼此接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。人们通过不断试验和分析计

9、算，发现上述两种理论提出的机理都能产生摩擦，其中粘附理论提的机理比啮合理论更普遍。但在不同的材料上，两种机理的表现有所偏向：金属材料，产生的摩擦以粘附作用为主；而对木材，产生的摩擦以啮合作用为主；实际上，关于摩擦力的本质，目前尚未有定论，仍在深入讨论中。多个物体，一个整体右列详解AB是同样两个物体，均静止不动地面对A的摩擦力，A对B的摩擦力，B对A的摩擦力仅考虑均不为零（与是一对相互作用力，同时存在）左图存在的力：右图存在的力：练习如图所示，ABC为三个由弹簧ab连接的物体，ABC与地面间的最大静摩擦力分别为10N，30N，25N且等于滑动摩擦力。弹簧a此时处于压缩状态，弹力为10N，弹簧b处

10、于原长。假设弹簧劲度系数很大，ABC的质量很小，在C右侧施加一个水平向右的外力，则下列说法正确的是（ ）A.当F为30N时，B受到地面的摩擦力为10NB.当F为60N时，弹簧A处于拉伸状态，弹力为5NC.当F为80N时，A受到地面的摩擦力为25ND.当F为100N时，ABC全部被拉动，弹簧ab都处于原长答案：B如图所示，ABC为三个相同的物体，质量均为m，AB,BC,C与地面之间的摩擦力大小分别为1，2，3。A的上方有一个挡板阻碍A向右运动。现在对C施加一个水平力F，试作出AB之间摩擦力大小与F的变化曲线。答案：经典解密当AB两个物体视作一个整体时，F作用在这个整体上时，无论是哪种情况，地面都

11、必须有一个力与之平衡使得AB这个整体合力为0。再讲AB分别视作个体而论，左图中A受到力F和地面对A的摩擦力，方向相反，大小相等，若B对A有一摩擦力，则A受不平衡力，所以此力不存在。左图中B对A的摩擦力若存在，B则必定受到A对B的摩擦力，那必定有一力与之平衡。综上所述左图中的摩擦力只存在地面对A的摩擦力。右图中A受到地面对A的摩擦力，因A受摩擦力，则A必定受到B对A的摩擦力。右图中B受到力F，则必定受到A对其的摩擦力。综上所述左图中的摩擦力必定存在地面对A的摩擦力，A对B的摩擦力，B对A的摩擦力。这类题主要就是既要纵观全局，又要细察入微。适当转换研究对象，从不同角度分析问题，研究对象不同，分析问

12、题的思路就大为改观。特殊几何体如图所示，AB为两个挡板，中间有两个相同的小球，如果小球与挡板间最大摩擦力为F1，那么小球之间的最大摩擦力F2至少为多少时两个小球才可能出现如图所示的平衡？张帅说：分析摩擦力方向，如果可以平衡，那么两个物体与墙面摩擦力都是向上的，物体间摩擦力方向也必须相同，这样违反了牛顿第三定律，是不可能的，所以，无论取何值都不可能出现如图所示的平衡。艺贤说：跟上一个类型一样，先看整体，再看个体。关键看你怎么说（不管你是神马力，受力分析是关键啊！）奥 赛 王（请循序渐进）例题一：（摩擦力测量）为了测定木块所受到的滑动摩擦力，两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案，实验装置如图所

13、示。实验中不计弹簧测力计的重力。甲方案：在水平实验桌面上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块，使木块在木板上面滑动。乙方案：将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动。（1) 从实验操作方面考虑，应选择_ _方案。简述你选择的理由？（2）从实验误差方面考虑，应选择_方案。简述你选择的理由？解释：（1）选择乙方案，选择理由：甲方案中，木块运动要求匀速，实际很难控制；乙方案中，木板滑动时可以是变速的，实验操作容易。（2）选择乙方案，选择理由：甲方案中，由于弹簧测力计是运动的，不易读准示数；乙方案中，弹簧测力计是静止的，容易读

14、准示数。例题二：（摩擦力规律）如图所示，有两本完全相同的书A、B，书重均为5牛，若将两本书等分成若干份后，交叉地叠放在一起置于光滑桌面上，并将书A固定不动用水平向右的力F把书B抽出现测得一组数据如下：根据以上数据，试求：（1）若将书分成32份，力F应为多大？（2）该书的页数（3）如果我们把纸与纸接触面间的滑动摩擦力f和压力N的比值叫做滑动摩擦系数，即=f/N且两本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数相等，则为多少？答案：（1）若将书分成32份，力F应为94.5N；（2）该书的页数为128页；（3）本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数为0.3练练手吧 如图所示，质量为M的圆环用轻绳吊在天花板上，环上有两个质量均为m的小环自大环顶部开始分别向两边滑下，当两个小环下落至与大环圆心等高时，小环所受摩擦力为f，则此时绳对大环的拉力为（）（） （2） 2解：小环受到大环的摩擦力大小为f，方向向上，根据力的作用是相互的，大环受到两个小环的摩擦力大小各为f，方向向下；以大环为研究对象，处于静止状态，受力满足平衡关系，向上的力是