南师大附中三轮绝对突破-1.摩擦力专题doc

1、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

2、的条件，导致答题错误的事是经常发生的A例 1(1994 年全国考题)如图1所示， C是水平地F面， A、 B是两个长方形物块，F是作用在物块上沿水B平方向的力，物体 A和 B以相同的速度作匀速直綫运图 1动，由此可知， A、 B间的动摩擦因数 1和 B、 C间的动摩擦因数 2有可能是(A)(C)10，20(B)10，210，20(D)10 ，200解析：本题中选 A、B整体为研究对象，由于受推力的作用做匀速直线运动，可知地面对的摩擦力一定水平向左，故 20，对A受力分析可知，水平方向不受力， 1可能为0，可能不为0。正确答案为(B)、(D)二、了解摩擦力的特点摩擦力具有两个显著特点：(1) 接

3、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2 (1992 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 F1、 F2 和摩擦力作用，木块图2处于静止状态，其中 F110N、 F22N，若撤去力 F1，则木块F1F在水平方向受到的合力为2(A)10N ，方向向左(B)6N ，方向向右(C)2N ，方向向左(D) 零图 2解析； F1没有撤去时，物体所受合

4、外力为零，此时静摩擦力大小为8N，方向向左撤去 F1以后，物体在 F2 作用下不可能沿水平方向发生运动状态的改变，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 f 静 没有 具 体 的 计算 公式 ， 是 随 外 力 变 化 的 范 围 值 o f静 f max ， 一 般 根 据 (1) 平 衡条 件 求 ； (2) 根据 物 体 运 动 状 态，由 牛顿 运 动 定 律 求

5、 而 f静 不 但 可 根 据 上述 的(1) 、(2)方法求，还 可 以 用 公 式 f滑N 计 算例 3 如 图 3 所 示 ，质 量 为 m 、带 电 量 为 +q 的 小物 体 ，放 在 磁 感应 强 度 为 B的 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 v0I / m 它 在 它 在磁 场 中 受 洛 仑 兹力 f 洛 qv0 BqBI / m 和 重 力 Gmg ，若f洛G ，则带电体作匀速直线运动，不受摩擦力作用图 3若

6、 f洛G ， 则 带 电 体 贴 着 a 板 前 进 ， 滑 动 摩 擦 力f滑N(qvB mg) ，速 度 越 来 越 小， f 滑 变 小 ，当 v 减 小到 v0，又 有 qv0 Bmg ,它又不受摩擦力作用而匀速前进若 f 洛G ，则 带 电 体 贴 着 b 板 前 逆 。滑 动 摩 擦力 ； f 滑N(mgqvB) ,它 减 速 运 动 动 直至 静 止 ， 而 f 滑 却 是 变 大 的 这 充 分 说 明 f 滑 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

7、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m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图 4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ab向上加速 运动时 ，由牛 顿第

8、二定 律，得 ： 所以 F-mgsina=ma ， 方向沿 斜面向上向下加速 运动时 ，由牛 顿第二定 律，得 ： mgsina F ma(设 F沿斜面 向上 ) 所以 F=mgsina-ma当 a<gsina 时， F>0 与所设方向相同 沿斜面向上当 a gsina 时， F=0即货物与传送带间无摩擦力作用当 a>gsina 时， F<0 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 M=10Kg的 木 楔 ABC静止于水平地面上，动摩 擦因

9、数 0 02，在木 楔的倾 角 为 30 0 的斜面上 有一 质量 m 1.0 kg 的物块由静止开始沿斜 面 下 滑 当 滑 行 路 程 S 1 4m时 ， 其 速 度 s 1 4m s ， 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 10 m s )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 F F，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 vt2v022as 可 求 得 物 块 下 滑 的 加 速 度a2vt0.

10、7m / s2g sin5m / s22s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 6.7所示FN1F1AFN2F 1BF N1C2mgF图 6mg图 7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 F1 mamgcos FN1 0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， F N 1 与 FN1 ， 等值反 向，有F2+ F1 cos FN1 sin 0FN 2MgFN1COSF 1Sin0由上 面各式 解得地 面对木楔的摩擦 力F 2FN1 sinF 1COSmg cos s

11、in( mg sinma) sinmacos1.00.73 N 0.61N2由C指向B。此力 方向与 所设方 向相同，另外由以 上几式 联立还 可以求出地面对 木楔的 支持力FN 2Mgmg cos2( mg sinma) sinMgmgma sin1110N1.00.71109.65N (Mm) gN2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axa cos 。 对 系 统 在 水 平 方 向 由 牛 顿 第 二 定 律 ， 有F 2 ma cos0.61N答案： 0 61 N方

12、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( D )A 只有B 只有C 只有D 都正确图 82、(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摩

13、擦力分别为f 前 和 f 后 ，则 (C)A f前 向后，f后 后向前B f 前 向前，f 后 向后C f前 向后，f 后 向后D f 前 向前，f 后 向前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(C )A 4N B 3N C 5N D 6N图 94、 (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1 , 木块 P与长板 A间的动摩擦因数为VP2 ，则长木板ab

14、 受到地面的摩擦力大小为(C )AA1MgB 1 (m M )gC2mgD1Mg2 mg图 105、(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， m1 m2 已知三角形木Am1m2块和两个小木块均静止，则粗糙水平面对三角形木块()A没有摩擦力作用12B有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右图 11C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 、1 和2 的数值并未给出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，

15、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(B)A A对 B的压力变小B B对A的摩擦力保持不变C 。 A对 B的摩擦力变 大D B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 mgcos

16、.cos45°，所以当物体匀速下滑时， 有平衡方程： mgsin =2 mgcos cos45°图 1230°，一个横截面如图 132 mgcos ，所以 = 1 tan1 (3 )6 22368 、质量 m=1.5Kg 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t=2.0s 停在 B点 . 已知 AB两点间的距离S=5.0m, 物块 与水平面间的动摩擦因 数0.20 , 求恒 力 F为多2大 ?(g=10m/s )解析：设撤去力 F 前物块 的位移为S1 ，撤去力F 时物 块的

17、速度为 v，物块受到的滑动摩擦力F1mg对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得F1t0 mv由运动学公式得SS1v t2对物块运动的全过程应用动能定理FS1 F1S0由以上各式得F2mgs2sgt 2代入数据解得F15 N9. 如图 14 所示 , 静止在 水平面上 的纸带 上放一 质量vm为的小 金属块 ( 可视为 质点 ),金属 块离纸 带 右端距离A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

18、将 纸带从金属块 下水平抽出 , 纸 带的速 度 v 应满 足的条 件 .L图 14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： fmg，方向向左。（ 2） 出纸带的最小速 度为 v0 即纸带从金属块下 抽出时 金属块速度恰好 等于 v0 。对金属块： fmav0 at金属块位移： s11at 2纸带位移： s2v0t2两者相对位移：S2S1l 解得：v02 gl故要抽出纸带，纸带速度 v2 gl10. 如图 15 所示 , 物块和 斜面体的 质量分 别为 m.M, 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 块沿斜 面加速上 升，所 以物块 与斜面不能看成一个整体 ，应分 别对物块与斜面 进行研 究。（ 1） 取物块为 研究对 象，受 力分析如图 16所示：