02-摩擦力与受力分析.doc

1、2.2 摩擦力 受力分析【考点聚焦】1摩擦力摩擦力的产生条件是 相互接触的物体间有弹力存在； 接触面粗糙； 接触的 1 2 3物体之间存在相对运动或有相对运动趋势摩擦力方向总是与接触面平行，且与 相对运动方向相反或与相对运动趋势方向相反摩擦力大小：对滑动摩擦力而言，其大小 F = FN对静摩擦力而言，其大小则与接触面平行方向的其它外力及物体的运动状态有关，但其有个范围即介于最大静摩擦力与零之间2受力分析对物体进行受力分析的一般步骤： 首先确定研究对象； 然后根据力的概念，从 1 2物体处所的环境与其他物体的联系，按重力、弹力、摩擦力及其他力等顺序依次分析， 3最后检查分析结果能否使物体处于题目

2、中所给的运动状态【好题精析】例 1 如图 2.2-1 所示，用细绳拴着一个小球，小球静止在光滑的斜面上试作出小球所受的弹力示意图解析：小球只与斜面和细绳接触，根据 弹力的产生条件及其方向可作出小球受力图如图 2.2-1(解)点评：弹力是接触力，接触面 间的压力、支持力方向 总是与接触面垂直指向被压力或起支持作用的物体；而绳的拉力总是沿着绳子，并指向收缩方向例 2 下列关于摩擦力的说示中正确的是：（ ）A阻碍物体运动的力称为摩擦力B滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D接触面上的摩擦力总是与接触面平行解析：摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋

3、势的，而不是阻碍物体的运动，因此 A 选项错误另一方面摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，故 B 选项错误当相对运动趋势方向与运动方向垂直时，静摩擦力的方向就与运动方向垂直，故 C 正确摩擦力是切向力，故与接触面平行， D 正确 综上所述 C、D 正确点评：本题要求考生正确理解摩擦力的概念，并能把握相 对运动与物体运动的区别例 3 长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图 2.2-2 所示铁块受到摩擦力 f 木板倾角变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）：（

4、 ）解析：本题应分三种情况进行分析：当 0 arctan （ 为铁块 与木板间的动摩擦因数）时， 铁块相对木板处于静止状1 态，铁块受静摩擦力作用其大小与重力沿木板面（斜面）方向分力大小相等，即 f = mgsin图 2.2-1(解)图 2.2-2A B C D图 2.2-1， =0 时，f = 0；f 随 增大按正弦规律增大当 = arctan 时处于临界状态，此时摩擦力达到最大静摩擦，由题设条件可知其等于2 滑动摩擦力大小当 arctan 900时，铁块相对木板向下滑动， 铁块受到滑动摩擦力的作用，根据3摩擦定律可知 f = FN = mgcos ，f 随 增大按余弦规律减小综合上述分析可

5、知 C图可能正确地表示了 f 随 变 化的图线点评：本题由铁块运动状态的不确定性来巧妙地设计了考查静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力三者区别的，这三者在 产生条件和大小计算上都有一些区 别，分析 过程中要求考生能够从物体运动状态来进行科学分析与推理例 4 如图 2.2-3 所示，质量为 m、横截面为直角三角形的物块ABC， ，AB 边靠在竖直墙面上，F 是垂直于斜面 BC 的推力现物块ABC静止不动，则摩擦力大小为 _解析：对三角形物块进行受力分析，如 图 2.2-3(解)所示由平衡条件可以有：f =0、N =0 解得摩擦力 f = mg + Fsin mgsincos点评：本题要求考生掌握物

6、体的受力分析与平衡条件及处理平衡问题的数学方法例 5 利用一个小木块（一端带挂钩） 、一个长木板、一根橡皮条和一把刻度尺，怎样粗略地测出小木块与木板之间的动摩擦因数解析：橡皮条不能直接测量力的大小，但在其 发生弹性形 变时，可以粗略地 认为其遵循胡克定律，可以根据其形变量来比较力的大小，可以借助借助于比例关系估算出动摩擦因数其具体方法：用刻度尺测量出橡皮条自由长度 l0，将橡皮条把木块竖直悬挂起来，测量木块静止时1橡皮条的长度 l1，并计算其形变量 l1 = l1 0；将木块放在水平放置的木板上，用橡皮条水平拉动木块，使木块在木板上匀速运动，2测量出这时橡皮条的长度 l2，并 计算其形变量 l

7、2 = l2 0；计算动摩擦因数 = l2/ l13 点评：这是一道设计性实验问题，它要求考生能 够借助于比例关系求解【当堂反馈】1如图 2.2-4 所示，用力 F 将一个木块压在倾斜板上静止不动，则木块的受力情况分析正确的是：（ ）A有可能只受两个力的作用 B有可能只受三个力的作用C必定受四个力的作用 D以上说法都不对2如图 2.2-5 所示的所示，物体 a、b 和 c 叠放在水平桌面上，水平力 Fb = 5N、F c = 10N分别作用于 b、c 上，a、b 和 c 仍保持静止状态以 f1、f 2、f 3 分别表示 a 与b、b 与 c、c 与桌面间的静摩擦力的大小，则：Af 1 = 5N

8、、f 2 = 0、f 3 = 5N Bf 1 = 5N、f 2 = 5N、f 3 = 0Cf 1 = 0N、f 2 = 5N、f 3 = 5N Df 1 = 0N、f 2 = 10N、f 3 = 5N【强化训练】1运动员用双手握住竖直的竹秆匀速攀上和匀速下滑时，他所受到的摩擦力分别为 F1 和F2，那么它们的关系是：（ ）AF 1 向上，F 2 向下，F 1 = F2 BF 1 向下，F 2 向上，F 1 F2 CF 1 向上，F 2 向上，F 1 = F2 DF 1 向上，F 2 向下，F 1 F22把一重为 G 的物体，用一个水平推力 F = kt（k 是为恒量， t 为时间）压在竖直的足

9、够图 2.2-3(解)A CFmgNB fABCF图 2.2-3图 2.2-5图 2.2-4F高的平整的墙上，如图 2.2-6 所示从 t = 0 开始物体所受的摩擦力 f 随时间 t 的变化关系是图下图中的：（ ）3如图 2.2-7 所示，物体 B 的上表面水平，B 上面载着物体 A，当它们一起沿固定斜面 C 匀速下滑的过程中物体 A 受力是：（ ）A只受重力 B只有重力和支持力C有重力、支持力和摩擦力 D有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力4如图 2.2-8 所示，用水平力 F 将物体压在竖直墙壁上，保持静止状态，现保持力 F 的大小不变，使 F 的方向与水平方向夹角逐渐增大的过程中，若

10、物体 A 仍保持平衡，则物体 A受到的摩擦力：（ ）A可能保持不变 B可能增大C可能减小 D一定会发生变化5如图 2.2-9 所示，在粗糙水平面上放一个三角形木块 a，物体 b 在 a 的斜面上匀速下滑，则下列判断中正确的是：（ ）Aa 保持静止，而且没有相对水平面运动的趋势Ba 保持静止，但有相对水平面向右运动的趋势Ca 保持静止，但有相对水平面向左运动的趋势D因未给出所需数据，无法对 a 是否运动或有无运动趋势做出判断6如图 2.2-10 所示，放在水平地面上的物体 a 上叠放着物体 b，a 和 b 间用轻质弹簧相连，已知弹簧处于压缩状态，整个装置处于静止状态，则关于 a、b 的受力分析正

11、确的是：（ ）Ab 受到向右的摩擦力 Ba 受到 m 对它的向左的摩擦力C地面对 a 的摩擦力向右 D地面对 a 无摩擦力作用7如图 2.2-11 所示，质量为 m 的物体放在水平放置的钢板 c 上，与钢板间的动摩擦因数为 由于光滑导轨槽 a、b 控制，物体只能沿水平导轨槽运动现使钢板以速度 v1 向右运动，同时用力 F 沿导轨槽的方向拉动物体使物体以速度 v2 沿轨槽运动，则 F 的大小为：（ ）AF = mg BF mg CF mg D不能确定8如图 2.2-12 所示，放在倾斜的的木板上，当木板倾角 为 30o 和45o 时，物体所受的摩擦力大小恰好相等，则物体与木板间的动摩擦因数是多少

12、？9某同学用一个弹簧秤、木块和细线去粗略地测定木块与一个固定的斜面间之间的动摩擦因数 ，设此斜面的倾角不大，不加拉力时，木块放在斜面上将保持静止(1) 他是否要用弹簧秤称出木块的重力？(2) 写出实验的主要步骤；(3) 导出求动摩擦因数 的计算式图 2.2-6图 2.2-7图 2.2-8图 2.2-9图 2.2-10图 2.2-11图 2.2-1210如图 2.2-13 所示，两块轻质竖直平行板 A、B 之间夹着一块重力为 6N 的长方体木块C，此时 A、B 对 C 的压力均为 10N。若 C 与 A、B 之间的动摩擦因数均为 0.4，现要使 C从两板间水平匀速地拉出，则需要对 C 施加的拉力 F 的大小是多少？参考答案当堂反馈： 1C 2C强化训练： 1 C 2B 3B 4BCD 5A 6ABD 7A 8 = sin300/sin450 = 0.71 9(1) 要；(2) 用弹簧秤拉动木块沿斜面向上做匀速运动，记下拉力F1；用弹簧秤拉动木块沿斜面向下做匀速运动，记下拉力 F2；用弹簧秤测木块的重力 G；计算动摩擦因数 (3) = 10斜向上拉力 F = 212)(4GF=10N2)(Gf 图 2.1-13