天津市第五十五中学 沈氢
摩擦力与我们的生活息息相关,同时摩擦力也是历年中考的重要考点之一。多次考察反馈出摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反这一常见问题是典型易错题型。由此可见,无论是生活实践,还是理论解释,如何正确理解摩擦力的概念都是至关重要的。
一、物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:①接触面粗糙;②相互接触的物体间有弹力;③接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
二、摩擦力定义:当一个物体在另一个物体的表面上相对运动(或有相对运动的趋势)时,受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力就叫摩擦力,摩擦力又分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
三、物体之间如何判断摩擦力的方向呢?可以用假设法。例如:斜面上静止的物体,若无摩擦就要下滑,所以它有向下运动的趋势,就要受到静摩擦力,方向沿斜面向上;人走路时脚向后蹬地,若不打滑,脚相对地面有—个向后运动的趋势,地面对脚有一个向前的摩擦力,使人相对地面向前运动。成为人向前的动力。下面结合例题谈一下摩擦力的基本解法:
例题1:将一袋大米放在匀速向右水平运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(回答下列小题请选填以下合适的字母标号)
A.受到方向向右的摩擦力
B.受到方向向左的摩擦力
C.不受力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为____________。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为________。
(3)当将输送带突然制动时,米袋在水平方向上受力情况为___________。
【答案】(1)A (2)C (3)B
解析:米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在输送带上有相对向左运动的趋势,所以受到一个方向向右的滑动摩擦力来带动米袋与输送带一起向右运动。但当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋与输送带没有发生相对运动的趋势,所以不受摩擦力。当将输送带突然制动时,米袋在输送带上有相对向右运动的趋势,所以受到一个方向向左的滑动摩擦力。
例题2:用手握住重5N的酱油瓶子静止悬在空中,瓶口竖直向上,此时手的握力为30N,瓶子受到手竖直向上的摩擦力为 _____N;若使手的握力增加为35N,瓶子受到手的摩擦力大小为_____N。
【答案】5 5
解析:用手握住瓶子静止在空中,竖直方向受到重力和静摩擦力.瓶子处于静止状态,所以在竖直方向重力与静摩擦力是一对平衡力:f=G=5N.当手的握力增大时,瓶子在竖直方向的受力情况没有发生变化,仍然只受到重力和静摩擦力,且它们仍是一对平衡力.所以摩擦力f=G=5N,保持不变。
例题3:如图水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向力F1和F2作用下,两者以共同速度v向右做匀速直线运动,已知F1=3N,F2=2N,那么物体B的上、下表面所受摩擦力的大小分别为__________。
A.3N,1N B.2N,1N
C.2N,3N D.3N,2N
【答案】A
解析:分析此类问题应用隔离与整体一起分析:首先用隔离分析物体A因为匀速向右运动所以水平方向受到一对平衡力,向右拉力F1与B对A的向左的摩擦力f1,f1= F1=3N,再用整体法分析物体B,B因为匀速向右运动,所以水平方向受到向左拉力F2与地面对B的向左的摩擦力f2之和等于A对B的向右的摩擦力f1即f1=F2+f2。所以f2=1N
例题4:如图中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体A重10N,当物体B重为2N时,物体A保持静止,这时A物体受到的摩擦力为__N;当物体B重为3N时,物体A向右做匀速直线运动,受到的摩擦力是__N。若要使物体A向左做匀速直线运动,则施加的拉力F的方向为__,F的大小是__N,此时物体A受到的摩擦力的方向是__。
【答案】2N 3N 左 6N 右
解析:物体A保持静止这时A物体受到水平方向一对平衡力,即向右的拉力等于向左的静摩擦力,F1=f1=2N。物体A向右做匀速直线运动时,A物体受到水平方向一对平衡力,即向右的拉力等于向左的滑动摩擦力,F2=f2=3N。若要使物体A向左做匀速直线运动时,A物体受到水平方向左的拉力F等于B对A的拉力与摩擦力之和,A此时受到的滑动摩擦力不变仍为3N,即F=F2+f2=3N+3N=6N。A受到摩擦力方向向右。
跟踪练习:
1.如图1,物块重为10N,水平力F为15N,物块处于静止状态,则物块所受摩擦力是 10 N,物块对竖直壁的压力 15 N;物块所受合力是 0 N。
图1
图2
2.如图2所示,一木块放在水平面上,在水平面上共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N。若撤去F1,则木块在水平方向受到的合力为(D)摩擦力为(C)
A.10N,方向向右 B.6N,方向向右
C.2N,方向向右 D.零
3.如图3所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧秤一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度υ匀速运动,水平弹簧秤的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是(D)。
A.木块受到的摩擦力大小等于F
B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若长木板以2υ的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在长木板上,木块受到的摩擦力大小仍等于T
图3
图4
4.如图4所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平拉力为Fb=5N,Fc=10N,分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止,以f1、f2和f3分别表示a与b、b与c、c与桌面的静摩擦力的大小,则(C)。
A.f1=5N,f2=0,f3=5N
B.f1=5N,f2=5N,f3=0
C.f1=0,f2=5N,f3=5N
D.f1=0,f2=10N,f3=5N
5.如图5所示,质量为10千克的物体在水平力F作用下,静止在竖直的墙上,当力F逐渐减小的过程中,物体静止一段时间后,向下运动,则在这过程中,摩擦力f与时间t的关系,可能符合下列图线的是(A)。
A B C D
图5
6.如图6所示,物块A、B叠放在固定的斜面C上,若A、B一起沿斜面匀速下滑(A、B保持相对静止),设A、B间的摩擦力为F1,BC间的摩擦力为F2,则(D)。
A.F1≠0,F2=0 B.F1≠0,F2≠0
C.F1=0,F2=0 D.F1=0,F2≠0
图6
图7
7.如图所示,重叠在一起的A、B、C三个重物,当B物体受到10N的水平拉力作用后,三个物体一起在水平面上向右做匀速直线运动,关于所受的摩擦力大小和方向不正确的是(C)。
A.A对B无摩擦力
B.C对B的摩擦力为10N,方向向左
C.水平面对C的摩擦力为10N,方向向右
D.C对水平面的摩擦力为10N,方向向右
8.质量均为m的四块相同的砖放在两块平板之间,用力压紧使之保持静止,如下图所示,则第2、3两块砖之间的摩擦力为(A)
A.0 B.mg C.2mg D.3mg
9.通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面积的大小无关。如图甲所示,两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在16N的水平拉力F1的作用下,A、B一起向右做匀速直线运动。若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F2是 16 N;若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动,在不撤除F2的情况下,应该在B的右端施加乙大小为 32 N的水平向左的推力。
10.某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为F2;当人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,下列说法正确的是(D)。
A.F1与车前进方向相同 B.F2与车前进方向相同
C.F3与车前进方向相同 D.F4与车前进方向相同
如果你有好的学习方法,特别希望能与我们一起分享!
来稿请发邮箱
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电话:27352898
总之:分析摩擦力受力方向时应该注意以下几个问题:
(1)应该把所研究的物体从周围的物体中分离出来.逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后再整体分析其它的受力情况。
(2)要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速),当物体的运动情况不同时,其受力情况也不同。
(3)为了使问题简化,常忽略某些次要的力,如物体运动速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力和物体在水中运动时所受的阻力等。
(4)根据题中所给出的条件列出对应关系式进行求解。
中考即将到来,切不可让补课成为提高成绩的唯一途径,要想提高成绩必须在日常学习过程中夯实基础,在做题时认真审题,注意试题中的条件,做到全面思考。
策划 李春艳
天津市第五十五中学 沈氢
摩擦力与我们的生活息息相关,同时摩擦力也是历年中考的重要考点之一。多次考察反馈出摩擦力的方向和物体相对运动的方向相反这一常见问题是典型易错题型。由此可见,无论是生活实践,还是理论解释,如何正确理解摩擦力的概念都是至关重要的。
一、物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:①接触面粗糙;②相互接触的物体间有弹力;③接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
二、摩擦力定义:当一个物体在另一个物体的表面上相对运动(或有相对运动的趋势)时,受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力就叫摩擦力,摩擦力又分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
三、物体之间如何判断摩擦力的方向呢?可以用假设法。例如:斜面上静止的物体,若无摩擦就要下滑,所以它有向下运动的趋势,就要受到静摩擦力,方向沿斜面向上;人走路时脚向后蹬地,若不打滑,脚相对地面有—个向后运动的趋势,地面对脚有一个向前的摩擦力,使人相对地面向前运动。成为人向前的动力。下面结合例题谈一下摩擦力的基本解法:
例题1:将一袋大米放在匀速向右水平运动的输送带上,开始米袋与输送带间有一段距离的相对滑动,然后米袋随输送带一起匀速运动。当输送带突然制动时,米袋会继续向前滑动一段距离后停下。(回答下列小题请选填以下合适的字母标号)
A.受到方向向右的摩擦力
B.受到方向向左的摩擦力
C.不受力
(1)米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在水平方向上受力情况为____________。
(2)当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋在水平方向上受力情况为________。
(3)当将输送带突然制动时,米袋在水平方向上受力情况为___________。
【答案】(1)A (2)C (3)B
解析:米袋刚放上输送带的瞬间,米袋在输送带上有相对向左运动的趋势,所以受到一个方向向右的滑动摩擦力来带动米袋与输送带一起向右运动。但当米袋随输送带一起匀速运动时,米袋与输送带没有发生相对运动的趋势,所以不受摩擦力。当将输送带突然制动时,米袋在输送带上有相对向右运动的趋势,所以受到一个方向向左的滑动摩擦力。
例题2:用手握住重5N的酱油瓶子静止悬在空中,瓶口竖直向上,此时手的握力为30N,瓶子受到手竖直向上的摩擦力为 _____N;若使手的握力增加为35N,瓶子受到手的摩擦力大小为_____N。
【答案】5 5
解析:用手握住瓶子静止在空中,竖直方向受到重力和静摩擦力.瓶子处于静止状态,所以在竖直方向重力与静摩擦力是一对平衡力:f=G=5N.当手的握力增大时,瓶子在竖直方向的受力情况没有发生变化,仍然只受到重力和静摩擦力,且它们仍是一对平衡力.所以摩擦力f=G=5N,保持不变。
例题3:如图水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向力F1和F2作用下,两者以共同速度v向右做匀速直线运动,已知F1=3N,F2=2N,那么物体B的上、下表面所受摩擦力的大小分别为__________。
A.3N,1N B.2N,1N
C.2N,3N D.3N,2N
【答案】A
解析:分析此类问题应用隔离与整体一起分析:首先用隔离分析物体A因为匀速向右运动所以水平方向受到一对平衡力,向右拉力F1与B对A的向左的摩擦力f1,f1= F1=3N,再用整体法分析物体B,B因为匀速向右运动,所以水平方向受到向左拉力F2与地面对B的向左的摩擦力f2之和等于A对B的向右的摩擦力f1即f1=F2+f2。所以f2=1N
例题4:如图中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体A重10N,当物体B重为2N时,物体A保持静止,这时A物体受到的摩擦力为__N;当物体B重为3N时,物体A向右做匀速直线运动,受到的摩擦力是__N。若要使物体A向左做匀速直线运动,则施加的拉力F的方向为__,F的大小是__N,此时物体A受到的摩擦力的方向是__。
【答案】2N 3N 左 6N 右
解析:物体A保持静止这时A物体受到水平方向一对平衡力,即向右的拉力等于向左的静摩擦力,F1=f1=2N。物体A向右做匀速直线运动时,A物体受到水平方向一对平衡力,即向右的拉力等于向左的滑动摩擦力,F2=f2=3N。若要使物体A向左做匀速直线运动时,A物体受到水平方向左的拉力F等于B对A的拉力与摩擦力之和,A此时受到的滑动摩擦力不变仍为3N,即F=F2+f2=3N+3N=6N。A受到摩擦力方向向右。
跟踪练习:
1.如图1,物块重为10N,水平力F为15N,物块处于静止状态,则物块所受摩擦力是 10 N,物块对竖直壁的压力 15 N;物块所受合力是 0 N。
图1
图2
2.如图2所示,一木块放在水平面上,在水平面上共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N。若撤去F1,则木块在水平方向受到的合力为(D)摩擦力为(C)
A.10N,方向向右 B.6N,方向向右
C.2N,方向向右 D.零
3.如图3所示,一个木块A放在长木板B上,弹簧秤一端接A,另一端固定在墙壁上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度υ匀速运动,水平弹簧秤的示数为T,下列关于摩擦力的说法正确的是(D)。
A.木块受到的摩擦力大小等于F
B.长木板受到的摩擦力大小等于T
C.若长木板以2υ的速度运动时,长木板受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在长木板上,木块受到的摩擦力大小仍等于T
图3
图4
4.如图4所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平拉力为Fb=5N,Fc=10N,分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止,以f1、f2和f3分别表示a与b、b与c、c与桌面的静摩擦力的大小,则(C)。
A.f1=5N,f2=0,f3=5N
B.f1=5N,f2=5N,f3=0
C.f1=0,f2=5N,f3=5N
D.f1=0,f2=10N,f3=5N
5.如图5所示,质量为10千克的物体在水平力F作用下,静止在竖直的墙上,当力F逐渐减小的过程中,物体静止一段时间后,向下运动,则在这过程中,摩擦力f与时间t的关系,可能符合下列图线的是(A)。
A B C D
图5
6.如图6所示,物块A、B叠放在固定的斜面C上,若A、B一起沿斜面匀速下滑(A、B保持相对静止),设A、B间的摩擦力为F1,BC间的摩擦力为F2,则(D)。
A.F1≠0,F2=0 B.F1≠0,F2≠0
C.F1=0,F2=0 D.F1=0,F2≠0
图6
图7
7.如图所示,重叠在一起的A、B、C三个重物,当B物体受到10N的水平拉力作用后,三个物体一起在水平面上向右做匀速直线运动,关于所受的摩擦力大小和方向不正确的是(C)。
A.A对B无摩擦力
B.C对B的摩擦力为10N,方向向左
C.水平面对C的摩擦力为10N,方向向右
D.C对水平面的摩擦力为10N,方向向右
8.质量均为m的四块相同的砖放在两块平板之间,用力压紧使之保持静止,如下图所示,则第2、3两块砖之间的摩擦力为(A)
A.0 B.mg C.2mg D.3mg
9.通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面积的大小无关。如图甲所示,两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在16N的水平拉力F1的作用下,A、B一起向右做匀速直线运动。若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动,如图乙所示,则F2是 16 N;若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动,在不撤除F2的情况下,应该在B的右端施加乙大小为 32 N的水平向左的推力。
10.某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为F2;当人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,下列说法正确的是(D)。
A.F1与车前进方向相同 B.F2与车前进方向相同
C.F3与车前进方向相同 D.F4与车前进方向相同
如果你有好的学习方法,特别希望能与我们一起分享!
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电话:27352898
总之:分析摩擦力受力方向时应该注意以下几个问题:
(1)应该把所研究的物体从周围的物体中分离出来.逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后再整体分析其它的受力情况。
(2)要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速),当物体的运动情况不同时,其受力情况也不同。
(3)为了使问题简化,常忽略某些次要的力,如物体运动速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力和物体在水中运动时所受的阻力等。
(4)根据题中所给出的条件列出对应关系式进行求解。
中考即将到来,切不可让补课成为提高成绩的唯一途径,要想提高成绩必须在日常学习过程中夯实基础,在做题时认真审题,注意试题中的条件,做到全面思考。
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