摩擦力及受力分析

摩擦力及受力分析学案

知识精解

一，摩擦力

1、滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力.

(1)产生条件：

①接触面是粗糙；② 两物体接触面上有压力；③两物体间有相对滑动.

(2)方向：总是沿着接触面的切线方向与相对运动方向相反.

(3)大小一滑动摩擦定律

滑动摩擦力跟正压力成正比，也就跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。即

↑ -■'F N其中的FN表示正压力，不一定等于重力G。J为动摩擦因数，取决于两个物体的

材料和接触面的粗糙程度，与接触面的面积无关。

2、静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力.

(1)产生条件：

① 接触面是粗糙的；② 两物体有相对运动的趋势；③ 两物体接触面上有压力.

(2)方向：沿着接触面的切线方向与相对运动趋势方向相反.

(3)大小：静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f ≤f,具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。

必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF计算，只有当静摩擦力达到最大值时，

其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，既Fm=xF N

3、摩擦力与物体运动的关系

①摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。而不一定与物体的运动方向相反。

如：课本上的皮带传动图。物体向上运动，但物体相对于皮带有向下滑动的趋势，故摩擦力向上。

②摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的。而不一定是阻碍物体的运动的。

如上例，摩擦力阻碍了物体相对于皮带向下滑，但恰恰是摩擦力使物体向上运动。

注意：以上两种情况中，相对”两个字一定不能少。

这牵涉到参照物的选择。一般情况下，我们说物体运动或静止，是以地面为参照物的。而牵涉到相对运动”，实际上是规定了参照物。如“A相对于B”，则必须以B为参照物，而不能

以地面或其它物体为参照物。

③摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。摩擦力不一定使物体减速，也可能使物体加速。

④受静摩擦力的物体不一定静止，但一定保持相对静止。

⑤滑动摩擦力的方向不一定与运动方向相反

二,受力分析

一,受力分析

正确对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法、高中物理的重要内容。

受力分析的程序：

1明确研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便。研究对象可以是单个物体或物体的一部分，也可以是几个物体组成的系统。在解决比较复杂的问题时，灵活地

选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。

2、隔离研究对象，按顺序找力。

把研究对象从实际情景中分离出来。为防止漏掉某个力、要养成按一般步骤分析的好习惯。

一般应按先分析重力，然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体、并逐个分析这些物体

对研究对象的弹力，在有弹力的接触面上分析是否存在摩擦力 (只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)，；最后再分析其他场力(电场力、磁场力) ，边分析边画出力的示意图。

3、画完后进行定性检验，看物体能否处于题目所给的状态

二，受力分析的注意事项

(1) 只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力.

(2) 只分析根据性质命名的力.

(3) 每分析一个力，都应找出施力物体.

(4) 合力和分力不能同时作为物体所受的力

三、受力分析的常用方法：

1、隔离法和整体法

2、假设法：结合运动状态分析

此外平衡条件也是受力分析的重要依据

经典例题

类■题?^摩擦力有无的确定

(1)由产生条件确定

①接触面间有弹力；②接触面粗糙；③有相对运动或相对运动的趋势。这种方法就是看产生摩擦力的三个条件是否满足。有一个条件不满足，就没有摩擦力。

【例题1】物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,物体的质量为M。当物体沿着墙壁自由下

落时，物体受到的滑动摩擦力为_____________ 。

【例2】如图所示，长5m的水平传送带以2m∕s的速度匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ

=01。现将物体轻轻地放到传送带的A端，那么，物体从A端到B端的过程中，

摩擦力存在的时间有多长？方向如何？

2 .根据运动状态确定

由物体的运动状态，结合物体受其它外力的情况来进行判断。

即：① 假设没有摩擦力，看物体能否处于平衡，如不能处于平衡状态，则必有摩擦力；如能处于平衡状态，则必无摩擦力。② 如果物体处于平衡状态且有摩擦力，则摩擦力必与其

它的力的合力等大反向

【例3】如图，力F拉着A、B共同作匀速运动，A是否受到摩擦力?

Z练习矽如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A,当它们一起沿斜面匀速

下滑时，A物体受到的力：( )

A. 只有重力；

C.只有重力、支持力和摩擦力; 类■题■

摩擦力方向的确定

1、由相对运动或相对运动的趋势确定，摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向相反。

相对”二字决定了参照物的选取。一般情况下是选地面或静止在地面上的物体做参照物，而在判断摩擦力的方向时，参照物不能任意选取。判断两物体间的摩擦力时，必须以且中之一

做参照物。

【例4】人在自行车上蹬车前进时，车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向( )

A. 都向前；

B.都向后；

C.前轮向前，后轮向后；

D.前轮向后，后轮向前。

2、由牛顿定律确定。

如有，摩擦力的方向如何?

3、由牛顿第三定律确定

物体与物体间的摩擦力的作用是相互的，必然满足牛顿第三定律。所以在分析物体间的摩擦

力时，借助牛顿第三定律，往往能起到化难为易的效果。

4、用整体法来确定

【例6】如图所示，三角形劈块放在粗糙的水平面上, 和劈块

均处于静止状态，则粗糙水平面对三角形劈块：

A. 有摩擦力作用，方向向左；

B.有摩擦力作用，方向向右；

C没有摩擦力作用；D.条件不足，无法判定.

试讨论当物块加速下滑和加速上滑时地面与劈块之间的摩擦力情况？)

■题■摩擦力大小的确定—

在确定摩擦力的大小时，要特别注意物体间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，因为二者的大小变化情况是不同的。滑动摩擦力的大小跟压力N有关，成正比，与引起滑动摩擦力

的外力的大小无关；而静摩擦力的大小跟压力N无关，由引起这个摩擦力的外力决定，但

最大静摩擦力的大小跟压力N有关。因此，在确定摩擦力的大小时，静摩擦力的大小应由

引起静摩擦力的外力的大小来确定，不能用f= μN计算。滑动摩擦力的大小常用公式f= μN求

B.只有重力和支持力；

D.有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力

【例5】如图，A、B置于光滑水平面上，在水平力F作用下共同运动，A是否受摩擦力?

劈块上放一个质量为

()

m的物块，物块

得，而静摩擦力的大小常根据平衡条件确定。

1、由平衡条件确定。

【例7】如图所示，质量为m 的木块在置于桌面上的木板上滑行， 木板静止，它的质量M=3m 。

已知木板与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为

μ则木板所受桌面的摩擦力大小为：

V —

7777777777777777777

12 3 4

A . Mg ;

B. 0; C . μ F

D. 2mg 。

2 .根据牛顿第二定律进行确定

【例9】分析下列物体所受的力（竖直面光滑，水平面粗糙）

【例10】分析下列物体A 的受力

【达标测试】

1. 运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是

f l 和f 2,那

么（）

A. f 1向下，f 2向上，且f 1 = f 2

B. f 1向下，f 2向上，且f 1> f 2

C. f 1向上，f 2向上，且f 1

= f 2

D. f 1向下，f 2向下，且f 1 = f 2

2. 如图用轻绳连接两个用同种材料制成的

A 和

B 两物体，它们恰能沿斜面做匀速运动，且

绳子伸直，关于 A 、B 的受力情况，正确的说法有

（ ）

A . μ mg

B . 2 μ mg 【例8】如图，两块相同的竖直木板 小

相等的水平力压木板，使砖静止不动。 对第三块砖的摩擦力大小为：

C. 3 μ mg D . 4 μ mg

A 、

B 之间，有质量均为

设所有接触面间的动摩擦因数均为 m 的4块相同的砖，用两个大

μ则第二块砖

光滑半球槽

A. A 受3个力，B 受4个力

B. A 受4个力，B 受3个力

C. A B 均受3个力

D. A 、B 均受4个力

3.

如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为

m i 和m 2的木块1和2,中间用一原长

为L 劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与地面间的滑动摩擦因数为 μ。现用一水平力

向右拉木块2 ,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是(

)

4.

两个物体A

和B ，质量分别为 M 和m ，用跨过定滑轮的轻绳相连， A 静止于水平地面上, 如图，不计摩擦，A 对绳的作用力的大小与地面对 A 的作用力的大小分别为(

)

A. mg ，(M-m)g

B. mg , mg

C. (M-m)g ， Mg

D. (M+m)g , (M-m)g

5.

如图所示，质量为m 的木块在质量为 M 的长木板上滑动，

长木板与水平地面间的滑动摩 擦系数为μ 1,木块与木板间的滑动摩擦系数为 μ 2,已知长木板处于静止状态，那么此时长 木板受到的地面摩擦力大小为( )

tT ∣

A. μ 2mg

B. μ 1 Mg

C. μ ι(m+M)g

D. μ 2mg+ μ i Mg

6. A 、B 、C 三物体质量分别为 M 、m 、m o ，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑 轮的摩擦均

不计，若 B 随A 一起沿水平桌面向右做匀速运动，则可以断定

( )

B

A m M

Z J A 7 /

/ "參》* 些

A.物体A 与桌面之间有摩擦力，大小为 m o g

B.物体A 与B 之间有摩擦力，大小为 m °g

C. 桌面对A ，B 对A ，都有摩擦力，两者方向相同，大小均为 m °g

D. 桌面对A ，B 对A ，都有摩擦力，两者方向相反，大小均为

m o g

7. _________________ —个水平放置的弹簧， 在两端各用10N 的力拉弹簧，若弹簧的劲度系数为

100N∕m ,则弹 簧的伸长量为 ,若将此弹簧的一端固定，在另一端

μ

A. L+[ m i g μ

B. L+ —(m 1+m 2)g

k

C. L+卡 m 2g

D. L+JJ? k m i m 2

)g