06 具有摩擦力的物體的受力分析知識一、摩擦力一、定義：當相互接觸的兩個物體發生相對運動或有相對運動趨勢時，接觸面上就會產生力阻礙相對運動或相對運動趨勢的物體。 2、發生條件：接觸面粗糙； 接觸面之間有彈力； 物體之間存在相對運動或相對運動趨勢。 3、尺寸：滑動摩擦力F=μFN，靜摩擦力：0≤F≤Fmax。 4、方向：與相對運動方向或相對運動趨勢相反。 5、作用：阻礙物體之間的相對運動或相對運動趨勢。 【特別提醒】（1）摩擦力阻礙物體之間的相對運動或相對運動趨勢，但并不一定阻礙物體的運動。 (2)受靜摩擦力影響的物體不一定是靜止的，受滑動摩擦力影響的物體不一定是運動的。 (3)當接觸面上有摩擦時，必然有彈力，而且彈力和摩擦力的方向總是垂直的，反之則不一定。 二、受力分析 1、定義：找出指定物體（研究對象）在特定物理環境中所受到的所有外力，并繪制受力圖。 這個過程就是力分析。 2、力分析的順序是先求重力，再求接觸力（彈力、摩擦力），最后分析電場力、磁場力、其他力。 3、受力分析的步驟 (1)明確研究對象——即確定要分析的對象。 (2)孤立對象分析——將研究對象與周圍對象隔離開來，然后分析周圍哪些對象對其施加了力。 (3)畫受力圖——分析時將力一一畫在力圖上，并準確標出力的方向。 (4)檢查所引出的每個力是否都能找到其施力對象，并檢查分析結果是否能使研究對象處于問題中給出的運動狀態。 否則必定會出現漏力、加力或錯力現象。 ． 典型測試點示例 1.
滑動摩擦方向的確定 [示例1] 傾斜的傳送帶按如圖所示的方向移動。 現在將一個小塊 A 慢慢地放在傳送帶的上端。 剛放置好A后，A上的摩擦力的方向是多少？ 【分析】緩慢放置A后，可以認為A的速度為零，傳送帶相對于A斜向下運動，即A相對傳送帶斜向上運動，所以A的滑動摩擦力沿傳送帶向下。 【反思】在教學過程中，發現很多學生認為A上的摩擦力方向是沿著傳送帶向上的。 產生誤差的原因有兩個：一是不清楚是滑動摩擦還是靜摩擦。 據信，這與靜止在斜坡上的物體沿斜坡向上移動時所受到的靜摩擦力相同。 二是對“滑動摩擦的方向總是與相對運動的方向相反”的判斷方法理解不深刻。 幾乎所有的同學都認為判斷滑動摩擦的方向比判斷靜摩擦的方向更容易，從而忽略了對判斷滑動摩擦方向的方法的深入理解。 變形例1 如圖所示，將質量為m的工件放置在水平放置的鋼板C上，兩者之間的動摩擦因數為μ。 由于光滑導向槽A、B的控制物理資源網，工件只能沿水平導向槽移動。 現在使鋼板以速度v1向右移動，同時用力F（F方向與導向槽平行）拉動工件，使其以速度v2沿導向槽移動。 運動，則 F 的大小為 ()A。 等于μmgB。 大于μmg C． 小于μmgD。 無法確定 [錯誤解] A [錯誤解分析] 有同學錯誤地認為摩擦力方向與v2相反，從平衡條件得出F=Ff=μmg。
【正確答案】工件相對地面以v2運動，但相對鋼板向左運動，如圖v方向，鋼板以速度v1向右運動，則工件相對鋼板勻速向左移動，設為v1′。 同時，工件以另一個速度v2被拉動，因此工件相對于鋼板的移動速度應為v1′和v2的合成，即圖中的速度v。 滑動摩擦阻礙了兩者的相對運動，因此工件上的摩擦力Ff與v方向相反。要使工件沿導槽勻速運動，所施加的拉力只需平衡一Ff、F1的分量，所以F=F1=Ff·sinαgsinθ，A受到沿傳送帶B向上的靜摩擦力。只有a0，所以彈簧力存在，P的力的個數為5。 【答案】C 鞏固訓練 1.關于靜摩擦力的說法正確的是（）A。 兩個相對靜止的物體之間必定存在摩擦 B. 受靜摩擦力影響的物體一定是靜止的 C. 靜摩擦力一定是阻力 D. 當物體之間的壓力一定時，靜摩擦力的大小會發生變化，但有一個極限 【分析】相對靜止的物體之間存在靜摩擦力，物體不一定是靜止的。 靜摩擦力產生的條件是：接觸面粗糙，兩個物體之間存在壓力，物體之間有相對運動的趨勢，故A、B錯誤； 靜摩擦力可以是阻力也可以是功率，選項C錯誤； 靜摩擦力的大小與物體所處的環境有關，也與它所受到的其他力有關。 該力與運動狀態有關，但小于最大靜摩擦力，故選項D正確。 【答案】D2。
如右圖，A是一塊長木板，在水平面上以速度v1勻速向右運動，物體B在粗糙的木板A之上以速度v2勻速向右運動下列判斷正確的是（） A. 若 v1=v2，則 A 與 B 之間無滑動摩擦力 B. 若 v1>v2，則 A 受到 B 向右施加的滑動摩擦力 C。 。 如果v1v2，B相對A向左移動，所以B上的摩擦力是向右的。 同時，A相對B向右移動，B對A的摩擦力向左。 (3)v1mB，μA>μB，則()A。 物體 A 和 B 都不受摩擦力 B. 物體 A 由 B 用等于其重力的力支撐 C. 物體 B 受到三個力 D. 物體 A 受到兩個力 【分析】由于兩個物體A、B一起自由落體時處于完全失重狀態，A、B之間沒有力。A、B及墻壁在水平方向上不存在正壓力，因此不受摩擦力影響，A雙方和 B 只受重力影響。 A是正確的。 【答案】A2。 （2011·合肥質檢） 如右圖所示，木塊A置于水平桌面上，處于靜止狀態。 吊重和托盤的總質量為0.6kg。 彈簧測力計讀數為 2N。 滑輪 忽略摩擦力。 如果輕輕移去盤中的部分重物，使總質量減少到0.3kg斜面向下滑動的物體受力分析，則會出現的情況是(g=10m/s2) () A. 彈簧測力計的讀數會變小 B. A 是靜止不動 C. A 對臺面的摩擦力不變 D. A 上的合力會變大 【分析】 當重物與托盤的總質量 m1=0 時。
當6kg時，F+Ff=m1g=6N，Ff=4N，可見A與桌面之間的最大靜摩擦力至少為4N。 當重物與托盤的總質量m2=0.3kg時，假設A保持不動，F保持不變。 ，F+Ff′=m2g，Ff′=1N45N，滑塊沿斜面滑動，所以測功機的讀數不可能是60N。 【答案】ABC4。 如圖所示，木板B放置在粗糙的水平面上，木塊A放置在B的上面，A的右端通過不可延伸的輕繩固定在垂直墻上，并施加水平恒力F用于將 B 向左拉。 ，使其以速度v勻速運動。此時，繩子處于水平狀態，拉力為T。下列說法正確的是：（）A.繩子上的拉力T等于水平常數力 F B。A 塊受到靜摩擦力，其大小等于 TC。 板B受到靜摩擦力和滑動摩擦力，合力等于FD。 如果板 B 以 2v 的勻速運動，則拉力仍為 F。 【分析】將 A、B 視為一個系統，系統在水平方向受到三個力：向左的拉力 F、向左的拉力 F、向左的拉力 F、向左的拉力 F。向右的拉力T，向右的拉力T。 右邊的滑動摩擦力為Ff，且F=T+Ff，所以F≠T，所以A是錯誤的。 雖然塊A處于靜止狀態，但A與B之間發生相對運動，因此A受到滑動摩擦； 同樣，B所受的兩個摩擦力都是滑動摩擦力，所以B、C都是錯誤的。 如果板B以2v的勻速運動，由于A、B仍處于平衡狀態，兩摩擦力的大小和方向沒有改變，所以拉力仍為F，所以D是正確的。 【答案】D5。
如圖所示，斜面固定在地面上，傾斜角度為37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。 質量為1kg的滑塊以一定的初速度沿斜面滑動。 斜面就足夠了。 長，滑塊與斜面之間的動摩擦系數為0.8。 滑塊上的摩擦力Ff隨時間變化的圖像如下圖所示（以初速度方向為正方向，取g=10m/s2） () 【分析】由題可知重力沿斜坡向下運動斜面向下滑動的物體受力分析，分力°=1×10×0.6N=6N，滑動摩擦力μ°=0.8N×1×10×0.8N=6.4N，因此滑塊做勻速減速運動，終于在斜坡上休息了。 ，那么滑塊首先受到6.4N的滑動摩擦力，然后受到6N的靜摩擦力，其方向與初速度方向相反，所以A是正確的。 【答案】A6。 如圖所示，物體可以沿著斜面以勻速滑落。 假設該過程中斜面對水平地面的摩擦力為f1。 如果沿斜面方向向下推動物體，物體就會加速下滑。 設該過程中斜面上地面的摩擦力為f2。 那么()A。 f1 方向向右，f2 方向向右 B. f1 為零，f2 方向向左 C. f1 為零，f2 方向向右 D. f1 為零，f2 為零 【分析】當物體勻速下滑，物體與斜面可視為一個整體，斜面不受水平地面摩擦力的影響； 如果沿斜面方向用力向下推動物體，則斜面上的力不受影響。 變化，f2 仍然為零，因此選項 D 是正確的。 【答案】D7。
如圖所示，物體的質量為3kg。 它被放置在一個傾斜角為37°的粗糙斜坡上。 它受到大小恒定為10N的外力F的作用。 當力F與斜面的夾角θ從0°開始增大，達到180°的過程中，物體始終保持靜止。 那么在這個過程中物體所受到的摩擦力的變化范圍就是(g為10m/s2)()A。 8N～28NB。 18N～28NC。 14N～34ND。 18N～34N 【分析】F沿斜面上升時，摩擦力最小，Ffmin=mgsinθ-F=8N； 當F沿斜面下降時，摩擦力最大，Ffmax=mgsinθ＋F=28N。 因此選項A正確。 【答案】A8。 (2010·濟南城市模擬) 如圖所示，在水平地面上放置一個質量為m0的對角裂片。 質量為m的粗糙塊以一定的初速度沿著對角裂口的粗糙斜面向上滑動。 速度為零后，它向上滑動。 加速返回，但斜劈始終保持靜止，那么在木塊上下滑動的整個過程中（） A.面對斜劈的地面摩擦力先向左移動，然后向右移動 B.面對斜劈地面的摩擦力方向不變C。面對斜劈地面的支撐力總是小于(m0+m)gD。 地面對斜劈的摩擦力是不同的。 【分析】由于木塊滑動到最高點后還能向下滑動，說明木塊的加速度總是沿著斜坡向下的。 當木塊向上滑動時：a1=gsinθ+μgcosθ； 該塊向下移動時，a2=gsinθ-μgcosθ。 將m0和m作為整體考慮，向上移動時，水平方向可得牛頓第二定律：Ff1=m0×0+ma1x，即：Ff1=ma1x，方向水平向左； 垂直方向：(m0+m)g-FN1=m0×0+ma1y，即FN1=(m0+m)g-ma1y，方向垂直向下。 當塊向下移動時，水平方向：Ff2=m0×0+ma2x，即：Ff2=ma2x，方向為水平向左； 垂直方向：(m0+m)g-FN2=m0×0+ma2y，即：FN2=(m0＋m)g－ma2y，方向垂直向下，故選項A錯誤，選項BCD正確。 【答案】BCD9。
用一根輕繩將小球 P 綁在光滑墻壁上的 O 點上。 如圖所示，墻壁和球P之間夾有一個矩形塊Q。 P和Q均處于靜止狀態，則下列有關說法正確的是：()A。 P 物體受到 4 個力 B. Q 受到 3 個力 C. 如果繩子變長，繩子中的張力就會變小 D. 如果繩子變短，Q 上的靜摩擦力就會增大 【分析】 P 為受重力作用，Q對球P施加水平彈力，繩子對P施加拉力，Q對P施加垂直向下的摩擦力。一對，Q施加重力，墻壁，P球的水平彈力，P對Q的垂直向上的摩擦力，兩對四力平衡，B錯誤。 對于PQ整體來說，繩索拉力的垂直分力等于整個PQ的重力。 當繩子變長時，繩子與墻壁之間的角度變小，拉力也變小。 C是對的。 Q受到的摩擦力等于Q的重力，與繩子的長度無關。 D 是錯誤的。 【答案】AC10。 （2010·河北冀州中學模擬） 撲克牌是魔術師常用的表演道具之一。 總共有 54 張卡。 在一定的表演中，魔術師用手指垂直向下的力壓第一張牌，并以一定的力度壓下去。 水平快速移動手指，水平取出牌堆中的第一張卡片（卡片與手指之間不打滑）。假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，每張卡片的質量相等，則卡與底卡之間的動摩擦系數
