當兩個(多個)物體疊在一起時,其中一個物體受到拉力(推力)的影響,主要分為以下兩種情況(a和b)(以物體A為研究對象)
情況
分析
有或無摩擦
方向
概括
勻速
A
假設物體A受到摩擦力的影響,物體A將無法保持平衡狀態
沒有任何
靜止和勻速直線運動都屬于平衡狀態,通過兩個力的平衡可以判斷物體是否受到摩擦力的影響
乙
物體要保持平衡狀態,必須受到水平向左的靜摩擦力
有
左邊
仍然
A
假設物體A受到摩擦力的影響,物體A將無法保持平衡狀態
沒有任何
乙
物體要保持平衡狀態,必須受到水平向左的靜摩擦力
有
左邊
例1、如圖A所示,在向右20N水平拉力F1的作用下,木塊A、B一起勻速直線運動。 此時,A塊上的摩擦力為20N,而A塊上的摩擦力為0N。 如圖B所示,若將木塊A、B放在同一水平臺面上,用推力F2將木塊A水平向右推,使它們做勻速直線運動,則推力F2為20N。
【分析】先結合后分離:圖A中的物體A和B在20N的水平拉力F1的作用下一起勻速直線運動。 遇到的摩擦力的大小等于拉力的大小,即20N。 塊 A 和 B 之間沒有相對運動或相對運動的趨勢,因此塊 B 不受水平方向的力,摩擦力為 0。在圖 B 中,如果 A 和 B 放在同一水平面上表中摩擦力與拉力大小相等,接觸面的粗糙度和壓力將保持不變,因此物體上的摩擦力也將保持不變,推力為20N。
變式練習:
如圖A所示,兩個相同的木塊A、B疊放在水平臺面上,木塊B作用有F1=30N的水平力,木塊A、B一起做勻速直線運動。 B塊上的摩擦力為30N,方向為水平向右; 如果F2=50N的水平推力作用在圖B所示的木塊A上,它們仍然一起做直線運動,且地面面向木塊A,木塊B的摩擦力為30N,木塊B受到的摩擦力為0。
示例 2. 三個相同的物體堆疊在一起并放置在粗糙的水平表面上。 物體之間的接觸面不光滑。 如圖所示,對物體B作用一個水平拉力F,此時三個物體仍處于靜止狀態。 以下描述正確的方法是(C、D)
AB對A有摩擦力
BB受A、C摩擦力影響
CB僅受C摩擦力的影響
D、地面對C有摩擦力,等于F
【分析】首先將B和C視為一個整體,屬于情況a,因此物體A不受靜摩擦力; 則將A、B視為一個整體,屬于情況b,則B、C之間存在摩擦; 最后,如果將三個物體作為一個整體考慮,則物體C受到地面的摩擦力,方向為水平向左。 根據兩力的平衡,地面對C的摩擦力等于F。因此,答案C和D是正確的。
變式練習:
如圖所示,三個相同的物體堆疊在一起。 當物體B受到5N的水平拉力時,三個物體以勻速直線向右運動。 摩擦力分別為0N和5N。
例3、如圖所示,兩個物體A、B在水平面上疊加,同時F=2N的兩個水平力分別作用在A、B上,使得兩個物體A、B靜態下接下來,下列分析正確的是(B)
AA和B之間的摩擦力為0
B、地面對B的摩擦力為0
C、地面對B的摩擦力為2N,方向為水平向左
D、地面對B的摩擦力為2N,方向水平向右
【分析】根據物體的運動狀態與力的關系可以看出,題中的兩個物體都處于靜止狀態,因此受到平衡力的影響。 對于物體A來說,垂直方向的力是平衡的,同時也受到水平方向平衡力的影響。 它們是物體B對其的拉力F和摩擦力fBA。 根據兩力平衡的知識,F=fBA=2N; 同理,只有物體B在水平方向的拉力F和物體A對其的摩擦力fAB,且F=fAB=2N。 所以選B。
變式練習:
如圖所示,將三個相同的鐵塊疊放在水平地面上,B受到水平向右的拉力F1=15N,C受到水平向左的拉力F2=6N,則三個鐵塊為在休息。 此時A、B之間的摩擦力為f1; B、C之間的摩擦力為f2; C與地面之間的摩擦力為f3。 然后(A)
A、f1=0,f2=15N,f3=9N
B、f1=0,f2=9N,f3=6N
C.f1=15N,f2=9N,f3=6N
D、f1=15N摩擦力與拉力大小相等,f2=6N,f3=9N