摩擦力(静摩擦力、滑动摩擦力)
产生条件：接触面粗糙、物体间有相互挤压的弹力、有相对运动或相对运动的趋势.
作用效果：阻碍物体的相对运动或相对运动趋势.
方 向：与接触面相切,与物体自身的相对运动或相对运动趋势的方向相反.
大 小：
(1)滑动摩擦力： F=μFN
(2)静摩擦力：在0至最大静摩擦力之间变化(一般近似认为最大静摩擦力等于μFN).
应用提升
1.关于滑动摩擦力,下面哪种说法是对的(D)
A.当物体运动时一定受到滑动摩擦力
B.两个相互接触的粗糙物体在发生相对运动时,它们都受到滑动摩擦力
C.滑动摩擦力总是与物体的重力成正比
D.当接触面的性质和正压力的大小确定后,滑动摩擦力是一个恒量
2.〔2007届·陕西模拟题〕下列关于滑动摩擦力的说法中,正确的是(AB)
A.相对运动又相互接触的物体间没有发生挤压,不可能产生摩擦力
B.滑动摩擦力方向一定和物体间相对运动的方向相反
C.两个物体接触面上的滑动摩擦力方向不一定与其弹力方向垂直
D.静止的物体不可能受到滑动摩擦力的作用
3.如右图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态.其中F1=10N、F2=2N.若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力为(D)
A.10N,方向向左
B.6N,方向向右
C.2N,方向向左
D.零0
例1、如右图所示,用一水平推力F=kt(k为常数,t为时间)把重为G的物体压在足够高的平直的竖直墙上,则从t=0开始,物体受到的摩擦力随时间的变化图像是下图中的(B)
【解析】
物体受到的动摩擦力Ff=μkt随时间的增加而从零开始增加.开始时,Ff＜G,物体向下做加速运动.当Ff=μkt=G时,物体的速度最大;此后Ff＞G,物体做减速运动;当速度减为零时,物体处于静止.动摩擦力变为静摩擦力,大小突变为与重力大小相等.
【点评】
计算摩擦力的大小时,首先应弄清楚摩擦力的类型,若为滑动摩擦力,一般是利用F=μFN进行计算；若为静摩擦力,一般利用平衡条件分析.另外,摩擦力也可利用牛顿运动定律进行分析.
变式题〔2006年·全国理综Ⅱ卷〕 如下图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的.已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为(A)
A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg
【点评】
计算滑动摩擦力时,除了考虑接触面的正压力的大小外,还应注意物体存在的“双面摩擦”.
变式题 水平皮带传输装置如右图所示.O1为主动轮,O2为从动轮.当主动轮顺时针匀速转动时,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后停止滑动,之后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端.在传送过程中,若皮带与轮不打滑,则关于物体受到的摩擦力和图中P、Q两处(在O1、O2连线上)皮带所受摩擦力的方向的正确说法是(BC)
A.在AC段物体受水平向左的滑动摩擦力,P处皮带受向上的滑动摩擦力
B.在AC段物体受水平向右的滑动摩擦力,P处皮带受向下的静摩擦力
C.在CB段物体不受静摩擦力,Q处皮带受向下的静摩擦力
D.在CB段物体受水平向右的静摩擦力,P、Q两处皮带始终受向下的静摩擦力
【点评】
本题在C处是摩擦力的突变点,在此之前,物体相对皮带有相对运动,存在滑动摩擦力,且方向与接触物的相对运动方向相同,指向右方,在此之后,物体相对皮带无相对运动趋势,不存在静摩擦力；另外,主动轮与从动轮的区别在于相对运动趋势的差别,此处要认真比较.
例2、如下图所示,一个质量为m的物体放在水平放置的木板上,它们之间的动摩擦因数为μ,现缓慢抬起木板的右端,使木板绕另一端逆时针转动,直到木板处于竖立为止,试定性画出物体在此过程中所受的摩擦力的大小与θ的关系图像.(假定物体的最大静摩擦力的大小与滑动摩擦力的大小相等)
【点评】
1.静摩擦力大小与方向被动地由其他外力所决定,具体可由力的平衡条件分析.滑动摩擦力大小与方向被动地由接触面的正压力与动摩擦因数所决定,具体可由滑动摩擦定律或牛顿运动定律进行分析.通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
2.本题还应注意分析特殊位置的摩擦力:θ=0°时,因物体间无相对运动,摩擦力为零；θ=90°时,因压力为零,摩擦力也为零.
3.当物体在斜面恰能匀速滑动时,有下列结论：mgsinθ=μmgcosθ,μ=arctanθ,这一结论往往在习题中是以隐含条件出现的.
变式题 〔2007年·浙江模拟题〕如下图所示,有一个重量为20N的小物体放在斜面上,斜面底边长AB=40cm,高BC=30cm,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,物体 在一沿斜面向上的大小为F=20N的力作用下处于静止状态,现将力F顺时针转动至水平向右,则此时的摩擦力大小为(D)
A.10N B.14N C.8N D.4N
作业巩固
活页作业,加强班必做,平行班13题选做
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