考點1、摩擦力定義:
兩個相互接觸的物體,當它們做相對運動或有相對運動趨勢時,在接觸面上産生的一種阻礙相對運動或相對運動趨勢的力。
考點2、摩擦力作用效果:阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢,而不是阻礙物體的運動。
①相對運動是兩個物體之間相對位置發生變化,相對運動趨勢是兩個物體間有運動趨勢,但是保持相對靜止,
②摩擦力不一定是阻力,有時也可能是動力。
如人走路時,腳向後蹬地,腳相對于地面有一個向後運動的趨勢,地面對腳有一個向前的摩擦力,使人相對于地面向前運動,此時的摩擦力就是人前進的動力。
例1、關于彈力和摩擦力的說法中,正确的是( )
A.物體間有彈力作用,一定存在摩擦
B.物體間沒有彈力作用,一定不存在摩擦
C.摩擦力總是阻礙物體的運動
D.摩擦力的方向不可能與物體的運動方向相同
【分析】(1)發生形變的物體要恢複原狀對與它直接接觸的物體要施加力的作用,這個力叫彈力;
(2)由滑動摩擦力的概念可知,一個物體在另一個物體表面發生相對運動時,産生一種阻礙的力,叫滑動摩擦力。滑動摩擦力的方向與物體的相對運動方向相反
【解答】解:産生滑動摩擦力的條件:相互接觸且接觸面粗糙,有壓力,有相對運動;
A、如果接觸面光滑,即使物體間有彈力作用,也沒有摩擦力,故A錯誤;
B、如果物體間沒有彈力,一定沒有摩擦力,故B正确;
C、摩擦力總是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢,故C錯誤;
D、摩擦力的方向可以與物體的運動方向相反,也可以與運動方向相同,故D錯誤。
故選:B。
【點評】本題主要考查彈力與摩擦力的概念,是基礎題。
例2、兩個相互接觸的物體,當它們相對滑動時,在接觸面上會産生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做 ;當它們相對要滑動,即有運動趨勢時,也會在接觸面上會産生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做 。
【分析】(1)兩個互相接觸的物體,當它們做相對運動時,在接觸面上會産生一種阻礙相對運動的力,這種力就叫摩擦力。
(2)根據兩個物體的運動情況不同,可将摩擦力分為三種:
①當一個物體在另一個物體表面滑動時,産生的摩擦力叫滑動摩擦力;
②當一個物體在另一個物體表面滾動時,産生的摩擦力叫滾動摩擦力;
③當兩個物體未發生相對運動,但有相對運動趨勢時,産生的摩擦力叫靜摩擦力。
【解答】解:(1)兩個相互接觸的物體,當它們相對滑動時,在接觸面上會産生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做滑動摩擦力;
(2)當它們相對要滑動,即有運動趨勢時,也會在接觸面上會産生一種阻礙相對運動的力,這種力叫做靜摩擦力。
故答案為:滑動摩擦力;靜摩擦力。
【點評】本題主要考查學生對摩擦力的概念、種類的掌握,屬于力學基礎知識的考查,比較簡單。
例3、關于摩擦力,下列說法正确的是( )
A.相互壓緊的粗糙物體之間總有摩擦力
B.靜止的物體一定不受到摩擦力
C.相對運動的兩個物體,一定存在摩擦力
D.一個物體隻有在另個物體表面運動或有相對運動趨勢時,才有可能受到摩擦力
【分析】兩物體的接觸面粗糙、物體間存在壓力、物體間有相對運動或相對運動趨勢時,物體間存在摩擦力;如果兩物體相對靜止,則物體間的摩擦力為靜摩擦力,如果兩物體相對滑動,則物體間的摩擦力為滑動摩擦力。
【解答】解:A、相互壓緊的粗糙物體間如果既沒有沒有相對運動,也沒有相對于運動趨勢,則兩物體間不存在摩擦力,故A錯誤;
B、靜止的物體如果跟與它接觸的物體間有相對運動趨勢,則物體受靜摩擦力作用,故B錯誤;
C、如果兩個物體不接觸,兩個物體間存在相對運動時,物體間不會存在摩擦力,故C錯誤;
D、一個物體隻有在另個物體表面運動或有相對運動趨勢時,但物體間有相對運動趨勢,則兩物體間的摩擦力為靜摩擦力,如汽車啟動過程中,相對車廂靜止的木箱與汽車間的摩擦力是靜摩擦力,故D正确;
故選:D。
【點評】本題考查了摩擦力産生的條件及摩擦力的分類,難度不大,是一道基礎題,熟練掌握并靈活應用基礎知識即可正确解題。
考點3、兩種摩擦力:靜摩擦力和動摩擦力的區别(滑動摩擦力和滾動摩擦力)。
(1)靜摩擦力:兩個相互接觸的物體,它們之間有相對運動趨勢,但是保持相對靜止,此時兩個物體間産生的摩擦力叫做靜摩擦力,如圖甲所示。
(2)滑動摩擦力:一個物體相對另一個物體表面相對滑動時産生的摩擦力,如圖乙所示。
(3)滾動摩擦力:一個物體相對另一個物體表面滾動時産生的摩擦力,如圖丙所示。
例1、如圖所示,一個木塊在光滑水平面上以v0的速度做勻速直線運動,沖上粗糙斜面後最終靜止在A點。以下關于木塊在斜面上受到摩擦力的說法正确的是( )
A.木塊在斜面上受到的摩擦力始終不變
B.木塊在A點時受到的摩擦力大小等于木塊的重力
C.木塊在斜面上受到的摩擦力方向始終沿斜面向下
D.木塊在斜面上受到的摩擦力方向會發生改變
【分析】因為物體的表面不光滑,所以兩個互相接觸的物體,當它們做相對運動或有一個相對運動的趨勢時,在接觸面上會産生一種阻礙相對運動的力,這就是摩擦力。
摩擦力的方向總是與物體相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反,據此分析答題
【解答】解:A、木塊在斜面上運動時,壓力不變、接觸面的粗糙程度不變,所以摩擦力不變,當木塊在斜面上靜止時,所受的摩擦力為靜摩擦力,大小與滑動時的摩擦力不相等,故A錯誤;
B、靜止在水平面上的物體對水平面的壓力等于其重力,而木塊在A點時受到的摩擦力大小不等于木塊的重力,故B錯誤;
C、摩擦力的方向與物體運動方向或運動趨勢的方向相反,物體靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故C錯誤。
D、木塊沖上粗糙斜面的過程中,摩擦力沿斜面向下,當靜止在斜面上有沿斜面下滑的趨勢,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向會發生改變,故D正确。
故選:D。
【點評】本題考查了判斷摩擦力方向問題,掌握摩擦力方向的判斷方法即可正确解題,有一定的拔高難度。
考點4、産生摩擦力的條件
①接觸面粗糙。
②兩物體相互接觸并相互擠壓(産生壓力)。
③兩物體間發生相對運動或有相對運動趨勢。
摩擦力的方向:與物體相對運動或相對運動趨勢方向相反,但不一定與物體運動方向相反。如:人走路時,腳受到的摩擦力方向就與人行走方向相同。人向上爬杆,人受到摩擦力向上。
例1、如圖所示,C是水平地面,A、B是兩個長方形物塊,F是作用在物塊B上沿水平方向的力,物塊A和B以相同的速度做勻速直線運動。由此可知,關于A、B間摩擦力f1和B、C間摩擦力f2的分析中,正确的是( )
A.f1=0,f2≠0 B.f1=0,f2=0 C.f1≠0,f2=0 D.f1≠0,f2≠0
【分析】物塊A和B以相同的速度做勻速直線運動,合力均為零,分别以A和整體為研究對象,研究A與B間、B與地間的摩擦力。
【解答】解:
先以A為研究對象,A做勻速運動,合力為零,由平衡條件分析可知,A不受摩擦力,否則水平方向上A的合力不為零,不可能做勻速直線運動;再以整體為研究對象,由平衡條件分析可知,地面對B一定有摩擦力,故A正确。
故選:A。
【點評】本題關鍵要抓住物塊的運動狀态:勻速直線運動,根據平衡條件分析物塊的受力,要培養根據狀态分析受力的習慣。
例2、将一袋大米放在勻速向右運動的輸送帶上,開始米袋與輸送帶間有一段距離的相對滑動,然後米袋随輸送帶一起勻速運動。當輸送帶突然制動時,米袋會繼續向前滑動一段距離後停下。(回答下列小題請選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)米袋剛放上輸送帶的瞬間,米袋在水平方向上受力情況為 ;
(2)當米袋随輸送帶一起勻速運動時,米袋在水平方向上受力情況為 ;
(3)當将輸送帶突然制動時,米袋在水平方向上受力情況為 。
【分析】(1)摩擦力是阻礙相對運動的力,總是與相對運動方向相反的,或者與相對運動趨勢方向相反;
(2)物體在水平方向上如果受力隻是摩擦力,其他任何力都不受。
(3)物體勻速直線運動時,或者不受力,或者受平衡力。
【解答】解:
(1)輸送帶是向右勻速運動的,米袋剛放上時,由靜止變為向右運動,水平方向沒有其他拉力或推力,所以隻受向右的摩擦力;
(2)物體勻速直線運動時,或者不受力,或者受平衡力。米袋向右勻速運動時,水平方向上如果受摩擦力,一定有另一個力與它平衡,因為沒有其他力,所以不受力。
(3)輸送帶制動時,米袋由向右運動變成靜止,隻有摩擦力方向向左,才能阻止米袋繼續向右運動。
故答案為:A;C;B。
【點評】本題是易錯題,記住摩擦力與相對運動或運動趨勢方向相反,并不是與運動方向相反;在傳送帶上勻速運動時是不受摩擦力的。
例3、在自動化生産線上,常用傳送帶運送工件,如圖所示,工件與水平傳送帶一起向右勻速運動時,關于工件受力,下列說法中正确的是( )
A.工件受摩擦力,方向水平向右
B.工件受摩擦力,方向水平向左
C.工件對傳送帶的壓力與傳送帶對工件的支持力是一對相互作用力
D.工件所受到的重力與工件對傳送帶的壓力是一對相互作用力
【分析】(1)首先對工件進行受力分析,因為工件與傳送帶一起勻速運動,所以它們之間沒有發生相對運動,是相對靜止的,則沒有摩擦力的作用,工件隻受重力和傳送帶的支持力的作用。
(2)作用力和反作用力與平衡力的主要區别是:作用力與反作用力的作用物體是兩個,而平衡力的作用物體隻有一個。
【解答】解:
AB、因為工件與傳送帶一起勻速運動,所以它們之間沒有發生相對運動、也沒有相對運動的趨勢,則工件沒有受到摩擦力的作用,故AB錯誤;
C、工件對傳送帶的壓力與傳送帶對工件的支持力,它們大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,且作用在兩個物體上(即壓力作用在傳送帶上,支持力作用在工件上),故這兩個力是一對相互作用力,故C正确;
D、工件所受到的重力與工件對傳送帶的壓力的方向都是向下的,而一對相互作用力的方向是相反的,所以它們不是一對相互作用力,故D錯誤。
故選:C。
【點評】此題考查了受力分析的判斷和作用力、反作用力的分析,是一道綜合題。但難度不大,熟練掌握相關知識即可正确作答。
考點5、判斷摩擦力方向的方法
①通過相對運動,判斷滑動摩擦力
選準研究對象和參照物,明确研究對象相對參照物的運動方向,然後由摩擦力的概念可判斷出研究對象或參照物所受摩擦力的方向。
②通過假設,判斷靜摩擦力
選準對象與參照物,明确研究對象相對參照物的運動趨勢,最後判定研究對象或參照物所受靜摩擦力的方向。
③通過二力平衡的條件來判斷
選擇研究對象,根據研究對象受力平衡,可知受到一對平衡力,根據平衡力性質可知摩擦力方向。
例1、将彈簧測力計右端固定,左端與木塊相連,木塊放在上表面水平的小車上,彈簧測力計保持水平,現拉動小車水平向左運動,穩定時運動,穩定時彈簧測力計的示數如圖所示。則木塊所受摩擦力的方向與大小分别是( )
A.水平向右,2.6N B.水平向左,2.6N
C.水平向右,3.4N D.水平向左,3.4N
【分析】(1)确定彈簧測力計的最小分度值,由圖示彈簧測力計讀出測力計的示數;
(2)滑動摩擦力的方向與物體的相對運動方向相反,據此判斷摩擦力方向,對木塊受力分析,由平衡條件求出滑動摩擦力的大小。
【解答】解:由圖知,彈簧測力計的最小分度值是0.2N,彈簧測力計的示數是2.6N,即彈簧測力計對木塊的拉力F=2.6N;
拉動小車水平向左運動時,木塊相對于小車向右運動,則木塊受到的滑動摩擦力方向與木塊的相對運動方向相反,即水平向左;
由于木塊相對于地面靜止,處于平衡狀态,受到的拉力與摩擦力平衡,由二力平衡條件可得滑動摩擦力的大小f=F=2.6N。
由以上分析知,ACD錯誤,B正确。
故選:B。
【點評】本題考查了求滑動摩擦力的大小與方向,知道滑動摩擦力與物體相對運動方向相反是正确解題的前提條件,正确對彈簧測力計讀數、靈活應用平衡條件是解題的關鍵。
例2、校運動會爬杆比賽,小明第一個爬到杆頂。如圖所示,小明緊緊握住杆子保持靜止,此時他受到的摩擦力為f1;片刻後,小明适度減小握杆子的力量使自己勻速滑下,此時他受到摩擦力為f2,則( )
A.f1、f2均豎直向上,且f1>f2
B.f1、f2均豎直向上,且f1=f2
C.f1豎直向上,f2豎直向下,且f1>f2
D.f1豎直向上,f2豎直向下,且f1=f2
【分析】小明同學靜止和勻速滑下的過程中,受力均平衡。靜止時,其重力與靜摩擦力平衡;勻速下滑時,其重力與滑動摩擦力平衡。
【解答】解:
小明緊緊握住杆子保持靜止時,其重力與靜摩擦力平衡,由二力平衡條件可知:fl的方向豎直向上,且f1=G;
勻速下滑時,其重力與滑動摩擦力平衡,則f2的方向豎直向上,且f2=G,所以f1=f2.故B正确。
故選:B。
【點評】本題運用平衡條件分析生活中的摩擦問題,關鍵是分析物體的受力情況,根據平衡條件求解摩擦力的大小。
考點6、影響滑動摩擦力大小的因素:接觸面所受壓力大小和接觸面粗糙程度有關。
①接觸面粗糙程度相同時,接觸面受到的壓力越大,滑動摩擦力越大;
②接觸面受到的壓力相同時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
考點7、影響靜摩擦力的大小的因素:
根據二力平衡條件可知,靜摩擦力與所受外力是一對平衡力,其大小受外力影響,因此靜摩擦力大小可以在0到最大靜摩擦力之間變化,它是一個被動力。
例1、為了探究“滑動摩擦力大小與什麼因素有關”,小明設計了如圖所示的實驗。
(1)實驗過程中,彈簧測力計 (選填“必須”或“不必”)沿水平方向拉着物塊做勻速直線運動,此時,滑動摩擦力的大小 (選填“大于”、“等于”或“小于”)彈簧測力計的示數。
(2)在四次實驗中,滑動摩擦力最小的是 (選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。
(3)比較甲、乙實驗,是為了探究滑動摩擦力大小與 有關;比較乙、丙實驗,是為了研究滑動摩擦力大小與 有關。(以上兩空選填“壓力”或“接觸面粗糙程度”)
(4)比較甲、丁實驗,發現甲實驗彈簧測力計的示數大于丁實驗彈簧測力計的示數,小明得出結論:滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小有關。你認為他的結論是 (選填“正确”或“錯誤”)的。
(5)小明對實驗裝置進行改變,如圖戊所示,重複實驗,發現效果更好。實驗中,小明 (選填“一定”或“不一定”)要勻速拉動長木闆,此時物體A相對于木闆向 運動(選填“左”或“右”),A受到的摩擦力方向是水平向 (選填“左”或“右”)。
【分析】(1)用彈簧測力計水平勻速拉動物塊,物塊做勻速直線運動,處于平衡狀态,由平衡條件可知,滑動摩擦力等于測力計的示數;
(2)滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度和物體間的壓力有關,接觸面越光滑、物體間的壓力越小,滑動摩擦力越小;
(3)分析圖示實驗,根據實驗控制的變量與實驗現象可以得出實驗結論;
要探究摩擦力與速度的關系,需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同,速度不同;
(4)根據控制變量法的要求分析答題;
(5)根據圖示實驗裝置分析答題。根據相對運動的知識分析,由摩擦力的方向與相對運動的方向相反回答。
【解答】解:
(1)實驗過程中,彈簧測力計必須沿水平方向拉着物塊做勻速直線運動,此時物塊處于平衡狀态,由平衡條件可知,滑動摩擦力的大小等于彈簧測力計的示數;
(2)由圖示四次實驗可知,在實驗丁中,物體間的壓力最小,接觸面粗糙程度最小,因此滑動摩擦力最小;
(3)由圖甲、乙所示實驗可知,接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同,可以應用甲、乙所示實驗探究滑動摩擦力大小與壓力的關系;
要探究滑動摩擦力與速度的關系,需使壓力大小和接觸面的粗糙程度相同,甲乙兩圖壓力大小不同,實驗過程沒有控制物體間的壓力保持不變,因此,不能正确得出滑動摩擦力大小與速度大小的關系,所以她得出的結論是錯誤的;
(4)由圖甲、丁所示實驗可知,接觸面的粗糙程度相同而物體間的壓力不同,由于沒有控制物體間的壓力相同,他的結論是錯誤的;
(5)由圖戊所示實驗可知,拉動木闆時物塊保持不動,物塊處于平衡狀态,滑動摩擦力等于測力計的拉力,實驗時不需要勻速拉動長木闆。向右拉動木闆,此時物體A相對于木闆向右運動,故A受到的摩擦力方向是水平向左。
故答案為:(1)必須;等于;(2)丁;(3)壓力大小;接觸面粗糙程;(4)錯誤;(5)不一定;右;左。
【點評】本題考查了實驗現象分析,知道實驗原理、應用控制變量法分析清楚圖示實驗情景即可解題,熟練應用控制變量法是正确解題的關鍵。
例2、在探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗中,裝置如圖所示,鋁塊和木塊的外形相同,一端帶有定滑輪的長木闆固定不動,鋁塊通過細線與彈簧測力計相連。(忽略滑輪的摩擦)
①圖甲中,将鋁塊放在水平木闆上,豎直向上拉測力計,當鋁塊沿水平方向做 運動時,鋁塊所受滑動摩擦力大小等于測力計的示數F1,則F1= N。
②比較甲、乙兩次實驗,可以得出:在 相同時, 越大,滑動摩擦力越大。
③圖乙中當木塊随鋁塊沿水平方向勻速直線運動時,木塊受到的摩擦力為 N,圖乙實驗完成後,利用原有器材,還可進一步探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系,請你簡要說明實驗方案: 。
④請你判斷:圖丙中,鋁塊水平運動時所受滑動摩擦力 (選填“大于”、“等于”或“小于”)圖甲中鋁塊所受滑動摩擦力。
【分析】(1)根據二力平衡知識可知,隻有物體在水平面上做勻速直線運動時,拉力與摩擦力是一對平衡力;彈簧測力計的分度值為0.2N,根據指針位置進行讀數;
(2)比較甲、乙兩次實驗,相同的量和不同的量,進而得出結論,注意下結論時控制變量;
(3)根據木塊的運動狀态求出摩擦力。要探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系,需控制壓力相同,使接觸面的粗糙程度不同,進行設計方案即可;
(4)滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關,與其他因素無關。
【解答】解:(1)豎直向上拉測力計,通過定滑輪使鋁塊沿水平方向做勻速直線運動時,鋁塊在水平方向上受到平衡力的作用,鋁塊所受滑動摩擦力大小等于測力計的示數,摩擦力的大小。
測力計的示數如圖甲所示,圖中測力計分度值為0.2N,示數為F1=1.6N,即木塊受到的滑動摩擦力大小為1.6N。
(2)分析比較甲、乙兩次可知,接觸面粗糙程度相同,乙圖中接觸面間的壓力大,測力計示數大,滑動摩擦力大,
故可以得出滑動摩擦力大小與壓力大小有關,在接觸面粗糙程度相同時,壓力越大,滑動摩擦力越大。
(3)鋁塊與木塊相對靜止,鋁塊與木塊間既沒有相對運動,也沒有相對運動趨勢,木塊不受摩擦力,摩擦力為0N。
要探究滑動摩擦力大小與接觸面粗糙程度的關系,需控制壓力相同,接觸面的粗糙程度不同,故可設計方案:
将鋁塊疊放在木塊上,然後放在水平木闆上,豎直向上拉測力計,使它們沿水平方向做勻速直線運動,記下測力計示數F3,分析比較F3與F2的大小,得出結論。
(4)由圖丙可知,鋁塊在木闆上運動時,壓力也不變,接觸面的粗糙程度不變,
則所受的滑動摩擦力不變,故圖丙中鋁塊水平運動時所受滑動摩擦力等于圖甲中鋁塊所受滑動摩擦力。
故答案為:(1)勻速直線; 1.6;(2)接觸面粗糙程度;壓力;(3)0;将木塊與鋁塊互換位置,重複實驗,比較兩次彈簧測力計的示數;(4)等于。
【點評】本題探究“影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗,考查了實驗操作、儀器的讀數、實驗結論的歸納與實驗方案的設計等,屬于力學重要實驗之一,平時學習時多總結實驗命題點有助于快速解題。
考點8、求靜摩擦力大小的方法
當兩個物體之間保持相對靜止并有相對運動趨勢時,物體間有靜摩擦力産生。
求一個物體受到的靜摩擦力大小時,根據物體受力平衡可知,靜摩擦力大小與所受外力大小相同,方向相反,作用在同一直線上。(物體處于平衡态時,所受合力為零)
考點9、求滑動摩擦力大小的方法
①物體在接觸面作勻速直線運動時,處于平衡态,所受合力為零,此時的摩擦力叫做滑動摩擦力,其大小隻與接觸面所受壓力大小和接觸面粗糙程度有關。
根據物體受力平衡可知,物體作勻速直線運動時,所受滑動摩擦力大小與所受外力大小相同,方向相反,作用在同一直線上。(物體處于平衡态時,所受合力為零)
②物體在接觸面做加速或減速直線運動時,處于非平衡态,所受合力不為為零,此時的摩擦力也叫做滑動摩擦力,其大小隻與接觸面所受壓力大小和接觸面粗糙程度有關。
根據影響滑動摩擦力大小因素可知,物體做變速直線運動時,其所受滑動摩擦力大小與同等情況下該物體做勻速直線運動時受到的滑動摩擦力相等。
(可知:物體受到的滑動摩擦力大小與物體運動的速度無關)
例1、如圖所示,A、B兩個物體疊放在水平面上,同時有F=10N的兩個水平力分别作用于A、B兩物體上,使A、B兩個物體處于靜止狀态,下列分析正确的是( )
A.A和B之間摩擦力為0
B.地面對B的摩擦力為10N,方向水平向左
C.B物體在水平方向上受到三個力的作用
D.地面對B的摩擦力為0
【分析】對整體受力分析,通過共點力平衡,求出地面對B的摩擦力,隔離對A分析,得出B對A的摩擦力大小。
【解答】解:對A分析,A在水平方向上受水平向左的拉力F和B對A向右的靜摩擦力,因為A處于靜止狀态,受到的這兩個力是平衡力,大小相等,所以f1=F=10N,故A錯誤;
把AB看成一個整體,處于靜止狀态,受到平衡力的作用,在水平方向上受向左的拉力F和向右的拉力F,由于兩力拉力大小相等,所以整體在水平方向上隻受兩個拉力,地面對B沒有摩擦力,故D正确,B錯誤;
B物體處于靜止狀态,在水平方向上受到兩個力的作用,故C錯誤
故選:D。
【點評】解決本題的關鍵能夠正确地受力分析,運用共點力平衡求解,注意整體法和隔離法的運用。
例2、如圖甲所示,相同的兩物塊A、B疊放在水平面上,在20N的水平推力F1的作用下一起做勻速直線運動,此時物塊B所受的摩擦力為 N;若将A、B物塊按圖乙所示緊靠放在水平桌面上,用水平力F2推A,使它們一起做勻速直線運動,則推力F2= N;
【分析】(1)産生摩擦力的條件,物體間有壓力,相對運動或具有相對運動的趨勢;
(2)根據題目中告訴的通過探究發現摩擦力的大小與物體間接觸面的大小無關,結合甲乙兩圖所示的情況,可以得到F2的大小。
(3)分析乙圖A和B整體的受力情況,根據平衡力條件,判斷推力大小。
【解答】解:
(1)由甲圖知,木塊A和B疊放在水平桌面上,由于A、B一起向右做勻速直線運動,A、B間沒有相對運動的趨勢,所以木塊B所受的摩擦力為0N;
(2)從甲圖到乙圖,改變的隻是物體A、B與地面的接觸面積,而摩擦力的大小與接觸面積無關,所以物體A、B受到的摩擦力不變;甲乙兩種情況下,物體都處于平衡狀态,拉力都等于摩擦力,且摩擦力大小不變,故拉力F2=F1=f=20N。
(3)乙圖,當A和B的整體向左做勻速直線運動時,整體水平方向上受到水平向右的力F2,水平向右的滑動摩擦力f、水平向左的推力F (其中摩擦力仍然為f=20N);
整體處于平衡狀态,由力的平衡條件可得F=F2 f=20N 20N=40N。
故答案為:0;20;40。
【點評】此題主要考查了摩擦力産生的條件及大小的判斷,此題中要明确,摩擦力的方向是随着其運動方向的改變而改變的。
例3、如圖所示,用50N的水平壓力将一重20N的木塊壓在豎直的牆壁上,當木塊沿豎直方向勻速下滑時,木塊受到的摩擦力的大小是( )
A.20N B.30N C.50N D.70N
【分析】首先要明确靜止和勻速下滑時,物體都處于平衡狀态,受平衡力,隻要找出哪兩個力是平衡力,然後根據平衡力的特點解題就可。
【解答】解:物體靜止和勻速下滑時受平衡力作用,在這兩種狀态下摩擦力都是和重力為平衡力,摩擦力的方向和重力相反,即摩擦力為f=G=20N,方向豎直向上。
故選:A。
【點評】解此類題判斷平衡力是關鍵,找出平衡的一對力,根據二力平衡特點解題。
例4、水平地面上的一物體受到方向不變的水平推力F的作用,F的大小與時間t的關系和物體的速度v與時間t的關系如圖所示,以下說法正确的是( )
A.0~2秒,物體沒有推動,是因為推力小于摩擦力
B.2~4秒,物體做勻速直線運動
C.2~4秒,物體受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物體受到的摩擦力是2N
【分析】(1)由v﹣t圖象可知,0~2s内物體運動的速度,從而可知物體所處的狀态,根據二力平衡條件判斷推力和阻力之間的關系;
(2)由v﹣t圖象可知,4s~6s内物體運動的速度,由F﹣t圖象讀出推力的大小,根據二力平衡條件求出物體受到的滑動摩擦力;
(3)由v﹣t圖象可知,2s~4s内物體運動的速度變化即可判斷所處的狀态;滑動摩擦力隻與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關,與物體運動的速度無關。
【解答】解:
(1)由v﹣t圖象可知,0~2s内物體的速度為0,即靜止,處于平衡狀态,受到的摩擦力和推力是一道平衡力,二力大小相等,故A錯誤;
(2)由v﹣t圖象可知,4s~6s内物體運動的速度4m/s不變,即做勻速直線運動,處于平衡狀态,受到的滑動摩擦力和推力是一對平衡力,
由F﹣t圖象可知,4s~6s内推力的大小為2N,則物體受到的滑動摩擦力為2N;故D正确;
(3)由v﹣t圖象可知,2s~4s内物體運動的速度均勻增大,做的是勻加速直線運動,不是勻速直線運動,故B錯誤;
因滑動摩擦力隻與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關,與物體運動的速度無關,
所以,2~4秒物體受到的摩擦力是2N,故C錯誤。
故選:D。
【點評】本題考查了學生的識圖能力,并能将v﹣t圖象和F﹣t圖象相結合,判斷出物體的運動狀态,根據平衡狀态由物體的平衡條件求出力的大小是本題的關鍵,要注意滑動摩擦力的大小與速度無關。
考點10、增大與減小摩擦力的方法
增大有益摩擦的方法:
①增大壓力;
②增大接觸面的粗糙程度;
③變滾動摩擦為滑動摩擦(在相同條件下,滾動摩擦力比滑動摩擦力小)。
減小有害摩擦的方法
①減小壓力;
②減小接觸面的粗糙程度;
③變滑動摩擦為滾動摩擦;
④使接觸面彼此分離。
例1、下列摩擦屬于有害摩擦的是( )
A.機械運轉時軸承與滾珠之間的摩擦
B.黑闆擦與黑闆之間的摩擦
C.傳送帶與轉動輪之間的摩擦
D.騎自行車時手與自行車手把之間的摩擦
【分析】結合生活實際,有些摩擦是有利,需要增大;有些摩擦是有害的,需要減小。
【解答】解:A、機器軸上的摩擦是有害的,對軸有磨損作用,屬于有害摩擦,故A符合題意。
B、黑闆擦與黑闆之間的摩擦是有益的,便于把粉筆字擦掉,屬于有益摩擦,故B不符合題意。
C、傳送帶與轉動輪之間的摩擦是有益的,避免打滑,不能完成傳送任務,屬于有益摩擦,故C不符合題意。
D、騎自行車時手與自行車手把之間的摩擦是有益的,避免打滑,握不住車把,屬于有益摩擦,故D不符合題意。
故選:A。
【點評】此題考查有益摩擦和有害摩擦的辨别,屬于基礎知識。
例2、體操運動員上場前會在手上塗些鎂粉,下列例子與其目的相同的是( )
A.行李包下安裝輪子 B.冰壺表面打磨得很光滑
C.鞋底有凹凸不平的花紋 D.磁懸浮列車懸浮行駛
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時,通過增大壓力來增大摩擦力;在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。
(2)減小摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時,通過減小壓力來減小摩擦力;在壓力一定時,通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力;使接觸面脫離;用滾動摩擦代替滑動摩擦。
【解答】解:體操運動員上場前會在手上塗些鎂粉,是在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。
A、行李包下安裝輪子,是用滾動代替滑動來減小摩擦。故A不合題意;
B、冰壺表面打磨得很光滑,是在壓力一定時,通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力;故B不合意題;
C、鞋底有凹凸不平的花紋,是在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。故C符合題意;
D、磁懸浮列車懸浮行駛,是通過使接觸面脫離來減小摩擦力。故D不合意題。
故選:C。
【點評】本題考查摩擦力大小的影響因素,以及增大和減小摩擦的方法,摩擦力問題在生活中應用非常廣泛,解答此題類問題時要利用控制變量法研究。
例3、自行車是“綠色”出行的交通工具,為了減少摩擦的設計是( )
A.車上安裝有刹車閘 B.輪胎上刻有花紋
C.車軸處裝有滾動軸承 D.腳踏闆做得扁而平
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時,通過增大壓力來增大摩擦力;在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。
(2)減小摩擦力的方法:在接觸面粗糙程度一定時,通過減小壓力來減小摩擦力;在壓力一定時,通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力;使接觸面脫離;用滾動摩擦代替滑動摩擦。
(3)減小壓強的方法:是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,在受力面積一定時,通過減小壓力來減小壓強。
【解答】解:A、車上安裝有刹車閘,是在接觸面粗糙程度一定時,通過增大壓力來增大摩擦力;故A不合題意;
B、輪胎上刻有花紋,是在壓力一定時,通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。故B不合題意;
C、車軸處裝有滾動軸承,是用滾動代替滑動來減小摩擦。故C符合題意;
D、腳踏闆做得扁而平,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強的,故C不合題意。
故選:C。
【點評】該題以自行車考查了有關摩擦力、壓強等方面的知識,難易程度适中,解答的關鍵是掌握每個知識點的基本概念和各自的影響因素。
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