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第三章第二节研究摩擦力


第三章 研究物体间的相互作用 第二节 研究摩擦力 课前自主预习 1.滑动摩擦力 (1)定义:两个 的物体有 在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体 (2) 大小: 滑动摩擦力 f 的大小跟

时,物体之间存在的摩擦叫滑动摩擦, 的作用力叫滑动摩擦力。 成正比, 即 f= ?N ,式中的 μ 是比例常数, 称为 ,

它与相互接触的物体的 和接触

面的 有关。 (3)方向:滑动摩擦力方向总是与物体间 的方向相反,与他们的接触面 。 2.当物体具有 时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫做静摩擦力。 3.静摩擦力产生条件:接触面粗糙,接触面处有压力,物体间有 。 4.物体与支持面间有滑动摩擦力时,下列说法正确的是( ) A.物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力越大 B.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,接触面积越大,滑动摩擦力越大 C.物体与支持面间的压力不变,动摩擦因数一定,速度越大,滑动摩擦力越大 D.动摩擦因数一定,物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力越大 5.如图 3-2-1 所示,物体在水平传送带上随传送带一起(即相对传送 带静止)向右运 动,则:( ) A.传送带匀速运动时,物体受水平向右摩擦力作用 B.传送带加速运动时,物体受水平向左摩擦力作用 图 3-2-1 C.传送带减速运动时,物体受水平向右摩擦力作用 D.以上三种情况都不对 【自主学习】参考答案: 1.(1)相互接触,相对滑动,相对滑动; (2)正压力 N 的大小,动摩擦因数,材料,粗糙程度; (3)相 对滑动,相切;2.相对滑动的趋势;3.相对运动趋势 4.解析:根据滑动摩擦力的表达式 F=μFN,所以 D 项正确;A 项中仅仅强调了物体间的压力,但忽略了 物体间的动摩擦因数,所以 A 项错误;滑动摩擦力与物体间的接触面积和相对运动速度的大小均无关, 所以 B、C 项错误. 答案:D 5.解析:传送带匀速运动时,物体相对传送带无相对滑动趋势,物体所受摩擦力为零,传送带加速向右运 动时,物体相对传送带有向左的运动趋势,受向右的摩擦力作用,传送带减速向右运动时,物体相对传 送带有向右的运动趋势,受到向左的摩擦力作用,因此,A、B、C 均错误,D 项正确. 答案:D 课堂互动探究 知识点 1 摩擦力的产生 新知探 究

情景一:如图 3-2-2 所示,张开两只手掌,使两手的手指互相交错啮合,当两手向相反方向运动时,你能 感觉出两手均会受到一个与手运动方向 的 。 情景二:如图 3-2-3 所示,三毛想把木箱子移开,可他使出浑身解数也未能挪动木箱子半步。木箱子受到 三毛的推力而仍保持静止是因为木箱子除了受到三毛的推力外还受到一个与三毛的推力方向 的 。 答案:情景一:相反,滑动摩擦力;情景二:相反,静摩擦力 重点归纳 对摩擦力产生条件的理解 1.什么叫摩擦力 (1)相互挤压的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时,在接触面处出现的阻碍相对运动或相对运动 趋势的力,叫摩擦力。 (2)阻碍相对运动的摩擦力叫滑动摩擦力;阻碍相对运动趋势的摩擦力叫静摩擦力。 2.产生摩擦力的条件 (1)条件:接触面粗糙,接触面处有压力,物体间有相对运动或有相对运动趋势。 (2)物体间有摩擦力则必有弹力存在,物体间有弹力但不一定有摩擦力存在。 (3)摩擦力是接触力。物体和周围物体有几个接触面就可能有几个摩擦力。 3.如何判断静摩擦力的存在 (1)假设法:就是先假设接触面间不存在静摩擦力,看物体的运动状态和实际情况是否吻合,如果吻合 则说明物体间不存在静摩擦力。如果不吻合,则说明接触面间存在着静摩擦力。 (2)参考运动状态法:将物体的匀速直线运动等效于静止,或者将静止等效于匀速直线运动,并由此判 断静摩擦力是否存在。 [例 1]如图 3-2-4 的四个图中的物体 A 和 B,表面都粗糙,请对它们接触面间摩擦力的有无作出判断。 ⑴ 如 图 ⑴ 所示, A和B 有 共 同 速 度ν沿 图 3-2-4 水 平 方向匀速运动。 ⑵如图⑵所示,物体 A 沿固定不动的物体 B 的竖直面下滑。 ⑶如图⑶所示,物体 A、B 一起沿光滑斜面下滑。 (斜面固定不动) ⑷如图⑷所示,重 10N 的物体 A,受到跟水平方向成 θ=300 的斜向上的拉力作用,沿水平方向运动,拉 力大小为 20N。 解析: (1)A 和 B 以共同速度 ν 沿水平方向匀速运动时,A 和 B 间无相对滑动趋势,它们间不存在摩擦
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图 3-2-2

图 3-2-3

力。 (2)物体 A 沿固定不动的物体 B 的竖直面下滑过程,A 和 B 间没有相互挤压,即无弹力存在,它们间 无摩擦力作用。 (3)物体 A、B 一起沿光滑斜面下滑时,A 和 B 间无相对滑动趋势,A 和 B 间不存在摩擦力。 (4)物体 A 受到跟水平方向成 θ=300 的斜向上的拉力 F=20N 作用时,它与水平面间无弹力作用,所以 不存在摩擦力。 判断摩擦力的有无关键是要看是否满足摩擦力的产生条件:①接触面粗糙;②接触面处有压力;③物体 间有相对运动.这三个条件必须同时满足才有摩擦力. 触类旁通 1. 如图 3-2-5 所示,水平面上叠放着质量分别为 m 和 M 的物体,在 F 作用下处于静止状态,试分析 m 和 M 所受摩擦力的情况。 解析: 先对物体 m 和 M 整体分析, 在水平外力 F 的作用下有相对水平面向右滑 动的趋势,所以物体 M 的下表面受到水平面向左的静摩擦力作用,由二力平衡 条件可知其大小等于 F;再对物体 m 分析,在外力 F 的作用下物体 m 有相对于 物体 M 向右滑动的趋势,物体 m 的下表面受到物体 M 水平向左的静摩擦力作 用,其大小等于 F;最后对物体 M 根据二力平衡可知物体 M 的上表面还受到物 图 3-2-5 体 m 水平向右的静摩擦力作用,其大小也等于 F。 判断摩擦力的方法有:一是根据摩擦力的产生条件判断;二是根据物体的运动状态判断。 知识点 2 摩擦力的方向 新知探究

图 326

图 3-2-7

5.摩擦力的方向和速度方向不一定在同一条直线上。 [例 2](双选) 关于摩擦力的方向,下列说法中正确的是( ). A.一定跟物体的运动方向在同一直线上 B.跟物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反 C.运动物体所受的摩擦力一定和运动方向相反 D.跟该处弹力的方向垂直 解析:摩擦力的方向跟物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反,和物体运动方向可能相同,也可 能相反,也可能和运动方向垂直,所以选项 A 和 C 错误,选项 B 正确。摩擦力的方向沿接触面的切线方 向,且总是和接触面处的弹力方向摩擦力的垂直,选项 D 正确。 答案:BD 触类旁通 2.(单选)如图 3-2-8 所示,木板 A 沿光滑水平面向右运动,速度为 ν1,物体 B 以速度 ν2(对地)沿 A 物体上表面滑动,已知 ν1、ν2 方向相同,且 ν1<ν2,A、B 接触面粗糙, 木板 A 足够长。则下列说法正确的是 ( ) A.物体 B 始终受到 A 对它的摩擦力作用,方向水平向右。 B.物体 B 始终受到 A 对它的摩擦力作用,方向水平向左。 图 3-2-8 C.因为 A、B 两物体所受摩擦力的方向都跟它们的运动方向相反,所以 摩擦力 方向都水平向左。 D.在 A、B 两物体的速度达到相同之前,物体 A 受摩擦力方向为水平向右,物体 B 受摩擦力方向水平 向左。当两物体有共同速度之后,它们之间不存在摩擦力作用。 解析:由于 A、B 间的接触面粗糙,且 ν1<ν2,所以物体 B 相对 A 向右滑动,物体 B 先受到物体 A 水平 向左的滑动摩擦力作用,使物体 B 向右做减速运动,而物体 A 受到物体 B 水平向右的滑动摩擦力作用, 使物体 A 向右做加速运动。当两物体有共同速度之后,它们之间没有相对运动,也没有相对运动趋势, 所以不存在摩擦力作用。选项 D 正确。 答案:D 知识点 3 摩擦力的大小 新知探究

情景一: 如图 3-2-6 所示, 一辆正在向前方奔驰的汽车, 当司机突然发现前方有危险时, 便会立即刹车. 车 经过一段时间的减速后最终会停下并在路面上留下两条清晰的刹车痕迹,汽车减速至停下是因为汽车的 轮胎受到路面给予汽车的 ;该摩擦力方向与汽车运动的速度方向 。 情景二:如图 3-2-7 所示,手中的杯子受到竖直向下的重力作用,本应向下运动,当我们手持杯子时给杯 子一个 的 力,使杯子所受的合力为零,才能让杯子保持静止状态。 答案:相反,滑动摩擦力; ;情景二:竖直向上,静摩擦。 重点归纳 对摩擦力的方向的理解 1.摩擦力的方向总是跟他们的接触面相切,并且跟他们相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。 2.所谓的相对运动(或相对运动趋势) ,是指两物体(摩擦力的施力物体和受力物体)各以自己为参考系, 看对方的运动(或运动趋势) 。 3.物体有运动但物体间不一定有相对运动,发生相对运动的物体对地也可能是静止的。 4.摩擦力的方向总是和接触面处的弹力方向垂直。
2

图 3-29

图 3-2-10

情景一:如图 3-2-9 所示,两手的手指互相交错啮合,当两手向相反方向运动时,你能感觉出两手均会受 到一个与手运动方向相反的摩擦力。当改变手指间啮合力的大小时,感受到的摩擦力大小 。手 指间啮合用力越大,摩擦力 。 情景二:如图 3-2-10 所示,油瓶处于静止状态,在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力。 当手握油瓶不够紧时,油瓶会往下掉。手握油瓶握得越紧则油瓶受到的摩擦力 油瓶的重力。若随

着握杯子的力增大所受摩擦力增大则握紧杯子后杯子将会向上运动,与事实不符合。故摩擦力不变。油 瓶越重,则需要向上的静摩擦力越大,物体的最大静摩擦力与正压力成 。故当重力增大时,需要通 过增大正压力 最大静摩擦力。 答案:情景一:改变,越大;增大 情景二: 等于,正比,增大 重点归纳 对摩擦力大小的理解 1.滑动摩擦力的大小 (1)滑动摩擦力的大小和物体间的压力大小成正比,即 f ? ?N 。 (2) ? 称为动摩擦因数,反映接触面本身特性的物理量,与接触面的材料、粗糙程度有关,与接触面积 大小、物体的运动状态、物体的受力情况无关。 (3) N 是物体接触面间的相互压力, N 的大小一般不等于重力。 2.静摩擦力的大小 (1)静摩擦力随沿相对运动趋势方向的外力 F 的变化而变化,一般情况下无确定的值,仅有一个取值范 围,即 (2)

擦力作用,其大小为 f ? ?N ? ?G ? 0.3 ? 200N ? 60N . 答案: (1)50N; (2)60N; (3)60N。 触类旁通 3. (单选)重 100N 的木块放在水平面上,它与水平面的动摩擦因数为 0.25,最大静摩擦力为 27N。现 用水平拉力拉木块,当此拉力的大小由零增大到 26N 时木块受到的摩擦力大小为 f1;当拉力大小由 30N 减小到 27N 时,木块受到的摩擦力大小为 f2。则下列关于的说法正确的是( ) A.f1=25N,f2=25N B.f1=25N,f2=27N C.f1=26N,f2=25N D.f1=26N,f2=27N 解析:木块与水平面间的滑动摩擦力大小为 f ? ?N ? 0.25? 100N ? 25N ,而最大静摩擦力为 27N.当 拉力的大小由零增大到 26N 时,木块仍处于静止状态,所以由平衡条件可知 f1=26N;当拉力大小由 30N 减小到 27N 时,木块受到的滑动摩擦力作用,其大小为 f 2 ? f ? 25N .故答案D正确. 答案:D 方法技巧\易错易混\实验透视 易错易混 1. 静止的物体不受摩擦力,运动的物体一定受摩擦力 物体是否受摩擦力, 与物体处于静止状态或运动状态没有直接 的关系。关键是 看物体相对于与其接触的物体是否有相对运动或有相对运动 的趋势。 [例 4]如图 3-2-11,放在斜面上静止的物体是否受摩擦力? 解析: 放在斜面上静止的物体, 在自身重力的作用下有相对于 斜面下滑的趋 势, 所以受到斜面给它的一个沿斜面向上的摩擦力。 假定物体 不受摩擦力,物 图 3-2-11 体必然在重力的作用下沿斜面向下运动,而不再处于静止状 态 。 图 3-2-10 触类旁通 4. (单选)如图 3-2-12 所示,在一条水平的传送带上放着一个物 体 A,物体 A 随着传送带一起向右做匀速运动,则此时物体 A 受到传送带对 它的摩擦力 为( ) A.水平向右 B.水平向左 图 3-2-11 C.不受摩擦力 D.受到静摩擦力 解析:应用平衡力知识来分析。如果物体 A 与传送带之间存在摩擦力,那么这个力必在水平方向上,或 水平向右,或水平向左。由于物体 A 做匀速运动,如果受到一个向右(或向左)的摩擦力,则必有一个 向左(或向右)的力与之平衡。显然题中并不存在这样一个力,故物体 A 与传送带之间不存在摩擦力, 物体 A 的运动是由于物体具有惯性。故应选 C。 答案:C 2. 摩擦力的方向与物体的运动方向相反 摩擦力的方向跟他们相对运动(或相对运动 趋势) 的方向相反, 而不是跟运动方向相反。 [例 5]如图 3-2-12 所示,物块 A 随传送带一 起运动,当传送带分别处于图示的运动状态
3

0 ? f静 ? f m



f m 是两物体间恰好要开始发生相对滑动时的摩擦力,叫最大静摩擦力。 f m 略大于滑动摩擦力 f 滑 ,但是在特定情况下可认为他们近似相

(3)和滑动摩擦力比较,最大静摩擦力 等,即

fm ? f滑 。

(4)当

f静 ? fm

时,

f静

的大小和方向总是随外力变化而变化,这时是不能用

f 静 ? ?N

来计算静摩擦

力的大小。 (5)

f静

的大小一般根据运动状态利用共点力平衡条件或牛顿第二定律来求出。

[例 3] 水平地面上放一个重为 200N 的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为 63N,铁块与地面间动 摩擦因数为 0.3,一个人用水平方向的力推静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力的大小: (1)物体静止时,用 F=50N 的向右推力; (2)物体静止时,用 F=80N 的向右推力; (3)物体以 10m/s 的初速度向左,用 F=62N 的推力向右 解析: (1)物体静止时,用力 F=50N 的向右推,由于 F 小于最大静摩擦力的大小 63N,物体仍处于静止 状态,所以物体受到地面水平向左的静摩擦力作用,根据二力平衡可知其大小等于力 F 的大小为 50N。 (2) 物体静止时, 用力 F=80N 的向右推, 物体向右滑动, 所以物体受到地面水平向左的滑动摩擦力作用, 其大小为 f ? ?N ? ?G ? 0.3 ? 200N ? 60N . (3)物体以 10m/s 的初速度向左运动时,物体相对地面向左滑动,所以物体受到地面水平向右的滑动摩

时,试画出物块 A 的受力示意图。 图 3-2-12 解析:图 3-2-13 甲、丙、丁中,物体所受摩擦力为静摩擦力,其 方向跟相对运动趋势的方向相反,而跟物体运动的方向关系表现 为:甲、丙相同,丁相反。图乙中,因物块 A 与传送带之间没有 相对运动的趋势,所以不存在摩擦力(尽管物体在运动) 。 受力情况分别对应如图 3-2-13 所示: 图 3-2-13 触类旁通 5. (双选)水平的皮带传输装置如图 3-2-14 所示,皮带的速度保 持不变,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 后滑动停止,以后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地 B 端, 在传输过 程中,该物体受摩擦力情况是( ) A.在 AC 段受水平 向左的滑动摩擦力 图 3-2-14 B.在 AC 段受水平向右的滑动摩擦力 C.在 CB 段不受静摩擦力 D.在 CB 段受水平向右的静摩擦力 解析:选项 A 把“滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动”误解为“总是阻碍物体运动”;选项 D 没有从静 摩擦力产生的条件入手分析物体是否受到静摩擦力,而是凭生活经验臆断物体受到一静摩擦力,以为物 体向右的运动需要力来维持.选项 A、D 都是因为对摩擦力的概念理解不深造成的错误. 答案:BC 随堂练习 一、单项选择题 1.关于动摩擦因数 μ,下列说法正确的是 ( ) A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数 μ=0 B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大 C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大 D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数决定于两接触面的粗糙程度 解析:动摩擦因数 μ 反映接触面本身特性的物理量,与接触面的材料、粗糙程度有关,与接触面积大小、 物体的运动状态、物体的受力情况无关。 答案:D 2.关于摩擦力公式 f ? ?N ,下列说法中正确的是 ( )

??
A.由

f N 得 ? 与 f 成正比与 N 成反比

B.公式中正压力 N 一定等于物体的重力 C.静摩擦力的大小可以用公式 f=? N 来直接计算 D.f 的大小由 μ 和 N 决定,与接触面的面积大小无关 解析:反映接触面本身特性的物理量,与接触面的材料、粗糙程度有关,与接触面积大小、物体的运动
4

状态、物体的受力情况无关。 答案:D 3.关于摩擦力,下列说法正确的是( ) A.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动,其方向一定与物体的运动方向相反 B.静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势的方向相反 C.受静摩擦力作用的物体一定是静止的 D.作用在运动物体上的摩擦力一定是滑动摩擦力 解析:受滑动摩擦力、静摩擦力作用的物体可以静止,也可以运动,两种摩擦力的方向可以和物体运 动方向相反,也可以和物体运动方向相同。 答案:B 二.双项选择题 4. 如图 3-2-15 所示, 当物体 A 与传送带一起向上匀速运动时, 关于物体 A 受到的摩擦力说法中正确的是 ( ) A.因为是匀速运动,物体 A 没有受到皮带的摩擦力 B.受到皮带的摩擦力,方向与前进方向相同 C.受到皮带的摩擦力,这个摩擦力是物体向上运动的阻力 D.物体 A 受到皮带的摩擦力是静摩擦力 图 3-2-15 解析:因为物体 A 向上匀速运动,故 A 所受合力为零,受力分析 可知摩擦力向 与 A 前进方向相同,是动力;又 A 与皮带没有发生相对滑动故 A 与皮带间是静摩擦力。 答案:BD 5.如图 3-2-16 所示,用水平力 F 将同种材料不同质量的物体压到一竖直 墙壁上, 下列说 法正确的是( ) A.若物体保持静止,则 F 越大,物体所受摩擦力越大 B.若物体保持静止,则质量越大,物体所受摩擦力越大 C.若物体沿墙壁向下滑动,则 F 越大,物体所受摩擦力越大 D.若物体沿墙壁向下滑动,则质量越大,物体所受摩擦力越大 图 3-2-16 解析:物体静止时,物体受静摩擦力,大小等于其重力,与水平力 F 无关,物体质量越大,所受摩擦力 越大,故 A 错,B 对.物体向下滑动时,受到滑动摩擦力作用,大小为 f=μFN=μF,故 F 越大,摩擦力 越大,且与物体的质量无关,C 对,D 错. 答案:BD 课后巩固提升 一、单项选择题 1.关于摩擦力的说法,下列说法中正确的是( ) A.两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力 受静摩擦作用的物体一定是静止的 滑动摩擦力方向一定与运动方向相反 D.物体间正压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度 解析:两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力,还要看它们间是否有相对滑动趋势。例如静止在水平 地面上的汽车,它们之间就没有静摩擦力。受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,例如与倾斜的匀速 运动的输送带相对静止的物体,物体与输送带之间有相对滑动的趋势,所以有静摩擦力存在,但物体并

不是静止的。产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了。上述的输送带如突然加速,物体就可能受 到与运动方向一致的滑动摩擦力。所以 A、B、C 三个选项都是错的。在正压力一定时,静摩擦力的大小 可以因外力的变化而变化,但不能超过最大静摩擦力,这就是一个限度。故本题正确的选项是 D。 答案:D 点评:不管静摩擦力还是滑动摩擦力的方向,都要注意与接触面的“相对性”;值得注意的是,正压力变化 时静摩擦力不一定变化,但最大静摩擦力肯定变化。 2.下列关于摩擦力的说法中正确的是( ) A.摩擦力的大小一定与正压力成正比 B.摩擦力一定是阻力 C.摩擦力一定是动力 D.运动的物体可能受到静摩擦力 解析:因为只有滑动摩擦力的大小才与正压力成正比。对静摩擦力是不成立的。所以 A 是错的。 摩擦力 可以是动力,也可以是阻力。所以 BC 错误。 答案:D 3.下列关于摩擦力的叙述中正确的是( ) A.滑动摩擦力的大小与物体间的正压力大小成反比 B.滑动摩擦力的大小与接触面的性质有关,与接触面面积的大小无关 C.静摩擦力的大小与物体间的正压力大小成正比 D.最大静摩擦力随物体间正压力增大而不变 解析:滑动摩擦力的大小与物体间的正压力大小成正比,所以 A 错误;静摩擦力的大小与正压力是不成 正比的,只有滑动摩擦力才是,所以 C 是错的。最大静摩擦力随物体间的正压力增大而增大,不是不变 的。所以 D 是错的。 答案:B 4.如图 3-2-17 所示,甲、乙、丙三个物体的质量相等,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的 作用力,当它们滑动时,受到的摩擦力大小的情况,下列说法正确的是( ) A.甲、乙、丙三个物体所受摩擦力大小相等 B.甲受到的摩擦力最大 C.乙受到的摩擦力最大 D.丙受到的摩擦力最大 解析:由于 FN 乙>FN 丙>FN 甲,故由

解析:影响滑动摩擦力大小的因素有两个,一是正压力的大小,二是动摩擦因数。本题中正压力不变, 只要考虑动摩擦因数的大小。动摩擦因数的大小与接触面的光滑程度和接触面的材料有关,A 选项正确。 木与木之间的动摩擦因数是 0.3,而木与金属之间的动摩擦因数为 0.2,所以 B 选项正确。动摩擦因数与 运动速度无关(汽车刹车时路面摩擦因数改变是因为温度变化)所以 C 选项错误。动摩擦因数与接触面 积无关,D 选项错误。本题目正确选项为 AB。 答案:AB 6.甲工厂里用水平放置的传送带运送工件,工件随传送带一起做匀速运动(不计空气等阻 力作用) ,乙工厂里用倾斜放置的传送带向上运送工件,工件随传送带一起做匀速运动,则( ) A.因为工件在运动,所以甲、乙两种情况工件都受到与运动方向相反的摩擦力 B.因为工件在运动,所以甲、乙两种情况工件都受到与运动方向相同的摩擦力 C.因为甲情况工件与传送带之间不存在相对运动趋势,所以工件不受摩擦力作用 D.因为乙情况工件有沿传送带下滑的相对运动趋势,所以工件受沿倾斜面向上的静摩擦力作用 答案:CD 7.如图 3-2-18 所示,A、B 两物体叠放在水平面上,水平力 F 作用在 A 上,使两者一起向右做匀速直线 运动,下列判断正确的是( ) A.由于 A、B 一起做匀速直线运动,故 A、B 间无摩擦力 B.A 对 B 间的静摩擦力大小为 F,方向向左 C.B 对地面的滑动摩擦力的大小为 F,方向向右 图 3-2-18 D.B 物体受到向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力 解析:以 A 为研究对象,它和 B 一起做匀速直线运动,也就是说它们之间没有相对运动,它受到了一个 向右的水平拉力,它一定还要受到向左的水平力与拉力 F 平衡,而 A 只与 B 有接触,故 B 给 A 一个水平 向左的静摩擦力 f,与 F 平衡。 由于力的作用是相互的,A 受到 B 对它向左的静摩擦力,A 一定要对 B 施加一个向右的静摩擦力,B 做 匀速直线运动,它在水平方向上一定要受到一个向左的力来与 A 对 B 的静摩擦力平衡,B 是在水平面上 运动,显然,地面对 B 有一个向左的滑动摩擦力,那么,B 对地面施加一个向右的滑动摩擦力。综上所 述,C、D 三选项均正确。 答案:CD 8.某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为 F1,对后轮的摩擦力为 F2;该人骑着自行车前进时, 地面对前轮的摩擦力为 F3,对后轮的摩擦力为 F4,下列说法中正确的是( ) A.F1 与车前进方向相同 B.F2 与车前进方向相反 C.F3 与车前进方向相同 D.F4 与车前进方向相同 解析:推自行车前进时,地面对两个轮的摩擦力都是阻力,所以与相对地面运动方向相反,所以 F1 和 F2 的方向都是向后。骑自行车时,后轮所受摩擦力是动力,与运动方向相同,而前轮所受摩擦力还是阻力, 所以还是向后,只有 BD 是正确的。 答案:BD 9.如图 3-2-19 所示,物体叠放于水平地面,有一水平恒力作用在 B 上,使 AB 一起做匀速直线运动,设 AB 间摩擦因数为 ?1 ,B 与地之间摩擦因数为 ? 2 ,由此可知关于 ?1和? 2 的情况可能的是( )

f ? ?FN 可知物块所受滑动摩擦力大小

图 3-2-17

关系 f 乙>f 丙>f 甲,选项 C 正确。 答案:C 二、双项选择题 5. 要使木块在水平木桌上滑动受到的摩擦力小些,下列措施中有效的是( A.将木块和木桌的接触面刨光滑些 B.在木桌表面上垫一张平整的铁皮 C.使木块的滑动速度增大 D.减小木块与桌面的接触面积



5

A. ?1 ? 0 , ? 2 ? 0 B. ?1 ? 0 , ? 2 ? 0 C. ?1 ? 0 , ? 2 ? 0 D. ?1 ? 0 , ? 2 ? 0 图 3-2-19

弹簧的拉力为: FK1 ? kx1 ? ?N1



当木板上放一质量为 Δm=5kg 的物体时,木板与桌面间的弹力为: 弹簧的拉力 FK1 ? kx2 ? ?N 2 ②

N 2 ? (m木 ? ?m) g

??
由②-①得: 答案:0.2

解析:AB 一起运动,分析 B 与地间摩擦情况,把 AB 看作整体,匀速运动必受地面阻力,即摩擦力,所 以 ? 2 ? 0 ;AB 一起匀速运动,A 在水平方向不受力。AB 间无摩擦力,可以是 ?1 ? 0 ,也可以 ?1 ? 0 , 选项 B、D 正确。 答案:BD 三.非选择题 10.水平地面上放一个重为 200N 的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为 85N,铁块与地面间的动 摩擦因素为 0.4,一个人用沿着水平方向的力推原静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力大 小: (1)推力为 50N 时; (2)推力为 83N 时; (3)推力为 100N 时。 解析:由 f ? ? N 可知,当铁块滑动时所受到的滑动摩擦力为: f ? 0.4 ? 200 N ? 80 N (1)推力为 50N 时,铁块静止不动,铁块受到静摩擦力作用,其大小为 50N。 (2)推力为 83N 时,铁块仍静止不动,铁块受到静摩擦力作用,其大小为 83N。 (3)推力为 100N 时,铁块相对地面会滑动,铁块受到滑动摩擦力作用,其大小为 80N。 。 答案: (1)50N; (2)83N; (3)80N。 11.如图 3-2-20 所示,用 50N 的水平推力 F 将重 24N 的物块压在竖直墙面上,物 块沿墙面下滑, 物块与墙面间的动摩擦因数 μ=0.4, 求: 墙面对物块的摩擦力大小。 解析:由题意可知,物块与墙面间存在滑动摩擦力,物块与墙面间存在相互作用 力,即:墙面对物块的弹力和物块对墙面的压力,它们大小相等。而水平推力与 墙面对物块的弹力相平衡,故物块对墙面的压力大小与水平推力大小相等,即: 图 3-2-20 N=50N,根据 f=μN 可得: f=0.4× 50N=20N。 答案:20N 12.用劲度系数 k=490N/m 的弹簧沿水平方向拉一木板,在水平桌面上做匀速直线运动,弹簧的长度为 12cm。 若在木板上放一质量为 5kg 的物体, 仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板, 弹簧的长度变为 14cm, 试求木板与水平桌面间的动摩擦因数 。 解析:应用滑动摩擦定律和胡克定律进行算。当只有木板在水平桌面上,木板与桌面间的弹力为:

k ( x2 ? x1 ) 490? (14 ? 12) ? 10?2 ? ? 0.2 ?mg 5 ? 9.8

N1 ? m木 g
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