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摩擦力有无及方向的判断
第三章 相互作用——力
学习目标
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1、会判断摩擦力的有无
2、会区分静摩擦力和滑动摩擦力
3、会判断摩擦力的方向
1.有弹力就有摩擦力?有摩擦力就有弹力
弹力是产生摩擦力的一个必要条件,但两物体间若没有“相对运动或相对运动的趋势”,则不会产生摩擦力;反之,若两物体间有摩擦力,则一定满足产生弹力的条件.
结论:有摩擦力时一定有弹力,有弹力时不一定有摩擦力.
2.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
摩擦力的方向应与“相对运动”或“相对运动趋势”的方向相反,与物体的运动方向无直接联系.
易错辨析
结
论
3.摩擦力的方向与物体运动方向一定在同一直线上
常见的多数摩擦力的方向与物体运动方向在同一直线上,但不是所有情境下的摩擦力均如此.如随转台一起匀速水平转动的物体所受摩擦力.
4.摩擦力总是阻力?总是阻碍物体的运动
摩擦力总是阻碍物体间的“相对运动”或“相对运动的趋势”,而不是阻碍物体的运动.它在有些过程中充当阻力,在另一些过程中充当动力.
1.静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,还可能与物体的运动方向成任意夹角.
2.摩擦力的方向一定与接触面相切、与弹力垂直.
5.摩擦力的大小一定与正压力成正比
在分析摩擦力时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力.
对滑动摩擦力,由F=μFN知,它与正压力成正比.
对静摩擦力,它随着使物体产生“相对运动趋势”的外力的变化而变化,与正压力大小无关,正压力只可影响最大静摩擦力的大小.
【典例1 】如图,某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包,现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上,与传送带一起向上匀速运动,其间突遇故障,传送带减速直至停止。若上述匀速和减速过程中,麻袋包与传送带始终保持相对静止,下列说法正确的是( )
A.匀速运动时,麻袋包只受重力与支持力作用
B.匀速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上
C.减速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下
D.减速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上
解析 传送带匀速运动时,麻袋包受力平衡,麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外,还要受沿斜面向上的静摩擦力的作用,选项A错误,B正确;传送带向上减速运动时,麻袋包的加速度沿斜面向下,受到的摩擦力可能沿传送带向上、沿传送带向下或为零,选项C、D错误。
答案 B
【扩展延伸】在[例1]中,若将麻袋包无初速度放在传送带的底端,则麻袋包将受到滑动摩擦力作用还是静摩擦力作用?方向如何?
答案 滑动摩擦力,方向沿传送带向上
【变式训练】 如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( ).
A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同
B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力
D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F方向相同
审题导析
1.注意题中关键信息.
2.对甲乙两图中A物体的受力,用假设法尝试着分析一下!
【解析】
(用假设法分析)
甲图中,假设A受摩擦力,与A做匀速运动在水平方向合力为零不符,所以A不受摩擦力.
乙图中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,从而A受沿F方向的摩擦力.正确选项是D.
答案 D
mg
FN
Mg
Ff
FN
判断静摩擦力有无及方向的几个方法
反思总结
(1)假设法
假设物体间接触面光滑
不发生
相对滑动
无相对
运动趋势
无
静摩擦力
发生
相对滑动
有相对
运动趋势
有
静摩擦力
方向与相对运动
趋势的方向相反
(2)状态法:
明确物体的运动状态 分析受力情况 根据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力的大小和方向.
(3)牛顿第三定律法:
抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.
1.如图所示,在光滑的水平地面上,某一时刻长木板A的速度为v1,物块B的速度为v2,v1、v2的方向均向右。下列判断正确的是(A、B间不光滑)( )
A.若是v1=v2,A、B之间无滑动摩擦力
B.若是v1>v2,A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力
C.若是v1<v2,B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力
D.若是v1>v2,B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力
答案 A
2.下列情景中,物体 M 所受摩擦力 Ff 的示意图正确的是( )
解析 物体静止在水平面上时,不受摩擦力,选项A错误;汽车停在斜坡上时,有沿斜坡向下滑动的趋势,则摩擦力方向沿斜坡向上,选项B正确;物体贴着竖直墙壁自由下落时,物体与墙壁间没有正压力,则没有摩擦力,选项C错误;瓶子被握在手中时,有下滑的趋势,则摩擦力方向向上,选项D错误。
答案 B
3.如图所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同
B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力
D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F相同
解析 用假设法分析:甲图中,假设A受摩擦力,与A做匀速运动在水平方向合力为零不符,所以A不受摩擦力;乙图中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,则知A受沿F方向的摩擦力。选项D正确。
答案 D