课件50张PPT。第3节 摩 擦 力
第1课时 滑动摩擦力及其影响因素一、滑动摩擦力的内涵要素
1.接触面性质:接触面_____(选填“粗糙”或
“光滑”)。
2.接触力的情况:___________________。
3.运动情况:发生_________时,在接触面上产生的
_____________的力。粗糙相互接触且相互挤压相对运动阻碍相对运动二、滑动摩擦力的矢量性
1.方向:总是与接触面相切,并且与_________________。
2.大小:
(1)文字表述:滑动摩擦力的大小与压力的大小成_____。
(2)数学关系式:______。相对运动方向相反正比f=μN三、动摩擦因数
下列关于动摩擦因数的说法正确的是_________。
①它是两个力的比值,没有单位。
②它的大小与两个接触面的材料有关。
③它的大小与物体间相对运动速度有关。
④它的大小与两个接触面的粗糙程度有关。
⑤钢-钢间的动摩擦因数比钢-冰间的动摩擦因数大。①②④⑤一 认识滑动摩擦力
1.滑动摩擦力产生的条件:
(1)接触面粗糙。
(2)两物体相互接触。
(3)两物体相互挤压,即两者之间存在弹力。
(4)两物体沿接触面发生相对滑动。2.滑动摩擦力的方向与运动方向的关系:
(1)在接触面上,与接触面相切且与物体相对运动的方向相反。
(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反。【思考·讨论】
情境:如图所示,快件刚放到传送带上的一段时间内,快件随传送带向上运动。讨论:(1)快件与传送带间发生相对运动,向哪滑动? (科学思维)
提示:快件相对传送带向下滑动。
(2)分析此过程中,快件所受滑动摩擦力的方向? (物理观念)
提示:滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,则快件受到的滑动摩擦力沿传送带向上。【典例示范】
(多选)如图所示,一只猫在桌边猛的将桌布从鱼缸下向右拉出,鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下来。鱼缸在桌面上滑动的过程中,请根据相对运动方向的定义,分析下列关于桌面和鱼缸相对运动方向的说法正确的是 ( )A.鱼缸相对桌面向右运动
B.鱼缸相对桌面向左运动
C.桌面相对鱼缸向右运动
D.桌面相对鱼缸向左运动【解题探究】
(1)判断鱼缸相对桌面的运动方向时,视哪个物体为静止的?
提示:视桌子为静止的。
(2)判断桌面相对鱼缸的运动方向时,视哪个物体为静止的?
提示:视鱼缸为静止的。【解析】选A、D。视桌子为静止的,鱼缸相对桌面向右运动,则A正确,B错误;视鱼缸为静止的,桌面相对鱼缸向左运动,则D正确,C错误。【母题追问】
1.(多选)请根据滑动摩擦力方向的性质,判断【典例示范】情境中,关于鱼缸底和桌面所受滑动摩擦力方向的说法正确的是 ( )(物理观念)
A.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左
B.桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右
C.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向左
D.鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右【解析】选A、D。鱼缸相对桌面向右运动,桌面对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左。桌面相对鱼缸向左运动,鱼缸底对桌面的滑动摩擦力方向向右。2.(多选)在【典例示范】中下列关于桌布和鱼缸底所受滑动摩擦力方向的说法正确的是 ( )
(物理观念)
A.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向左
B.桌布对鱼缸底的滑动摩擦力方向向右
C.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向左
D.鱼缸底对桌布的滑动摩擦力方向向右【解析】选B、C。视桌布为静止的,鱼缸底的滑动摩擦力方向向右,则B正确,A错误;视鱼缸为静止的,桌布的滑动摩擦力方向向左,则C正确,D错误。【补偿训练】
1.关于滑动摩擦力,下列说法中正确的是 ( )
A.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
B.滑动摩擦力是成对出现的,一个物体在水平地面上滑动时,地面也要受到滑动摩擦力作用
C.滑动摩擦力的大小跟物体相对运动的速度大小有关
D.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动【解析】选B。滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同,A错误;根据力的相互性可知,B正确;滑动摩擦力的大小只跟接触面的性质和压力有关,与物体相对运动速度大小无关,C错误;滑动摩擦力可能作为动力使物体运动,D错误。2.(多选)如图所示,下列常见事例中受到滑动摩擦力的物体有 ( )A.刹车时,车轮抱死的摩托车
B.在竖直绳的拉力作用下沿竖直墙壁运动的重物
C.在水平地面上被推动的木箱
D.冬天,相互摩擦取暖的双手【解析】选A、C、D。按照产生滑动摩擦力的条件来分析物体是否受到摩擦力。四个事例中的研究对象都与其他物体接触、相对于接触物体有相对运动、接触面都不是光滑的。但是选项B中的重物与墙壁间没有挤压,因此该重物与墙壁间没有滑动摩擦力。其余选项中的研究对象跟与之接触的物体都有相互挤压,因此都受到滑动摩擦力的作用。综上所述,选项A、C、D正确。二 科学探究——滑动摩擦力大小与物体间压力的关系
1.实验目的:
研究滑动摩擦力大小与接触面的情况、压力的定量关系。2.设计思路:
(1)实验方法:控制变量法。①控制接触面粗糙程度不变,研究滑动摩擦力与压力的定量关系。
②控制滑动摩擦力与压力不变,研究 与接触面粗糙程度的关系。(2)测量的物理量。
①测量滑动摩擦力的大小:
根据物体A水平方向二力平衡,滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。②测量压力的大小:
a.实验原理:根据竖直方向上二力平衡,压力N=mg。
b.数据的收集方法:利用天平测量物体A的质量,由N=mg获得压力的大小。
(3)通过在物体A上加砝码的方法改变压力。
(4)通过将木板改为玻璃板改变接触面的粗糙程度。3.实验结论:
(1)当接触面材料相同,压力不同时:
滑动摩擦力f的大小跟压力N成正比,即f=μN。
(2)当压力相同,接触面材料不同时:
滑动摩擦力与压力的比值 不同,说明接触面的动摩擦因数不同。【思考·讨论】
(1)探究改变拉木板的速度时,物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化,请给出你的解释? (科学探究)
提示:不变化。根据f=μN,滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关,与速度无关。(2)探究改变物体与木板间接触面积的大小时,物体所受的滑动摩擦力的大小是否变化,请给出你的解释? (科学探究)
提示:不变化。根据f=μN,滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和压力有关,与接触面积无关。【典例示范】
有位同学要重新布置自己的房间,他用200 N的水平拉力匀速拉动质量为50 kg的书桌。求书桌与地板间的动摩擦因数是多少? (g取10 N/kg) 【思维·建模】【解析】匀速拉动时书桌的受力分析如图所示。用200 N的水平拉力匀速拉动书桌,书桌受到地面
的滑动摩擦力f=200 N。
书桌受地面的支持力为N=mg=50×10 N=500 N。
根据f=μN可得
μ= =0.4
答案:0.4【母题追问】
1.如果该同学要在与【典例示范】同样的情况下匀速移动质量为150 kg的书柜,他用200 N的力能拉动书柜吗?为什么?(g取10 N/kg) (科学思维)【解析】书柜受到地面的支持力
N2=m2 g=150×10 N=1 500 N
匀速移动书柜所需的拉力为
F=f2=μN2=0.4×1 500 N=600 N
则用200 N的力不能拉动书柜。
答案:不能,原因见解析2.请依据【典例示范】所涉及的物理过程,利用图示装置来测定AB间的动摩擦因数。A、B两个物体叠放在一起,A的右面用不计重力的弹簧测力计连在墙上,此时测力计是水平的。请分析: (科学探究) (1)需要测量的量有__________________。 ?
(2)AB间动摩擦因数的表达式________________。?【解析】(1)需要测量的量有弹簧测力计的示数T,A物体的重力G。
(2)对A物体,水平方向受拉力T和摩擦力f。
因T=f,N=G,又f=μN,则AB间动摩擦因数
μ=
答案:(1)见解析 (2) 【补偿训练】
1.如图所示为某新型夹砖机,它能用两侧巨大的“手臂”将几吨砖夹起,大大提高了工作效率。已知某夹砖机能夹起质量为m的砖,两侧“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设此时静摩擦力等于滑动摩擦力),则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为 ( )【解析】选B。以砖为研究对象,竖直方向上受到重力
和左右两侧两个摩擦力的作用,所以2f=mg,又因为
f=μFmax,所以μ= ,选B。2.(2018·漳州高一检测)用20 N的水平力将一个5 kg的物体压在竖直墙壁上,物体沿墙壁下滑,已知物体与墙壁间的动摩擦因数为0.3,求物体受到的滑动摩擦力的大小和方向。【解析】由于用20 N的力将物体压在墙壁上,所以物体与墙壁间的正压力为20 N,根据f=μN得
f=0.3×20 N=6 N
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,物体沿墙壁下滑,故滑动摩擦力的方向沿墙壁向上。
答案:6 N 方向沿墙壁向上【拓展例题】考查内容 滑动摩擦力的综合应用
【典例】如图所示,一重力为20 N的物体放在水平地面上,在一大小为F=8 N的水平向右拉力作用下,向右匀速运动。(1)求物体所受的摩擦力的大小和方向。
(2)求物体与地面间的动摩擦因数μ。
(3)若突然将外力F的方向改为水平向左,大小变为
16 N,求此时物体所受摩擦力大小和方向。【解析】(1)根据二力平衡,物体所受摩擦力
f=F=8 N,方向与拉力方向相反,即水平向左。
(2)动摩擦因数μ= =0.4
(3)外力突然改为水平向左时,物体仍在向右运动,
对水平面的压力没有变,故此时它受到的摩擦力大
小、方向都与外力改变前相同。答案:(1)8 N 水平向左 (2)0.4 (3)8 N 水平向左【课堂回眸】课件56张PPT。第2课时
静摩擦力及其影响因素一、滑动摩擦力的内涵要素
1.接触面性质:接触面_____(选填“粗糙”或
“光滑”)。
2.接触力的情况:___________________。
3.运动情况:物体之间没有发生_________,但具有
_______________时,接触面上产生的_____________
_____的力。粗糙相互接触且相互挤压相对运动相对运动的趋势阻碍相对运动趋势二、静摩擦力的矢量性
1.方向:总是与接触面相切,并与_______________
_________。相对运动趋势的方向相反2.大小:
(1)变化特点:开始时,静摩擦力随相对运动趋势方向
上外力的增大而_____。当外力增大到某一值时,物体
突然开始沿接触面滑动。
(2)最大静摩擦力:静摩擦力增大到_________时,所对
应的物体与接触面之间的静摩擦力。
(3)静摩擦力的大小范围:_________。增大一定限度0下列有关静摩擦力的描述正确的是_______。
①两个物体之间只有相对运动趋势,没有相对运动
②静摩擦力的方向与外力无关
③静摩擦力大小随外力增大而增大
④处于静止状态的物体,所受静摩擦力大小与外力
相等①③④一 认识静摩擦力
1.产生的条件:
(1)两物体直接接触且挤压。
(2)接触面是粗糙的。
(3)两物体有相对滑动的趋势。2.“相对静止”的两个含义:
(1)两个物体都静止。
(2)两个物体速度相同。
①速度相同的匀速直线运动。
②初速度和加速度相同的变速运动。3.判断静摩擦力有无的方法:
(1)假设法。(2)平衡条件法:根据二力平衡的条件判定。4.静摩擦力的大小:
(1)静摩擦力的大小总等于使物体发生相对滑动趋势的外力的大小。两物体间的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间,即0(3)静摩擦力的大小与正压力无关,但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。【思考·讨论】
情境:甲图中自动卸货车开始卸货,货物没有下滑。乙图中旅客随倾斜电梯向上运动。讨论:(1)图甲中自动卸货车车厢启动升起到货物开始下滑的过程中,货物所受静摩擦力的方向是怎样的? (物理观念)
提示:静摩擦力的方向沿斜面向上。(2)请从静摩擦力与物体运动关系的角度解释图乙中旅客所受静摩擦力的作用效果是怎样的? (物理观念)
提示:静摩擦力的作用效果是使旅客向上运动,静摩擦力的方向与运动方向相同。【典例示范】
判断图中物体A是否受摩擦力作用(A和B相对静止)?若有,判断物体A受的摩擦力沿什么方向? 【解析】甲图所示情况,物体A处于静止状态,假设物
体A受静摩擦力作用,根据二力平衡可知,物体A的平
衡状态被破坏,因此假设是错误的,故在甲图情况下
物体A不受摩擦力作用。乙图所示情况,物体A也处于
平衡状态,由于物体A受向右的力F的作用,由二力平
衡可知,物体A一定受向左的静摩擦力作用。丙图所示
情况,用力F拉水平地面上的物体B,物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动,假设物体A受
静摩擦力作用,根据二力平衡可知,物体A的平衡条件
被破坏,因此假设是错误的,故在丙图情况下物体A不
受摩擦力作用。丁图所示情况,由于物体A做匀速直线
运动,说明物体A在水平方向上受力平衡,根据二力平
衡可知,物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用
与F相平衡,静摩擦力的方向与运动方向相反,即向左。答案:甲、丙图中物体A不受摩擦力作用;乙、丁图中物体A受摩擦力作用,摩擦力的方向都向左。【误区警示】分析静摩擦力的注意事项
(1)静摩擦力的方向总是与物体的相对滑动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相同。
(2)运动或静止的物体都有可能受到静摩擦力作用。
(3)静摩擦力的大小与物体所受的外力或运动状态有关,与压力大小无关。【素养训练】
1.(多选)(2019·三明高一检测)如图所示,人用手握住一个油瓶,并确保能使油瓶静止在竖直方向上,以下说法中正确的是 ( )A.手握得越紧,油瓶受的摩擦力就会越大
B.手握得越紧,油瓶与手之间的动摩擦因数就会越大
C.手握得越紧,油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大
D.往油瓶里添油,油瓶受的摩擦力会增大【解析】选C、D。油瓶一直静止,因此无论手握多紧,静摩擦力都始终和重力相等,重力增加,摩擦力增加,A错误,D正确;动摩擦因数只与物体的材料以及粗糙程度有关,所以B错误;最大静摩擦力与正压力成正比,C正确。2.重100 N的物体,静止在粗糙的水平面上,物体与
水平面间的动摩擦因数为0.2,当物体受到一个大小为
10 N,方向水平向右的拉力作用后,水平面对物体的
摩擦力大小和方向是 ( )
A.10 N,水平向左 B.10 N,水平向右
C.20 N,水平向左 D.20 N,水平向右【解析】选A。物体所受滑动摩擦力大小为:f=μ N
=0.2×100 N=20 N;当F=10 N<20 N持静止不动。物体所受到的静摩擦力为:f′=F=10 N,
方向水平向左,故A正确,B、C、D错误。【补偿训练】
如图所示,水平面上叠放着两个物体A、B,现用力F拉B物体,但没有拉动,试判断A、B之间有无摩擦力以及B受地面静摩擦力的方向。【解析】定义法:假设A、B接触面光滑, B静止不动时, A不可能相对B运动,可判定A、B之间无相对运动趋势,也就不存在静摩擦力。但B受到力F作用,相对地面有向右运动的趋势,故摩擦力方向向左。假设法:根据物体的运动状态判断,假设A受到B的静摩擦力作用,则A在水平方向所受的合力不为零,
与题意矛盾,故A不受静摩擦力作用。或假设A不受B的静摩擦力作用,则A在水平方向所受的合力为零,与题意相符,故A不受静摩擦力作用。
答案:A、B间无摩擦力,地面对B的静摩擦力方向向左二 科学探究——粗测最大静摩擦力
1.实验目的:粗测最大静摩擦力。
2.实验原理:
(1)状态分析:水平桌面上,受拉力作用的物块开始运动前,处于静止状态。
(2)二力平衡:根据二力平衡,物块所受静摩擦力大小与弹簧测力计的拉力相等。3.实验设计:
(1)选用弹簧测力计,获得静摩擦力大小的数据。
(2)根据弹簧测力计数据的变化情况,分析静摩擦力大小的变化规律。
(3)在物块上添加砝码,改变压力,研究静摩擦力的变化规律。(4)观察记录物块刚开始滑动时,弹簧测力计示数的变化情况。
(5)比较两种情况下,弹簧测力计所显示的最大静摩擦力大小与压力的关系。4.实验结论:
(1)最大静摩擦力fmax与物体之间正压力N成正比。
(2)最大静摩擦力比滑动摩擦力略大。【思考·讨论】
请设计实验方案,使静摩擦力大小的变化情况清晰地显示出来。 (科学探究)提示:可采用如图所示的方案。将木块固定,木板与木块开始相对滑动前弹簧测力计的示数为静摩擦力大小。【典例示范】
如图所示,将两本书逐页交叉在一起后,双手抓住书脊用力向两边拉(1)如果不能分开,请分析纸张所受静摩擦力的方向?
(2)在没有分开的情况下,手的拉力增大,静摩擦力的大小将如何变化,最大静摩擦力呢?【解析】(1)如果不能分开,左侧纸张有向左运动的趋势,其所受静摩擦力的方向向右。同理,右侧纸张受向左的静摩擦力。
(2)在没有分开的情况下,手的拉力增大,静摩擦力的大小将增大。最大静摩擦力大小与所受的正压力和接触面的粗糙程度有关,则最大静摩擦力不变。
答案:见解析【误区警示】静摩擦力大小变化的两个误区
(1)不能认为外力增大时,物体所受的静摩擦力一定增大。如竖直面内,压力增大时,静摩擦力大小不变。
(2)不能认为最大静摩擦力是固定值。最大静摩擦力与正压力大小和动摩擦因数有关。【素养训练】
1.(多选)如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg,弹簧测力计读数为2 N,滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减少到0.1 kg时,将会出现的情况是(g取10 N/kg,不计托盘重力) ( )A.弹簧测力计的读数将变小
B.A仍静止不动
C.A对桌面的摩擦力变小
D.A所受的摩擦力方向向左【解析】选B、C。由平衡状态可知木块A所受的最大
静摩擦力至少为4 N,方向向左,若使总质量减少到
0.1 kg,此时向右的拉力为1 N,摩擦力方向向右,
大小为1 N,所以B、C对,A、D错。2.如图所示,重为200 N的A木块放在水平桌面上静止不动,桌面与木块之间的动摩擦因数μ=0.1。现将重为15 N的B物体通过轻质细绳,跨过定滑轮与A木块连结在一起,则水平桌面与A之间的摩擦力大小为_____N。当B物体的重力变为30 N,则水平桌面与A之间的摩擦力大小变为_______N。(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)?【解析】物体A水平方向受绳的拉力和摩擦力,A受的
最大静摩擦力fmax=f=μN=0.1×200 N=20 N。当用15 N
力拉A时,A不动,则A受到静摩擦力为15 N。当用30 N
力拉A时,A物体开始滑动,则A受到滑动摩擦力f=μN
=0.1×200 N=20 N。
答案:15 20【补偿训练】
1.如图所示,重物A、B叠放在水平桌面上。质量分别为m1、m2、m3的物体分别通过细线跨过定滑轮水平系在重物A、B上,已知m1>m2+m3,A、B保持静止。现将m3解下放在物体A的上方,发现A、B仍处于静止。关于A、B间的摩擦力f1和B与桌面的摩擦力f2的变化情况,下列说法中正确的是 ( ) A.f1变大,f2不变 B.f1变大,f2变大
C.f1变小,f2不变 D.f1变小,f2变大【解析】选D。对于重物A,受水平向左的拉力和静摩擦力f1,处于静止状态。m3放到重物A上时,f1一定变小。对于重物B,开始时受到水平向右的拉力大小为m1g,A给的水平向左的静摩擦力大小为f1=(m2+m3)g,由于m1>m2+m3,故桌面肯定要给B一个水平向左的静摩擦力f2,此时有:m1g=f2+f1,当m3放到重物A上时,f1减小,故f2变大,则D正确,A、B、C错误。2.物体A、B间接触面粗糙,如图所示,物体A在拉力Fa、Fb作用下做匀速运动,下列关于A、B物体所受滑动摩擦力的说法正确的是 ( )A.图甲中A、B所受滑动摩擦力的方向都跟物体的运动方向相反
B.图甲中A、B所受滑动摩擦力都是阻力
C.由图乙可知,受滑动摩擦力的物体不一定是运动的
D.图甲、乙中拉力Fa、Fb相等【解析】选C。图甲中物体A所受滑动摩擦力向左,与运动方向相反;物体B所受滑动摩擦力方向向右,作为动力使物体向右运动,二者方向相同,A、B错误。图乙中,B物体虽受滑动摩擦力,但不运动,C正确。由f=μN,而N=mg,但是两物体A、B质量不一定相等,所以Fa、Fb不一定相等,D错误。【拓展例题】考查内容:静摩擦力、最大静摩擦力和滑动摩擦力
【典例】把一个重为G的物体,用一个水平方向的力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直墙壁上,如图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系是图中的 ( )【正确解答】选B。由于物体受到的水平推力为F=kt,
则墙与物体之间的压力N=kt,开始的一段时间内F比较
小,物体受到的摩擦力f小于物体的重力G,物体沿墙
壁下滑,物体所受摩擦力为滑动摩擦力,由f=μN=
μkt,可知f与t成正比。当滑动摩擦力f大小等于重力
G时,物体不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍然
是滑动摩擦力,并随着F的增大,摩擦力继续增大,摩擦力将大于重力,物体做减速运动直至静止。物体静止之后,所受摩擦力为静摩擦力,其大小与F无关,总跟使物体向下运动的重力相等。故B正确。【课堂回眸】课堂检测·素养达标
1.(多选)(2019·龙岩高一检测)下列关于摩擦力的说法正确的是 ( )
A.滑动摩擦力的大小一定与正压力成正比
B.滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反
C.滑动摩擦力可能是动力
D.滑动摩擦力一定是阻力
2.下列关于滑动摩擦力的认识中正确的是 ( )
A.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,因此滑动摩擦力是阻力
B.相互接触的两个物体间如果存在相对滑动,则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力
C.快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车同样条件下急刹车的摩擦力大
D.滑动摩擦力的方向可能跟物体运动方向相同,也可能跟物体运动方向相反
3.关于动摩擦因数,下列说法正确的是 ( )
A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大
B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大
C.两物体间的动摩擦因数与摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比
D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与摩擦力和正压力无关
4.马拉着自重600 N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动,马需用水平拉力18 N。若在雪橇上载货500 kg,马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动?雪橇和冰面间的动摩擦因数为多大?(g取10 N/kg)
情境:如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。
问题:(1)若v1(2)若v1>v2,分析货物A受到的汽车B所施加的滑动摩擦力方向。
课堂检测·素养达标
1.(多选)(2019·龙岩高一检测)下列关于摩擦力的说法正确的是 ( )
A.滑动摩擦力的大小一定与正压力成正比
B.滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反
C.滑动摩擦力可能是动力
D.滑动摩擦力一定是阻力
【解析】选A、C。实验表明,滑动摩擦力的大小与正压力成正比,A对。滑动摩擦力的方向一定与相对运动方向相反,与物体的运动方向不一定相反,B错。摩擦力可能是动力,也可能是阻力,C对,D错。
2.下列关于滑动摩擦力的认识中正确的是 ( )
A.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,因此滑动摩擦力是阻力
B.相互接触的两个物体间如果存在相对滑动,则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力
C.快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车同样条件下急刹车的摩擦力大
D.滑动摩擦力的方向可能跟物体运动方向相同,也可能跟物体运动方向相反
【解析】选D。滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定是阻碍运动,它既可作为动力又可作为阻力,它的大小与物体运动的速度和接触面大小无关,则D正确,A、B、C错误。
3.关于动摩擦因数,下列说法正确的是 ( )
A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大
B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大
C.两物体间的动摩擦因数与摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比
D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与摩擦力和正压力无关
【解析】选D。两接触面间压力越大,动摩擦因数不变,故A错误;两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数仍不变,故B错误;动摩擦因数与其他因素无关,只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关,所以D正确,C错误。
4.马拉着自重600 N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动,马需用水平拉力18 N。若在雪橇上载货500 kg,马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动?雪橇和冰面间的动摩擦因数为多大?(g取10 N/kg)
【解析】雪橇做匀速直线运动F1=f1,
又f1=μN1,N1=G1=600 N
得μ===0.03
在雪橇上载货500 kg后,
N2=G1+m2g=600 N+500×10 N=5 600 N
则f2=μN2=0.03×5 600 N=168 N
水平拉力F2=f2=168 N。
答案:168 N 0.03
情境:如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。
问题:(1)若v1(2)若v1>v2,分析货物A受到的汽车B所施加的滑动摩擦力方向。
【解析】(1)若v1(2)若v1>v2,货物A相对汽车B向左滑动,受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力,汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力。
答案:见解析
课堂检测·素养达标
1.(多选)(2019·龙岩高一检测)下列关于摩擦力的说法,正确的是 ( )
A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速
B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速
C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速
D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速
【补偿训练】
(多选)图示是幽默大师卓别林一个常用的艺术造型,他身子侧倾,依靠手杖的支持使身躯平衡。下列说法正确的是 ( )
A.水平地面对手杖没有摩擦力的作用
B.水平地面对手杖有摩擦力的作用
C.水平地面对手杖的弹力方向竖直向上
D.水平地面对手杖的作用力方向竖直向上
2.下列关于摩擦力的说法正确的是 ( )
A.静摩擦力一定发生在静止的两个物体之间
B.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同
C.摩擦力的方向一定与运动方向相反
D.滑动摩擦力总是与重力成正比
3.质量为m的木块在置于桌面上的木板上滑行,木板静止,它的质量M=3m。已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,则木板所受桌面的摩擦力大小为 ( )
A.μmg B.2μmg C.3μmg D.4μmg
情境:《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直。
问题:
(1)小球受到的摩擦力大小和方向是怎样的?请做出解释。
(2)若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力会如何变化?
(3)若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力如何变化?
课堂检测·素养达标
1.(多选)(2019·龙岩高一检测)下列关于摩擦力的说法,正确的是 ( )
A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速
B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速
C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速
D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速
【解析】选C、D。摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能与物体运动方向相反,但一定是与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反。当滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,使物体加速,选项A错误,C正确;当静摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,使物体减速,选项B错误,D正确。
【补偿训练】
(多选)图示是幽默大师卓别林一个常用的艺术造型,他身子侧倾,依靠手杖的支持使身躯平衡。下列说法正确的是 ( )
A.水平地面对手杖没有摩擦力的作用
B.水平地面对手杖有摩擦力的作用
C.水平地面对手杖的弹力方向竖直向上
D.水平地面对手杖的作用力方向竖直向上
【解析】选B、C。手杖相对地面有向右的运动趋势,所以受到地面给它的向左的摩擦力。水平地面对手杖的弹力垂直于水平面竖直向上。综上,选项B、C正确。
2.下列关于摩擦力的说法正确的是 ( )
A.静摩擦力一定发生在静止的两个物体之间
B.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同
C.摩擦力的方向一定与运动方向相反
D.滑动摩擦力总是与重力成正比
【解析】选B。静摩擦力发生在相对静止的两个物体间,但两物体可能同时运动,所以A选项错;静摩擦力与物体相对运动趋势方向相反,而与物体的运动方向可能相同,B选项对,C选项错;滑动摩擦力与两物体间压力成正比,与重力无关,D选项错。
3.质量为m的木块在置于桌面上的木板上滑行,木板静止,它的质量M=3m。已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,则木板所受桌面的摩擦力大小为 ( )
A.μmg B.2μmg C.3μmg D.4μmg
【解析】选A。木板受到木块的滑动摩擦力作用和桌面的静摩擦力作用,二力平衡,f=μmg,则A正确,B、C、D错误。
情境:《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直。
问题:
(1)小球受到的摩擦力大小和方向是怎样的?请做出解释。
(2)若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力会如何变化?
(3)若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力如何变化?
【解析】(1)小球受到的摩擦力大小始终与小球的重力大小相等,方向与相对运动趋势方向相反,竖直向上。
(2)若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍为静摩擦力,大小还是与重力大小相等。
(3)若铁夹水平移动,受到的摩擦力还是静摩擦力,f=mg,保持不变。
答案:见解析
课时素养评价 十一
滑动摩擦力及其影响因素
一、选择题(本题共3小题,每题5分,共15分)
1.下列有关滑动摩擦力的说法中,正确的是 ( )
A.有压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力不一定有压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直
D.只有运动物体才受滑动摩擦力
2.装修工人在搬运材料时,施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中 ( )
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变
3.如图所示,将棱长分别为a、2a、3a的同一个长方体木块分别以不同的方式放置在桌面上,长方体木块的各个表面粗糙程度相同。若用弹簧测力计牵引木块做匀速直线运动,示数分别为F1、F2、F3,则F1、F2、F3之比为 ( )
A.1∶1∶1 B.2∶3∶6
C.6∶3∶2 D.以上都不对
二、实验题(6分)
4.某研究小组对“滑动摩擦力的大小是否与接触面积、接触面湿度有关”的问题进行探究。他们选择一块各面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块为研究对象。
(1)实验所用到的测量工具是___________。?
(2)在测量滑动摩擦力的大小时,必须让物块在水平面上做________________运动,才能使测出的拉力大小与滑动摩擦力的大小_______。?
(3)如表所示为实验数据记录表格,通过分析表中序号为_______的实验记录,可得到的初步结论是:滑动摩擦力的大小与___________无关;通过分析表中序号为3、4、5的实验记录,可说明滑动摩擦力的大小与___________有关。?
序号
接触面积S
接触面干湿程度
摩擦力f/N
1
小
干
0.5
2
中
干
0.5
3
大
干
0.5
4
大
较湿
0.6
5
大
湿
0.8
三、计算题(9分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
5.如图所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。
6.(6分)(2019·福州高一检测)三个质量相同的物体,与水平桌面间的动摩擦因数相同,由于所受水平拉力不同,A做匀速运动,B做加速运动,C做减速运动,那么它们受到的摩擦力大小关系应是 ( )
A.fB>fA>fC B.fAC.fB=fA=fC D.不能比较大小
7.(14分)如图所示,一轻质弹簧的劲度系数为500 N/m,一端固定于质量为10 kg的物体A上,通过该轻质弹簧用一水平力F拉物体。(g取10 N/kg)
(1)当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰好在水平面上做匀速直线运动,求物体与水平面间的动摩擦因数。
(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的摩擦力为多大?
课时素养评价 十一
滑动摩擦力及其影响因素
一、选择题(本题共3小题,每题5分,共15分)
1.下列有关滑动摩擦力的说法中,正确的是 ( )
A.有压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力不一定有压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直
D.只有运动物体才受滑动摩擦力
【解析】选C。产生滑动摩擦力的条件有三个:存在正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动,缺一不可。由产生条件可知,A、B错误;滑动摩擦力方向与接触面相切,而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力方向跟接触面上的压力垂直,C正确;擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,也受滑动摩擦力,所以关键是“相对运动”,故D错误。
2.装修工人在搬运材料时,施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中 ( )
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变
【解析】选D。匀速拉动的过程只能持续到重心离开平台的瞬间,物体的重心在平台上,故物体对平台的压力不变,物体受到的支持力不变,故C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变,由f=μN可知摩擦力是不变的,故A错误;因为摩擦力不变,物体做匀速直线运动,所以工人的拉力是不变的,故B错误,D正确。
3.如图所示,将棱长分别为a、2a、3a的同一个长方体木块分别以不同的方式放置在桌面上,长方体木块的各个表面粗糙程度相同。若用弹簧测力计牵引木块做匀速直线运动,示数分别为F1、F2、F3,则F1、F2、F3之比为 ( )
A.1∶1∶1 B.2∶3∶6
C.6∶3∶2 D.以上都不对
【解析】选A。滑动摩擦力的大小与接触面上的压力成正比,与接触面积的大小无关,因此尽管三种情况下的接触面积不同,但是木块对桌面的压力是相同的,又由于动摩擦因数相同,所以三种情况下木块受到的滑动摩擦力大小相同,所以保持木块匀速运动的弹簧测力计的拉力大小相等。则A正确,B、C、D错误。
二、实验题(6分)
4.某研究小组对“滑动摩擦力的大小是否与接触面积、接触面湿度有关”的问题进行探究。他们选择一块各面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块为研究对象。
(1)实验所用到的测量工具是___________。?
(2)在测量滑动摩擦力的大小时,必须让物块在水平面上做________________运动,才能使测出的拉力大小与滑动摩擦力的大小_______。?
(3)如表所示为实验数据记录表格,通过分析表中序号为_______的实验记录,可得到的初步结论是:滑动摩擦力的大小与___________无关;通过分析表中序号为3、4、5的实验记录,可说明滑动摩擦力的大小与___________有关。?
序号
接触面积S
接触面干湿程度
摩擦力f/N
1
小
干
0.5
2
中
干
0.5
3
大
干
0.5
4
大
较湿
0.6
5
大
湿
0.8
【解析】(1)实验所用到的测量工具应该是弹簧测力计;
(2)在测量滑动摩擦力大小时,必须让物体在水平面上做匀速直线运动,物体处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,测出的拉力大小与滑动摩擦力的大小相等;
(3)由表中实验序号为1、2、3的实验数据可知,接触面的干湿程度相同,物体受到的滑动摩擦力相等,物体的接触面积不同,由此可见:滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关;
由表中序号3、4、5的实验记录可知:物体的接触面积相等、接触面干湿程度不同,物体受到的滑动摩擦力不同,则可说明滑动摩擦力的大小与接触面的干湿程度有关。
答案:(1)弹簧测力计 (2)匀速直线 相等
(3)1、2、3 接触面积 接触面的湿度
三、计算题(9分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
5.如图所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。
【解析】以A物体为研究对象,其受力情况如图所示,
其中N2为物体B对A的压力:
N2=GB=20 N,
地面对A的支持力:
N1=GA+N2=GA+GB=60 N,
B对A的滑动摩擦力:
f2=μ N2=20μ N,
地面对A的滑动摩擦力:
f1=μ N1=60μ N。
又由题意要将A匀速拉出,
则:F=f1+f2=60μ N+20μ N=80μ N
代入数据得:μ=0.4。
答案:0.4
6.(6分)(2019·福州高一检测)三个质量相同的物体,与水平桌面间的动摩擦因数相同,由于所受水平拉力不同,A做匀速运动,B做加速运动,C做减速运动,那么它们受到的摩擦力大小关系应是 ( )
A.fB>fA>fC B.fAC.fB=fA=fC D.不能比较大小
【解析】选C。由f=μN知f的大小只与μ和N有关,与物体的运动状态无关,由于该题中N与重力G大小相等,故f相同,则C正确,A、B、D错误。
7.(14分)如图所示,一轻质弹簧的劲度系数为500 N/m,一端固定于质量为10 kg的物体A上,通过该轻质弹簧用一水平力F拉物体。(g取10 N/kg)
(1)当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰好在水平面上做匀速直线运动,求物体与水平面间的动摩擦因数。
(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的摩擦力为多大?
【解析】(1)对物体受力分析知F2=kx,f2=μN=μmg
又物体做匀速直线运动,所以
F2=f2,μ===0.2。
(2)物体受滑动摩擦力
f3=μN=μmg=0.2×10×10 N=20 N。
答案:(1)0.2 (2)20 N
课时素养评价 十二
静摩擦力及其影响因素
一、选择题(本题共4小题,每题4分,共16分)
1.(2019·泉州高一检测)关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用
B.物体受到摩擦力作用时,不一定受到弹力作用
C.握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来是因为握得越紧静摩擦力越大
D.无论是滑动摩擦力还是静摩擦力,都可以具有动力作用
2.关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.只有静止的物体受到的摩擦力才叫静摩擦力
B.静摩擦力的大小与压力成正比
C.物体受到的滑动摩擦力一定与该物体的运动方向相反
D.滑动摩擦力可能是物体的动力
3.(2019·宁德高一检测)如图所示,一辆汽车停在水平地面上,一个人用力水平推车,但车仍然静止,下列说法中正确的是 ( )
A.此人推车的力小于汽车所受到的静摩擦力
B.此人推车的力与汽车受到的摩擦力平衡
C.此人推车的力增大时,汽车受到的摩擦力将保持不变
D.此人推车的力增大时,汽车受到的摩擦力将不断减小,直到汽车能够运动起来为止
【补偿训练】
某同学骑自行车上学时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为f1;推自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F2,对后轮的摩擦力为f2,则( )
A.F1与车前进方向相同
B.f1与车前进方向相同
C.F2与车前进方向相同
D.f2与车前进方向相同
4.如图所示,在水平面上,当沿水平方向的力F1=20 N,F2=11 N时,物体A保持静止。现保持F2不变,当F1减小到17 N时,物体受到的摩擦力大小是 ( )
A.6 N B.9 N
C.28 N D.31 N
二、计算题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
5.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量m=2 kg的物体上,另一端施一水平拉力F。(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内,g取10 N/kg)
(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12 cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?
(2)若将弹簧拉长至11 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?
6.(6分)(多选)(2019·莆田高一检测)如图,物体A放在水平地面上,在两个水平恒力F1和F2的作用下保持静止。已知F1=8 N,F2=1 N,则 ( )
A.若去掉F1,A一定静止
B.若去掉F1,A一定向左运动
C.若去掉F2,A可能静止
D.若去掉F2,A一定向右运动
7.(14分)(2019·福州高一检测)如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块所受的重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25。问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10 N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
课时素养评价 十二
静摩擦力及其影响因素
一、选择题(本题共4小题,每题4分,共16分)
1.(2019·泉州高一检测)关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用
B.物体受到摩擦力作用时,不一定受到弹力作用
C.握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来是因为握得越紧静摩擦力越大
D.无论是滑动摩擦力还是静摩擦力,都可以具有动力作用
【解析】选D。静摩擦力与物体间的相对运动趋势相反,运动着的物体可以受静摩擦力作用,A选项错误;根据弹力和摩擦力的产生条件可知,物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用,B选项错误;握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来是因为握得越紧,瓶子受到的最大静摩擦力越大,静摩擦力始终与瓶子的重力大小相等,C选项错误;无论是滑动摩擦力还是静摩擦力,都可以具有动力作用,D选项正确。
2.关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.只有静止的物体受到的摩擦力才叫静摩擦力
B.静摩擦力的大小与压力成正比
C.物体受到的滑动摩擦力一定与该物体的运动方向相反
D.滑动摩擦力可能是物体的动力
【解析】选D。放在粗糙面上的物体,相对另一个物体有相对运动趋势时物体受到的摩擦力才叫静摩擦力,选项A错误;滑动摩擦力的大小与压力成正比,选项B错误;物体受到的滑动摩擦力一定与该物体与接触面的相对运动方向相反,选项C错误;滑动摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,故可能是物体的动力,选项D正确。
3.(2019·宁德高一检测)如图所示,一辆汽车停在水平地面上,一个人用力水平推车,但车仍然静止,下列说法中正确的是 ( )
A.此人推车的力小于汽车所受到的静摩擦力
B.此人推车的力与汽车受到的摩擦力平衡
C.此人推车的力增大时,汽车受到的摩擦力将保持不变
D.此人推车的力增大时,汽车受到的摩擦力将不断减小,直到汽车能够运动起来为止
【解析】选B。人用力水平推车,但车仍然静止,说明车受到地面给其的静摩擦力作用,由于汽车仍处于平衡状态,因此静摩擦力的大小和人推车的力大小相等,是一对平衡力,而且随着推力的变化而变化,故A、C、D错误;B正确。
【补偿训练】
某同学骑自行车上学时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为f1;推自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F2,对后轮的摩擦力为f2,则( )
A.F1与车前进方向相同
B.f1与车前进方向相同
C.F2与车前进方向相同
D.f2与车前进方向相同
【解析】选B。骑自行车时后轮是主动轮,前轮是从动轮,后轮对地有向后的静摩擦力,则地对后轮的摩擦力与车前进方向相同,地面对前轮的摩擦力与车前进方向相反,则A错误,B正确;推自行车前进时,地面对前轮的摩擦力及对后轮的摩擦力都阻碍自行车的前进,都与前进方向相反,则C、D错误。
4.如图所示,在水平面上,当沿水平方向的力F1=20 N,F2=11 N时,物体A保持静止。现保持F2不变,当F1减小到17 N时,物体受到的摩擦力大小是 ( )
A.6 N B.9 N
C.28 N D.31 N
【解析】选A。初始状态下,物体所受摩擦力f=F1-F2=9 N,可知物体的最大静摩擦力fmax≥f=9 N。当F1减小到17 N时,F1′-F2=6 N二、计算题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
5.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量m=2 kg的物体上,另一端施一水平拉力F。(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内,g取10 N/kg)
(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12 cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?
(2)若将弹簧拉长至11 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?
【解析】(1)物体匀速运动时,k(x-x0)=μ mg
则k==N/m=200 N/m。
(2)弹簧的弹力
F1=k(x1-x0)=200×(0.11-0.10)N=2 N
最大静摩擦力等于滑动摩擦力fm=0.2×2×10 N=4 N
物体没动,故所受的静摩擦力为f1=F1=2 N。
答案:(1)200 N/m (2)2 N
6.(6分)(多选)(2019·莆田高一检测)如图,物体A放在水平地面上,在两个水平恒力F1和F2的作用下保持静止。已知F1=8 N,F2=1 N,则 ( )
A.若去掉F1,A一定静止
B.若去掉F1,A一定向左运动
C.若去掉F2,A可能静止
D.若去掉F2,A一定向右运动
【解析】选A、C。初始状态对物体分析,所受摩擦力f=F1-F2=7 N,方向水平向左,知最大静摩擦力fmax≥7 N;若去掉F1,因为F27.(14分)(2019·福州高一检测)如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块所受的重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25。问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10 N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
【解析】(1)对木块进行受力分析,木块没动,说明木块处于平衡状态,根据二力平衡知,木块受的静摩擦力一定和重力大小相等,方向相反,f1=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块与墙壁之间仍然是静摩擦力,这个力与重力相平衡,因此f2=6 N。
(3)当F=10 N时,木块沿墙面下滑,此时木块和墙面之间是滑动摩擦力,
f3=μN=0.25×10 N=2.5 N。
答案:(1)6 N (2)6 N (3)2.5 N
【总结提升】求解摩擦力大小的注意点
(1)求解摩擦力的大小时,首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力,再应用不同方法求解。
(2)静摩擦力的大小不能用公式f=μN计算,且静摩擦力的大小与正压力无关。
(3)滑动摩擦力的大小仅与μ、N有关,而与其他因素无关。