(共38张PPT)
第3章 力与相互作用
第3章 力与相互作用
预习导学新知探究
梳理知识·夯实基础
要点探究讲练互动
突破疑难·讲练提升(共30张PPT)摩擦力
1.知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向.(重点) 2.知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,知道滑动摩擦力跟正压力成正比.(重点) 3.知道静摩擦力产生的条件,会判断静摩擦力的方向,知道最大静摩擦力的概念.(难点)
一、滑动摩擦力
1.定义:当一个物体跟另一个物体有相对滑动时,在它们的接触面上产生的摩擦力,叫做滑动摩擦力.
2.大小:f=μN.
其中μ为动摩擦因数,没有单位;μ的大小跟相互接触的两物体的材料性质、表面状况有关.N是指接触面间的压力大小.
3.方向:与接触面相切,与物体相对运动的方向相反.
1.滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反吗?滑动摩擦力总是阻力吗?
提示:滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,不一定和物体的运动方向相反.滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力.
二、静摩擦力
1.定义:物理学中,把这种物体间有相对滑动趋势时产生的摩擦力叫做静摩擦力.
2.方向:跟物体相对滑动趋势的方向相反.
3.大小:大小随外力的变化而变化,由外部因素决定.静摩擦力所达到的最大值fmax叫做最大静摩擦力.故静摩擦力大小的取值范围是:02.跑步时,脚受到的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?方向如何?
提示:跑步时,脚和地面接触的时间内,脚并没有和地面发生相对运动,因此脚受到的摩擦力为静摩擦力,方向和人的运动方向相同.
对摩擦力及产生条件的理解[学生用书P39]
静摩擦力 滑动摩擦力
产生条件 (1)两物体之间有弹力(2)接触面粗糙(3)有相对运动趋势 (1)两物体之间有弹力(2)接触面粗糙(3)有相对运动
“相对”的含义 物体可以是运动的,但两物体相对静止且一定有相对运动趋势 其中一个物体可以静止,但两物体间有相对运动
作用效果 阻碍物体间的相对运动趋势 阻碍物体间的相对运动
方向 跟接触面相切并与物体相对运动趋势的方向相反,与物体的运动方向无关 跟接触面相切并与物体相对运动的方向相反,与物体的运动方向不一定相反
(1)静止的物体可能受到滑动摩擦力,运动的物体可能受到静摩擦力.
(2)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以与物体的运动方向相反.
(3)摩擦力可以是阻力也可以是动力.
关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.只要两个物体接触且有相对运动,这两个物体之间就一定有摩擦力
B.摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反
C.静止的物体一定受到静摩擦力,运动的物体一定受到滑动摩擦力
D.摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势
[思路点拨] 根据产生摩擦力的三个条件,和摩擦力的方向及作用效果进行判定.
[解析] 产生摩擦力的条件是:两物体相互接触且有弹力,接触面粗糙,有相对运动或相对运动趋势,三者缺一不可,A错误;摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,故摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,B错误,D正确;静止的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动,可能受滑动摩擦力作用,运动的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动的趋势,也可能受到静摩擦力作用,C错误.
[答案] D
eq \a\vs4\al()
不能习惯认为静止物体受到静摩擦力,运动物体受到滑动摩擦力.摩擦力产生于相对运动或相对运动趋势的物体之间,故静止的物体可能受滑动摩擦力,运动的物体也可能受静摩擦力.
1.(多选)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
B.摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同或相反
C.静摩擦力可以是动力,也可以是阻力,滑动摩擦力一定是阻力
D.运动的物体可以受静摩擦力作用,静止的物体也可以受滑动摩擦力作用
解析:选BD.物体之间的静摩擦力随着外力的变化而变化,并不是一个定值,选项A错误;滑动摩擦力可以与运动方向同向,也可以反向,比如,子弹打进放在光滑地面上的木块的过程中,木块受到的摩擦力与木块的运动方向相同,而子弹受到的摩擦力与子弹的运动方向相反.静摩擦力也是如此,比如传送带将物体匀速运到高处,物体受到的静摩擦力的方向与运动方向相同,而皮带受到的静摩擦力方向与运动方向相反,选项B正确;当摩擦力方向与运动方向相同时,摩擦力就充当动力,当摩擦力方向与运动方向相反时,摩擦力就充当阻力,选项C错误;运动的物体可以受静摩擦力的作用,如传送带向上运送物体,物体与传送带间的摩擦力为静摩擦力.静止的物体也可以受滑动摩擦力作用,如物体在桌面上滑动时,桌面受的摩擦力就是滑动摩擦力,故选项D正确.
静摩擦力有无及方向的判定[学生用书P40]
1.静摩擦力有无的判断
(1)条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势.
(2)假设法:假设两物体间无静摩擦力,看物体是否相对滑动.
①如果物体改变原来的运动状态,则两物体之间存在静摩擦力.
②如果物体的运动状态不变,则两物体之间不存在静摩擦力.
2.静摩擦力方向的判定
方法 思路 例证
由相对运动趋势直接判断 如果物体相对运动趋势方向很明显,就可据“与相对运动趋势方向相反”直接判断 如站在公共汽车上的人,当人随车一起起动(即做加速运动)时,判断人受到的摩擦力方向.分析:人相对于车有向后的运动趋势,所以车给人向前的静摩擦力作用;此时人随车向前运动,人脚受静摩擦力方向与运动方向相同
用假设法判断 所谓假设法就是先假设接触面光滑,再以施力物体为参考系,分析研究对象的相对运动的方向,从而确定相对运动趋势的方向,进而依据“与相对运动趋势方向相反”进行判断,假设法的特点是“化静为动” 物体M在外力F的作用下静止在墙上,判断静摩擦力的方向.分析:假设墙面光滑,则物体相对墙面向下运动,所以物体静止时其相对运动趋势沿墙面向下,所以静摩擦力方向沿墙面向上
根据平衡条件进行判断 若物体处于平衡状态,则根据平衡条件确定静摩擦力方向 如图所示,物块A、B叠放在一起,在外力F的作用下,A、B一起做匀速直线运动,判断B对A的摩擦力的方向.分析:隔离物块A,A做匀速直线运动,其受外力向右,根据平衡条件,A必受一方向水平向左的力与F平衡,所以B对A的静摩擦力水平向左
如图所示,用力F去拉叠放在一起的两物体A、B,但没有拉动,两物体仍然保持静止状态,则( )
A.B物体受到A物体的静摩擦力的作用,方向与F方向相同
B.B物体受到A物体的静摩擦力的作用,方向与F方向相反
C.A物体受到地面的静摩擦力作用,方向与F方向相同
D.A物体受到地面的静摩擦力作用,方向与F方向相反
[思路点拨] 解此题关键有两点:
(1)两物体之间是否有静摩擦力产生,关键是看两个接触的物体之间是否同时有挤压和相对运动趋势.
(2)要确定静摩擦力的方向,必须明确两物体间相对运动趋势的方向.
[解析] (1)以B为研究对象,分析A对B的静摩擦力
(2)以A为研究对象,分析地面对A的静摩擦力
[答案] D
eq \a\vs4\al()
假设法在判断物体间有无静摩擦力的应用
在假设物体间接触面光滑的情况下,若物体间不发生相对运动,则无相对运动趋势,也就不存在静摩擦力;若发生相对运动,则有相对运动趋势,也就说明存在静摩擦力.
若上题中力F作用在B上且两物块仍静止,试分析A、B受摩擦力情况.
解析:对于B物块,假设A、B之间接触面光滑,在力F作用下,不可能保持静止状态,将会向左运动,故B相对A有向左运动的趋势,所以物块B受到物块A对它向右的静摩擦力作用.对于A物块,由于A给B一个向右的静摩擦力作用,根据力的相互性,B物块将给A物块一个向左的静摩擦力作用.假设A与地面间光滑,A物块将在此静摩擦力作用下向左运动而不可能处于静止状态,因此A物块受到地面对它向右的静摩擦力作用.综上分析,B物块受到A物块对它向右的静摩擦力作用,A物块受到B物块和地面对它的两个静摩擦力作用.
答案:见解析
摩擦力大小的计算[学生用书P41]
滑动摩擦力 公式法f=μN N是两个物体之间的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),它不是物体的重力.许多情况下要结合物体的平衡条件等加以确定
式中的μ是动摩擦因数,大小与相互接触的两个物体的材料特性与表面状况有关,与接触面的大小无关,滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面的大小也无关
二力平衡法 物体处于平衡状态(匀速直线运动、静止)时,根据二力平衡条件求解
静摩擦力 大小:0 (1)计算摩擦力时,应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.
(2)静摩擦力用平衡条件计算,其大小只与平行于接触面方向的力有关,与垂直接触面方向的力无关.
(3)滑动摩擦力用f=μN计算或用平衡条件计算,其大小只与垂直接触面方向的力有关,与沿接触面方向的力无关.
用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时,物体恰能被拉动;物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动.该物体静止在水平地面上,若用15 N的水平力拉该物体,物体受到的摩擦力大小为________;若用30 N的水平力拉该物体,物体受到的摩擦力大小为________;物体与地面间的动摩擦因数为________.
[思路点拨] 解答本题时按以下思路分析:
[解析] 水平力为20 N时恰能拉动,说明最大静摩擦力fmax=20 N.若用F1=15 N的力拉物体,由于F1fmax,物体受滑动摩擦力,大小为f滑=18 N.又由f滑=μN得μ===0.3.
[答案] 15 N 18 N 0.3
2.重为G=200 N的物体静止在粗糙水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2(最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力),求:
(1)当物体受到F1=20 N水平向右的拉力时,物体受到的静摩擦力大小和方向;
(2)当物体受到F2=30 N水平向右的拉力时,物体受到的静摩擦力大小和方向;
(3)当物体受到F3=50 N水平向右的拉力时,物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力?大小为多少?
(4)当物体受到F4=100 N竖直向上的拉力时,物体处于什么状态?是否受摩擦力?
解析:物体所受最大静摩擦力Fmax=Ff=μFN
=0.2×200 N=40 N.
(1)因为F1=20 N故Ff1=F1=20 N,方向水平向左.
(2)因为F2=30 N故Ff2=F2=30 N,方向水平向左.
(3)因为F3=50 N>Fmax,故物体将向右滑动,
滑动摩擦力大小为Ff3=μFN=40 N.
(4)竖直向上拉物体时,由于F4=100 N答案:见解析
对摩擦力认识的四个误区[学生用书P42]
误区一:误认为只有静止的物体才受静摩擦力作用,滑动摩擦力一定产生于运动的物体间
静摩擦力产生于两个相对静止的物体间,它们可能都运动;滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体间,它们中可能有一个物体静止.例如,汽车加速前进时,相对于车厢静止的箱子随汽车一起运动受到向前的静摩擦力;狗拉雪橇向前运动时,静止的地面受到滑动摩擦力.
误区二:误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
实际上摩擦力与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与物体的运动方向可能相反,可能相同,还可能与物体的运动方向不在一条直线上.
误区三:误认为物体间的压力越大,摩擦力就越大
实际上滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的压力有关,压力越大,则滑动摩擦力和最大静摩擦力就越大,而静摩擦力的大小与物体间的压力无关.
误区四:误认为摩擦力一定是阻力
实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动,摩擦力不一定是阻力,有可能是动力,如传送带就是利用摩擦力作为动力,将粮食由低处送到粮仓中.
关于摩擦力下列说法正确的是( )
A.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
B.静摩擦力既可以是动力也可以是阻力
C.只要相互接触的物体间发生相对运动,物体间就有滑动摩擦力产生
D.滑动摩擦力的方向总与物体运动的方向相反
[解析] 受静摩擦力作用的物体不一定静止,选项A错误;静摩擦力既可以是动力也可以是阻力,选项B正确;相互接触的物体间发生相对运动,不挤压,物体间就没有滑动摩擦力产生,选项C错误;滑动摩擦力的方向总与物体相对运动的方向相反,选项D错误.
[答案] B
3.下列说法正确的是( )
A.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反的
C.两物体间如果有了弹力,就一定有摩擦力
D.两物体间有摩擦力,就一定有弹力
解析:选D.例如把一个物体放在另一个斜面上且处于静止状态,一定受摩擦力,因此一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间不是一定不存在摩擦力,当满足摩擦力产生的条件:有弹力、接触面粗糙且相对运动或有相对运动趋势,一定有摩擦力,故A错误;滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反,滑动摩擦力可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动的方向相同,故B错误;由摩擦力产生条件可知:两物体间如果有了弹力,不一定有摩擦力,而有摩擦力一定有弹力,故C错误,D正确.
[随堂检测][学生用书P42]
1.关于摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.作用在运动物体上的摩擦力一定是滑动摩擦力
B.两个物体相互挤压且发生相对运动,相对速度越小,摩擦力也越小
C.两个没有相对运动的物体之间也可能有摩擦力
D.由公式μ=可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与压力成反比
解析:选C.根据摩擦力产生的条件可知,若运动的两物体没有相对运动,只有相对运动趋势,那么它们之间的摩擦力就是静摩擦力,故A错;滑动摩擦力只跟动摩擦因数μ和正压力N有关,与物体的运动速度无关,故B错;两物体没有相对运动,若有相对运动的趋势,物体间可能有静摩擦力,故C正确;动摩擦因数μ只与接触面的材料以及粗糙程度有关,与滑动摩擦力的大小以及正压力无关,故D错.
2.如图所示,物块一定受到摩擦力的有( )
A.甲中物体沿粗糙竖直面下滑
B.乙中物体沿光滑斜面向上滑动
C.丙中A随B一起向右匀速运动(只研究物块A)
D.丁中物体在斜面上静止不动
解析:选D.A项中无弹力,B项中斜面光滑,C项中A相对于B无相对运动的趋势,D项中物体与斜面间有弹力且有沿斜面下滑的趋势,有摩擦力,故只有D项正确.
3.为了探究滑动摩擦力,张文超同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了弯曲,对这一实验的分析错误的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的摩擦力越大
B.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向
C.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
D.手的拉力大于牙刷受到的摩擦力
解析:选D.当摩擦力越大时,力的效果越明显,刷毛发生的形变(即刷毛的弯曲程度)也越明显,A正确;在摩擦作用效果下,较软的刷毛发生弯曲,说明了摩擦力向刷毛发生弯曲的方向,B正确;研究牙刷受到的摩擦力,牙刷一定是受力物体,而且是和接触面接触的部分,力作用于受力物体上,C正确;牙刷匀速直线运动,牙刷受到了一对平衡力的作用;拉力和摩擦力大小相等,D错误.
4.如图所示,用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块重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?
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大?
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,根据二力平衡条件知,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,木块与墙面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,因此
f3=μN=0.25×10 N=2.5 N.
(4)当F=6 N时,木块与墙面之间仍是滑动摩擦力
f4=μN=0.25×6 N=1.5 N.
答案:(1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
[课时作业][学生用书P111(单独成册)]
一、单项选择题
1.下列关于静摩擦力的说法,正确的是( )
A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力作用,并且受静摩擦力作用的物体一定静止
B.静摩擦力方向总与物体的运动趋势方向相反
C.静摩擦力的大小可以用公式f=μN直接计算
D.在压力一定的条件下静摩擦力的大小是可以变化的,但有一个限度
解析:选D.静摩擦力存在于相对静止的物体间,但两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力作用,A错误;静摩擦力的方向总与物体的相对运动趋势方向相反,B错误;静摩擦力的大小不可用f=μN直接计算,但最大静摩擦力可以用f=μN计算,C错误;在压力一定的情况下,静摩擦力的大小可以随其他力而变化,但最大值一般认为fm=μN,故D正确.
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台面的瞬间,材料的重心在台面上,故材料对台面的压力不变,故材料受到的支持力不变,故C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变,由F=μFN可知摩擦力是不变的,故A、B错误;因为材料做匀速直线运动,摩擦力不变,所以工人的拉力是不变的,故D正确.
3.如图所示,在水平放置的传输带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左匀速运动时,仍要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则( )
A.F1C.F1>F2 D.以上三种情况都有可能
解析:选B.两种情况下,物体相对于传输带均向右匀速运动,物体均受到传输带施给的向左的滑动摩擦力,大小均为f=μmg,根据二力平衡的条件可知,F1=F2=f=μmg.
4.如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力的作用,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N.若撤去力F1,则木块在水平方向受到的摩擦力为( )
A.8 N,方向向右 B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右 D.0
解析:选C.未撤去F1前,木块静止,说明木块所受的静摩擦力大小f静=F1-F2=8 N,方向向左.也说明了最大静摩擦力f静max≥8 N.当撤去F1后,在力F2作用下木块有向左运动的趋势,地面给木块的静摩擦力方向变为向右,大小为f静=F2=2 N,小于最大静摩擦力,故木块仍保持静止,因而正确选项为C.
5.如图所示,质量为10 kg的物块静止放在水平面上,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,现用水平向右的力F推物块(取g=10 m/s2).下列说法不正确的是( )
A.若F=3 N,物块仍静止,物块所受摩擦力等于3 N,方向水平向左
B.若F=15 N,物块仍静止,物块所受摩擦力等于15 N,方向水平向右
C.若F=15 N,物块仍静止,物块所受摩擦力等于15 N,方向水平向左
D.若F=30 N,物块运动,物块所受摩擦力等于20 N,方向水平向左
解析:选B.由题意知最大静摩擦力fmax=μmg=0.2×10×10 N=20 N,当F<20 N时,物块受静摩擦力作用且f=F,方向水平向左,A、C正确,B错误;当F>20 N时,物块受滑动摩擦力f=20 N,方向水平向左,D正确.
二、多项选择题
6.以下说法正确的是( )
A.摩擦力可以是动力也可以是阻力
B.由公式μ=f/N可以看出,μ与f成正比,与N成反比
C.滑动摩擦力的方向与物体运动方向可能相同
D.摩擦力方向不可能与运动方向在同一直线上
解析:选AC.摩擦力的方向与运动方向可以相同也可以相反,摩擦力可以是动力也可以是阻力,故A正确,C正确.μ与接触面的粗糙程度及物体的材料有关,与f和N无关,B错误.摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与运动方向无关,故D错误.
7.下列有关滑动摩擦力的说法正确的有( )
A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力
B.两物体间有滑动摩擦力,则其间必有弹力
C.两物体间有弹力,则其间必有滑动摩擦力
D.两物体间无弹力,但有相对运动,则其间必无滑动摩擦力
解析:选BD.产生滑动摩擦力的条件:①两个物体直接接触并且要发生挤压(即两物体间要产生弹力);②接触面必须粗糙;③接触面上,两物体要发生相对运动.A项中物体间并不一定存在弹力,故A项错.有摩擦力必定有弹力,B项正确.两物体间有弹力,假如没有发生相对运动,物体间也就不会存在滑动摩擦力,故C项错.两物体间无弹力,它们之间就不可能存在滑动摩擦力,故D项正确.
8.用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向),如图所示,下列说法正确的是( )
A.瓶中油越多,手必须握得越紧
B.手握得越紧,油瓶受到的摩擦力越大
C.不管手握得有多紧,油瓶受到的摩擦力总是一定的
D.以上说法都正确
解析:选AC.用手握住油瓶,油瓶不掉落下来,表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡——静摩擦力的大小由瓶的重力大小决定.油瓶变重,它受到的静摩擦力必须随之增大,手握得紧一点,相应最大静摩擦力值也就大一些,才能保证油瓶不会掉落下来;如果手握得不够紧,压力不够大,最大静摩擦力小于油瓶的重力,油瓶就会掉下来.所以选项A正确.手握得越紧,手与瓶之间的压力越大,保证了油瓶所受静摩擦力的大小始终等于油瓶的重力大小,可见,选项B错误,C正确;显然D也不正确.
9.如图所示,两个长方体A、B叠放在水平地面上,现同时用F1=3 N和F2=4 N的水平拉力拉A、B,A、B均静止.若B对A的静摩擦力为f1,地面对B的静摩擦力为f2,则( )
A.f1=0 B.f1=3 N
C.f2=4 N D.f2=7 N
解析:选BD.先对A进行受力分析,竖直方向受到重力和支持力作用而保持平衡,在水平方向上,受到水平向右的力F1的作用,有向右的运动趋势,由于A保持静止,可知,A必受到B对A的一个水平向左的静摩擦力的作用,根据二力平衡得,A受到的静摩擦力f1的大小等于A受到水平向右的力F1的大小,B正确.再对B分析,在水平方向上,B除受到水平向右的力F2的作用外,还受到A对B的一个水平向右的静摩擦力f1′的作用,因此B有向右的运动趋势.根据B保持静止,B受到地面的静摩擦力f2的大小与B受到的力F2和静摩擦力f1′的大小之和相等,即f2=F2+f1′=4 N+3 N=7 N.
10.如图所示,P是主动轮,通过皮带带动从动轮Q转动,A和B、C和D分别是皮带和皮带轮边缘相互接触的点.如果皮带不打滑,则( )
A.A和B、C和D处于相对静止状态
B.B点相对A点运动趋势的方向与B点运动方向相反
C.D点受到摩擦力的方向与D点的运动方向相同
D.A点受到摩擦力的方向与A点的运动方向相同
解析:选ACD.题中给出皮带不打滑的意思就是A与B、C与D处于相对静止状态.由于P是主动轮,皮带要靠P提供的摩擦力带动,所以主动轮给皮带的摩擦力是动力,而主动轮P受到皮带给它的摩擦力是阻力;从动轮Q是靠皮带提供的静摩擦力而转动的,从动轮Q受到皮带的静摩擦力是动力,而皮带受到从动轮的静摩擦力是阻力.作为动力的静摩擦力方向与物体的运动方向相同,而与相对运动趋势方向相反;而作为阻力的静摩擦力方向与物体的运动方向和相对运动趋势方向均相反.所以选项A、C、D正确.
三、非选择题
11.重为400 N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力是120 N,动摩擦因数是0.25.如果分别用70 N和150 N的水平力推木箱,求木箱受到的摩擦力分别是多少?
解析:用70 N的水平力推木箱,木箱不动,由二力平衡知木箱受到70 N的静摩擦力.
用150 N的水平力推木箱时,木箱运动,由f=μN知滑动摩擦力f=μN=μG=0.25×400 N=100 N.
答案:70 N 100 N
12.如图所示,轻质弹簧的劲度系数k=20 N/cm,用其拉着一个重为200 N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:
(1)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,物体受到的水平拉力为多大?这时物体受到的摩擦力为多大?
(3) 如果在物体运动过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力为多大?
解析:(1)由Ff=kx=μFN=μG知μ===0.4.
(2)由F=kx′得:F=20×6 N=120 N;此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,所以F′f=μG=0.4×200 N=80 N.
(3)由于物体仍能滑行,物体所受的滑动摩擦力大小和方向不变,大小仍为80 N.
答案:(1)0.4 (2)120 N 80 N (3)80 N
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