摩擦力重点难点易错点
专题10 摩擦力 (解析版)

8.如图甲所示,重为6N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上,在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为4N,下列说法正确的是()
甲乙
A.在0~2s内拉力F=10N
B.在2~6s内拉力F=10N
B.绳子是直的,说明小球只受重力和拉力,与斜面之间没有力的作用,所以没有摩擦力;
C.物体和斜面之间有力的作用,且物体有向下运动的趋势,所以有摩擦力;
D.物体和墙面之间有力的作用,且物体有向下运动的趋势,所以有摩擦力;
E.铜块和木块之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以没有摩擦力;
F.A和B之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以没有摩擦力;
故选B。
【常ห้องสมุดไป่ตู้结论】
(1)滑动摩擦的大小只与压力大小和粗糙程度有关,与物体的运动速度和接触面积无关。
【易错点】
作匀速直线运动的物体速度增大时,摩擦力不变
【经典变式练】
6.(2022·四川内江)如图所示的小实验,将书和直尺叠放在水平桌面上,一只手用力压住课本,另一只手抽出直尺。下列说法正确的是( )。
G.物体相对于斜面有向下运动的趋势,所以没有摩擦力;
H.球与墙面之间没有相对运动,也没有相对运动的趋势,所以没有摩擦力;
I.物体相对于小车向左运动,所以有摩擦力;
J.铁环相对地面有运动,所以有摩擦力;
【常用结论】
(1)摩擦力产生的条件:两物体接触且有力的作用、接触面粗糙;
【易错点】
两物体叠在一起,做匀速直线运动,上面的物体没有受到拉力,靠惯性运动时,上面的物体不受摩擦力
A.图甲B.图乙C.图丙D.摩擦力都相同
初中物理:《摩擦力》知识点详解

初中物理:《摩擦力》知识点详解【要点梳理】要点一、摩擦力1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做滑动摩擦力。
2.方向:与相对运动的方向相反。
3.测量:利用弹簧测力计可以粗略测量滑动摩擦力的大小。
要点诠释:1.摩擦力的实际作用点是在两个物体的接触面上。
2.滑动摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)接触并挤压;(3)相对运动。
3.测量滑动摩擦力时,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿长木板做匀速直线运动。
根据二力平衡的知识,可知弹簧测力计对木块的拉力(即弹簧测力计的示数)与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
4.滑动摩擦与滚动摩擦的区别:一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫做滑动摩擦。
一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦叫做滚动摩擦。
在相同条件下,滚动摩擦往往比滑动摩擦小得多。
要点二、研究影响滑动摩擦力大小的因素1.实验方法:控制变量法。
在本实验中,影响滑动摩擦力的因素有多个,所以实验探究过程中我们要用控制变量法,在研究滑动摩擦力与压力之间的关系时,要保持接触面的粗糙程度等因素不变,而在研究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系时,要保持压力等因素不变。
2.提出猜想:影响滑动摩擦力的因素可能有,接触面所受的压力、接触面的粗糙程度。
3.实验器材:木块、弹簧测力计、表面粗糙程度不同的长木板两块、砝码。
4.实验步骤:(1)用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿水平长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。
(2)在木块上面放一个砝码,改变木块对长木板的压力,测出此种情况下的摩擦力。
(3)换用材料相同,但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的摩擦力。
5.实验结论:滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力有关,接触面受到的压力越大,滑动摩擦力越大。
滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
要点诠释:1. 因为弹簧测力计本身有重量,为了保证水平拉力,牵引木块时,要握住弹簧测力计的外壳;使木块在水平面上做匀速直线运动的关键是拉力要均匀,集中注意力盯住弹簧测力计的指针,一直拉到底,在指针不颤动时读数。
初中物理摩擦力知识公式计算与易错知识点

初中物理摩擦力知识公式计算与易错知识点行驶的汽车,刹车后为什么能很快停下了?这是因为,汽车在刹车时,刹车片有一个阻碍车轮旋转的力,这个力是摩擦力。
关于初中物理的摩擦力知识,小编在这里整理了相关资料,希望能帮助到您。
1摩擦力的概念两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力.2摩擦力产生的条件❶物体间相互接触并挤压;❷接触面粗糙;❸物体间有相对运动或相对运动趋势。
3摩擦力方向摩擦力是阻碍相对运动的力,所以摩擦力方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
滑动摩擦力:与相对运动方向相反静摩擦力:与相对运动趋势方向相反怎样正确判断出摩擦力的方向呢?只需四步即可。
①明确摩擦力的施力物体和受力物体;②选择施力物体为参照物;③判断受力物体相对施力物体的运动方向或运动趋势方向;④用“相反”确定摩擦力的方向。
判断摩擦力方向时,要正确判断出谁是施力物体,谁是受力物体。
人走路时,摩擦力是产生于脚(鞋)和地面之间,不是人和地面之间。
人相对于地面向前运动,但是摩擦力方向并不是向后。
注意:摩擦力方向不是与物体运动方向相反,而是与物体相对运动方向相反。
4摩擦力的大小⑴滑动摩擦力的大小:可使用弹簧测力计测量如图,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿着长木板做匀速直线运动。
根据二力平衡(下一章中将重点讲述)知识,可知弹簧测力计对木块的拉力大小等于木块受到的摩擦力,即F=f。
⑵静摩擦力的大小:根据平衡力知识判断当你爬杆到某处静止时,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,故摩擦力与重力大小相等,即f=G。
如果是匀速向上爬或匀速下滑的时候,摩擦力和重力大小还相等吗?无论是静止、匀速上爬,还是匀速下滑,均属于平衡状态。
所以,摩擦力与重力是一对平衡力,大小相等。
初中物理易错知识整理1. 匀速直线运动的速度一定不变。
只要是匀速直线运动,则速度一定是一个定值。
2. 平均速度只能是总路程除以总时间。
摩擦力知识点讲解

摩擦力【学习目标】1.知道滑动摩擦产生的条件,会正确判断滑动摩擦力的方向2.会用公式f N μ=计算滑动摩擦力的大小,知道影响动摩擦因数的大小因素3.知道静摩擦力的产生条件,能判断静摩擦力的有无以及大小和方向4.理解最大静摩擦力.能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小【要点梳理】要点一、摩擦力要点诠释:1.定义:当相互接触且相互挤压的物体之间有相对运动或相对运动趋势时,接触面间产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,称为摩擦力.固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用.2.分类:分为滚动摩擦(初中已经学习过)、滑动摩擦力和静摩擦力要点二、滑动摩擦力要点诠释:1.产生:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时,另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力.2.产生条件:①相互接触且相互挤压;②有相对运动;③接触面粗糙.说明:1)两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生.摩擦力与弹力一样属接触作用力,但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力.挤压的效果是有压力产生.压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力,也叫正压力,压力属弹力,可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生.2)接触面粗糙.当一个物体沿另一物体表面滑动时,接触面粗糙,各凹凸不平的部分互相啮合,形成阻碍相对运动的力,即为摩擦力.凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等,统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型).3)接触面上发生相对运动.特别注意:“相对运动”与“物体运动”不是同一概念.“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变.3.方向:总与接触面相切,且与相对运动....方向相反.这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体,而不是相对别的物体.滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反.4.大小:滑动摩擦力大小与压力成正比,即:f Nμ=说明:①压力F N 与重力G 是两种不同性质的力,它们在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫无关系,用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑,物块与墙面间的压力就与物块重力无关,不要一提到压力,就联想到放在水平地面上的物体,认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力.②μ是比例常数,称为动摩擦因数,没有单位,只有大小,数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程度有关.在通常情况下,1μ<.③计算公式表明:滑动摩擦力F 的大小只由μ和F N 共同决定,跟物体的运动情况、接触面的大小等无关.要点三、静摩擦力要点诠释:1.产生:两个物体满足产生摩擦力的条件,有相对运动趋势时,物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力.2.产生条件:①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生;②接触面粗糙;③两物体保持相对静止但有相对运动趋势.所谓“相对运动趋势”,就是说假设没有静摩擦力的存在,物体间就会发生相对运动.比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在;如果接触面光滑.没有静摩擦力,则由于重力的作用,物体会沿斜面下滑.3.大小:两物体间实际发生的静摩擦力f 在零和最大静摩擦力max f 之间max0f f ≤≤实际大小可根据二力平衡条件或牛顿定律判断.4.方向:总跟接触面相切,与相对运动趋势相反说明:①所谓“相对运动趋势的方向”,是指假设接触面光滑时,物体将要发生的相对运动的方向.比如物体静止在粗糙斜面上,假设没有摩擦,物体将沿斜面下滑,即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下,则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上,与物体相对运动趋势的方向相反.②判断静摩擦力的方向可用假设法.其操作程序是:A.选研究对象:受静摩擦力作用的物体;B.选参照物体:与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;C.假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向D.确定静摩擦力的方向:与相对运动趋势的方向相反③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反.要点四、最大静摩擦力要点诠释:如图所示,水平面上放一静止的物体,当人用水平力F 推时,此物体静止不动,这说明静摩擦力的大小等于F;当人用水平力2F 推时,物体仍静止不动,此时静摩擦力的大小等于2F.可见,静摩擦力的大小随推力的增大而增大,所以说静摩擦力的大小由外部因素决定.当人的水平推力增大到某一值fmax 时,物体就要滑动,此时静摩擦力达到最大值,我们把max f 叫做最大静摩擦力.故静摩擦力的取值范围是:max 0f f ≤≤.要点诠释:①静摩擦力大小与正压力无关,但一般情形下,最大静摩擦力的大小与正压力成正比.②静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力,如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力,传送带上物体随传送带一起加速,静摩擦力也是动力.③最大静摩擦力一般比滑动摩擦力稍大些,但通常认为二者是相等的.要点五、用假设法判断摩擦力要点诠释:判断静摩擦力是否存在,要看是否具备静摩擦力产生的条件,但在通常情况下,其它条件是具备的,关键看物体是否有相对运动趋势.要判断是否有相对运动趋势,可用假设法判断,假设法有两种,一种是假设接触面光滑,不存在摩擦力,看是否改变原来的运动状态.另一种是假设摩擦力存在,看是否改变原来的运动状态.第一种假设往往用来判断做变速运动的物体的静摩擦力和有其它外力存在但物体处于平衡状态时的静摩擦力.第二种假设往往用来判断物体不受其它外力,物体处于平衡状态时的静摩擦力.假设法只是判断摩擦力的一种方法,有时还可以根据力的作用效果判断,已知物体A做匀加速运动,说明物体A的运动状态发生了改变,因此,物体A一定受到静摩擦力作用。
摩擦力重点、难点、易错点

摩擦力是高中物理教学的重点和难点,也是历年高考的热点。
在批改同学们的作业、试卷和解答同学们提出的疑难问题中,笔者的体会是:同学们对摩擦力感到困难和解题出错的主要原因是受日常生活经验的影响,对摩擦力的产生条件理解不深刻,因而产生了一些错误认识。
现将同学们的常见认识误区归类分析,供大家复习时参考。
一、忽略“相对”,步入误区受日常生活经验的影响,有的同学认为“相对运动”、“相对静止”就是“运动”、“静止”,常产生以下认识误区。
事实上,它们是有很大区别的。
“运动”、“静止”是以地面或地面上静止不动的物体为参考系的,而摩擦力中的“相对运动”、“相对静止”是以与它接触的物体为参考系的。
误区之一:只有静止的物体才能受到静摩擦力。
如图1所示,物体A与小车一起向右加速运动。
物体A与小车保持相对静止,具有共同的加速度a,那么物体A合力水平向右,只能由小车对A的静摩擦力提供,所以物体A受到水平向右的静摩擦力。
而物体A(对地)的运动方向也向右。
因此,运动的物体也可能受到静摩擦力。
误区之二:只有运动的物体才能受到滑动摩擦力。
如图2所示,物体B在拉力F的作用下向右运动,地面相对于物体B向左运动,所以地面受到了向右的滑动摩擦力,而地面是静止的。
因此,静止的物体也可能受到滑动摩擦力。
误区之三:滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
如图3所示,物体A在传送带上以速度向右运动,传送带以速度顺时针转动则物体A相对传送带向左运动,受到的滑动摩擦力方向水平向右,而物体A(相对地面)的运动方向也向右,因此,滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同。
误区之四:摩擦力的方向与物体运动方向共线。
如图4所示,在绕竖直轴匀速转动的圆盘上,相对于盘静止的物体受到的向心力由圆盘对物体的静摩擦力提供,这个力与物体运动方向垂直,因此,摩擦力的方向不一定与物体运动方向共线。
综上所述,解决此类摩擦力问题,关键在于认真领会摩擦力的产生条件,摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反,与运动方向无关。
初中物理《摩擦力》知识点详解

初中物理《摩擦力》知识点详解摩擦力是物体间接触时产生的力,是一种阻碍物体运动的力。
摩擦力是两个物体间相对运动或者相对运动的趋势时产生的力。
下面将详细解释摩擦力的知识点。
一、摩擦力的类型1.静摩擦力:指当物体相对静止时,两个物体表面之间的接触力,阻碍物体开始运动。
2.动摩擦力:物体开始运动时,两个物体表面之间的接触力,阻碍物体继续运动。
二、摩擦力的产生原因摩擦力的产生原因是由于物体表面的粗糙度和物质间的相互作用力。
1.法向力:两个物体表面之间的接触力是由于物体重力引起的,也称为法向力。
法向力的大小与物体的质量成正比。
2.粗糙度:物体表面越粗糙,摩擦力越大。
物体表面的凹凸不平会增加两个表面接触的面积,从而增加摩擦力。
三、摩擦力的计算方法1.静摩擦力的计算方法:静摩擦力的大小与物体间的垂直力和摩擦系数之间的乘积有关。
静摩擦力的计算公式为:F=μsN,其中F为摩擦力的大小,μs为静摩擦系数,N为物体间的垂直力。
2.动摩擦力的计算方法:动摩擦力的大小与物体间的垂直力和动摩擦系数之间的乘积有关。
动摩擦力的计算公式为:F=μnN,其中F为摩擦力的大小,μn为动摩擦系数,N为物体间的垂直力。
四、减小摩擦力的方法1.润滑:在物体表面涂抹润滑剂(如油、脂等)可以减小物体间的接触面积,从而减小摩擦力。
2.平滑物体表面:对物体表面进行抛光或者涂刷防滑漆,可以改变物体表面的粗糙度,减小摩擦力。
3.减小物体质量:减小物体的质量可以减小物体间的垂直力,从而减小摩擦力。
4.减小物体间的接触面积:减小物体间的接触面积可以减小法向力,从而减小摩擦力。
五、应用摩擦力的现象和方法1.制动:利用摩擦力的阻力来实现减速和停止的作用,例如汽车的刹车系统。
2.爬坡:摩擦力可以使物体在斜坡上爬行,例如摩擦力可以使一个人在地面上行走。
3.拉动物体:摩擦力可以用来拉动物体,例如牛拉车、人推车等。
4.信号装置:利用摩擦力可以制造一些声音、光、热等信号。
“摩擦力”难点分析

“摩擦力”难点分析•相关推荐“摩擦力”难点分析在初中物理知识中,力学部分是重点也是难点.摩擦力方面的问题是力学中的难点.学生在摩擦力的有无、大小、方向上极易发生错误.下面就这三方面举例分析说明.一、难判断摩擦力有无例1如图1,物体M随水平传送带一起做匀速直线运动,不考虑空气阻力,画出此过程中物体M受力示意图.分析:要判断一个物体是否受摩擦力,我们应该从摩擦力的条件入手.摩擦力条件:(1)两个物体相互挤压,即两物体间有弹力;(2)接触面不光滑;(3)物体有相对运动趋势或发生相对运动.在例题1中,学生会错误地认为物体相互接触、有压力、表面不光滑、有运动,会画出水平方向的力.学生在分析中没有注意到摩擦力的条件是相对运动或相对运动趋势而不是运动.判断物体是否发生相对运动趋势是学生解题的难点.我们要判断物体是否发生相对运动趋势可以假设此物体与另外一物体之间无摩擦,看该物体相对于另外一物体是否有要滑动的趋势,若没有,则无相对运动的趋势,反之则有相对运动的趋势.在例1中,虽然物体是运动的,但它与水平运动的传送带一起做匀速直线运动,假设此时物体与传送带之间无摩擦,物体与传送带仍保持相对静止,它与传送带之间并无要滑动的趋势,所以物体在水平方向上是不受摩擦力的.二、难判断摩擦力大小摩擦力大小易错有三类情况,一类是不同方向上的力干扰摩擦力大小的判断;二类是接触面粗糙程度不同影响摩擦力大小的判断;三类是拉力大小改变时滑动摩擦力大小是否改变的情况.例2(1)用力F=40 N,压住一重10 N的木块,如图2所示,当木块沿竖直方向匀速下滑时,木块受到的`摩擦力的大小是.分析:学生在解题时容易把F=40 N当作是与摩擦力平衡的力.木块在竖直方向上做匀速直线运动,根据平衡力知识.物体受到的重力和滑动摩擦力是平衡力.所以滑动摩擦力应该等于重力的大小,即为10 N,而不是40 N.例3甲乙两同学体重相等,一次体育课上,甲同学以速度0.2 m/s 沿竖直的竹竿匀速往上爬,乙同学以速度0.3 m/s的速度沿竖直的绳子往上爬,则甲同学受到的摩擦力乙同学受到的摩擦力.(选填“大于”、“等于”或“小于”).分析:学生会误认为绳子表面比竹竿表面粗糙,所以认定爬绳子的乙同学受到的摩擦力大.实际上两个人都是匀速往上爬的,人在竖直方向上都是受的平衡力,即各自受的摩擦力大小等于各自受到的重力的大小.因两人体重相等,他们受到的摩擦力应该是相等的.实质上他们所不同的是竹竿的表面没有绳子的表面粗糙,要产生同样的摩擦力,对竹竿的压力要更大些,即甲同学爬竹竿时手握竹竿要紧些.例4用弹簧测力计在水平方向拉动水平地面上的物体做匀速直线运动,此时弹簧测力计的示数为5 N,当它的示数为4 N时,物体运动时受到的摩擦力大小是()(A) 4 N (B) 1 N (C) 5 N (D) 9 N分析:如图3,物体在水平方向上受拉力和滑动摩擦力,因为开始做匀速直线运动,根据二力平衡知识知道拉力等于摩擦力,即此时摩擦力为5 N.当拉力由5 N变为4 N时,学生易误认为摩擦力始终等于拉力,拉力变为4 N了,摩擦力也变成了4 N.而实际上,滑动摩擦力大小只与接触面粗糙程度和压力大小有关,只要这两个因素不变,滑动摩擦力大小就不变.拉力由5 N变成4 N,实质上是物体在水平方向上不在受平衡力,物体不再处于平衡状态,即不再保持匀速直线运动了.三、难判断摩擦力的方向例5一名中学生正脚踩着自行车在平直的公路上向左行驶(如图4所示),则该学生自行车的前轮和后轮所受到的摩擦力方向分别向哪儿?若现在他停止踩,而让自行车靠自身的惯性向前滑行,这时自行车前轮和后轮受到的摩擦力方向向哪儿?分析:大多同学会误认为摩擦力的方向与物体的运动方向都是相反的.我觉得解释这类问题仍然是假设物体与另一物体之间无摩擦,看该物体相对于另一物体是否有要滑动的趋势,先判断出物体间是否有相对运动的趋势,然后再根据摩擦力不是阻碍物体的运动而是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,即摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反,确定出摩擦力的方向.例5中当自行车在被踩时,后轮是主动轮,提供动力,假设后轮不受摩擦力,后轮跟地面接触点有相对于地面向后的运动,所以后轮受到的摩擦力方向向前.前轮是从动轮,假设不受摩擦力时,前轮跟地面接触点相对于地面向前运动,所以前轮受到的摩擦力向后.当停止踩,而让自行车靠自身的惯性前进,前轮后轮在假设没有摩擦力的情况下都有相对于地面向前运动,所以此时受到的摩擦力方向都向后.总之,摩擦力方向可能与物体运动方向相反,也可能与物体运动的方向相同,但一定是与物体相对运动的方向相反.同时,摩擦力有可能是阻力也有可能是动力.。
高中物理摩擦力问题解答技巧分享

高中物理摩擦力问题解答技巧分享摩擦力是高中物理中一个重要的概念,涉及到多种题型和解题技巧。
在本文中,我将分享一些解答摩擦力问题的技巧,并通过具体的题目来说明考点和解题思路。
希望这些技巧能帮助高中学生更好地理解和应用摩擦力的概念。
一、静摩擦力的计算静摩擦力是指当物体相对运动或准备相对运动时,两个接触表面之间的力。
在计算静摩擦力时,我们需要注意以下几点:1. 静摩擦力的最大值等于两个表面之间的正压力乘以静摩擦系数(μs)。
即Fs_max = μs * N。
其中,N为垂直于接触面的力。
例如,一块质量为2kg的木块放在水平地面上,木块和地面之间的静摩擦系数为0.5。
求木块受到的最大静摩擦力。
解答思路:首先,计算垂直于接触面的力N,N = m * g = 2kg * 9.8m/s² = 19.6N。
然后,根据公式Fs_max = μs * N,代入μs = 0.5和N = 19.6N,得到 Fs_max = 0.5 * 19.6N = 9.8N。
所以,木块受到的最大静摩擦力为9.8N。
2. 如果施加在物体上的力小于等于静摩擦力的最大值,物体将保持静止。
当施加的力超过最大静摩擦力时,物体将开始运动。
例如,一块质量为3kg的木块放在水平地面上,木块和地面之间的静摩擦系数为0.4。
求施加在木块上的最大水平力,使得木块保持静止。
解答思路:根据上述公式Fs_max = μs * N,代入μs = 0.4和N = m * g = 3kg * 9.8m/s² = 29.4N,得到 Fs_max = 0.4 * 29.4N = 11.76N。
所以,施加在木块上的最大水平力为11.76N。
二、动摩擦力的计算动摩擦力是指当物体相对运动时,两个接触表面之间的力。
在计算动摩擦力时,我们需要注意以下几点:1. 动摩擦力的大小等于两个表面之间的正压力乘以动摩擦系数(μk)。
即 Fd = μk * N。
例如,一块质量为4kg的木块以2m/s²²的加速度被推动,木块和地面之间的动摩擦系数为0.3。
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摩擦力是高中物理教学的重点和难点,也是历年高考的热点。
在批改同学们的作业、试卷和解答同学们提出的疑难问题中,笔者的体会是:同学们对摩擦力感到困难和解题出错的主要原因是受日常生活经验的影响,对摩擦力的产生条件理解不深刻,因而产生了一些错误认识。
现将同学们的常见认识误区归类分析,供大家复习时参考。
一、忽略“相对”,步入误区
受日常生活经验的影响,有的同学认为“相对运动”、“相对静止”就是“运动”、“静止”,常产生以下认识误区。
事实上,它们是有很大区别的。
“运动”、“静止”是以地面或地面上静止不动的物体为参考系的,而摩擦力中的“相对运动”、“相对静止”是以与它接触的物体为参考系的。
误区之一:只有静止的物体才能受到静摩擦力。
如图1所示,物体A与小车一起向右加速运动。
物体A与小车保持相对静止,具有共同的加速度a,那么物体A合力水平向右,只能由小车对A的静摩擦力提供,所以物体A受到水平向右的静摩擦力。
而物体A(对地)的运动方向也向右。
因此,运动的物体也可能受到静摩擦力。
误区之二:只有运动的物体才能受到滑动摩擦力。
如图2所示,物体B在拉力F的作用下向右运动,地面相对于物体B向左运动,所以地面受到了向右的滑动摩擦力,而地面是静止的。
因此,静止的物体也可能受到滑动摩擦力。
误区之三:滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
如图3所示,物体A在传送带上以速度向右运动,传送带以速度顺时针转动则物体A相对传送带向左运动,受到的滑动摩擦力方向水平向右,而物体A(相对地面)的运动方向也向右,因此,滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同。
误区之四:摩擦力的方向与物体运动方向共线。
如图4所示,在绕竖直轴匀速转动的圆盘上,相对于盘静止的物体受到的向心力由圆盘对物体的静摩擦力提供,这个力与物体运动方向垂直,因此,摩擦力的方向不一定与物体运动方向共线。
综上所述,解决此类摩擦力问题,关键在于认真领会摩擦力的产生条件,摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反,与运动方向无关。
受日常生活经验的影响或对已学知识不加条件的应用(负迁移),步入误区。
误区之五:摩擦力总是阻力。
有的同学从摩擦力的字面意思上理解,认为摩擦力阻碍物体的运动,是阻力。
事实上,摩擦力的方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,因此摩擦力总是物体的阻碍相对运动或相对运动趋势。
如图1、3所示,物体A受到的摩擦力方向与运动方向相同,此时,摩擦力是动力。
因此,摩擦力并不总是阻力,也可能是动力。
误区之六:只能用平衡法求静摩擦力。
由于知识的限制,学生在学习高中物理第一章时只能运用平衡法来求静摩擦力,有的学生就认为只能用这种方法来求解,学过第三章后用牛顿第二定律来解还不愿接受。
这再次说明了学生对摩擦力产生的原因没有弄清楚,只是凭感觉。
如图1所示,根据物体A处于加速的运动状态,利用牛顿第二定律得,物体A受到的静摩擦力
误区之七:正压力总等于重力。
如图2所示,地面受到的正压力等于重力,有的同学看到图5时仍认为放在水平地面上物体的重力等于它对地面的正压力。
如图5所示,物体B在斜向上、与水平方向成的力F作用下向右运动,物体B受力分析如图,因为物体B竖直方向上平衡,根据平衡条件得,因此正压力不一定等于重力。
误区之八:滑动摩擦力与外力、运动速度有关。
如图6所示,用手慢慢拉物体B,让学生观察弹簧称示数,然后增大力,快速拉动物体B,发现示数不变。
因为物体A处于静止状态,弹簧秤示数等于物体A受到的滑动摩擦力的大小,根据牛顿第三定律,物体B受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧秤示数。
这说明物体B 受到的滑动摩擦力与速度大小、外力无关,只与有关。
误区之九:只有外力作用才会产生静摩擦力。
在外力作用下使物体受到静摩擦力的情况确实存在。
如老师用手推放在地面上的讲桌,但未推动,是因为讲桌受到水平方向静摩擦力的作用。
但有的同学据此认为只有外力作用才会产生静摩擦力,这是不正确的。
如图1所示,物体A受到了静摩擦力,并不是因为物体A在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用,而是因为它与小车之间存在相对运动趋势。
因此,相互接触的物体要产生静摩擦力,物体间必须有相对运动趋势,而这种相对运动趋势的产生既可以由外力产生,也可以因为运动状态的改变而产生。
这再次说明了我们应该结合物体的运动状态来分析静摩擦力。
误区之十:静摩擦力的大小与正压力成正比。
如图7所示,物体在水平力F作用下静止在竖直墙面上。
当增大F时,因为所以也增大。
有的同学根据得出也增大的错误结论。
这些同学没有注意到物体处于静止状态,物体受到的摩擦力为静摩擦力,保持不变,而只适用于滑动摩擦力的计算。
一般静摩擦力的大小与正压力无关。
因此,凡是碰到摩擦力,首先应判断是静摩擦力还是滑动摩擦力,然后根据它们遵循的规律解题。
需要强调的是,最大静摩擦力与正压力成正比。
四、概念不清,步入误区
误区之十一:只要相互接触、接触面粗糙且有相对滑动就有滑动摩擦力。
在课堂上,绝大部分同学都能够背出滑动摩擦力的产生条件,但是当遇到下面这个题时,有的同学就做出了错误判断。
例1:如图8所示,物体A、B的质量均为m,与接触面的动摩擦因数均为物体B所接触的面是竖直的,物体A、B之间用跨过光滑定滑轮的细绳相连,在水平拉力F的作用下A向左做匀速直线运动,求拉力F的大小。
解析:有的同学认为物体B受到了滑动摩擦力。
如果B受到了滑动摩擦力,那么B一定受到了墙面的弹力,水平向右的弹力将使B向右加速运动,但是B在水平方向上没有位移,这说明假设与实际情况矛盾,故B没有受到弹力。
没有弹力就没有摩擦力,所以没有受到墙面的滑动摩擦力。
根据摩擦力的产生条件,A会受到水平向右的滑动摩擦力不难解得,
误区之十二:静摩擦力是不变的力。
绝大部分同学都知道静摩擦力的范围:其中为最大静摩擦力。
但在具体应用时却没有很好把握这点。
例2:如图9所示,物体在的作用下处于静止状态,求撤去后,物体的合力为多大?
解析:在作用下,物体处于静止状态,物体受到的合力为零。
和的合力等于6N,即用6N 的力没有将物体推动,那么物体受到的静摩擦力N。
当撤去后,有的同学认为静摩擦力不变,实际上在N的力作用下也不能将物体推动,此时物体受到的静摩擦力变为,故物体的合力仍为零。
总之,只有消除日常生活经验的影响、深刻理解摩擦力的产生条件,才能正确求解有关摩擦力的问题。