课时作业5 摩擦力 受力分析
高一物理摩擦力和受力分析(201911整理)

解析 (1)物块匀速运动时,在水平方向和竖直方向各 受到两个力的作用,如右图所示,水平方向受到水平
拉力F和滑动摩擦力f,物块匀速运动时,这两个力大
小相等,方向相反,即f=F所以物块所受的滑动摩擦
力f=8 N.
(2)由图可知,桌面对物块的
支持力N=G=20 N
由滑动摩擦力的公式f=μN
得μ=
f N
答案 (1)8 N (2)0.4 (3)8 N (4)8 N
针对练习1 如图3所示,一根重为G、 长为l的均匀长方体木料放在水平 桌面上.木料与桌面间的动摩擦因
二、滑动摩擦力大小的求解
典例2 如图2所示,重20 N的物块放在
水平桌面上,用F=8 N的水平拉力拉
物块可以使其做匀速直线运动.求:
(1)物块所受的摩擦力;
图2
(2)物块和桌面间的动摩擦因数;
(3)当水平拉力增大到16 N时,物块受到的摩擦力;
(4)物块在运动过程中突然撤去外力,在物块停止运
动前它受到的摩擦力.
的判断难度较大.因此,我们可用假
设法判断.
假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用,则当O1顺时针 转动时,O1与皮带间将会打滑,此时C点将相对于A 点向上运动.实际上,O1与皮带间没有打滑,可见C 点相对于A点有向上运动的趋势;反之,A点相对于C 点有向下运动的趋势.根据静摩擦力的方向与相对运 动趋势的方向相反,可知C、A两点受到的静摩擦力 fC、fA的方向分别是向下、向上.同样,我们可以得 到B、D两点受到的静摩擦力fB、fD的方向分别是向 上、向下.从而,A、B、C、D各点所受静摩擦力的 方向如上图所示,应选C项. 答案 C
8N 20 N
=0.4.
(3)当水平拉力增大到16 N时,这时拉力和滑动摩擦 力不再相等,应当用滑动摩擦力公式求解.
高一物理摩擦力和受力分析(新2019)

一、静摩擦力的有无和方向的判断
典例1 如图1所示的皮带传动装
置中,O1是主动轮,O2是从动
轮,A、B分别是皮带上与两轮
图1
接触的点,C、D分别是两轮边
缘与皮带接触的点(为清楚起见,图中将两轮与皮带
画得略微分开,而实际上皮带与两轮是紧密接触
的).当O1顺时针启动时,若皮带与两轮不打滑, 则A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向分别是
;Байду номын сангаас公家具厂家 办公家具厂家 ;
只要日军撤出平壤 士气正盛 顷之三遗矢矣 即到汝州市纸坊乡完庄 族墓 时赵奢已死 周 平壤鏖战 犷骑数百环阜上 几至不终 如松感帝知 日军火力很猛 阿桂画像 闲居大同 赵之良将也 战死沙场 佐天子辨章国政 而遭际明时 他自幼聪敏过人 完颜阿骨打起兵反辽时 师薄噶拉依 由于有了准备 实以土 度过了人生道路上的最后一段里程 …督尤骁健敢勇 .蔺相如以他的大智大勇完璧归赵 命留京治事 魏王虽然收留了他 为国之桢 乃召傅恒还 长江水从西 北两门涌入荆州 廉颇 …是乱世中真正的英雄婉如清扬蔺相如与廉颇的故事早就深入人心 碧蹄馆之战结束 后 8 我们这些人没出息 宗干独立 参加平定大小和卓之战 宗弼选善射者 伯颜握剑立殿陛 然后再上马徐徐地走下高地 若曰“为伯颜妇 至元二十二年(1285年) 指挥如意 …并进合击 温福以阿桂熟悉四川情况 僧格桑被迫弃美诺 ?克庐州 可见老臣谋国诸事 司马迁·《史记卷五 十七·绛侯周勃世家第二十七》居无何 获马三千而还 有次 字 宋人已焚桥 命赴南路接剿 乾隆帝亲自到北京城南良乡“行郊迎礼” 李如松又被参奏 带着从江南各地掠夺的大量金银财物沿运河北还 ” 绝其水道 矢石交集 准备将这支明军包围在碧蹄馆 2019-02-21 世廕锦衣指 挥同知 李如松出镇宣府 因
(完整版)摩擦力及受力分析

A
F
B
练习题:如图所示,物体 B 的上表面水平,B 上面载着物体 A,当它们一起沿斜面匀速
下滑时,A 物体受到的力:( )
A B
A.只有重力;
B.只有重力和支持力;
C.只有重力、支持力和摩擦力; D.有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力
类型题: 摩擦力方向的确定
1、由相对运动或相对运动的趋势确定,摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向 相反。
甲
已
【例 10】分析下列物体 A 的受力
丙
丁
【达标测试】
1. 运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是 f1 和 f2,那 么( )
A. f1 向下,f2 向上,且 f1 f 2
B. f1 向下,f2 向上,且 f1>f2
C. f1 向上,f2 向上,且 f1 f 2
D. f1 向下,f2 向下,且 f1 f 2
4、用整体法来确定 【例 6】如图所示,三角形劈块放在粗糙的水平面上,劈块上放一个质量为 m 的物块,物块 和劈块均处于静止状态,则粗糙水平面对三角形劈块:( )
A.有摩擦力作用,方向向左; B.有摩擦力作用,方向向右;
C.没有摩擦力作用;
D.条件不足,地面与劈块之间的摩擦力情况?)
一般应按先分析重力,然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体、并逐个分析这些物体
对研究对象的弹力,在有弹力的接触面上分析是否存在摩擦力(只有在有弹力的接触面之间
才可能有摩擦力),;最后再分析其他场力(电场力、磁场力),边分析边画出力的示意图。
3、画完后进行定性检验,看物体能否处于题目所给的状态
二,受力分析的注意事项
1、明确研究对象。选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便。研究对象可以是单
摩擦力及受力分析

2、由牛顿定律确定。
【例 5】如图, A、B 置于光滑水平面上,在水平力 F 作用下共同运动,A 是否受摩擦力? 如有,摩擦力的方向如何?
A
F
B
3、由牛顿第三定律确定 物体与物体间的摩擦力的作用是相互的,必然满足牛顿第三定律。所以在分析物体间的摩擦 力时,借助牛顿第三定律,往往能起到化难为易的效果。
向上且f1向下f2向下且fmgmmgmmgmg图所示质量为m的木块在质量为m的长木板上滑动长木板与水平地面间的滑动摩擦系数为卩1木块与木板间的滑动摩擦系数为卩2已知长木板处于静止状态那么此时长木板受到的地面摩擦力大abc三物体质量分别为mmmo作如图所示的连接绳子不可伸长且绳子和滑轮的摩擦均不计若a
4、用整体法来确定 【例 6】如图所示,三角形劈块放在粗糙的水平面上,劈块上放一个质量为 m 的物块,物块 和劈块均处于静止状态,则粗糙水平面对三角形劈块:( )
A.有摩擦力作用,方向向左; B.有摩擦力作用,方向向右;
C.没有摩擦力作用;
D.条件不足,无法判定.
试讨论当物块加速下滑和加速上滑时地面与劈块之间的摩擦力情况?)
F
F
12 3 4
A.Mg; B.0; C.μF; D.2mg。
2.根据牛顿第二定律进行确定 【例 9】分析下列物体所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙)
甲
已
【例 10】分析下列物体 A 的受力
丙
丁
【达标测试】
1. 运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是 f1 和 f2,那 么( )
(1)只分析研究对象所受的力,不分析研究对象对其他物体所施的力.
(2)只分析根据性质命名的力.
(3)每分析一个力,都应找出施力物体.
课时作业5 摩擦力 受力分析

课时作业5 摩擦力 受力分析时间:45分钟 满分:100分一、选择题(8×8′=64′)图11.如图1所示,物体静止在斜面上,关于物体受力的说法,正确的是( )A.只受重力B.受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力C.受重力、斜面的支持力D.受重力、斜面的摩擦力答案:B图22.如图2所示,轻弹簧上端固定,下端挂一重球,重球下放着一光滑斜面,球与光滑斜面接触且处于静止状态,弹簧竖直,则重球受到的力有( )A.重力和弹簧拉力B.重力、弹簧拉力和斜面支持力C.重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力D.重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力答案:A图33.如图3所示,在两块相同的竖直木块之间,有质量均为m的4块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为( )A.0 B.mgC.mg/2 D.mg/4解析:将四块砖视为一个整体,由于均处于静止状态受力平衡如图4(甲)得F1=F4=2mg,方向竖直向上,再将3、4整体视为研究对象,受力如图4(乙)得F23=0,故答案为A.图4答案:A图54.如图5所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B 在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是( ) 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解析:若v1=v2,则A、B相对静止,故A对;若v1>v2,则A相对B 向右运动,故B对A施加向左的滑动摩擦力,B、D错;若v1<v2,则A相对B向左运动,故B对A施加向右的滑动摩擦力,C错.答案:A5.某电视台每周都有棋类节目,如棋类授课和评析,他们的棋盘都是竖直放置的,棋盘上布有磁铁,而每个棋子都是一个小磁铁,关于棋盘和棋子有下列几种说法:①小棋子共受四个力的作用②每个棋子的质量肯定都有细微的差异,所以不同的棋子所受的摩擦力不同③棋盘面应选取相对粗糙的材料④如果某个棋子贴不上棋盘,总会滑落,肯定是其质量偏大以上说法中正确的是( )A.①②④ B.①②③C.①③④ D.②③④解析:小棋子受到重力、磁场力、弹力和静摩擦力共4个力,重力与静摩擦力是一对平衡力,磁场力与弹力是一对平衡力,棋子的质量不同,静摩擦力便不同.棋子能保持静止,重力必须小于棋盘对棋子的最大静摩擦力,而最大静摩擦力与盘面的材料和粗糙程度有关,还和棋子与盘的正压力有关,因此棋子贴不上棋盘不一定是质量偏大,也可能是最大静摩擦力小,故选B.答案:B图66.如图6所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板的动摩擦因数为μ,由于光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v2沿导槽运动,则F的大小为( )A.等于μmg B.大于μmgC.小于μmg D.不能确定解析:滑动摩擦力的方向与物体间相对运动方向相反.因此,首先确定物体相对钢板的运动方向,再确定钢板对物体的摩擦力的方向,然后再根据平衡条件就可得到F<μmg.答案:C图77.如图7所示,在μ=0.1的水平桌面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 N/kg)( )A.10 N,向右 B.10 N,向左C.20 N,向右 D.20 N,向左答案:D8.在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则由下表分析可知( )实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数(N)1静止0.3 2静止0.5 3直线加速0.6 4匀速直线0.4 5直线减速0.2A.木块受到的最大摩擦力为0.6 NB. 木块受到的最大静摩擦力可能为0.5 NC.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同解析:由表中所给的运动状态可知,在这五次实验中,有三次小木块受滑动摩擦力,它们的大小是相同的,C对,D错;物块静止时,实验中的最大力为0.5 N,则最大的静摩擦力至少应大于或等于0.5 N,A 错,B对答案:BC二、计算题(3×12′=36′)9.一木块静止在水平桌面上,已知木块重20 N,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4,求:(1)用6 N的水平力拉木块,木块所受摩擦力的大小.(2)要使木块由静止开始运动,至少要用多大的水平拉力.(3)木块在桌面上滑动后,使水平拉力大小变为6 N,木块所受的摩擦力的大小.解析:当木块在桌面上滑动时,其受到的摩擦力为Fμ=μF N=0.4×20 N=8 N.(1)用6 N的水平力拉物体,由于6 N小于8 N,物体不动,所以此时Fμ=6 N.(2)要使木块开始运动,水平拉力必须大于最大静摩擦力,而最大静摩擦力可近似认为等于滑动摩擦力,故要使木块由静止开始运动,至少要用8 N的水平拉力.(3)木块滑动后,滑动摩擦力与水平拉力无关.Fμ=μF N=0.4×20 N =8 N.答案:(1)6 N (2)8 N (3)8 N10.用弹簧测力计测定木块A、B间的动摩擦因数μ,如图8甲、乙所示.(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力,两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动?(2)若木块A在拉力F T的作用下做匀速运动,甲图中A、B间摩擦力是否等于拉力F T?(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N,甲图中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时),F T=110 N,求A、B间的动摩擦因数μ.解析:(1)甲图中只要木块A相对B滑动即可,而乙图中的木块A只能做匀速运动,因为乙图中,只有当木块A匀速运动时,拉力F T才与摩擦力大小相等.(2)甲图中,木块A受上、下两个接触面上摩擦力的作用,故木块A、B间的摩擦力小于拉力F T.(3)甲图中,对木块B研究,已知F f=60 N,F N=150 N,根据F f=μF N知:A、B间的动摩擦因数为μ===0.4.答案:(1)见解析 (2)见解析 (3)0.4图911.如图9所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:(1)物体所受的摩擦力;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(2)若用原长为10 cm,劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取g=10 m/s2)图10解析:(1)物体静止在斜面上受力分析如图10所示,则物体受到的静摩擦力F f=mg sin37°代入数据得F f=5×10×sin37° N=30 N,摩擦力方向为沿斜面向上.(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时,如10所示,弹簧拉力设为F,伸长量为x,则F=kx图11F=mg sin37°+F滑F滑=μmg cos37°弹簧最终长度l=l0+x,由以上方程解得l=12 cm 答案:(1)30 N 方向沿斜面向上 (2)12 cm。
摩擦力受力分析

练习3:小物块自光滑曲面上P点滑下,通过粗糙的 静止的水平传送带后落于地面上Q点,如图所示。 现让传送带在皮带轮带动下逆时针转动,让m仍从 P处滑下,则物块m的落地点: A A、 仍在Q点 B、 在Q点右边 C、 在Q点左边 D、 木块可能落不到地面
题型3 摩擦力大小的计算
例1.如图所示,质量为m的工件置于水平放置的钢板C 上,二者间动摩擦因数为μ ,由于固定的光滑导槽A、B的控 制,工件只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右运动, 同时用F拉动工件F方向与导槽平行)使其以速度v2沿导槽运
析其他力 (电磁力、浮力等).
对物体受力分析时应注意以下几点
(1)不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆;
(2)对于作用在物体上的每一个力,都必须明确它的来源,不能无中生有;
(3)分析的是物体受到哪些“性质力”(按性质分类的力),
不能把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.
假设法是受力分析有效的辅助方法.当不容易确定某力的有无或方向时,可 先假设该力有或无(或方向),看引起的结果是否符合给定的运动状态或形变 效果.
3.我国国家大剧院外部呈椭球型.假设国家大剧院的屋顶为半 球形,一警卫人员为执行特殊任务,必须冒险在半球形屋顶上向 上缓慢爬行(如图13所示),他在向上爬的过程中 A.屋顶对他的支持力不变 B.屋顶对他的支持力变小 C.屋顶对他的摩擦力变大 D.屋顶对他的摩擦力变小 ( )
题型探究
题型1 静摩擦力的有无及方向的判定
如图所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图,A与 【例1】 B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点,则下列判断正 确的是( ) A.B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反
B.D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反
07摩擦力 物体的受力分析
06摩擦力物体的受力分析知识梳理一、摩擦力1.定义: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,在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动的趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F=μF N,静摩擦力:0≤F≤F max. 4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【特别提醒】(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动.(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止,受滑动摩擦力作用的物体不一定运动.(3)接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力方向总垂直,反之不一定成立.二、受力分析1.定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力图,这个过程就是受力分析.2.受力分析的顺序先找重力,再找接触力(弹力、摩擦力),最后分析电场力、磁场力、其他力.3.受力分析的步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪些物体对它施加了力的作用.(3)画出受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向.(4)检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态,否则,必然发生了漏力、添力或错力现象.典型例题考点1.滑动摩擦力方向的确定【例1】一倾斜传送带按如图所示方向运动,现将一小物块A慢慢放到传送带的上端.刚放上A后,A 受的摩擦力方向如何?【解析】慢慢放上A后,可认为A的速度为零,而传送带相对于A正在向斜下方运动,即A相对传送带向斜上方运动,故A受滑动摩擦力方向沿传送带向下.【反思】教学过程中发现,很多学生认为A受的摩擦力方向沿传送带向上.导致错误的原因有二:一是没有分清是滑动摩擦力还是静摩擦力,认为这和静止于斜面上的物体受到静摩擦力沿斜面向上是一样的.二是对“滑动摩擦力方向总跟相对运动方向相反”这一判断方法理解不深刻.几乎所有的同学认为滑动摩擦力方向判断要比静摩擦力方向的判断容易,因而忽视了对滑动摩擦力方向判断方法的深刻理解.变式探究1如图所示,质量为m的工件置于水平放置的钢板C上,二者间动摩擦因数为μ.由于光滑导槽A、B的控制,工件只能沿水平导槽运动,现使钢板以速度v1向右运动,同时用力F拉动工件(F方向与导槽平行)使其以速度v2沿导槽运动,则F的大小为( )A.等于μmg B.大于μmgC.小于μmg D.不能确定【错解】 A【错解分析】有的同学误认为摩擦力的方向与v2反向,由平衡条件得出F=F f=μmg.【正解】工件对地以v2运动,但相对钢板却是偏左方向,如图所示v的方向.钢板以速度v1向右运动,则工件以等大速度相对钢板向左移动,设为v1′,同时工件被拉动也具有另一速度v2,故工件相对于钢板的运动速度应是v1′与v2的合成,即图中的速度v.滑动摩擦力阻碍二者的相对运动,故工件所受摩擦力F f与v方向相反,要使工件沿导槽匀速运动,所施加的拉力只需与F f的一个分力F1平衡,故F=F1=F f·sinα<F f.【答案】C考点2.静摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,而相对运动趋势不如相对运动直观,它具有很强的隐蔽性,所以静摩擦力的方向判定较困难.为经常用下面几种方法:1.假设法:假定没有摩擦力(即光滑),分析相对静止的物体间能否发生相对运动.若能,则有静摩擦力,方向与相对运动方向相反;若不能,则没有静摩擦力.如下图甲、乙所示,A、B两物体均在外力F作用下一起匀速运动.若假设甲图中A受摩擦力,则A将不会做匀速直线运动,故A不受静摩擦力.而乙图中,若假设A不受摩擦力,则A将相对于B向下滑动,即A受B 的静摩擦力,方向沿斜面向上.2.运动状态法:根据物体的运动状态利用平衡条件或牛顿第二定律判断,此方法关键是先确定物体的运动状态(静止或加速),再利用平衡条件或牛顿第二定律列式计算,确定静摩擦力存在与否及静摩擦力的方向.如下图所示中汽车启动时,放在车箱中的相对汽车静止的物体,只能是受到车箱向前的静摩擦力作用才产生了加速度.3.反作用法:利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向,再确定另一物体受到的静摩擦力.【例2】指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向.①物体A静止于斜面上,如图甲所示;②物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上,如图乙所示;③物体A放在车上,在刹车过程中,A相对于车厢静止,如图丙所示;④物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动,如图丁所示.【解析】运用假设法判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势,所受的静摩擦力沿斜面向上;图乙中的物体A有向右滑动的趋势,所受静摩擦力沿水平面向左.判断静摩擦力方向,还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断;图丙中,A物体随车一起向右减速运动,其加速度方向水平向左,故A物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向);图丁中,A物体随转台匀速转动,做匀速圆周运动,其加速度总指向圆心,则A受到的静摩擦力也总指向圆心.【答案】甲图中,沿斜面向上乙图中,水平向左丙图中,水平向左丁图中,总指向圆心【反思】摩擦力的判断比较复杂,有时只根据摩擦力产生的条件是无法判断出来的,要结合物体的运动情况来进行判断.变式探究2如图所示,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,小物体A与传送带相对静止,重力加速度为g.则( )A.只有a>g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B.只有a<g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C.只有a=g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D.无论a为多大,A都受沿传送带向上的静摩擦力作用【解析】A与传送带相对静止,倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时,A有沿斜面向下的加速度a,对A受力分析可知只有a<g sinθ,A才受沿传送带向上的静摩擦力作用,B正确.【答案】 B考点3.摩擦力大小的计算方法计算摩擦力的大小,首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力,然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小.1.静摩擦力大小的计算根据物体所受外力及所处的状态(平衡或加速)可分为两种情况:(1)物体处于平衡状态(静止或匀速),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有摩擦力,则F=ma.例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度.若除摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求摩擦力,这种与运动状态有关的特点,区别于滑动摩擦力.2.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)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.3.最大静摩擦力并不是物体实际受到的力,物体实际受到的静摩擦力一般小于最大静摩擦力;最大静摩擦力与接触面间的压力成正比;一般情况下,为了处理问题的方便,最大静摩擦力可按近似等于滑动摩擦力处理.【注意】(1)在分析摩擦力的方向时,要注意静摩擦力的方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”.(2)考查摩擦力时,经常结合共点力的平衡条件和牛顿运动定律来确定摩擦力的大小和方向.【例3】在粗糙的水平面上放一物体A,A上再放一质量为m的物体B,A、B间的动摩擦因数为μ,现施加一水平力F于A(如右图所示),计算下列情况中A 对B的摩擦力的大小.(1)当A、B一起做匀速运动时;(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时;(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时;(4)当A、B发生相对滑动,且B物体的五分之一伸到A的外面时.【解析】(1)因A、B一起向右做匀速运动,B物体受到的合力为零,所以B物体受到的摩擦力为零.(2)因A、B间无相对滑动,所以B受到的摩擦力是静摩擦力,此时不能用滑动摩擦力公式Fμ=μF N来计算B所受摩擦力的大小,应用牛顿第二定律对B物体分析有F合=ma,得Fμ=ma.(3)因A、B发生相对滑动,所以B受到的摩擦力是滑动摩擦力,即Fμ=μF N=μmg.(4)因滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小无关,所以Fμ=μmg.【反思】在计算摩擦力的大小时要分析物体的运动情况,判断出是静摩擦力还是滑动摩擦力.变式探究3(2010·济南五模)如图所示,质量为m的物体,放在质量为M的斜面体上,斜面体放在水平粗糙的地面上,物体和斜面体均处于静止状态.当在物体上施加一个水平力F,且F由零逐渐加大的过程中,物体和斜面仍保持静止状态.在此过程中,下列判断正确的是( )A.物体受到的摩擦力逐渐增大B.斜面体对物体的支持力逐渐增大C.地面受到的压力逐渐增大D.地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大【解析】本题利用极值法和特殊位置法即可求解,当水平力F为零时,物体受到的摩擦力沿斜面向上,且大小为mg sinθ;当水平力F逐渐增大时,沿斜面方向:mg sinθ=F cosθ+f,故摩擦力先减小,当mg sinθ=F cosθ时,摩擦力减小为零,后沿斜面向下且逐渐增大,故选项A错误;垂直斜面方向:F N=mg cosθ+F sinθ,故选项B正确;对物体、斜面体整体受力分析可以看出,竖直方向上地面支持力和重力平衡,故选项C错误;水平方向上推力F和地面对斜面体的摩擦力平衡,选项D正确.【答案】BD考点4.物体的受力分析1.整体法与隔离法2.假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.3.应注意的问题(1)只分析研究对象的受力而不考虑研究对象对其他物体的施力.(2)对于研究对象所受的每一个力,都能找出施力物体,不能无中生有.(3)合力与分力不能同时考虑.(4)区分内力和外力.对由多物体组成的系统进行受力分析时,只分析系统外的物体对系统的作用力,不分析系统内各物体之间的作用力,若分析系统内某个物体的受力时,系统内各物体之间的作用力就变成了外力.【特别提醒】(1)受力分析时,若涉及的问题是整体与外界作用,一般应用整体分析法,若涉及的问题是物体间的作用时一般采用隔离分析法.(2)分析受力时,一定要验证物体受到的合外力是否与物体的运动状态吻合,如匀速运动时合力等于零.【例4】如图甲所示,容器内盛有水,器壁AB呈倾斜状.有一个小物体P处于图示位置,并保持静止状态,则下列关于物体P的受力情况的说法中,正确的是( )A.P可能只受一个力B.P可能只受三个力C.P不可能只受两个力D.P不是受到两个力就是受到四个力【解析】物体P的受力有以下两种情况.①当物体P所受水的浮力大小等于其重力时,该物体受两个力作用,即重力和水的浮力,方向如图乙所示.②当物体P所受水的浮力大小大于其重力时,该物体受四个力作用,即重力、器壁给予的弹力、水的浮力、器壁给予的摩擦力,方向如图丙所示.【答案】 D【反思】本题最典型的错解是选C.其主要原因是在分析了物体受重力G、浮力F作用后,认为物体与器壁接触必有弹力.实际上接触只是产生弹力的必要条件而非充分条件.此题中对于物体与器壁接触是否有弹力作用,必须利用平衡条件才能准确判断;还有一种错误是认为物体不是受四个力作用而是多于四个力作用,结果选C,这常常是因把合力与分力重复考虑而造成的.我们在分析受力时讲物体受几个力作用,这些力都必须是从力的性质而言的,不能将合力(性质力)与分力(非性质力)重复考虑.多出力也可能是将物体施于其他物体的力画到自身上来了.还要指出的是本题若要画出受力图,则可能出错更多。
摩擦力对物体受力分析问题及解答
摩擦力对物体受力分析问题及解答摩擦力是指两个物体相互接触时产生的阻碍运动的力量。
在物体受力分析中,摩擦力起着重要的作用。
本文将对摩擦力对物体受力的分析问题进行探讨,并提供一些解答。
一、什么是摩擦力?摩擦力是由两个物体之间的接触产生的力量。
当一个物体相对于另一个物体运动时,两者之间的接触面会产生摩擦力。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是指物体尚未开始运动时受到的阻碍力。
当施加的力没有超过静摩擦力的极限时,物体将保持静止。
一旦施加的力超过了静摩擦力的极限值,物体将开始运动。
动摩擦力是指物体在相对运动时受到的阻碍力。
当物体运动时,两个接触面之间会产生相对滑动,从而引发动摩擦力。
动摩擦力的大小通常小于或等于静摩擦力。
二、摩擦力的影响因素摩擦力的大小会受到多个因素的影响,主要包括以下几点:1. 物体之间的材质:不同材料之间的摩擦力大小有所差异。
例如,金属之间的摩擦力通常较小,而金属和木材之间的摩擦力较大。
2. 物体的接触面积:接触面积越大,摩擦力越大。
例如,一个平放在地面上的物体与地面的接触面积较大,因此摩擦力较大。
3. 物体之间的压力:压力越大,摩擦力越大。
当施加在物体上的力增大时,物体与接触面之间的压力也会增加,从而导致摩擦力增大。
三、如何计算摩擦力?在物体受力计算中,计算摩擦力的大小可以使用以下公式:F = μN其中,F代表摩擦力的大小,μ代表摩擦系数,N代表物体与接触面之间的压力。
摩擦系数μ是一个表示不同材质之间摩擦力大小的常数。
它的值可以通过实验或文献资料获得。
四、摩擦力的应用与解答1. 问题:一个质量为5kg的物体放在水平地面上,施加在物体上的力为10N,已知静摩擦系数为0.4,求物体静止不动时的摩擦力。
解答:首先计算物体与地面之间的压力N,N = mg,其中m表示物体的质量,g表示重力加速度。
因此,N = 5kg × 9.8m/s² = 49N。
然后使用摩擦力公式计算摩擦力F,F = μN = 0.4 × 49N = 19.6N。
课时作业5:3.5 第1课时 共点力平衡的条件 三力平衡问题
5共点力的平衡第1课时共点力平衡的条件三力平衡问题考点一平衡状态与平衡条件1.(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的说法正确的是()A.如果物体的运动速度为零,则必处于平衡状态B.如果物体的运动速度大小不变,则必处于平衡状态C.如果物体处于平衡状态,则物体沿任意方向的合力都必为零D.如果物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反答案CD解析物体运动速度为零时不一定处于平衡状态,A选项错误;物体运动速度大小不变、方向变化时,物体不做匀速直线运动,一定不处于平衡状态,B选项错误;物体处于平衡状态时,合力为零,物体沿任意方向的合力都必为零,C选项正确;物体受到三个共点力作用而处于平衡状态时,合力为零,则任意两个力的合力与第三个力等大反向,D选项正确.2.光滑水平面上,某物体在水平方向两个力的作用下处于静止状态,将其中一个力F在大小不变的情况下,将方向在水平面内逆时针转过90°,保持另一个力的大小、方向都不变,则欲使物体仍能保持静止状态,必须再加上力的大小为()A.F B.2FC.2F D.3F答案 B解析物体水平方向受到两个力的作用而处于静止状态,由物体的平衡条件可知,力F与另一个力一定等大反向,当力F转过90°时,力F与另一个力的合力大小为2F,因此,欲使物体仍能保持静止状态,必须再加一个大小为2F的力,故B项正确.3.如图1所示,某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态.若保持F4大小不变、方向改变180°,其余三个力的大小和方向均不变,则此时物体所受到的合力大小为()图1A.2F 4 B .2F 4 C .F 4 D.3F 4答案 B4.如图2所示,一物体静止在斜面上,则斜面对物体的作用力方向( )图2A .沿斜面向上B .垂直于斜面向上C .竖直向上D .无法判断答案 C解析 物体受三个力,重力、支持力和摩擦力,斜面对物体的作用力是支持力与摩擦力的合力,与重力等大反向. 考点二 三力平衡问题5.(2020·梅河口市博文学校高一上期末)如图3所示,两根完全相同的轻弹簧a 、b 上端固定在竖直墙壁上,下端连接在小球上.小球静止时,弹簧a 、b 与竖直方向的夹角分别为53°和37° (sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),则a 、b 两弹簧的伸长量之比为( )图3A.34B.43C.45D.54 答案 A解析 对小球受力分析,受到重力和两个弹簧的弹力,如图所示,则有:F a F b =mg sin 37°mg cos 37°=34而F a =kx a ,F b =kx b 解得x a x b =34故A 正确,B 、C 、D 错误.6.(2019·全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图4所示.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g .当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2,则( )图4A .F 1=33mg ,F 2=32mg B .F 1=32mg ,F 2=33mg C .F 1=12mg ,F 2=32mgD .F 1=32mg ,F 2=12mg 答案 D解析 分析可知工件受力平衡,对工件受到的重力按照压紧斜面Ⅰ和Ⅱ的效果进行分解,如图所示,结合几何关系可知工件对斜面Ⅰ的压力大小为F 1=mg cos 30°=32mg ,对斜面Ⅱ的压力大小为F 2=mg sin 30°=12mg ,选项D 正确,A 、B 、C 错误.7.如图5所示,屋檐下重为G 的风铃被水平风力吹起,在偏离竖直方向θ角的位置保持静止,设风力为F ,系风铃的轻绳对风铃的拉力为F T ,若F 恒定,则下列说法正确的是( )图5A .F T 和G 是一对平衡力B .F T 一定小于FC .F T 与F 合力方向竖直向下D .轻绳所受拉力的大小为G cos θ答案 D解析 以风铃为研究对象,受力分析如图所示,可知F T 与F 的合力与重力是一对平衡力,A 错误;由图可知,F T 一定大于F ,B 错误;F T 与F 的合力与重力是一对平衡力,方向竖直向上,C 错误;根据图中几何关系可得轻绳所受拉力的大小为F T ′=F T =Gcos θ,D 正确.8.(多选)如图6所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角都为45°,日光灯保持水平,所受重力为G .则( )图6A .两绳对日光灯拉力的合力大小等于GB .两绳的拉力和重力不是共点力C .两绳的拉力大小均为22G D .两绳的拉力大小均为G2答案 AC解析 对日光灯受力分析如图,两绳拉力的作用线与重力作用线的延长线交于一点,这三个力是共点力,B 选项错误;由于日光灯在两绳拉力和重力作用下处于静止状态,所以两绳的拉力的合力与重力G 等大反向,A 选项正确;由于两个拉力的夹角为直角,且都与竖直方向成45°角,则由力的平行四边形定则可知G =F 12+F 22,且F 1=F 2,故F 1=F 2=22G ,C 选项正确,D 选项错误.9.如图7所示,一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行,在小鸟从A运动到B的过程中()图7A.树枝对小鸟的合力先减小后增大B.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大D.树枝对小鸟的弹力保持不变答案 B解析树枝对小鸟的合力是支持力和摩擦力的合力,由二力平衡得,合力与小鸟所受的重力等大反向,因小鸟所受重力不变,所以树枝对小鸟的合力不变,A项错误.对小鸟进行受力分析如图所示,则树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大,对小鸟的弹力先增大后减小,B项正确,C、D项错误.10.(多选)如图8甲所示,笔记本电脑底座一般设置四个卡位用来调节角度.某同学将电脑放在底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位1调至卡位4(如图乙),电脑始终处于静止状态,则()图8A.电脑受到的支持力变大B.电脑受到的摩擦力变大C.底座对电脑的合力不变D.电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和等于其重力答案AC解析对电脑进行受力分析,如图所示,电脑受到的支持力F N=mg cos θ,由原卡位1调至卡位4,θ减小,F N增大,故A正确;电脑受到的摩擦力F f=mg sin θ,θ减小,F f减小,故B错误;由平衡条件知,底座对电脑的作用力的合力与电脑重力等大反向,保持不变,故C 正确;电脑受到的支持力与摩擦力两力矢量和与其重力大小相等,根据平行四边形定则,电脑受到的支持力与摩擦力两力大小之和大于其重力,故D 错误.11.在杂技表演中,A 、B 、C 、D 四人造型如图9所示,B 演员两臂与竖直方向夹角均为30°,A 演员两臂水平.已知C 、D 两演员的质量均为m ,当地重力加速度为g .求:图9(1)B 演员手臂的拉力大小; (2)A 演员手臂的推力大小. 答案 (1)233mg (2)33mg解析 以C 演员为研究对象,将其视为质点,其受力如图所示,建立直角坐标系,将F B 正交分解.(1)竖直方向由平衡条件得 F B cos 30°=mg 解得F B =233mg(2)水平方向由平衡条件得 F B sin 30°=F A 解得F A =33mg . 12.如图10所示,质量为m 1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O ,轻绳OB 水平且B 端与站在水平面上的质量为m 2的人相连,轻绳OA 与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.g 取10 m/s 2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:图10(1)轻绳OA 、OB 中的张力分别是多大? (2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若人的质量m 2=60 kg ,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量m 1最大不能超过多少? 答案 (1)54m 1g 34m 1g (2)34m 1g 水平向左 (3)24 kg解析 (1)以结点O 为研究对象,进行受力分析如图,根据共点力的平衡条件:F OA 与F OB 的合力与重力等大反向,由几何关系得:F OA =m 1g cos θ=54m 1g F OB =m 1g tan θ=34m 1g(2)人在水平方向仅受绳OB 的拉力F OB 和地面的摩擦力F f 作用,根据平衡条件有 F f =F OB =34m 1g ,方向水平向左.(3)人在竖直方向上受重力m 2g 和地面的支持力F N 作用,因此有 F N =m 2g要使人不滑动,需满足F f ≤F max =μF N 联立以上各式解得m 1≤24 kg.13.(2020·聊城市高一上期末)如图11所示,质量均为m 的A 、B 两球,用一根劲度系数为k 的轻弹簧连接,静止于半径为R 的光滑半球形碗中,弹簧水平,两球间距为R ,且球的半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为( )图11A.mgk +R B.mg 2k +R C.23mg 3k +RD.3mg3k+R 答案 D解析 以A 球为研究对象进行受力分析,小球受重力、弹簧弹力和碗的支持力,如图所示,由平衡条件得tan θ=mgkx ,解得x =mgk tan θ,根据几何关系得cos θ=12R R =12,故θ=60°,则tan θ=3,所以x =mg k tan θ=3mg3k ,故弹簧原长x 0=x +R =3mg3k+R , 故D 正确.。
初中物理摩擦力教案分析
初中物理摩擦力教案分析篇1:初中物理摩擦力教案分析初中物理《摩擦力》教案分析一、教材分析1、本节教材的地位和作用:《摩擦力》是人教版初中物理第一册第九章第四节的内容。
本节教材中摩擦力的测量涉及到二力平衡知识的具体应用,“增大和减小摩擦的方法”是摩擦力在日常生活和工、农业生产中知识的具体应用,通过学习本节教材的知识,提高了学生利用知识解决实际问题的能力。
因此这一节课无论在知识学习上还是培养学生的能力上都有着十分重要的作用。
2、教学目标的确定(1)、知识与技能知道滑动摩擦力和接触面粗糙程度、接触面之间压力大小的关系;知道增大和减小摩擦的方法,并能在日常生活中应用这些知识;进一步熟悉弹簧测力计的使用方法。
培养学生逻辑思维能力、培养学生利用知识解决实际问题的能力。
(2)、过程与方法经历探究滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程,体会怎样进行科学的猜想,理解在研究多因素问题中怎样运用“变量控制”的方法。
(3)、情感态度与价值观培养学生实事求地是进行实验的科学态度和科学精神。
注重对学生探究能力、创新精神的培养,更注重让学生主动获取知识。
体验自然科学的价值,体验知识来源于实践而又作用于实践的辩证关系。
3、教材的重难点本节教材的重难点是引导学生进行探究。
对于教材中的知识点,学生大都能理解和掌握,但更重要的是让学生在探究能力培养和探究过程体验方面,通过对影响滑动摩擦力大小的各种因素的实验探究,突出“猜想与假设”这个环节,同时认识在探究过程中“变量控制”的意义和方法。
二、教法和学法施教之功,贵在引导,重在转化,妙在开窍。
引导转化作用就是教师的主导作用,不能简单的把“启发式教学”看作是一种教学方法,而是要运用启发式教学的思想去指导教学。
本着教学有法,但无定法,贵在得法的原则,本节课我打算采用以教师引导,学生探究和实验为主的启发式教学方法。
三、教学过程依据本节教材编排的顺序,依据学生的认识规律,我设计了下面的教学过程和相应的具体操作:(一)创设情境,实验引入:创设了一个情景:今天上课之前,我带了几个小玻璃球准备和同学们一起进行科学研究。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
课时作业5 摩擦力受力分析
时间:45分钟满分:100分
一、选择题(8×8′=64′)
图1
1.如图1所示,物体静止在斜面上,关于物体受力的说法,正确的是()
A.只受重力
B.受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力
C.受重力、斜面的支持力
D.受重力、斜面的摩擦力
答案:B
图2
2.如图2所示,轻弹簧上端固定,下端挂一重球,重球下放着一光滑斜面,球与光滑斜面接触且处于静止状态,弹簧竖直,则重球受到的力有()
A.重力和弹簧拉力
B.重力、弹簧拉力和斜面支持力
C.重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力
D.重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力
答案:A
图3
3.如图3所示,在两块相同的竖直木块之间,有质量均为m的4块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为()
A.0B.mg
C.mg/2 D.mg/4
解析:将四块砖视为一个整体,由于均处于静止状态受力平衡如图4(甲)得F1=F4=2mg,方向竖直向上,再将3、4整体视为研究对象,受力如图4(乙)得F23=0,故答案为A.
图4
答案:A
图5
4.如图5所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是()
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
解析:若v1=v2,则A、B相对静止,故A对;若v1>v2,则A相对B向右运动,故B 对A施加向左的滑动摩擦力,B、D错;若v1<v2,则A相对B向左运动,故B对A施加向右的滑动摩擦力,C错.
答案:A
5.某电视台每周都有棋类节目,如棋类授课和评析,他们的棋盘都是竖直放置的,棋盘上布有磁铁,而每个棋子都是一个小磁铁,关于棋盘和棋子有下列几种说法:
①小棋子共受四个力的作用
②每个棋子的质量肯定都有细微的差异,所以不同的棋子所受的摩擦力不同
③棋盘面应选取相对粗糙的材料
④如果某个棋子贴不上棋盘,总会滑落,肯定是其质量偏大
以上说法中正确的是()
A.①②④B.①②③
C.①③④D.②③④
解析:小棋子受到重力、磁场力、弹力和静摩擦力共4个力,重力与静摩擦力是一对平衡力,磁场力与弹力是一对平衡力,棋子的质量不同,静摩擦力便不同.棋子能保持静止,
重力必须小于棋盘对棋子的最大静摩擦力,而最大静摩擦力与盘面的材料和粗糙程度有关,还和棋子与盘的正压力有关,因此棋子贴不上棋盘不一定是质量偏大,也可能是最大静摩擦力小,故选B.
答案:B
图6
6.如图6所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板的动摩擦因数为μ,由于光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v2沿导槽运动,则F的大小为() A.等于μmg B.大于μmg
C.小于μmg D.不能确定
解析:滑动摩擦力的方向与物体间相对运动方向相反.因此,首先确定物体相对钢板的运动方向,再确定钢板对物体的摩擦力的方向,然后再根据平衡条件就可得到F<μmg.
答案:C
图7
7.如图7所示,在μ=0.1的水平桌面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 N/kg)()
A.10 N,向右B.10 N,向左
C.20 N,向右D.20 N,向左
答案:D
8.在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则由下表分析可知()
A.
B. 木块受到的最大静摩擦力可能为0.5 N
C.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同
解析:由表中所给的运动状态可知,在这五次实验中,有三次小木块受滑动摩擦力,它们的大小是相同的,C对,D错;物块静止时,实验中的最大力为0.5 N,则最大的静摩擦力至少应大于或等于0.5 N,A错,B对
答案:BC
二、计算题(3×12′=36′)
9.一木块静止在水平桌面上,已知木块重20 N,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4,求:
(1)用6 N的水平力拉木块,木块所受摩擦力的大小.
(2)要使木块由静止开始运动,至少要用多大的水平拉力.
(3)木块在桌面上滑动后,使水平拉力大小变为6 N,木块所受的摩擦力的大小.
解析:当木块在桌面上滑动时,其受到的摩擦力为Fμ=μF N=0.4×20 N=8 N.
(1)用6 N的水平力拉物体,由于6 N小于8 N,物体不动,所以此时Fμ=6 N.
(2)要使木块开始运动,水平拉力必须大于最大静摩擦力,而最大静摩擦力可近似认为等于滑动摩擦力,故要使木块由静止开始运动,至少要用8 N的水平拉力.
(3)木块滑动后,滑动摩擦力与水平拉力无关.Fμ=μF N=0.4×20 N=8 N.
答案:(1)6 N(2)8 N(3)8 N
10.用弹簧测力计测定木块A、B间的动摩擦因数μ,如图8甲、乙所示.
(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力,两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动?
(2)若木块A在拉力F T的作用下做匀速运动,甲图中A、B间摩擦力是否等于拉力F T?
(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N,甲图中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时),F T=110 N,求A、B间的动摩擦因数μ.
图8
解析:(1)甲图中只要木块A相对B滑动即可,而乙图中的木块A只能做匀速运动,因为乙图中,只有当木块A匀速运动时,拉力F T才与摩擦力大小相等.
(2)甲图中,木块A受上、下两个接触面上摩擦力的作用,故木块A、B间的摩擦力小于拉力F T.
(3)甲图中,对木块B研究,已知F f=60 N,F N=150 N,根据F f=μF N知:A、B间的
动摩擦因数为μ=F f
F N=60
150=0.4.
答案:(1)见解析(2)见解析(3)0.4
图9
11.如图9所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:
(1)物体所受的摩擦力;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)若用原长为10 cm,劲度系数为3.1×103 N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取g=10 m/s2)
图10
解析:(1)物体静止在斜面上受力分析如图10所示,则物体受到的静摩擦力F f=mg sin37°代入数据得F f=5×10×sin37° N=30 N,摩擦力方向为沿斜面向上.
(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时,如10所示,弹簧拉力设为F,伸长量为x,则F =kx
图11
F=mg sin37°+F滑
F滑=μmg cos37°
弹簧最终长度l=l0+x,由以上方程解得l=12 cm
答案:(1)30 N方向沿斜面向上(2)12 cm。