06 具有摩擦力的物体的受力分析知识一、摩擦力一、定义：当相互接触的两个物体发生相对运动或有相对运动趋势时，接触面上就会产生力阻碍相对运动或相对运动趋势的物体。 2、发生条件：接触面粗糙； 接触面之间有弹力； 物体之间存在相对运动或相对运动趋势。 3、尺寸：滑动摩擦力F=μFN，静摩擦力：0≤F≤Fmax。 4、方向：与相对运动方向或相对运动趋势相反。 5、作用：阻碍物体之间的相对运动或相对运动趋势。 【特别提醒】（1）摩擦力阻碍物体之间的相对运动或相对运动趋势，但并不一定阻碍物体的运动。 (2)受静摩擦力影响的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力影响的物体不一定是运动的。 (3)当接触面上有摩擦时，必然有弹力，而且弹力和摩擦力的方向总是垂直的，反之则不一定。 二、受力分析 1、定义：找出指定物体（研究对象）在特定物理环境中所受到的所有外力，并绘制受力图。 这个过程就是力分析。 2、力分析的顺序是先求重力，再求接触力（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——即确定要分析的对象。 (2)孤立对象分析——将研究对象与周围对象隔离开来，然后分析周围哪些对象对其施加了力。 (3)画受力图——分析时将力一一画在力图上，并准确标出力的方向。 (4)检查所引出的每个力是否都能找到其施力对象，并检查分析结果是否能使研究对象处于问题中给出的运动状态。 否则必定会出现漏力、加力或错力现象。 ． 典型测试点示例 1.
滑动摩擦方向的确定 [示例1] 倾斜的传送带按如图所示的方向移动。 现在将一个小块 A 慢慢地放在传送带的上端。 刚放置好A后，A上的摩擦力的方向是多少？ 【分析】缓慢放置A后，可以认为A的速度为零，传送带相对于A斜向下运动，即A相对传送带斜向上运动，所以A的滑动摩擦力沿传送带向下。 【反思】在教学过程中，发现很多学生认为A上的摩擦力方向是沿着传送带向上的。 产生误差的原因有两个：一是不清楚是滑动摩擦还是静摩擦。 据信，这与静止在斜坡上的物体沿斜坡向上移动时所受到的静摩擦力相同。 二是对“滑动摩擦的方向总是与相对运动的方向相反”的判断方法理解不深刻。 几乎所有的同学都认为判断滑动摩擦的方向比判断静摩擦的方向更容易，从而忽略了对判断滑动摩擦方向的方法的深入理解。 变形例1 如图所示，将质量为m的工件放置在水平放置的钢板C上，两者之间的动摩擦因数为μ。 由于光滑导向槽A、B的控制物理资源网，工件只能沿水平导向槽移动。 现在使钢板以速度v1向右移动，同时用力F（F方向与导向槽平行）拉动工件，使其以速度v2沿导向槽移动。 运动，则 F 的大小为 ()A。 等于μmgB。 大于μmg C． 小于μmgD。 无法确定 [错误解] A [错误解分析] 有同学错误地认为摩擦力方向与v2相反，从平衡条件得出F=Ff=μmg。
【正确答案】工件相对地面以v2运动，但相对钢板向左运动，如图v方向，钢板以速度v1向右运动，则工件相对钢板匀速向左移动，设为v1′。 同时，工件以另一个速度v2被拉动，因此工件相对于钢板的移动速度应为v1′和v2的合成，即图中的速度v。 滑动摩擦阻碍了两者的相对运动，因此工件上的摩擦力Ff与v方向相反。要使工件沿导槽匀速运动，所施加的拉力只需平衡一Ff、F1的分量，所以F=F1=Ff·sinαgsinθ，A受到沿传送带B向上的静摩擦力。只有a0，所以弹簧力存在，P的力的个数为5。 【答案】C 巩固训练 1.关于静摩擦力的说法正确的是（）A。 两个相对静止的物体之间必定存在摩擦 B. 受静摩擦力影响的物体一定是静止的 C. 静摩擦力一定是阻力 D. 当物体之间的压力一定时，静摩擦力的大小会发生变化，但有一个极限 【分析】相对静止的物体之间存在静摩擦力，物体不一定是静止的。 静摩擦力产生的条件是：接触面粗糙，两个物体之间存在压力，物体之间有相对运动的趋势，故A、B错误； 静摩擦力可以是阻力也可以是功率，选项C错误； 静摩擦力的大小与物体所处的环境有关，也与它所受到的其他力有关。 该力与运动状态有关，但小于最大静摩擦力，故选项D正确。 【答案】D2。
如右图，A是一块长木板，在水平面上以速度v1匀速向右运动，物体B在粗糙的木板A之上以速度v2匀速向右运动下列判断正确的是（） A. 若 v1=v2，则 A 与 B 之间无滑动摩擦力 B. 若 v1>v2，则 A 受到 B 向右施加的滑动摩擦力 C。 。 如果v1v2，B相对A向左移动，所以B上的摩擦力是向右的。 同时，A相对B向右移动，B对A的摩擦力向左。 (3)v1mB，μA>μB，则()A。 物体 A 和 B 都不受摩擦力 B. 物体 A 由 B 用等于其重力的力支撑 C. 物体 B 受到三个力 D. 物体 A 受到两个力 【分析】由于两个物体A、B一起自由落体时处于完全失重状态，A、B之间没有力。A、B及墙壁在水平方向上不存在正压力，因此不受摩擦力影响，A双方和 B 只受重力影响。 A是正确的。 【答案】A2。 （2011·合肥质检） 如右图所示，木块A置于水平桌面上，处于静止状态。 吊重和托盘的总质量为0.6kg。 弹簧测力计读数为 2N。 滑轮 忽略摩擦力。 如果轻轻移去盘中的部分重物，使总质量减少到0.3kg斜面向下滑动的物体受力分析，则会出现的情况是(g=10m/s2) () A. 弹簧测力计的读数会变小 B. A 是静止不动 C. A 对台面的摩擦力不变 D. A 上的合力会变大 【分析】 当重物与托盘的总质量 m1=0 时。
当6kg时，F+Ff=m1g=6N，Ff=4N，可见A与桌面之间的最大静摩擦力至少为4N。 当重物与托盘的总质量m2=0.3kg时，假设A保持不动，F保持不变。 ，F+Ff′=m2g，Ff′=1N45N，滑块沿斜面滑动，所以测功机的读数不可能是60N。 【答案】ABC4。 如图所示，木板B放置在粗糙的水平面上，木块A放置在B的上面，A的右端通过不可延伸的轻绳固定在垂直墙上，并施加水平恒力F用于将 B 向左拉。 ，使其以速度v匀速运动。此时，绳子处于水平状态，拉力为T。下列说法正确的是：（）A.绳子上的拉力T等于水平常数力 F B。A 块受到静摩擦力，其大小等于 TC。 板B受到静摩擦力和滑动摩擦力，合力等于FD。 如果板 B 以 2v 的匀速运动，则拉力仍为 F。 【分析】将 A、B 视为一个系统，系统在水平方向受到三个力：向左的拉力 F、向左的拉力 F、向左的拉力 F、向左的拉力 F。向右的拉力T，向右的拉力T。 右边的滑动摩擦力为Ff，且F=T+Ff，所以F≠T，所以A是错误的。 虽然块A处于静止状态，但A与B之间发生相对运动，因此A受到滑动摩擦； 同样，B所受的两个摩擦力都是滑动摩擦力，所以B、C都是错误的。 如果板B以2v的匀速运动，由于A、B仍处于平衡状态，两摩擦力的大小和方向没有改变，所以拉力仍为F，所以D是正确的。 【答案】D5。
如图所示，斜面固定在地面上，倾斜角度为37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。 质量为1kg的滑块以一定的初速度沿斜面滑动。 斜面就足够了。 长，滑块与斜面之间的动摩擦系数为0.8。 滑块上的摩擦力Ff随时间变化的图像如下图所示（以初速度方向为正方向，取g=10m/s2） () 【分析】由题可知重力沿斜坡向下运动斜面向下滑动的物体受力分析，分力°=1×10×0.6N=6N，滑动摩擦力μ°=0.8N×1×10×0.8N=6.4N，因此滑块做匀速减速运动，终于在斜坡上休息了。 ，那么滑块首先受到6.4N的滑动摩擦力，然后受到6N的静摩擦力，其方向与初速度方向相反，所以A是正确的。 【答案】A6。 如图所示，物体可以沿着斜面以匀速滑落。 假设该过程中斜面对水平地面的摩擦力为f1。 如果沿斜面方向向下推动物体，物体就会加速下滑。 设该过程中斜面上地面的摩擦力为f2。 那么()A。 f1 方向向右，f2 方向向右 B. f1 为零，f2 方向向左 C. f1 为零，f2 方向向右 D. f1 为零，f2 为零 【分析】当物体匀速下滑，物体与斜面可视为一个整体，斜面不受水平地面摩擦力的影响； 如果沿斜面方向用力向下推动物体，则斜面上的力不受影响。 变化，f2 仍然为零，因此选项 D 是正确的。 【答案】D7。
如图所示，物体的质量为3kg。 它被放置在一个倾斜角为37°的粗糙斜坡上。 它受到大小恒定为10N的外力F的作用。 当力F与斜面的夹角θ从0°开始增大，达到180°的过程中，物体始终保持静止。 那么在这个过程中物体所受到的摩擦力的变化范围就是(g为10m/s2)()A。 8N～28NB。 18N～28NC。 14N～34ND。 18N～34N 【分析】F沿斜面上升时，摩擦力最小，Ffmin=mgsinθ-F=8N； 当F沿斜面下降时，摩擦力最大，Ffmax=mgsinθ＋F=28N。 因此选项A正确。 【答案】A8。 (2010·济南城市模拟) 如图所示，在水平地面上放置一个质量为m0的对角裂片。 质量为m的粗糙块以一定的初速度沿着对角裂口的粗糙斜面向上滑动。 速度为零后，它向上滑动。 加速返回，但斜劈始终保持静止，那么在木块上下滑动的整个过程中（） A.面对斜劈的地面摩擦力先向左移动，然后向右移动 B.面对斜劈地面的摩擦力方向不变C。面对斜劈地面的支撑力总是小于(m0+m)gD。 地面对斜劈的摩擦力是不同的。 【分析】由于木块滑动到最高点后还能向下滑动，说明木块的加速度总是沿着斜坡向下的。 当木块向上滑动时：a1=gsinθ+μgcosθ； 该块向下移动时，a2=gsinθ-μgcosθ。 将m0和m作为整体考虑，向上移动时，水平方向可得牛顿第二定律：Ff1=m0×0+ma1x，即：Ff1=ma1x，方向水平向左； 垂直方向：(m0+m)g-FN1=m0×0+ma1y，即FN1=(m0+m)g-ma1y，方向垂直向下。 当块向下移动时，水平方向：Ff2=m0×0+ma2x，即：Ff2=ma2x，方向为水平向左； 垂直方向：(m0+m)g-FN2=m0×0+ma2y，即：FN2=(m0＋m)g－ma2y，方向垂直向下，故选项A错误，选项BCD正确。 【答案】BCD9。
用一根轻绳将小球 P 绑在光滑墙壁上的 O 点上。 如图所示，墙壁和球P之间夹有一个矩形块Q。 P和Q均处于静止状态，则下列有关说法正确的是：()A。 P 物体受到 4 个力 B. Q 受到 3 个力 C. 如果绳子变长，绳子中的张力就会变小 D. 如果绳子变短，Q 上的静摩擦力就会增大 【分析】 P 为受重力作用，Q对球P施加水平弹力，绳子对P施加拉力，Q对P施加垂直向下的摩擦力。一对，Q施加重力，墙壁，P球的水平弹力，P对Q的垂直向上的摩擦力，两对四力平衡，B错误。 对于PQ整体来说，绳索拉力的垂直分力等于整个PQ的重力。 当绳子变长时，绳子与墙壁之间的角度变小，拉力也变小。 C是对的。 Q受到的摩擦力等于Q的重力，与绳子的长度无关。 D 是错误的。 【答案】AC10。 （2010·河北冀州中学模拟） 扑克牌是魔术师常用的表演道具之一。 总共有 54 张卡。 在一定的表演中，魔术师用手指垂直向下的力压第一张牌，并以一定的力度压下去。 水平快速移动手指，水平取出牌堆中的第一张卡片（卡片与手指之间不打滑）。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，每张卡片的质量相等，则卡与底卡之间的动摩擦系数
