1、摩摩擦擦力力專專題題 一、明確摩擦力產生的條件 （1）物體間直接接觸 （2）接觸面粗糙 （3）接觸面間有彈力存在 （4）物體間有相對運動或相對運動趨勢 這四個條件緊密相連，缺一不可顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是光滑的， 則肯定不存在摩擦力 但滿足(1)、 (2)而缺少(3)、 (4)中的任意一條， 也不會有摩擦力 如 一塊磚緊靠在豎直墻，放手后讓其沿墻壁下滑，它滿足條件(1)、(2)、(4)，卻不具備條 件(3)，即相互間無壓力，故磚不可能受到摩擦力作用又如，靜止在粗糙水平面上的物 體它滿足了條件(1)、 (2)、(3)，缺少條件(4)，當然也不存在摩擦力 由于不明確摩擦力產生的條件，

2、導致答題錯誤的 A A事是經常發(fā)生的 F F 例例1 1(1994 年全國考題)如圖1所示，C是水平地 B B 面，A、B是兩個長方形物塊，F是作用在物塊上沿水 圖 1平方向的力，物體A和B以相同的速度作勻速直綫運 動，由此可知，A、B間的動摩擦因數 1 和B、C間 的動摩擦因數 2有可能是 (A)10，20(B) 1 0， 2 0 (C) 1 0， 2 0 (D) 1 0， 2 0 解析：本題中選A、B整體為研究對象，由于受推力的作用做勻速直線運動，可知地面 對的摩擦力一定水平向左，故20，對A受力分析可知，水平方向不受力， 1 可能為0， 可能不為0。正確答案為(B)、(D) 二、了解摩擦

3、力的特點 摩擦力具有兩個顯著特點：(1)接觸性； (2) 被動性所謂接觸性，即指物體受摩 擦力作用物體間必直接接觸(反之不一定成立)。這種特點已經包括在摩擦力產生的條件 里，這里不贅述。對于摩擦力的被動性，現仔細闡述。所謂被動性是指摩擦力隨外界約 束因素變化而變化熟知的是靜摩擦力隨外力的變化而變化。 例例2 2(1992 年全國考題)如圖2所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三 個力，即F 1、 其中 F 2 和摩擦力作用，木 塊圖2處于靜止狀態(tài)， 2N，若 撤去力F 1 ，則 木塊在水平方 F 110N、 F 2 向受到的合力為 (A)10N ，方向向左(B)6N ，方向向右 (C)

4、2N ，方向向左(D)零 解析； F 1沒有撤去時，物體所受合外力為零，此時靜摩擦 力大小為8N，方向向左撤去F 1 以后，物體在 F 1 圖 2 F 2 F 2 作用下不可能沿水平方向發(fā)生運動狀 態(tài)的改變，物體仍保擰靜止此時地面對物體的靜摩擦力大小為2N，方向向右從上述 分析可見靜摩擦力是被動力答案應為(D)對于滑動摩擦力同樣具有被動性 三、把握摩擦力大小和方向的計算和判斷 中學物理只談靜摩擦和滑動摩擦兩種(滾動摩擦不講) 其中 f 靜沒有具體的計算公式， 是隨外力變化的范圍值o f 靜 f max ，一般根據(1)平衡條件求；(2)根據物體運動狀態(tài)， 由牛頓運動定律求 而 f 靜 不但可根

5、據上述的 (1)、 (2)方法求， 還可以用公式f 滑 N計 算 例例3 3如圖3所示，質量為m、帶電量為+q的小物體，放在 磁感應強度為B的勻強磁場中，粗糙擋板ab的寬度略大于小物 體厚度現給帶電體一個水平沖量I，試分析帶電體所受摩擦 力的情況 解析：帶電體獲得水平初速v0 I /m它在它在 磁場中受洛侖茲力f 洛 qv 0 B qBI /m和重力G mg，若 a b 圖 3 f 洛 G，則帶電體作勻速直線運動，不受摩擦力作用 若f 洛 G，則帶電體貼著a板前進，滑動摩擦力f 滑 N (qvB mg)，速度越來 越小，f 滑 變小，當v減小到v0，又有qv0B mg,它又不受摩擦力作用而勻速

6、前進 若f 洛 G，則帶電體貼著b板前逆?；瑒幽Σ亮Γ籪 滑 N (mg qvB),它減速 運動動直至靜止，而f 滑 卻是變大的 這充分說明f 滑 也是具有被動性，所以摩擦力是被動力了解摩擦力的上述特點在解題時 就能因題致宜，靈活地思考，少走彎路，避免出錯. 對于滑動摩擦力的大小，還必須了解其與物體運動狀態(tài)無關，與接觸面積大小無關的 特點 m 例例4 4如圖4所示， 一質量為m的貨物放在傾角為的傳送帶上隨傳送帶一起 向上或向下做加速運動 設加速度大小為， 試求兩種情況下貨物所受的摩 擦力 解析：物體m向上加速運動時，由于沿斜面向下有重力的分力， 所以要使物圖 4 體隨傳送帶向上加速運動， 傳送

7、帶對物體的摩擦力必定沿傳送帶向上 物體 沿斜面向下加速運動時，摩擦力的方向要視加速度的大小而定，當加速度為某一合適值時，重力沿 斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，則摩擦力為零；當加速度大于此值時，摩擦力應沿斜面 向下；當加速度小于此值時，摩擦力應沿斜面向上 向上加速 運動時 ，由牛 頓第二定 律，得 ：所以 F-mgsina=ma ，方向沿 斜面向上 向下加速 運動時 ，由牛 頓第二定 律，得 ： mgsina Fma(設F沿斜面 向上 ) 所以 F=mgsina-ma 當a0與所設方向相同沿斜面向上 當agsina 時， F=0即貨物與傳送帶間無摩擦力作用 當agsina 時， F0與所

8、設方向相反沿斜面向下 小結：當物體加速運動而摩擦力方向不明確時，可先假設摩擦力向某一方向，然后應 用牛頓第二定律導出表達式，再結合具體情況進行討論 例例5 5如圖 5所示，質 量M=10Kg 的木楔ABC 靜止于水平 地面上，動摩 擦因數 002，在 0 木楔的傾角為30 的斜面上有一質量m1.0 kg 的物塊由靜 止開始沿斜面下滑當滑行 路程S14m時，其速度s14ms，在此過程中木楔沒有動求地面對木楔的摩 擦力的大小和方向(g取10 m s) 解析：地 面對木楔的 摩擦力為靜摩擦力，但 不一定為最大靜摩擦力 ，所以不能由F F，來計算求得，只能根據物體勻運動情況和受力情況來確定 22 物

9、塊 沿 斜 面 勻 加 速 下 滑 ， 由 v t v 0 2as 可 求 得 物 塊 下 滑 的 加 速 度 v t 2 a 0.7m/s2 gsin 5m/s2 2s 可知物塊 受到摩 塔力的 作用 此條件下 ，物塊 與木楔 受力情況 分別如 圖6.7所示 A FN1F1 FN2 F1 F F N1 B F2 C mg mg 圖7圖 6 物塊沿 斜面以 加速 度 Q 下滑，對 它沿斜 面方向和垂 直于斜 面方向 由牛頓第 二定律 有 mgsin 一 F1mamgcos FN10 木楔 靜止， 對它沿 水平方向 和豎直 方向由 牛頓第二 定律， 并注意 F1與 F1，F F N1 與 FN1

10、，等值反向 ，有 F2+ F1cos FN1sin 0 F N 2 Mg F N1COS F 1Sin 0 由上 面各式 解得地 面對木楔 的摩擦 力 F 2 F N1 sin F 1COS mgcossin(mgsin ma)sin 3 macos1.00.7N 0.61N 2 此力 方向與 所設方 向相同， 由C指向B。 另外由以 上幾式 聯立還 可以求出 地面對 木楔的 支持力 F N2 Mg mgcos2 (mgsin ma)sin Mg mg masin 1 1110N 1.00.7N 109.65N (M m)g 2 顯然 ，這是 由于物 塊和木楔 系統(tǒng)有 向下的 加速度而 產生了

11、 失重現 象。 對此題也可以系統(tǒng)為研究對象。在水平方向，木楔靜止，加速度為零，物塊加速度水平 分量為a x acos。對系統(tǒng) 在水平 方向由牛 頓第二 定律， 有F 2 macos 0.61N 答案： 061 N方向由 C一B 小結：(1)靜摩擦力的大小是個變量，它的大小常需要根據物體的運動狀態(tài)及摩擦力與 物體所受其他力的關系來確定 (2) 由此題可看出，研究對象的選取對解題步驟的簡繁程度有很大的影響。 練練習習 1、如圖 8所示，位于斜面上的物塊m在沿斜面向上的力F作用下， 處于靜止狀態(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力方向可能沿斜 面向上方向可能沿斜面向下大小可能為零大小可能 等于 F以上判斷正

12、確的是( D D ) 圖 8 A只有 B 只有 C只有 D 都正 確 2、(2004年連云港第二次調研題)某人在乎直公路上騎自行車，見到前方較遠處紅色交通信號燈亮 起，他便停止蹬車，此后的一段時間內，自行車前輪和后輪受到地面的摩擦力分別為 f 前 和 f 后 ，則 ( C C ) Af 前 向后， f 后 后向前 B f 前 向前， f 后 向后 Cf 前 向后， f 后 向后 D f 前 向前， f 后 向前 3、如圖 9所示，重 6N的木塊靜止在傾角為 30 的斜面上，若用平行于 斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木塊，木塊仍保持靜止，則木 塊所受的摩擦力大小為( C C ) A 4 N

13、 B 3 N C 5 N D 6 N 4、(2004 年樂山調研題 )如圖 10所示，質量為 m的木塊 P在質量為 M 的長木板 A上滑行，長木板放在水平地面上， 一直處于靜止狀態(tài) 若 長木板 A與地面間的動摩擦因數為 1 ,木塊 P與長板 A間的動摩擦 P 因數為 2 ，則長木板 ab受到地面的摩擦力大小為 (C C ) A 1Mg B 1 (m M)g C 2mg D 1Mg 2mg 0 圖 9 V A 圖 10 5、(2004 年黃岡調研題 )如圖 11所示，在粗糙水平面上有一個三角形木塊，在它的 兩個粗糙斜面上分別放兩個質量為m1和m2的小木塊，m1 m2已知三角形木塊和兩個小木塊 m

14、 2 m 1 均靜止，則粗糙水平面對三角形木塊( A A ) A沒有摩擦力作用 12 B有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右 圖 11C有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左 D有摩擦力作用，但其方向無法確定，因為m1、m2、 1和 2 的數值并未給出 6、(2004 年寧波 期末試 題)某空 間存在 著如圖 l2所示的 水平方 向的 勻強磁場， A、B兩個物 塊疊放在 一起，并 置于 光滑的絕 緣水平 地面 上，物塊 A帶正電，物塊 B為不帶電的絕緣塊；水平恒力F作用在物塊 B上，使 A、B一起由靜止開始水平向左運動在A、B一起水平向左運 動的過程中，關于 A、B受力情況的以下說法，正確的是(B B)

15、 A A對B的壓力 變小 BB對A的摩擦力 保持不變 C 。A對B的摩擦 力變 大 D B對地 面的壓 力保持不 變 7、如圖13所示，一直角斜槽(兩槽面夾角為90)，對水平面夾角為30，一 個橫截面為正方形的物塊恰能沿此槽勻速下滑，假定兩槽面的材料和表面情 況相同，問物塊和槽面間的動摩擦因數為多少? 圖 12 如圖 13 解析：因為物塊對直角斜槽每一面的正壓力為mgcos cos45，所以當物體勻速下滑時，有平 衡方程：mgsin=2mgcoscos45 2 2mgcos，所以= 1 1 tantan 1 1 ( ( 3 3 ) ) 6 6 2 22 2 3 36 6 . 8、質量 m=1.

16、5Kg 的物塊 (可視為 質點 )在水平恒 力F的作 用下 ,從水平面 上A點由 靜止開 始運 動,運動 一段距 離撤去 該力 ,物體繼續(xù) 滑行 t=2.0s 停在 B點.已知AB兩點間的距 離S=5.0m, 物塊與水 平面間 的動摩 擦因數 0.20,求恒力 F為多大 ?(g=10m/s ) 2 解析：設撤去 力F前物塊 的位移為 S 1 ，撤去力F時物 塊的速度 為v，物塊 受到的滑動 摩 擦力F 1 mg 對撤去力后物塊滑動過程應用動量定理得 F 1t 0 mv 由運動學公式得S S1 v t 2 對物塊運動的全過程應用動能定理FS 1 F 1S 0 由以上各式得F 2mgs 22s g

17、t v A L 代入數據解得F 15N 9.如圖 14所示 ,靜止在 水平面上 的紙帶 上放一 質量 m為的小金 屬塊 (可視為質 點), 金屬塊離紙 帶右端 距離為 L, 金屬塊與 紙 帶間動 摩擦因數為 .現用力 向左將紙帶從 金屬塊下 水平抽出, 設紙帶加 速過程 極短 ,可認為紙 帶在抽 動過程 中一直做 勻速運 動.求: （1） 屬塊剛開 始運動 時受到 的摩擦力 的大小 和方向 ; (2)要將 紙帶從 金屬塊 下水平抽 出,紙帶的速 度v應滿 足的條 件. 圖 14 解析：（ 1）金 屬塊與 紙帶達到 共同速 度前， 金屬塊受 到的摩 擦力為 ：f mg ，方向向 左。 （2） 出

18、紙帶的 最小速 度為v 0即紙帶從金 屬塊下 抽出時 金屬塊速 度恰好 等于 v 0。 對金屬塊 ：f ma 金屬塊位 移：s1 v 0 at 1 2at 紙帶位移 ：s2 v0t 2 兩者相對 位移： S 2 S 1 l解得：v0 故要抽出 紙帶， 紙帶速 度v 2gl 2gl 10.如圖 15所示 ,物塊和 斜面體的 質量分 別為 m.M, 物塊在 平行于 斜面的推 力F作用下沿 斜面加速 度a向上滑動 時,斜面 體仍保 持靜 止.斜面 傾角為 ,試求 地面對斜 面體的 支持力 和摩擦力 . 解析 :由于小物 塊沿斜 面加速上 升，所 以物塊 與斜面不 能看成 一 個整體， 應分別 對物塊 與斜面進 行研究 。 （1） 取物塊為 研究對 象，受 力分析如 圖16所示： 由題意得 ： F N1 mg cos a m F M 圖 15 F N F f1 1 F F mgsin