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,第2单元 摩 擦 力,一、摩擦力产生的条件 在弹力产生条件的基础上再加两个条件： 有相对运动(或相对运动的趋势)； 接触面不光滑,【例1】 (2011天津)如图所示，A、B两物块叠放在一起，两者保持相对静止，一起向右做匀加速运动，运动过程中B受到的摩擦力( ) A方向向左，大小不变 B方向向左，逐渐减小 C方向向右，大小不变 D方向向右，逐渐减小,【解析】 隔离B，受到向下的重力、向上的支持力、水平向右的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有fABmBa，其中a为恒量，大小方向均不变，故B受摩擦力向右，大小不变 【答案】 C 【学法指导】 所谓“相对运动”或“相对运动趋势”是以相互接触的有摩擦力f作用的二物体之一作为参考系研究另一物体相对它的运动方向不能选地球或第三者作为参考系如本题若以地球为参考系，认为摩擦力的方向向左，即与运动的方向相反，显然有悖摩擦力方向的定义M对m的f：只能选M为参考系，m对M的f：只能选m为参考系,【名师点拨】 弹力和摩擦力都属于接触力，在受力分析中有重要应用为防止分析漏力，需到接触处去找力这是一种有效的防漏力的方法具体应用在“受力分析专题”一节,二、摩擦力的方向 总是阻碍物体间相对运动或相对运动的趋势，即摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，并沿接触面的切面注意不是运动方向,【例2】 (2012海南)下列关于摩擦力的说法正确的是( ) A作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速 B作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速 C作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速 D作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速,【解析】 作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速，作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速，选项C、D正确，选项A、B错误 【答案】 CD 【学法指导】 摩擦力并不总以阻力的形式出现，有时也可作动力，如子弹水平打击静止在光滑水平面上的木块，木块受的滑动摩擦力为动力摩擦力的方向与物体运动方向不一定在同一直线上，其方向可与v同向、反向或垂直,三、两种常见的摩擦力 1静摩擦力 (1)大小： 计算静摩擦力的大小，要根据物体的存在状态来分析，千万不能用fN求解静摩擦力，静摩擦力与压力N不成正比(最大静摩擦力另有讨论),【例3】 如图所示用水平方向的力F将重为G的木块压在竖直墙壁上，使木块保持静止，下列判断正确的是( ) A由木块静止可知FG B由木块静止可知FG C如果F增大，木块与墙间的f静增大 D如果压力F增大，木块与墙间f静不变,【解析】 “静止”说明木块平衡，应有f静G，f静与F无关，故选D项 【答案】 D,(2)方向： 静摩擦力最显著的特点为不定值，有范围0ffmax.正因如此，其方向也随外界条件的变化而变化,【例4】 如图所示，位于斜面上的木块M，在沿斜面向上的力F的作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的( ) A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向下 C大小可能等于零 D大小可能等于F,【解析】 当mgsinF时，f方向沿斜面向上 当mgsinF时， f方向沿斜面向下 当mgsinF时，f0. 当mgsin2F时，fF. 故A、B、C、D项都可能 【答案】 ABCD,(3)最大静摩擦力fmax： fmax是定值，等于使物体刚开始运动的最小外力计算式fmax0N，其中0为最大静摩擦系数，最大静摩擦力在接触面情况一定的条件下与压力成正比一般地fmaxf滑,【例5】 如图所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉木块直到沿桌面运动，在此过程中，木块所受到的摩擦力f的大小随拉力F的大小变化的图象(如下图)正确的是( ),【解析】 当拉力F0时，桌面对木块没有摩擦力，f0，当木块受到水平拉力F较小时，木块仍保持静止，但有相对桌面向右运动的趋势，桌面对木块产生向左的静摩擦力，随着水平拉力F不断增大，木块向右运动的趋势也逐渐增强，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力F足够大时，木块开始滑动，此时桌面对木块的静摩擦力达到最大值fmax，在这个过程中，由平衡条件可知，桌面对木块的摩擦力f始终与拉力等大反向，即随着F的增大而增大，fF，体现在图象上，直线倾角45.,木块滑动后，桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力，f滑fmax，由f滑N，可知滑动摩擦力不变，应选D项 【答案】 D,2滑动摩擦力 (1)大小： 滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比 公式：fN，f表示滑动摩擦力的大小，N表示压力的大小，为动摩擦因数,【名师点拨】 N并不总等于物体的重力，它的求解需要结合物体的运动状态和受力综合分析,(2)动摩擦因数的特点： 动摩擦因数与接触面的材料、接触面的粗糙情况有关,静摩擦力的求解，依据物体所处的状态，一般有两种方法：平衡法，动力学法 一、平衡法 平衡法的理论依据：物体处于平衡状态时，合外力为零，故可用平衡状态的原理求解 问题特征：此种情况，物体对地处于静止状态,【例1】 如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，ABC，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力，现物块静止不动，则摩擦力的大小为_,【解析】 物块ABC在四个力的作用下平衡，如图所示，所以在竖直方向，有fmgFsin. 【答案】 mgFsin,二、动力学法 牛顿运动定律法的理论依据：当物体处于非平衡状态时，产生加速度，而加速度的产生与物体所受合外力相对应，故有F合ma. 问题特征：此种情况往往出现在连接体问题中，物体间“相对静止”,【例2】 如图所示，叠加体A、B放在光滑地面上，mA8 kg，mB2 kg，当F50 N时，A、B相对静止，求A、B间的摩擦力,【答案】 40 N,【学法指导】 千万不能用fN求解静摩擦力，因静摩擦力随外界条件变化而不同静摩擦力有范围0fmax，fN是滑动摩擦力的专用公式，最大静摩擦力的计算公式是fmaxmaxN，其中max是最大静摩擦系数，高中范围内不研究最大静摩擦力的公式涉及到的计算,一、自行车前后轮的受力 判断相对运动趋势的方向的方法：假设接触面光滑，看物体将如何相对运动,【例1】 (创新题)人在蹬自行车时，后轮驱动自行车前进，设前后轮与地面接触瞬间均无相对滑动对自行车前后轮受到地面的摩擦力的说法正确的是( ) A前轮向前的静摩擦力，后轮向后的静摩擦力 B前轮向前的滑动摩擦力，后轮向后的滑动摩擦力 C前轮向后的静摩擦力，后轮向前的静摩擦力 D前轮向后的滑动摩擦力，后轮向前的滑动摩擦力,【解析】 物体之间发生的是静摩擦力还是滑动摩擦力，就看物体是否发生相对滑动题中说明无相对滑动，所以自行车与地面之间产生的是静摩擦力假设前轮光滑(或刹死前轮)，那么前轮相对地面将向前滑行，所以前轮受到向后的静摩擦力作用假设后轮光滑(或架空)，后轮相对地面将向后运行，所以后轮受到向前的静摩擦力作用选项C正确 【答案】 C,【学法指导】 (1)判断是静摩擦，还是滑动摩擦，要注意题目所给条件是否发生相对滑动无相对滑动为静摩擦力，有相对滑动为滑动摩擦力 (2)方向的判定要会用假设法即假设接触面光滑，看其运动趋势,二、皮带传送中的摩擦力 【例2】 如图所示，传送带与水平面的夹角为37，以v10 m/s的速度匀速运动，在传送带的A端轻轻放一小物体，已知物体与传送带间的动摩擦因数0.5，A、B间距离s16 m(g10 m/s2，cos370.8，sin370.6)则,(1)若转动方向为顺时针方向，小物体从A端运动到B端所需要的时间为( ) A2.8 s B2.0 s C2.1 s D4.0 s,【答案】 D,(2)在(1)的选项中，若皮带逆时针转动，速度大小不变，小物体从A端运动到B端所需要的时间为( ) 【解析】 此运动分为两个阶段：,【答案】 B,【学法指导】 (1)摩擦力的方向要依据相对运动的两物体的运动方向来确定如第(1)问的摩擦力方向，可假设皮带为参考系，则物体有沿斜面向下的速度，故受摩擦力沿斜面向上 (2)第(2)问中，运动性质的分析是难点，注意tan时，沿斜面F合向下，仍加速运动,
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