上海高中物理剖析滑动摩擦力的知识点_中学教育-高中教育.pdf

上海高中物理剖析滑动摩擦力的知识点 一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力就叫滑动摩擦力。希望同学们在学习的过程中要注意以下知识点的理解和应用。一、摩擦力产生的条件 1两个物体相互直接接触；2两个物体互相挤压；3接触面粗糙；4两个物体间有相对运动。要产生滑动摩擦力必须同时具备这四个条件，缺少任何一个条件，都不能产生滑动摩擦力。例1 如图1，A、B两物体所接触的平面的动摩擦因数为，B在水平面上，A与竖直面接触，A、B通过定滑轮连接在一起，A匀速下落，试分析 A与竖直面有无滑动摩擦力。解析：A与竖直面接触、相对运动且接触面粗糙，但无挤压，A不受滑动摩擦力。例2 如图2，木板 B以的对地速度向右滑动，物体 A此时以的对地速度向右滑动，A与 B接触，且接触面粗糙，问 A和 B之间有无滑动摩擦力 解析：满足两个物体相互直接接触、互相挤压、接触面粗糙，但，所以 A与 B无相对运动，即 A与 B间无滑动摩擦力。注意：确定滑动摩擦力有无时一定要把握好运动和相对运动的关系。二、物体对接触面的压力 压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力。其大小不一定等于物体的重力，以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力，可能小于重力，还可能等于重力，也可能与重力无关。但是不论支持面是什么样的，也不论物体受力情况如何复杂，物体对支持面的正压力和支持面对物体的支持力，总是一对作用力和反作用力，所以许多情况下都是通过求物体所受支持力来求得正压力的。注意：通过如图3所示的物体静止情况下的压力大小，就说明压力与重力无关。三、滑动摩擦力的方向判断 滑动摩擦力与相对运动方向相反，所谓“相对运动”是指相对接触的物体，而不是相对于别的物体（比如水平地面）。例1 如图4所示，质量为2的物体，在的水平面上向右运动，在运动过程中还受到一个水平向左的大小为5N的拉力 F的作用，分析物体受到的滑动摩擦力方向。解析：错误的思路是物体所受外力方向既为此题物体的相对运动方向，相对运动方向向左，滑动摩擦力向右。正确的思路是物体的相对运动方向与外力 F无关，此题中相对运动方向为物体对地的速度方向。所以，滑动摩擦力向左，与力 F同向。例2 如图5，A、B两物体所接触的平面的动摩擦因数为，物体A处于水平放置的长木板B上，现物体阻碍它相对滑动的力这种力就叫滑动摩擦力希望同学们在学习的过程中要注意以下知识点的理解和应用一摩擦力产生的条件两个物体相互直接接触两个物体互相挤压接触面粗糙两个物体间有相对运动要产生滑动摩擦力必须同时与竖直面接触通过定滑轮连接在一起匀速下落试分析与竖直面有无滑动摩擦力解析与竖直面接触相对运动且接触面粗糙但无挤压不受滑动摩擦力例如图木板以的对地速度向右滑动物体此时以的对地速度向右滑动与接触且接触面粗糙摩擦力注意定滑动摩擦力有无时一定要把握好运动和相对运动的关系二物体对接触面的压力压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力其大小不一定等于物体的重力以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力可能小于重力还 让A、B都向右运动，且，分析物块A是否受到摩擦力？方向如何？解析：由于，故A相对于B水平向左运动，因而A所受B的滑动摩擦力方向水平向右。A受滑动摩擦力，方向水平向右。注意：“相对运动”是指相对接触的物体的运动。四、动摩擦因数 动摩擦因数，是由相互接触的两个物体的材料及粗糙程度决定的。与接触面积无关，通常情况下不做特殊说明时动摩擦因数 1。例1 动摩擦因数的大小（）A、跟滑动摩擦力的大小成正比 B、跟正压力的大小成正比 C、跟相对运动的速度大小有关 D、跟相互接触的两物体的材料和接触面粗糙情况有关 解析：动摩擦因数与压力无关、与接触面积大小无关、与滑动摩擦力的大小无关、与相对运动的速度大小无关，所以答案为（D）例2 一木块沿倾角为 的固定斜面匀速下滑；那么此时木块与斜面间的动摩擦因数?多大？（此题涉及第一章力的合成和分解知识，学习力的力的合成和分解后就能理解）解析：设木块的质量为 m，重力的两个分力=mgcos 和=mgsin，据二力平衡知 F=，既 mgsin=mgcos，=tan。例3 如图所示，在水平地面上叠放着A、B两个长方形物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体阻碍它相对滑动的力这种力就叫滑动摩擦力希望同学们在学习的过程中要注意以下知识点的理解和应用一摩擦力产生的条件两个物体相互直接接触两个物体互相挤压接触面粗糙两个物体间有相对运动要产生滑动摩擦力必须同时与竖直面接触通过定滑轮连接在一起匀速下落试分析与竖直面有无滑动摩擦力解析与竖直面接触相对运动且接触面粗糙但无挤压不受滑动摩擦力例如图木板以的对地速度向右滑动物体此时以的对地速度向右滑动与接触且接触面粗糙摩擦力注意定滑动摩擦力有无时一定要把握好运动和相对运动的关系二物体对接触面的压力压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力其大小不一定等于物体的重力以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力可能小于重力还 物块A和B以相同的速度一起作匀速直线运动。由此可知，A、B间动摩擦因数 1和B与地面间的动摩擦因数 2有可能是（）A、1=0，2=0；B、1=0，20；C、10，2=0；D、10，20。解析：物块A和B以相同的速度一起作匀速直线运动，隔离物块 A，据二力平衡可知 A在水平方向若受滑动摩擦力与匀速直线运动的条件矛盾，所以 A不受滑动摩擦力，A和 B的接触面可以光滑也可以粗糙，既动摩擦因数有两种可能 1=0或 10；根据上面的分析知 A和 B间无摩擦力，隔离物块 B据二力平衡可知 B与地面间一定有摩擦力，既 20。答案为（B、D）例4 如图8示，以水平力 F压物体 A，这时 A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体 A与墙面间的动摩擦因数为，A物体的质量为 m，那么 A物体与墙面间的滑动摩擦力大小与重力大小的关系是（）AFmg BFmg CFmg D无法确定 解析：A沿竖直墙壁匀速下滑，据二力平衡可知，mgF，既 Fmg/，通常情况下不做特殊说明时动摩擦因数 1，说明 Fmg，答案为（B）五、应用求力的大小 例1 水平地面上的物体，在水平拉力 F作用下向前运动，当拉力 F增大时，速度也随之增大，物体所受的滑动摩擦力将（）A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定 物体阻碍它相对滑动的力这种力就叫滑动摩擦力希望同学们在学习的过程中要注意以下知识点的理解和应用一摩擦力产生的条件两个物体相互直接接触两个物体互相挤压接触面粗糙两个物体间有相对运动要产生滑动摩擦力必须同时与竖直面接触通过定滑轮连接在一起匀速下落试分析与竖直面有无滑动摩擦力解析与竖直面接触相对运动且接触面粗糙但无挤压不受滑动摩擦力例如图木板以的对地速度向右滑动物体此时以的对地速度向右滑动与接触且接触面粗糙摩擦力注意定滑动摩擦力有无时一定要把握好运动和相对运动的关系二物体对接触面的压力压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力其大小不一定等于物体的重力以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力可能小于重力还 解析：根据滑动摩擦力，滑动摩擦力与拉力无关、与相对运动的速度大小无关。答案为（C）例2 质量为m的均匀长方形木料放在水平桌面上，木料与水平面间的动摩擦因数为，现用水平力F 拉木料，如图（9）示。当木料的离开桌面时，桌面对它的摩擦力等于多少？解析：木料均匀，其重心在木料的几何中心上，重力的作用线在支承面以内，木料与桌面之间的弹力大小仍为。滑动摩擦力只与正压力和动摩擦因数有关，与接触面积的大小无关，既滑动摩擦力为。如果学生对物体重心的概念不清，理解不深就会误认为，已有探出桌面之外，则对桌面的压力只剩下，故摩擦力大小为。其实重心是重力的作用点，重力是物体每一小部分所受重力的合力。例3 如图10所示，物体 A重40N，物体 B重20N，A与 B、B与地面间的动摩擦因数均为04。当用水平力向右拉动物体 A时，试求：（1）B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向；（2）A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向。解析：（1）物体 B相对物体 A向左滑动，物体 A给物体 B的滑动摩擦力方向向右，大小为物体阻碍它相对滑动的力这种力就叫滑动摩擦力希望同学们在学习的过程中要注意以下知识点的理解和应用一摩擦力产生的条件两个物体相互直接接触两个物体互相挤压接触面粗糙两个物体间有相对运动要产生滑动摩擦力必须同时与竖直面接触通过定滑轮连接在一起匀速下落试分析与竖直面有无滑动摩擦力解析与竖直面接触相对运动且接触面粗糙但无挤压不受滑动摩擦力例如图木板以的对地速度向右滑动物体此时以的对地速度向右滑动与接触且接触面粗糙摩擦力注意定滑动摩擦力有无时一定要把握好运动和相对运动的关系二物体对接触面的压力压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力其大小不一定等于物体的重力以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力可能小于重力还。（2）物体 A相对地面向右滑动，地面给物体 A的滑动摩擦力方向向向左，大小为。物体阻碍它相对滑动的力这种力就叫滑动摩擦力希望同学们在学习的过程中要注意以下知识点的理解和应用一摩擦力产生的条件两个物体相互直接接触两个物体互相挤压接触面粗糙两个物体间有相对运动要产生滑动摩擦力必须同时与竖直面接触通过定滑轮连接在一起匀速下落试分析与竖直面有无滑动摩擦力解析与竖直面接触相对运动且接触面粗糙但无挤压不受滑动摩擦力例如图木板以的对地速度向右滑动物体此时以的对地速度向右滑动与接触且接触面粗糙摩擦力注意定滑动摩擦力有无时一定要把握好运动和相对运动的关系二物体对接触面的压力压力即为作用在支持面上且与作用面垂直的力其大小不一定等于物体的重力以后的学习过程中我们会知道压力可能大于重力可能小于重力还