判断摩擦力有无、方向专题(图)

专题4 探究摩擦力一、学习目标：1.知道摩擦力产生的条件，会判断摩擦力的方向。

2.滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。

3.静摩擦力产生的条件及规律，静摩擦力有无的判断及静摩擦力方向的判断，会用二力平衡的条件判断静摩擦力的大小和方向。

三、课程精讲：演示1：木块从斜面上滑下，在水平面上运动一段距离后静止。

——现象：木块在水平面上运动越来越慢直至静止。

演示2：水平桌面上一个物体，给它施加一个力去拉物体，但没有使物体移动。

分析：上面两个演示中的物体都受摩擦力作用，关于摩擦力的知识在初中已经介绍过，今天，我们将进一步学习有关摩擦力的知识。

回顾初中所讲的摩擦力的概念。

演示：用弹簧秤拉着木块在桌面上缓慢运动，保证弹簧秤的示数不变。

就可以维持木块匀速前进，这时物块和桌面间的滑动摩擦力是多大？方向如何？再在木块上加一铁块，同样维持物块匀速前进，这时滑动摩擦力变了吗？说明什么？（一）滑动摩擦力（1）定义：两个互相接触挤压且发生相对运动的物体，在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的力，这个力叫做滑动摩擦力。

（2）产生条件：①两物体接触；②两接触的物体必须相互挤压，发生形变、有弹力；③两物体间要发生相对滑动；④两接触面不光滑。

（3）大小：实验研究如图所示，用弹簧测力计沿水平方向拉动放在水平桌面上的木块，使木块缓缓滑动（接近匀速），可以从弹簧测力计上读出拉力拉F 的大小。

在上述情景当中，讨论：滑动摩擦力f F 与弹力N F 有何关系呢？方法：在木块上放砝码，用力拉动木块，使木块匀速运动，从弹簧测力计上读出拉力的大小，从而知道滑动摩擦力f F 的大小，记下f F 及N F 的大小并填入表格中，改变砝码的重力，重做几次，得到几组f F 、N F 的数据。

结论：两个物体间滑动摩擦力的大小f F 与正压力N F 成正比，即N f F F μ=。

例1：如图，在水平桌面上放一个重为N 20G A =的木块，木块与桌面的动摩擦因数4.0A =μ，使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F 为多少？如果再在木块A 上加一块重为N 10G B =的木块B ，B 与A 之间的动摩擦因数2.0B =μ，那么当A ，B 两木块一起沿桌面匀速运动时，对A 的水平拉力应为多少？此时B 所受的摩擦力多大？变式1：一根质量为m ，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数为μ.现用水平力F 推木料，当木料经过如图所示的位置时，桌面对它的摩擦力是多少？（4）方向：与物体相对运动方向相反。

摩擦力专题摩擦力的有无及方向的判断1．如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起斜向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止．若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，则下列说法正确的是()A．匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用B．匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上2．水平桌面上平放着一副共54张且每一张质量都相等的扑克牌．牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数都相等．用手指以竖直向下的力按压第一张牌，并以一定的速度水平移动手指．将第一张牌从牌摞中水平移出(牌与手指之间无滑动)．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则()A．第1张牌受到手指的摩擦力的方向与手指的运动方向相反B．从第2张牌到第M张牌之间的牌不可能发生相对滑动C．从第2张牌到第M张牌之间的牌可能发生相对滑动D．第54张牌受到桌面的摩擦力的方向与手指的运动方向相反3.如图所示，物体P、Q用轻绳连接后跨过定滑轮，物体P静止在倾角为37°的斜放木板上，物体Q悬挂在定滑轮的另一侧．已知P、Q的质量m P、m Q大小的关系为m Q＝34m P.今将斜放木板的倾角从37°增大到45°，物体P仍保持静止而没有滑动，若不计滑轮处的摩擦，则下列说法中正确的是()A．绳子的张力大小不变B．物体P受到的静摩擦力将变小C．物体P对斜板的压力将变小D．绳子张力和物体P受到的摩擦力大小均不变4.．如图所示，水平地面粗糙，A、B两同学站在地上水平推墙．甲图中A向前推B，B向前推墙；乙图中A、B同时向前推墙．每人用力的大小都为F，方向水平．则下列说法中正确的是()A ．甲图方式中墙受到的推力为2FB ．乙图方式中墙受到的推力为2FC ．甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为FD ．乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F5．如图甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v 0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力为F f1；如图乙所示，若对该物块施加一平行于斜面向下的推力F 1使其加速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为F f2；如图丙所示，若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F 2使其减速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为F f3；如图丁所示，若对该物块施加一与斜面成30° 斜向下的推力F 3使其沿斜面下滑，则地面对斜劈的摩擦力为F f4.下列关于F f1、F f2、F f3和F f4大小及其关系式中正确的是( )A ．F f1＞0B ．F f2＜F f3C ．F f2＜F f4D ．F f3＝F f46.如图所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个水平向右的恒力F ，使圆环由静止开始运动，同时对环施加一个竖直向上、大小随速度变化的作用力F 1＝k v ，其中k 为常数，则圆环运动过程中( )A ．最大加速度为F mB ．最大加速度为F ＋μmg mC ．最大速度为F ＋μmg μkD ．最大速度为mg k摩擦力的突变7.如图所示，把一重为G 的物体，用一水平方向的推力F ＝kt (k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是下图中的( )8.传送带以恒定的速率v ＝10 m/s 运动，已知它与水平面成α＝37°，如图所示，PQ ＝16 m ，将一个小物体无初速度地放在P 点，小物体与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.5，问当传送带逆时针转动时，小物体运动到Q 点的时间为多少？静摩擦力的分析与计算9.如图所示，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直)，此时A 恰好不滑动，B 刚好不下滑．已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1，A 与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A 与B 的质量的比值为( )A.1μ1μ2B ．1－μ1μ2μ1μ2 C.1＋μ1μ2μ1μ2 D ．2＋μ1μ2μ1μ2 滑动摩擦力的分析与计算10.如图所示，斜面为长方形的斜面体倾角为37°，其长为0.8 m ，宽为0.6 m ．一重为20 N 的木块原先在斜面体上部，当对它施加平行于AB 边的恒力F 时，刚好使木块沿对角线AC 匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数μ和恒力F 的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)11.如图所示，有一半径为r ＝0.2 m 的圆柱体绕竖直轴OO ′以ω＝9rad/s 的角速度匀速转动．今用力F 将质量为1 kg 的物体A 压在圆柱侧面，使其以v 0＝2.4 m/s 的速度匀速下降．若物体A 与圆柱面的动摩擦因数μ＝0.25，求力F 的大小．(已知物体A 在水平方向受光滑挡板的作用，不能随圆柱体一起转动，重力加速度g 取10 m/s 2)12.如图所示，水平传送带以速度v 1＝2 m/s 匀速向左运动，小物块P 、Q 由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，m P ＝2 kg 、m Q ＝1 kg ，已知某时刻P 在传送带右端具有向左的速度v 2＝4 m/s ，小物块P 与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，P 与定滑轮间的轻绳始终保持水平．不计定滑轮质量和摩擦，小物块P 与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，传送带、轻绳足够长，取g ＝10 m/s 2，求：(1)小物块P 在传送带上向左运动的最大距离x ；(2)小物块P 离开传送带时的速度大小v .变化的滑动摩擦力做功问题13．如图，在竖直平面内，滑道ABC 关于B 点对称，且A 、B 、C 三点在同一水平线上．若小滑块第一次由A 滑到C ，所用的时间为t 1，第二次由C 滑到A ，所用的时间为t 2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( )A ．t 1<t 2B ．t 1＝t 2C ．t 1>t 2D ．无法比较t 1、t 2的大小14.如图，一半径为R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平．一质量为m 的质点自P 点上方高度R 处由静止开始下落，恰好从P 点进入轨道．质点滑到轨道最低点N 时，对轨道的压力为4mg ，g 为重力加速度的大小．用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所做的功．则( )A ．W ＝12mgR ，质点恰好可以到达Q 点B ．W >12mgR ，质点不能到达Q 点 C ．W ＝12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离 D ．W <12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离 15.如图，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC ＝h .圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，恰好能回到A .弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g .则圆环( )A ．下滑过程中，加速度一直减小B ．下滑过程中，克服摩擦力做的功为14m v 2 C ．在C 处，弹簧的弹性势能为14m v 2－mgh D ．上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度。