02-摩擦力与受力分析

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1、§2.2摩擦力受力分析【考点聚焦】1．摩擦力摩擦力的产生条件是相互接触的物体间有弹力存在；接触面粗糙；接触的物体之间存在相对运动或有相对运动趋势．摩擦力方向总是与接触面平行，且与相对运动方向相反或与相对运动趋势方向相反．摩擦力大小：对滑动摩擦力而言，其大小F=μFN．对静摩擦力而言，其大小则与接触面平行方向的其它外力及物体的运动状态有关，但其有个范围即介于最大静摩擦力与零之间．2．受力分析图2.2-1对物体进行受力分析的一般步骤：首先确定研究对象；然后根据力的概念，从物体处所的环境与其他物体的联系，按重力、弹力、摩擦力及其他力等顺

2、序依次分析，最后检查分析结果能否使物体处于题目中所给的运动状态．【好题精析】例1如图2.2-1所示，用细绳拴着一个小球，小球静止在光滑的斜面上．试作出小球所受的弹力示意图．解析：小球只与斜面和细绳接触，根据弹力的产生条件及其方向可作出小球受力图如图2.2-1(解)．图2.2-1(解)点评：弹力是接触力，接触面间的压力、支持力方向总是与接触面垂直指向被压力或起支持作用的物体；而绳的拉力总是沿着绳子，并指向收缩方向．例2下列关于摩擦力的说示中正确的是：（）A．阻碍物体运动的力称为摩擦力B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C．静摩

3、擦力的方向可能与物体运动方向垂直D．接触面上的摩擦力总是与接触面平行解析：摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的，而不是阻碍物体的运动，因此A选项错误．另一方面摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，故B选项错误．当相对运动趋势方向与运动方向垂直时，静摩擦力的方向就与运动方向垂直，故C正确．摩擦力是切向力，故与接触面平行，D正确．综上所述C、D正确．点评：本题要求考生正确理解摩擦力的概念，并能把握相对运动与物体运动的区别．图2.2-2例3长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的

4、一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图2.2-2所示．铁块受到摩擦力f木板倾角变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）：（）ABCD解析：本题应分三种情况进行分析：当0≤＜arctan（为铁块与木板间的动摩擦因数）时，铁块相对木板处于静止状态，铁块受静摩擦力作用其大小与重力沿木板面（斜面）方向分力大小相等，即f=mgsin，=0时，f=0；f随增大按正弦规律增大．当=arctan时处于临界状态，此时摩擦力达到最大静摩擦，由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小．当arctan＜≤9

5、00时，铁块相对木板向下滑动，铁块受到滑动摩擦力的作用，根据摩擦定律可知f=FN=mgcos，f随增大按余弦规律减小．综合上述分析可知C图可能正确地表示了f随变化的图线．ABCF图2.2-3点评：本题由铁块运动状态的不确定性来巧妙地设计了考查静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力三者区别的，这三者在产生条件和大小计算上都有一些区别，分析过程中要求考生能够从物体运动状态来进行科学分析与推理．例4如图2.2-3所示，质量为m、横截面为直角三角形的物块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，则摩擦力大小为_

6、__________．解析：对三角形物块进行受力分析，如图2.2-3(解)所示．由平衡条件可以有：图2.2-3(解)ACFmgNBff=0、N=0解得摩擦力f=mg+Fsin．点评：本题要求考生掌握物体的受力分析与平衡条件及处理平衡问题的数学方法．例5利用一个小木块（一端带挂钩）、一个长木板、一根橡皮条和一把刻度尺，怎样粗略地测出小木块与木板之间的动摩擦因数．解析：橡皮条不能直接测量力的大小，但在其发生弹性形变时，可以粗略地认为其遵循胡克定律，可以根据其形变量来比较力的大小，可以借助借助于比例关系估算出动摩擦因数．其具体方法：用刻

7、度尺测量出橡皮条自由长度l0，将橡皮条把木块竖直悬挂起来，测量木块静止时橡皮条的长度l1，并计算其形变量l1=l10；将木块放在水平放置的木板上，用橡皮条水平拉动木块，使木块在木板上匀速运动，测量出这时橡皮条的长度l2，并计算其形变量l2=l20；计算动摩擦因数=l2/l1．点评：这是一道设计性实验问题，它要求考生能够借助于比例关系求解．图2.2-4F【当堂反馈】1．如图2.2-4所示，用力F将一个木块压在倾斜板上静止不动，则木块的受力情况分析正确的是：（）A．有可能只受两个力的作用B．有可能只受三个力的作用C．必定受四个力的作用

8、D．以上说法都不对图2.2-52．如图2.2-5所示的所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于b、c上，a、b和c仍保持静止状态．以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则：A．f