在力學(xué)范疇內(nèi)，物體所受的力可分為三大類：重力、彈力（包括推、拉、擠、壓、支持力等）、摩擦力。分析物體受力時(shí)可按以下步驟進(jìn)行：（1）一個(gè)物體受一個(gè)重力，作用于重心，方向豎直向下；（2）研究對(duì)象與幾個(gè)物體接觸并與之有拉、擠、壓時(shí)就受幾個(gè)彈力，方向垂直于接觸表面（或沿著拉線方向）；（3）研究對(duì)象與幾個(gè)物體接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)），就受幾個(gè)摩擦力，方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）方向相反。 注意：（1）當(dāng)物體質(zhì)量非常?。ɑ蝾}中有“輕小物體”）字樣時(shí)可視為重力忽略不計(jì)；（2）若接觸面 “光滑”可認(rèn)為無(wú)摩擦。 在初中物理范疇內(nèi)，當(dāng)物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體必受平衡力作用，在豎直方向上二力平衡，在水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)前后方向的力必相等。 例題1 如圖13.3－2所示，水平面上疊放著A、B兩物體,在水平方向力F1和F2的作用下以共同的速度一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，已知F1＝5N，F2＝3N，那么物體B上下表面所受摩擦力的大小分別為（ ）
A．5N 2N B．3N 0N C．0N 2N D．5N 8N
【解析】以A為研究對(duì)象，A在水平向右的力F1的作用下，勻速向右運(yùn)動(dòng)，由力的平衡條件可知，它受到B上表面對(duì)它水平向左的摩擦力f1的作用，其大小為5N，因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，故B的上表面受到的摩擦力為5N，方向向右。再把A、B看成是一個(gè)整體，它在水平方向上受三個(gè)力的作用，即水平向右的力F1，水平向左的力F2和桌面對(duì)整體向左的摩擦力f1，這三個(gè)力相互平衡，則有：f2＝F1－F2＝2N。該題答案為A。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于求解力的大小問(wèn)題，通常采用的方法是先進(jìn)行物體的受力分析，再利用力的合成知識(shí)和二力的平衡條件進(jìn)行解答?！ ?/p>
例2 下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法正確的是（ ）
A．相互接觸的物體之間已發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就一定會(huì)產(chǎn)生摩擦力
B．摩擦力總是阻礙物體運(yùn)動(dòng)
C．摩擦力方向總是和物體運(yùn)動(dòng)方向相反
D．摩擦力一定是阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力
【解析】 相互接觸的物體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但如果不互相擠壓或者接觸面是光滑的，物體之間就不會(huì)產(chǎn)生摩擦力。A的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。摩擦力不一定是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，它也可能是動(dòng)力。如果是動(dòng)力時(shí)，它的方向就和物體運(yùn)動(dòng)方向相同。例如人走路時(shí)，人腳向后蹬地，腳相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，腳受到地面向前的摩擦力，人就前進(jìn)。所以B、C的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。根據(jù)摩擦力的定義，兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力。所以D的說(shuō)法是正確的。該題答案為D。
【剖析】 正確理解摩擦力的概念，弄清摩擦力的三要素是解決本題的關(guān)鍵。
【拓展】關(guān)于摩擦力，下列說(shuō)法正確的是（?。?/p>
A．摩擦力無(wú)益，總是有害的
B．摩擦力的方向有時(shí)與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同
C．兩個(gè)物體互相接觸時(shí)，它們之間才可能有摩擦力
D．車輪與地面之間的摩擦是有害的，輪胎和地面都是越光滑越好
（答案選B、C）
例3 下列做法中，為了減小摩擦的是（ ）
A．鞋底和輪胎制成有凹凸不平的花紋）
B．自行車剎車時(shí)，剎車皮緊壓在鋼圈上
C．在機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分安裝滾動(dòng)軸承并加潤(rùn)滑油
D．為了防止傳動(dòng)皮帶打滑，需要把到帶張緊些
【解析】A、B、D項(xiàng)中都是為了增大有益摩擦，題中A項(xiàng)是采用使接觸面粗糙來(lái)增大有益摩擦；B、D項(xiàng)都是采用增大壓力的方法來(lái)增大有益摩擦的。只有C項(xiàng)中給機(jī)器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分安裝滾動(dòng)軸承并加潤(rùn)滑油是為了減小有害摩擦。該題答案為C。
【剖析】 正確理解影響摩擦力大小的因素是解決增大減小摩擦力的基本方法。
【拓展】將一張凳子放在地面上推動(dòng)，如圖13.3－3所示，兩種推法，凳子所受摩擦力的大小為（?。?/p>
A．兩種推法摩擦力一樣大 B．甲推法摩擦力小 C．乙推法摩擦力小 D．無(wú)法比較
（答案：選A）
例4 滑動(dòng)摩擦力在研究相關(guān)物體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)起著重要的作用．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究已經(jīng)知道滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān)，也與接觸面之間的壓力有關(guān)．有些同學(xué)猜想滑動(dòng)摩擦力可能還與接觸面的大小有關(guān)．請(qǐng)你從以下器材中選出某部分器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)此猜想進(jìn)行檢驗(yàn)．
器材：a．斜面b．帶鉤的正方體木塊c．帶鉤的長(zhǎng)方體木塊d．表面平整的長(zhǎng)木板e．幾條毛巾f．直尺g．彈簧測(cè)力計(jì)h．硬紙板
（l）你所需要的實(shí)驗(yàn)器材（用器材前面的字母表示）
（2）簡(jiǎn)述主要的實(shí)驗(yàn)步驟．
【解析】 我們已經(jīng)知道滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和物體間的壓力有關(guān)，要研究滑動(dòng)摩擦力是否與接觸面的大小有關(guān)，必須采用控制變量法，即實(shí)驗(yàn)時(shí)，要保證物體間接觸面的粗糙程度和壓力不變，改變物體間的接觸面積，讓物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)求出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)物體受到的摩擦力，比較摩擦力的大小從而得出結(jié)論因此，所需器材為長(zhǎng)方體木塊、長(zhǎng)木板、彈簧測(cè)力計(jì)．
答案：（1）c、d、g?。?）實(shí)驗(yàn)步驟：①將長(zhǎng)方體木塊平放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著它勻速前進(jìn)，觀察并記錄此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；②將長(zhǎng)方體木塊側(cè)放在長(zhǎng)木板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著它勻速前進(jìn)，觀察并記錄這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；③比較兩次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即可初步檢驗(yàn)上述猜想；④重復(fù)幾次上述3個(gè)步驟．
【點(diǎn)評(píng)】此題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，主要考查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究的能力．在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需特別注意一定要用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹挥羞@樣摩擦力與拉力才是一對(duì)平衡力，摩擦力的大小與拉力的大小才相等，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)才能表示出摩擦力的大?。?/p>
【拓展】在奧運(yùn)會(huì)上，“體操王子”——李寧在上單杠之前，總是要在手上抹些鎂粉，而在杠上做回環(huán)動(dòng)作時(shí)，手握杠又不能太緊。他這樣做的目的（?。?/p>
A．前者是增大摩擦，后者是減小摩擦 B．前者是減小摩擦，后者是增大摩擦
C．兩者都是增大摩擦 D．兩者都是減小摩擦
（答案：A）
例5 小明在學(xué)習(xí)摩擦力一節(jié)時(shí)，為了探究滑動(dòng)摩擦力跟壓力的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖13.3－4（甲）實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)器材有：木塊、長(zhǎng)木板、砂和砂桶、測(cè)力計(jì)，20g砝碼若干個(gè)、細(xì)線等。
（1）實(shí)驗(yàn)方法：將木塊用測(cè)力計(jì)水平拉住，測(cè)力計(jì)另一端固定在桌上的一側(cè)，細(xì)線一端和砂桶連接，另一端跨過(guò)定滑輪和長(zhǎng)木板相連，實(shí)驗(yàn)時(shí)在砂桶中加砂，使長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)等于和長(zhǎng)木塊之間的摩擦力大?。徽?qǐng)問(wèn)木板的運(yùn)動(dòng)是否一定要做勻速直線運(yùn)動(dòng)_____（填“一定”或“不一定”）
（2）在木塊上加上砝碼就可以改變木塊對(duì)長(zhǎng)木板的壓力，改變砂桶中砂的質(zhì)量，使長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，小明做了四次實(shí)驗(yàn)，得到下表四組數(shù)據(jù)，其中第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)力計(jì)如圖13.3－4（乙）所示，請(qǐng)你幫小明讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，并填入表內(nèi)相應(yīng)的位置。
（3）對(duì)上表格中壓力大小和測(cè)力計(jì)讀數(shù)分析，你能得出結(jié)論是___________
【解析】 當(dāng)木塊達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，測(cè)力計(jì)給木塊的拉力（即測(cè)力計(jì)示數(shù)）與木板給木塊的摩擦力是一對(duì)平衡力，而當(dāng)木塊受到的正壓力大小為一定時(shí)，不管木板作什么樣的運(yùn)動(dòng)，摩擦力的大小一定，故木板不一定作勻速直線運(yùn)動(dòng)。從表中所給的信息可以發(fā)現(xiàn)，滑動(dòng)摩擦力與正壓力成正比，即，由此可得，當(dāng)正壓力N3＝4.70N時(shí)，摩擦力。答案：（1）不一定（2）1.90或1.9（3）正壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大或滑動(dòng)摩擦力與正壓力成正比
【剖析】 會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理是初中物理必須達(dá)到的水平。通常需要運(yùn)用數(shù)學(xué)中學(xué)到的歸納法和解析法進(jìn)行解決。
拓展 如圖13.3－5所示，有兩本完全相同的書(shū)A、B，書(shū)重均為5N，若將兩本書(shū)等分成若干份后，交叉地疊放在一起置于光滑桌面上，并將書(shū)A固定不動(dòng)，用水平向右的力F把書(shū)B抽出，現(xiàn)測(cè)得一組數(shù)據(jù)如下：
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，試求：
①若將書(shū)分成32份，力F應(yīng)為多大？
②該書(shū)的頁(yè)數(shù)；
③如果我們把紙與紙接觸面間的滑動(dòng)摩擦力f和壓力N的比值叫做動(dòng)摩擦因數(shù)u，即u＝f/N，且兩本書(shū)任意兩張紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)u相等，則u為多少？
（答案：①94.5 ②64?、?em>u＝0.3）
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