一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體滑動的時候,要受到另一個物體阻礙它相對滑動的力,這種力就叫滑動摩擦力。希望同學們在學習的過程中要注意以下知識點的理解和應用。
一、摩擦力產(chǎn)生的條件
1.兩個物體相互直接接觸;2.兩個物體互相擠壓;3.接觸面粗糙;4.兩個物體間有相對運動。要產(chǎn)生滑動摩擦力必須同時具備這四個條件,缺少任何一個條件,都不能產(chǎn)生滑動摩擦力。
例1 如圖1,A、B兩物體所接觸的平面的動摩擦因數(shù)為μ,B在水平面上,A與豎直面接觸,A、B通過定滑輪連接在一起,A勻速下落,試分析A與豎直面有無滑動摩擦力。
解析:A與豎直面接觸、相對運動且接觸面粗糙,但無擠壓,A不受滑動摩擦力。
例2 如圖2,木板B以
解析:滿足兩個物體相互直接接觸、互相擠壓、接觸面粗糙,但
注意:確定滑動摩擦力有無時一定要把握好運動和相對運動的關系。
二、物體對接觸面的壓力
壓力即為作用在支持面上且與作用面垂直的力。其大小不一定等于物體的重力,以后的學習過程中我們會知道壓力可能大于重力,可能小于重力,還可能等于重力,也可能與重力無關。但是不論支持面是什么樣的,也不論物體受力情況如何復雜,物體對支持面的正壓力和支持面對物體的支持力,總是一對作用力和反作用力,所以許多情況下都是通過求物體所受支持力來求得正壓力的。
注意:通過如圖3所示的物體靜止情況下的壓力大小,就說明壓力與重力無關。
三、滑動摩擦力的方向判斷
滑動摩擦力與相對運動方向相反,所謂“相對運動”是指相對接觸的物體,而不是相對于別的物體(比如水平地面)。
例1 如圖4所示,質量為2㎏的物體,在
解析:錯誤的思路是物體所受外力方向既為此題物體的相對運動方向,相對運動方向向左,滑動摩擦力向右。
正確的思路是物體的相對運動方向與外力F無關,此題中相對運動方向為物體對地的速度方向。所以,滑動摩擦力向左,與力F同向。
例2 如圖5,A、B兩物體所接觸的平面的動摩擦因數(shù)為μ,物體A處于水平放置的長木板B上,現(xiàn)讓A、B都向右運動,且
解析:由于
注意:“相對運動”是指相對接觸的物體的運動。
四、動摩擦因數(shù)μ
動摩擦因數(shù),是由相互接觸的兩個物體的材料及粗糙程度決定的。與接觸面積無關,通常情況下不做特殊說明時動摩擦因數(shù)μ<1。
例1 動摩擦因數(shù)的大?。ā 。?/span>
A、跟滑動摩擦力的大小成正比
B、跟正壓力的大小成正比
C、跟相對運動的速度大小有關
D、跟相互接觸的兩物體的材料和接觸面粗糙情況有關
解析:動摩擦因數(shù)與壓力無關、與接觸面積大小無關、與滑動摩擦力的大小無關、與相對運動的速度大小無關,所以答案為(D)
例2 一木塊沿傾角為θ的固定斜面勻速下滑;那么此時木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)?多大?(此題涉及第一章力的合成和分解知識,學習力的力的合成和分解后就能理解)
解析:設木塊的質量為m,重力的兩個分力
例3 如圖所示,在水平地面上疊放著A、B兩個長方形物塊,F是作用在物塊B上沿水平方向的力,物塊A和B以相同的速度一起作勻速直線運動。由此可知,A、B間動摩擦因數(shù)μ1和B與地面間的動摩擦因數(shù)μ2有可能是( ?。?/span>
A、μ1=0,μ2=0;
B、μ1=0,μ2≠0;
C、μ1≠0,μ2=0;
D、μ1≠0,μ2≠0。
解析:物塊A和B以相同的速度一起作勻速直線運動,隔離物塊A,據(jù)二力平衡可知A在水平方向若受滑動摩擦力與勻速直線運動的條件矛盾,所以A不受滑動摩擦力,A和B的接觸面可以光滑也可以粗糙,既動摩擦因數(shù)有兩種可能μ1=0或μ1≠0;根據(jù)上面的分析知A和B間無摩擦力,隔離物塊B據(jù)二力平衡可知B與地面間一定有摩擦力,既μ2≠0。答案為(B、D)
例4 如圖8示,以水平力F壓物體A,這時A沿豎直墻壁勻速下滑,若物體A與墻面間的動摩擦因數(shù)為μ,A物體的質量為m,那么A物體與墻面間的滑動摩擦力大小與重力大小的關系是()
A.F<mg B.F>mg C.F=mg D.無法確定
解析:A沿豎直墻壁勻速下滑,據(jù)二力平衡可知,mg=μF,既F=mg/μ,通常情況下不做特殊說明時動摩擦因數(shù)μ<1,說明F>mg,答案為(B)
五、應用
例1 水平地面上的物體,在水平拉力F作用下向前運動,當拉力F增大時,速度也隨之增大,物體所受的滑動摩擦力將( ?。?/span>
A、增大 B、減小 C、不變 D、不能確定
解析:根據(jù)滑動摩擦力
例2 質量為m的均勻長方形木料放在水平桌面上,木料與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)用水平力F拉木料,如圖(9)示。當木料的
解析:木料均勻,其重心在木料的幾何中心上,重力的作用線在支承面以內(nèi),木料與桌面之間的彈力大小仍為
如果學生對物體重心的概念不清,理解不深就會誤認為,已有
例3 如圖10所示,物體A重40N,物體B重20N,A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.4。當用水平力向右拉動物體A時,試求:
?。?)B物體所受的滑動摩擦力的大小和方向;
(2)A物體所受的地面滑動摩擦力的大小和方向。
解析:(1)物體B相對物體A向左滑動,物體A給物體B的滑動摩擦力方向向右,大小為
(2)物體A相對地面向右滑動,地面給物體A的滑動摩擦力方向向向左,大小為