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高中物理的两种摩擦力比较

发布者: L先生 | 发布时间: 2020-9-22 11:00| 查看数: 46| 评论数: 0|帖子模式

一、滑动摩擦力
1、滑动摩擦力产生的条件:
(1)两物体之间存在压力(挤压);
(2)两物体间的接触面粗糙;
(3)两物体间发生了相对滑动。这三个条件必须同时满足,缺一不可。
2、滑动摩擦力的大小:
两个物体间的滑动摩擦力的大小f跟这两个物体表面间的压力N的大小成正比,即 640?wx_fmt=jpeg.jpg 。其中f表示滑动摩擦力的大小,N表示压力的大小,μ是动摩擦因数。
注意:N的值不一定等于物体的重力,也不一定与重力有关,而应通过对物体的受力分析求得。μ为动摩擦因数,它的数值由接触面的材料和表面的粗糙程度决定,通常情况下 640?wx_fmt=jpeg.jpg
3、滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,且与相对运动的方向相反。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,而不是与物体的运动方向相反,这里的“相对运动方向”是指受力物体相对于施力物体的运动方向。如图所示,小车上的木块由A点向B点滑动,木块受到的滑动摩擦力方向向右。当小车向左运动时,木块相对地向左运动;当小车向右运动时,木块相对地可能向左运动,也可能向右运动。
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二、静摩擦力
1、静摩擦力产生的条件:
(1)两物之间存在压力(挤压);
(2)两物体间的接触面粗糙;
(3)两物体间有相对运动趋势。
2、静摩擦力的大小:
静摩擦力的大小随使物体产生相对运动趋势的外力F的增大而增大,但不能超过最大静摩擦力 640?wx_fmt=jpeg.jpg 。“相对运动趋势方向”指的是如果没有摩擦,物体将要运动的方向。如图所示,物体静止在斜面上,其相对运动趋势方向沿斜面向下,因为没有摩擦,物体将沿斜面下滑,所以,物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上。
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三、明确摩擦力的几个疑难问题
1、摩擦力不是阻碍物体的运动,而是阻碍物体间的相对运动。它可以是阻力,也可以是动力。
2、静止的物体可以受到滑动摩擦力。如磨刀的时候,静止的磨刀石可以受到刀对它的滑动摩擦力。运动的物体可以受到静摩擦力,如随传送带一起向上传送的物体,它相对地面在运动,受到的却是静摩擦力,因为它相对传送带静止。
3、摩擦力的方向可以与物体的运动方向相反,也可以与物体的运动方向相同,还可以与物体的运动方向不在同一直线上。如放在水平转盘上做匀速圆周运动的物体,受到的静摩擦力指向圆心,与物体的运动方向垂直。
4、两种摩擦力都可以是阻力,也可以是动力。

例1、下列关于物体所受静摩擦力作用的叙述,正确的是( )
A. 静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
B. 静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同
C. 静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直
D. 静止物体所受的静摩擦力一定为零
解析:静摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同,也可以相反,还可能与运动方向不在一条直线上,故AB项错误;静摩擦力的方向一般由相对运动趋势的方向判断,但在相对运动趋势难以确定时,就应根据物体的运动情况间接判断。比如,处于水平转盘上的物体随转盘一起匀速转动时,物体受到的重力和支持力平衡,那么提供向心力的力就必然是静摩擦力,此时静摩擦力的方向与物体的运动方向垂直,所以C项正确。D项显然错误。
故选C项。

例2、下列有关滑动摩擦力的说法正确的是( )
A. 物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比
B. 滑动摩擦力总是与物体的运动方向相反
C. 滑动摩擦力总是阻力
D. 滑动摩擦力随正压力的增大而增大
解析:滑动摩擦力跟正压力成正比,它揭示了有压力的地方才有摩擦力可言,又揭示了滑动摩擦力与接触面的物理性质有关,滑动摩擦力与正压力的比值,可以描述接触面的这一物理性质,将 640?wx_fmt=jpeg.jpg 定义为动摩擦因数,即 640?wx_fmt=jpeg.jpg 640?wx_fmt=jpeg.jpg 只与接触面的粗糙程度和接触面的材料有关,与接触面积和接触面上的受力情况无关。因此D项正确,A项错误;滑动摩擦力阻碍的是相互接触的两物体间的相对运动,因此其方向与相对运动方向相反,而不是与物体的运动方向相反,故B项错误;既然滑动摩擦力阻碍的是两接触物体间的相对运动,因此不一定阻碍物体的运动,因此不一定是阻力,故C项错误。
故选D项。

例3、运动员用手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速滑下,他所受的摩擦力分别为 640?wx_fmt=jpeg.jpg 640?wx_fmt=jpeg.jpg ,下列对于 640?wx_fmt=jpeg.jpg 640?wx_fmt=jpeg.jpg 的说法正确的是( )
A. 640?wx_fmt=jpeg.jpg 向下, 640?wx_fmt=jpeg.jpg 向上 B. 640?wx_fmt=jpeg.jpg 向上, 640?wx_fmt=jpeg.jpg 向下
C. 640?wx_fmt=jpeg.jpg 640?wx_fmt=jpeg.jpg 均向上 D. 640?wx_fmt=jpeg.jpg 640?wx_fmt=jpeg.jpg 均向下
解析:同学们易错选A项。但通过仔细分析发现 640?wx_fmt=jpeg.jpg 属于静摩擦力,其方向应与运动员的手相对于竹杆的运动趋势的方向相反,运动员匀速攀上时,其手相对于竹杆有向下运动的趋势,所以 640?wx_fmt=jpeg.jpg 的方向应向上;当运动员用手握住竖直的竹杆匀速滑下时, 640?wx_fmt=jpeg.jpg 属于滑动摩擦力,方向向上。
故选C项。

例4、如图所示,当物体A与传送带一起以2m/s的速度做匀速直线运动时,物体与传送带之间( )
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A. 无摩擦力
B. 有滑动摩擦力,方向沿传送带向上
C. 有滑动摩擦力,方向沿传送带向下
D. 有静摩擦力,方向沿传送带向上
解析:因为物体A与传送带一起做匀速直线运动,所以两者相对静止。假设物体A与传送带之间光滑,则物体有沿传送带向下运动的趋势,所以可知物体与传送带之间有静摩擦力,且方向沿传送带向上。
故选D项。

例5、把一个重为G的物体用一个与时间成正比的水平推力F( 640?wx_fmt=jpeg.jpg 为恒量)压在竖直且足够高的平整墙壁上,如图所示。从 640?wx_fmt=jpeg.jpg 开始,物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系图像是( )
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640?wx_fmt=jpeg.jpg
解析:物体对墙壁的正压力在数值上等于水平推力F,即 640?wx_fmt=jpeg.jpg 。开始阶段,因为 640?wx_fmt=jpeg.jpg ,物体加速下滑,所以滑动摩擦力 640?wx_fmt=jpeg.jpg ,这表明f随时间t成正比增加,同时物体向下的合力减小,加速度减小,然而速度却逐渐增大;当 640?wx_fmt=jpeg.jpg 时物体所受的合力、加速度为零,速度达到最大值;由于惯性,此后物体将继续向下运动,f也继续随时间t成正比增加,有 640?wx_fmt=jpeg.jpg ,物体的合力、加速度方向向上,且大小逐渐增大,物体做减速运动;当速度减小为零时,物体由运动状态转变为处于静止状态,所以物体受到的滑动摩擦力也“突变”为静摩擦力,根据平衡条件可得此时刻以后的静摩擦力大小为 640?wx_fmt=jpeg.jpg
所以能描述整个过程中的摩擦力随时间变化关系的图像应是C项。 d383a85cab84f61f5d06c85210b1832.jpg

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