平衡状态下的摩擦力专题

1、 学习内容学习内容掌握静摩擦力与动摩擦力的特点掌握静摩擦力与动摩擦力的特点掌握求解关于摩擦力问题的基本思掌握求解关于摩擦力问题的基本思路及技能技巧路及技能技巧学习要求学习要求会应用摩擦力的性质求解相关问题会应用摩擦力的性质求解相关问题基本方法基本方法 1：求解内力：求解内力 隔离法隔离法 2：求解外力：求解外力 整体法整体法Nf0ffm基本知识点基本知识点 1 1 静摩擦力大小静摩擦力大小 只能用只能用F Fx x = 0 = 0求解求解, ,与与F FN N无关无关 静摩擦力方向静摩擦力方向 与相对运动趋势方向相反与相对运动趋势方向相反 2 2 动摩擦力大小动摩擦力大小 可用可用F Fx x

2、 = 0 = 0 或或f =f = F FN N求解求解 动摩擦力方向动摩擦力方向 与相对运动方向相反与相对运动方向相反规律：规律：（1 1）静止的物体与运动的物体都可能存在静摩擦力静止的物体与运动的物体都可能存在静摩擦力 （2 2）静摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反）静摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反规律：规律：（1 1）静止的物体与运动的物体都可能存在动摩擦力静止的物体与运动的物体都可能存在动摩擦力 （2 2）动摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反）动摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反 技能与技巧技能与技巧 1 对静摩擦力对静摩擦力 确定研究对象确定研究对

3、象f fBABA = 0 = 0f fCBCB = F = F例例1 1如图所示，重量是如图所示，重量是G G的的A A、B B、C C三个物体叠放在一起，现用三个物体叠放在一起，现用力力F F水平向右拉水平向右拉B B，若三个物体仍保持静止状态，则可知：，若三个物体仍保持静止状态，则可知：f fABAB=_=_；f fBCBC=_=_；f fC C地地=_=_。f fC C地地 = F= F 如图所示，如图所示，A A、B B、C C三个三个物体，叠放在水平地面上，物体，叠放在水平地面上，B B和和C C各受各受5N5N的水平拉力的水平拉力F F1 1和和F F2 2这三个物体都保持静止，可

4、以断这三个物体都保持静止，可以断定摩擦力定摩擦力f fABAB=_N=_N，f fBCBC=_N=_N，f fCDCD=_N=_N对对A A物体则物体则f fABAB = 0 = 0对对ABAB整体则整体则f fBCBC = F = F1 1 = 5N = 5N对对ABCABC整体则整体则f fCDCD = F = F1 1FF2 2 = 0= 0ADBC主动轮主动轮从动轮从动轮v vA D结合“假设法”根据力产生的条件分析静摩擦力的方向。m F A B C D 结合平衡条件根据力产生的效果分析静摩擦力的大小和方向 如图如图4所示，把重为所示，把重为20N的物体放在倾角的物体放在倾角的粗糙斜面

5、上，并静止，物体右端与固的粗糙斜面上，并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为斜面间的最大静摩擦力为12N，则弹簧，则弹簧的弹力：（弹簧与斜面平行）的弹力：（弹簧与斜面平行）A可以为可以为22N，方向沿斜面向上；，方向沿斜面向上；B可以为可以为2N，方向沿斜面向上；，方向沿斜面向上；C可以为可以为2N，方向沿斜面向下；，方向沿斜面向下；D弹力可能为零。弹力可能为零。2 对动摩擦力：对动摩擦力：f f动动 = = F FN N 所以此问题关键：所以此问题关键： 如何求解正压力问题基本思路如何求解正压力问题基本思路FN1=mgf

6、 f动动= =mgmgf f静静=0=0F FF Fy yF FFN2=mgf f动动= =mgmgf f静静=F=FFN3=mg-Fy =mg-Fsinf f动动= =（ mg-Fsin mg-Fsin）f f静静= Fcos= FcosFN3=mg+Fy =mg+Fsinf f动动= = （ mg-Fsin mg-Fsin）f f静静= Fcos= FcosF F物体对水平面上的正压力及其所受到的摩擦力物体对水平面上的正压力及其所受到的摩擦力 ( (物体处于相对静止、匀速或变速直线运动状态时物体处于相对静止、匀速或变速直线运动状态时) ) 物体对墙面上的正压力及其所受到的摩擦力物体对墙面上

7、的正压力及其所受到的摩擦力FN1 = F f f动动= =F FF FF FFN2 = Fsin f f动动= =FsinFsinFN3 = Fsin- mg f f动动= =（Fsin-mgFsin-mg）F Ff f静静 = mg= mgf f静静 = |mg - Fcos = |mg - Fcos| |f f静静 = Fcos = Fcos物体对斜面上的正压力及其所受到的摩擦力物体对斜面上的正压力及其所受到的摩擦力FN1 = mgcosm mF FFN2 = mgcosm mF FF Fm mFN4 = mgcos FsinFN3 = mgcos Ff f动动= =mgcosmgcosf

8、 f静静= mgsin= mgsinf f动动= =mgcosmgcosf f静静= |F-mgsin|= |F-mgsin|f f动动= =（mgcosmgcosF F）f f静静= mgsin= mgsinf f动动= =（mgcosmgcosF Fsin）f f静静= |mgsin= |mgsin-Fcos-Fcos| | 有关静摩擦力的求解：有关静摩擦力的求解：例例1 1 如图如图, , 当左、右两边对木板所加压力均为当左、右两边对木板所加压力均为F F时时, , 木块木块夹在板中间静止不动夹在板中间静止不动 若使两边用力都增加到若使两边用力都增加到2F, 2F, 那么木那么木板所受的

9、摩擦力将：板所受的摩擦力将： A.A.是原来的是原来的2 2倍倍 B.B.是原来的是原来的4 4倍倍 C.C.和原来相等和原来相等 D.D.无法确定无法确定F FF FG Gf ff f解:根据竖直方向受力分析 F Fy y = 0 2f = G = 0 2f = G f = G/2 f = G/2 与水平力F无关,故选C例例2 2 如图所示的皮带轮装置，已知物体如图所示的皮带轮装置，已知物体A A的质量为的质量为m m，放在与水平方向夹角为，放在与水平方向夹角为的的皮带装置上，随皮带一起向上做匀速运动，在皮带上不打滑，物体皮带装置上，随皮带一起向上做匀速运动，在皮带上不打滑，物体A A与皮带

10、间的与皮带间的动摩擦因数为动摩擦因数为，则：，则：A A物体物体A A受到四个力，分别为：重力、支持力、摩擦力与沿斜面向上的力受到四个力，分别为：重力、支持力、摩擦力与沿斜面向上的力F FB B物体物体A A受到三个力：重力受到三个力：重力G G支持力支持力N N及摩擦力及摩擦力f f，且，且f=mgf=mg，方向是沿斜面向的，方向是沿斜面向的C C物体物体A A受到三个力，其中摩擦力受到三个力，其中摩擦力f=mgcosf=mgcos，方向沿斜面向上，方向沿斜面向上D D物体物体A A受到三个力，其中摩擦力受到三个力，其中摩擦力f=mgsinf=mgsin，方向沿斜面向上，方向沿斜面向上Amg

11、FNf故选DABCF F例例3.如图所示，质量为如图所示，质量为m m的、横截面积为三角形的物块的、横截面积为三角形的物块ABCABC，顶角，顶角等于等于，ABAB边靠在竖直墙上，边靠在竖直墙上，F F是垂直于斜面是垂直于斜面BCBC的推力，现物块的推力，现物块静止不动，则墙对物块的摩擦力大小为静止不动，则墙对物块的摩擦力大小为 。f fF FN Nmgmg在竖直方向受力分析，根据Fy = 0 所以 f = mg + Fsin 解：受力分析，物块共受4个外力的作用例例4. 用一恒力用一恒力F F将一个质量为将一个质量为1010千克的木块压在竖直墙壁上，千克的木块压在竖直墙壁上，如图所示，木块与

12、墙壁之间的滑动摩擦系数如图所示，木块与墙壁之间的滑动摩擦系数=0.2=0.2。下图恒力。下图恒力与竖墙间夹角为与竖墙间夹角为= 45= 450 0。若使木块沿竖直方向匀速下滑，那么，。若使木块沿竖直方向匀速下滑，那么，作用力作用力F F的值分别为多少？的值分别为多少？f fmgmgF FV VF Fmgmgf f解：在竖直方向受力分析根据Fy = 0 则 f = mg所以F = mg F = mg/=500N解：在竖直方向受力分析根据Fy = 0 则 Fcos450 + f = mg所以Fcos450 +Fsin450 = mg F = 119N例例5.5. 如图所示，重量为如图所示，重量为G

13、 G的木块放在长为的木块放在长为L L，高为，高为h h的斜面上，的斜面上，木块与斜面间的滑动摩擦系数为木块与斜面间的滑动摩擦系数为求水平推力求水平推力F F多大时可使多大时可使物体沿斜面匀速向上滑动？物体沿斜面匀速向上滑动？F FL Lh hF FN Nf fmgmg解：受力分析在沿斜面方向上根据FX = 0 则 Fcos = mgsin + f而 f = FN = (mgcos + Fsin)所以 F = mg(h+L2+h2)/(h+L2+h2)例例6.6.如图所示，如图所示，A A重重40N40N，B B重重80N80N，A A、B B之间和之间和B B与地之间滑与地之间滑动摩擦系数都

14、是动摩擦系数都是0.250.25，不计滑轮摩擦和绳子的质量，要使，不计滑轮摩擦和绳子的质量，要使B B向右均速运动，水平拉力向右均速运动，水平拉力F F为为_牛牛F FABT Tf f1 1f f2 2T Tf f解:对B物体受力分析则所求F = T + f1 + f2 其中f1 = mAg, f2 = (mAg+mBg)对A物体受力分析则 T = f = mAg F = 3mAg + mBg = 50NmFNGcos300Gsin300Ff物体只受到一个与其运动方向相反（沿斜面斜上方向）的滑动摩擦力作用。GGf2330cos0Gf2236v1v2CAB22212cosvvvmgFFf滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向与物体相对于与物体相对于钢板钢板的合运动方向相反。的合运动方向相反。物体只受钢板对它的一个滑动摩擦力的作用。物体只受钢板对它的一个滑动摩擦力的作用。V1V2FfV动静摩擦，首先分清；动静摩擦，首先分清；状态求静，公式求动；状态求静，公式求动； 压力大小，定要分明；压力大小，定要分明；若论方向，相对搞定。若论方向，相对搞定。理一理理一理 顺一顺顺一顺ftoBftoGGffttooGGFmFPFfmgPPmgFFNf)(FFf