初中物理尖子生自主招生培优讲义版块8 运动和力 专题8-3 摩擦力 （学生版）

页专题8-3摩擦力知识·解读一、摩擦力1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力．2．分类：静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力．二、静摩擦力1．定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时，产生的摩擦力叫做静摩擦力．2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势的方向相反．3．大小：两物体间实际发生的静摩擦力F在0与Fmax之间，即0<F≤Fmax.(1)范围：0＜F≤Fmax.(2)计算：物体处于匀速或静止时，根据二力平衡条件求解．(3)静摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力与压力成正比．4．产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)．(2)接触面粗糙．(3)两物体间有相对运动趋势．三、滑动摩擦力1．定义：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力．2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动的方向相反．3．大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比．公式：F＝μFN，μ为动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的情况有关．(也可以由二力平衡来求解)(1)FN是两个相接触的物体间的压力，它不一定等于重力，FN的大小可以与重力G大小相等，也可以不等．(2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与FN无关．(3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关．4．产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)．(2)接触面粗糙．(3)两物体间有相对运动．典例·解读例1、关于静摩擦力的说法，正确的是()A．两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的C．在物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度D．静摩擦力一定是阻力【答案】C．【答案】C．【解析】当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力，A错；受静摩擦力作用的物体有可能是运动的，比如人走路时，受到的就是静摩擦力，B错；在物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度，这个限度就是最大静摩擦力，C对；静摩擦力可能是阻力也可能是动力，D错．例2、(多选)如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是()A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C．若木块静止，当F增大时，最大静摩擦力随之增大D．若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受摩擦力作用【答案】ACD．【答案】ACD．【解析】若木块静止，则木块受到的静摩擦力与mg平衡，大小为mg，方向竖直向上，故A正确，B错误；最大静摩擦力与正压力成正比，故C正确；当撤去F时，墙与木块间无弹力，则木块不受摩擦力作用，故D正确．例3、下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是()A．有压力一定有滑动摩擦力B．有滑动摩擦力一定有压力C．滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反D．只有运动物体才受滑动摩擦力【答案】B．【答案】B．【解析】产生滑动摩擦力的条件有三个：正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动，缺一不可．由产生条件可知，A错误，B正确．滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，C错误．滑动摩擦力发生于相对滑动的两物体之间，两个物体中可能有一个相对地面是静止的，故D错误．摩擦力大小的计算例4、如图所示，一重为40N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13N，F2＝6N．已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；(2)当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向．【答案】(1)7N水平向左(2)6N水平向右．(3)8N，方向水平向左．【答案】(1)7N水平向左(2)6N水平向右．(3)8N，方向水平向左．【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木块受到桌面的最大静摩擦力为8N.(1)加上F1、F2后，F1和F2相当于一个方向向右的力F＝F1－F2＝7N．由于F小于最大静摩擦力，故木块处于静止状态，则木块受到桌面静摩擦力的作用，大小为7N，方向水平向左．(2)将F1撤去后，由于F2小于最大静摩擦力，故木块仍然保持静止．由二力平衡知识知，木块受到的静摩擦力大小等于F2，即大小为6N，方向水平向右．(3)撤去F2后，由于F1大于最大静摩擦力，则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为8N，方向水平向左．方法指津方法指津求解物体受到的摩擦力大小时，要先判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力.1静摩擦力的大小①静摩擦力的大小随外力的变化而变化，必须结合物体的运动状态和其受力情况确定：②静摩擦力的大小与压力无关，最大静摩擦力的大小与压力成正比.2滑动摩擦力①滑动摩擦力大小F＝μFN，μ与F、FN均无关，只与接触面的性质有关，FN指正压力，并不一定等于重力，当物体匀速运动时，也可由二力平衡求解.②滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关.3最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系：最大静摩擦力一般稍大于滑动摩擦力，但在一般计算中可粗略地认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.培优·训练1、关于静摩擦力与弹力的关系，下列说法正确的是()A．有弹力一定有静摩擦力B．有静摩擦力一定有弹力C．弹力越大，静摩擦力越大D．静摩擦力越大，弹力一定越大2．装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中()A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小B．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人的拉力也不变第2题图第3题图3．（多选）如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是()A．容器受到的摩擦力不变B．容器受到的摩擦力逐渐增大C．水平力F可能不变D．水平力F必须逐渐增大4、关于静摩擦力，下列说法中正确的是()A．两个表面粗糙的物体，只要直接接触就会产生静摩擦力B．静摩擦力总是阻力C．静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值5、关于滑动摩擦力，下列说法正确的是()A．压力越大，滑动摩擦力越大B．压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大C．压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大D．动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大6、关于由滑动摩擦力公式推出的μ＝eq\f(F,FN)，下列说法中正确的是()A．动摩擦因数μ与摩擦力F成正比，F越大，μ越大B．动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小C．动摩擦因数μ与摩擦力F成正比，与正压力FN成反比D．动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定7、一物体置于粗糙水平地面上，按图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是()A．F甲＞F乙＞F丙B．F乙＞F甲＞F丙C．F丙＞F乙＞F甲D．F甲＝F乙＝F丙第7题图第8题图8、如图所示，质量为m的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，则在选项图中反映木块受到的静摩擦力Ff随水平推力F变化的关系图线是()9、一只盒子在粗糙桌面上减速滑行，此过程中盒子()A．受到静摩擦力，大小保持不变B．受到静摩擦力，大小不断减小C．受到滑动摩擦力，大小保持不变D．受到滑动摩擦力，大小不断减小10、水平桌面上一重为200N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15N、30N、80N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A．15N、30N、40NB．15N、30N、80NC．0、0、40ND．40N、40N、40N11、如图甲所示，小孩用50N的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为F1；如图乙所示，小孩用60N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2；如图丙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为F3.若木箱对地面的压力大小为100N，木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝0.55，则F1、F2、F3的大小分别为()A．0N、60N、55NB．50N、60N、55NC．50N、55N、60ND．50N、55N、55N第11题图第12题图12、如图所示，用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子．瓶子竖直，始终处于静止状态．已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ＝0.5，则()A．瓶子受到的摩擦力大小为40NB．瓶子受到的摩擦力大小为50NC．当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大D．当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小13、如图所示，物体在F＝100N、方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体质量m＝5kg，可知物体所受摩擦力为(g＝10m/s2)()A．10N，水平向左B．10N，水平向右C．20N，水平向左D．20N，水平向右14、（多选）关于摩擦力，下列说法正确的是()A．无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，均跟正压力有关B．静摩擦力跟平行于接触面的外力大小有关C．正压力增大，静摩擦力有可能不变D．静摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关15、（多选）如图所示，为倾斜的皮带传送装置．关于传送带上的物体所受的摩擦力，下列说法正确的是()A．若传送带静止，物体也静止，则物体受到沿传送带向上的静摩擦力B．若传送带静止，物体也静止，则物体受到沿传送带向下的静摩擦力C．若传送带顺时针匀速转动，物体随传送带一起向上做匀速运动，则物体受到沿传送带向上的静摩擦力D．若传送带顺时针匀速转动，物体随传送带一起向上做匀速运动，则物体受到沿传送带向上的滑动摩擦力16、质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图9所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F.(取g＝10N/kg)(1)当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？(3)物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？17、如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线．则：当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________N；若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N.18、重为100N、长为L＝2m的均匀木棒放在水平桌面上，如图甲所示，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动．木棒从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木棒继续做匀速运动．求：(1)木棒与桌面间的最大静摩擦力Fmax.(2)木棒与桌面间的动摩擦因数μ.(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5m露出桌面时，如图乙所示，水平推力的大小F.(4)当撤去推力后，木棒减速向右运动(露出桌面的长度小于1m)的过程中，受到的摩擦力大小．19、如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止，已知F1＝5N，F2＝3N．那么物体B受物体A和水