1、第2课时摩擦力的综合分析学习目标1.进一步学习摩擦力的有无及方向的判断.2.会计算摩擦力的大小一、对摩擦力的理解及方向的判断1对摩擦力的理解(1)静摩擦力：受静摩擦力的物体不一定静止，只是两物体接触面保持相对静止例如：在倾斜传送带上匀速传送的物体，虽然运动，但受静摩擦力(如图1)图1(2)滑动摩擦力：受滑动摩擦力的物体不一定运动，而是两物体发生相对滑动例如：把A物体抽出来，B物体受到了滑动摩擦力却没有运动(如图2)图22摩擦力的方向(1)静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反可利用假设法判断，即假设接触面光滑，物体相对与它接触的物体运动的方向，就是相对运动趋势方向；例如静止在斜面上的物体受
2、到的静摩擦力的方向沿斜面向上(如图3)图3静摩擦力的方向有可能与物体运动方向成任意角度如图4所示，用手握住一根竖直棒，若使手与棒一起沿不同方向匀速运动，棒所受的静摩擦力竖直向上，而手与棒的运动方向可以是任意的，所以Ff的方向与匀速运动中速度的方向可成任意夹角图4(2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，与物体运动方向无关例如：如图5所示，快速把B向右拉离的过程中，A相对B向左运动，摩擦力向右，A却相对地面向右运动，摩擦力的方向与物体运动方向反而相同图53摩擦力作用效果是阻碍物体的相对运动，但摩擦力却不一定是阻力，有时会是动力如图6所示，一辆汽车在平直公路上向右行驶，车上有一木箱，试判断下列
3、情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向，是阻力还是动力？图6(1)汽车由静止向右加速运动时(木箱和车无相对滑动)；(2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上滑动时；(5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时答案(1)静摩擦力、向右动力(2)静摩擦力、向左阻力(3)无摩擦力(4)滑动摩擦力、向左阻力(5)滑动摩擦力、向右动力解析(1)木箱随汽车一起由静止加速运动，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原来相对地面的静止状态，因此它将相对于汽车向左滑动，而实际上木箱与汽车无相对滑动，即相对静止，说明木箱有相对汽车向
4、左滑动的趋势，所以木箱受到向右的静摩擦力，此静摩擦力为动力(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向右滑动，而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向右滑动的趋势，所以木箱受到向左的静摩擦力，此静摩擦力为阻力(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对运动或相对运动趋势，因而木箱不受摩擦力(4)汽车刹车，木箱相对于汽车向右滑动，可知木箱受到向左的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为阻力(5)汽车突然加速，木箱相对于汽车向左滑动，可知木箱受到向右的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为动力二、摩擦力大小的计算(多选)如图7所示，木块放在水平桌面上，在水平方向共受三个力，即F1、F2和
5、摩擦力，木块处于静止状态，其中F110 N，F22 N，若撤去F1，下列说法正确的是()图7A木块不再保持静止B木块仍保持静止状态C摩擦力的大小为2 N，方向水平向右D摩擦力的大小为2 N，方向水平向左答案BC解析开始木块处于静止状态，水平方向上F1、F2和摩擦力三力平衡，摩擦力为静摩擦力，大小为8 N，方向水平向左，由此可猜测桌面与木块间的最大静摩擦力至少为8 N撤去F1后，F2使木块有向左滑动的趋势，因F28 N，则木块不会滑动，仍保持静止状态；水平方向上F2和静摩擦力平衡，故此时所受摩擦力大小为2 N，方向水平向右，选项B、C正确如图8所示，用水平力F将一木块压在竖直墙壁上，已知木块重力
6、G6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25，问：图8(1)当F25 N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？(2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当F10 N时，木块沿墙壁下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？(4)当F6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？答案(1)6 N(2)6 N(3)2.5 N(4)1.5 N解析(1)当F25 N时，木块没有动，则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡，即Ff1G6 N.(2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块在竖直方向上仍然受重力和静摩擦力，且平衡，即Ff2G6 N.(3)当F10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到
7、的摩擦力为滑动摩擦力，在水平方向上，木块受水平力F和墙壁的弹力平衡，则FNF10 N，则Ff3FN0.2510 N2.5 N.(4)当F6 N时，则此时FN6 N，木块沿竖直墙壁下滑，则滑动摩擦力Ff4FN0.256 N1.5 N.三、摩擦力的突变问题摩擦力突变的类型1静摩擦力大小或方向发生突变2静摩擦力突然变为滑动摩擦力3滑动摩擦力突然变为静摩擦力可概括为“静静”突变，“静动”突变，“动静”突变，其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值如图9所示，物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个
8、水平向左、大小恒为F01 N的作用力，则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向，g取10 N/kg)()图9答案C解析物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由Ff1mg，得Ff12 N；物体静止后，因受到向左的拉力F01 NFf1，故物体A不再运动，由二力平衡可知，物体A受到向右的静摩擦力，Ff2F01 N，故C正确针对训练(2019宁波中学高一期末)如图10所示，一滑块静止在粗糙的水平木板上，现将木板的一端缓慢抬高，直至木板与水平面成90角在021 N后，静摩擦力变为滑动摩擦力，大小为20 N，木箱与地面间的动摩擦因数0.2，选项A、D正确8.(多选)(201
9、9武邑中学高一上月考)如图5所示，质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上，现给物块一个初速度，使它在木板上向右滑行木板与地面间动摩擦因数为1，物块与木板间动摩擦因数为2，已知木板始终处于静止状态，那么下列说法正确的是()图5A物块受到的摩擦力大小为1mgB物块对木板的摩擦力方向水平向右C地面对木板的摩擦力大小一定是1(Mm)gD地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力答案BD解析物块受到的摩擦力为2mg，方向向左，A错误；物块对木板的摩擦力方向向右，B正确；物块对木板的摩擦力方向向右，大小为2mg，木板受力平衡，则地面对木板的摩擦力大小为2mg，不一定等于1(Mm)g，方向向左，C错误，
10、D正确9如图6所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，物块位于水平面上A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点，A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2，物块与地面间的最大静摩擦力为Fmax，则弹簧的劲度系数为()图6A. B.C. D.答案C解析设弹簧原长为L，由胡克定律，当物块离墙壁最近时有k(Lx1)Fmax，当物块离墙壁最远时有k(x2L)Fmax，联立解得k，选项C正确10(多选)(2019仙桃中学期中)用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从t0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻F减小为零则物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化图像可能是下列图像中的
11、()答案BD解析当拉力为零时，物体仍在滑动，则物体在0t1时间内受到的一直是滑动摩擦力，即大小不变，故B正确；当拉力为零前，物体已静止，则物体先受滑动摩擦力，后受静摩擦力，滑动摩擦力大小不变，而静摩擦力的大小与拉力的大小相等，而物体静止时拉力的大小小于滑动摩擦力的大小，故D正确，A、C错误11.(多选)(2019中山一中高一上段考)木块A、B的重力分别为50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动现用F1 N的水平拉力作用在木块B上，如图7所示力F作用后(最大静摩擦力等于滑动摩
12、擦力)()图7A木块A所受摩擦力大小是12.5 NB木块A所受摩擦力大小是8 NC木块B所受摩擦力大小是7 ND木块B所受摩擦力大小是9 N答案BD解析木块A与地面间的最大静摩擦力为FfmaxmAg0.2550 N12.5 N；木块B与地面间的最大静摩擦力为FfmaxmBg0.2560 N15 N；弹簧弹力为F弹kx4000.02 N8 N；施加水平拉力F后，对B受力分析，重力与支持力平衡，水平方向受向右的弹簧弹力和拉力，由于木块B与地面间的最大静摩擦力为15 N，大于弹簧弹力和拉力之和，则木块B静止不动，故木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡，因而FfBF弹F8 N1 N9 N；施
13、加水平拉力F后，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，则A受到向右的静摩擦力，且与弹簧弹力平衡，因而FfAF弹8 N故选B、D.12为测量物体与长木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图8所示的实验，用外力F水平拉长木板时，弹簧测力计的示数与物体A和长木板间的滑动摩擦力相等，改变物体A上的砝码数可以改变物体A与木板间的正压力，每个砝码重为1 N，已知放上3个砝码时弹簧测力计读数为2.6 N，放上5个砝码时弹簧测力计读数为3.0 N，求：物体A与木板间的动摩擦因数及物体A的重力(取g10 N/kg)图8答案0.210 N解析设A物体的质量为M，则当放3个砝码时，根据受力平衡可
14、知F1(M3m)g；放5个砝码时，根据受力平衡可知F2(M5m)g；联立解得0.2，Mg10 N.13(2019苏州中学高一期中)如图9所示，物体A的质量mA0.2 kg，放在水平面上的物体B的质量mB1.0 kg，轻绳和滑轮间的摩擦不计，且绳的OB部分水平，OA部分竖直，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且A和B恰好处于静止状态(取g10 N/kg)图9(1)求物体B与水平面间的动摩擦因数(2)如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，需多大的拉力？(3)若在物体B上放一个质量与物体B质量相等的物体，则物体B受到的摩擦力为多大？答案(1)0.2(2)4 N(3)2 N解析(1)对物体B受力分析，水平方向受摩擦力和绳的拉力，二力平衡由于绳的拉力等于mAg，所以mBgmAg解得0.2(2)对物体B受力分析，水平方向受水平力F、绳的拉力和水平方向的摩擦力，物体B受力平衡，则水平方向F与B受到的摩擦力和绳的拉力平衡，即FmBgmAg4 N(3)物体B静止不动，放上另一物体后，物体B受到的摩擦力仍为静摩擦力，FfmAg2 N.