1、 【重点精析】一、静摩擦力的有无及方向的判定1假设法:假设接触面光滑(即无摩擦力)时,看物体是否发生相对运动.若发生相对运动,则说明物体间有相对运动趋势,且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为相对运动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向.也可以先假设静摩擦力沿某方向,再分析物体运动状态是否出现跟已知条件相矛盾的结果,从而对假设方向做出取舍2状态法:根据二力平衡条件、牛顿第二定律或牛顿第三定律,可以判断静摩擦力的方向假如用一水平力推桌子,若桌子在水平地面上静止不动,这时地面会对桌子施一静摩擦力根据二力平衡条件可知,该静摩擦力的方向与推力的方向相反加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确
2、定 3利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力二、滑动摩擦力的方向判定滑动摩擦力的方向与物体间的相对运动的方向相反.因此,判断摩擦力方向时一定明确“相对”的含义,“相对”既不是“对地”,也不是“对观察者”“相对”的是跟它接触的物体,所以滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相反,也可能相同,也可能与物体运动方向成一定的夹角三、摩擦力大小的计算1在确定摩擦力的大小之前,必须首先分析物体所处的状态,分清摩擦力的性质:静摩擦力或滑动摩擦力 2滑动摩擦力由公式 Ff=FN 计算.
3、最关键的是对相互挤压力 FN 的分析,它跟研究物体在垂直于接触面方向的受力密切相关3静摩擦力(1)其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关,但跟接触面相互挤压力 FN 无直接关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性,变化性强是它的特点,其大小只能依据物体的运动状态进行计算,若为平衡状态,静摩擦力将由平衡条件建立方程求解;若为非平衡状态,可由动力学规律建立方程求解(2)最大静摩擦力 Fm 是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力,它的数值与FN 成正比,在 FN 不变的情况下,滑动摩擦力略小于 Fm,而静摩擦力可在 0Fm 间变化三、两种摩擦力的比较1摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相
4、对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反,还可能成一夹角或垂直,即摩擦力可能是动力也可能是阻力2受静摩擦力作用的物体不一定静止,受滑动摩擦力作用的物体不一定运动3接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力总垂直,反之不一定成立4最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,无特殊说明时,可以认为它们数值相等牛二定律判断摩擦力1.如图 1-1-8 所示, A、 B 两物体叠放在一起,用手托住,让它们静靠在墙边,然后释放,它们同时沿竖直墙面自由下滑,已知 mA mB,则物体 B图 1-1-8A.只受一个重力 B.受到重力和一个摩擦力C.受到重力、一个弹力和一个摩擦力 D
5、.受到重力、一个摩擦力、两个弹力1【解析】 由于 A、 B 与竖直墙壁间没有弹力,故它们也不受摩擦力, A、 B 一起做自由落体运动,它们之间也没有相互作用的弹力,故 A 和 B 都只受重力作用,A 选项正确.【答案】 A整体与隔离发判断摩擦力1、 如 图 11所 示 , 在 粗 糙 水 平 面 上 有 一 个 三 角 形 木 块 , 在 它 的 两 个 粗 糙 斜 面 上 分 别 放m1 m2图 11两 个 质 量 为 m1和 m2的 小 木 块 , 已 知 三 角 形 木 块 和 两 个 小 木 块 均 静 止 , 则 粗 糙 水 平 面 对 三 角21m形 木 块 ( )A 没 有 摩
6、擦 力 作 用 B 有 摩 擦 力 作 用 , 摩 擦 力 方 向 水 平 向 右C 有 摩 擦 力 作 用 , 摩 擦 力 方 向 水 平 向 左D 有 摩 擦 力 作 用 , 但 其 方 向 无 法 确 定 , 因 为 m1、 m2、 的 数 值 并 未 给 出21和1A2、如图,两物体叠放在水平面上,A 的质量为 m,B 的质量为 M,各面间的磨擦系数均为 ,当用水平外力 F 拉 M 匀速向 左运动时,则 F 的大小为 ( )A(Mg+mg) B(3Mg+mg)CMg D(Mg+3mg)2、D平衡条件判断3 用轻弹簧竖直悬挂的质量为 m 的物体,静止时弹簧伸长量为 l0,现用该弹簧沿固定
7、斜面方向拉住质量为 2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为 l0,斜面倾角为 30,如图所示,则物体所受摩擦力( )A等于 0 B大小为 mg/2,方向沿斜面向下C大小为 mg,方向沿斜面向上D大小为 mg,方向沿斜面向上3【解析】物体受到重力为 2mg,还有弹簧施加的弹力,由于弹簧的伸长量为 l0,与静止 时悬挂一个质量为 m 的物体时的伸长量相同,因此,弹簧的弹力 F 等于 mg,物体 还受到斜面施加的支持力的作用,受力示意图如图所示将重力正交分解,重力沿斜面方向的分力等于 mg,与弹簧的弹力相等,因此,物体不受摩擦力的作用4如图所示,在粗糙的水平面上叠放着物体 A 和 B,A 和 B 间
8、的接触面也是粗糙的,如果用水平拉力 F拉 A,但 A、B 仍保持静止,则下面的说法中正确的是( ) 。A物体 A 与地面间的静摩擦力的大小等于 FB物体 A 与地面的静摩擦力的大小等于零 C物体 A 与 B 间的静摩擦力的大小等于 F D物体 A 与 B 间的静摩擦力的大小等于零5、运动员双手握住竖直的杆子匀速攀上和匀速下滑时,运动员受到的摩擦力分别是 f1 和 f2,则下列说法正确的是 ( )(A)f 1 是静摩擦力,f 2 是滑动摩擦力(B)f 1 方向向下,f 2 方向向上,且 f1f2(C)f 1 和 f2 的方向都向上,且 f1=f2(D)f 1 和 f2 均是滑动摩擦力,且方向都向
9、下6A、B、C 三物块的质量分别为 M,m 和 m0,作如图所示的联结绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计若 B 随 A 一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定( )A物块 A 与桌面之间有摩擦力,大小为 m0gB物块 A 与 B 之间有摩擦力,大小为 m0gC桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,两者方向相 同,合力为 mogD桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,两者方向相 反, 合力为 m0g6A7如图所示,一个重为 G 的木箱放在水平地面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为 ,用一个与水平方向成 角的推力 F 推动木箱沿地面做匀速直线运动,则推力的水平分力等于Fcos G/(co
10、s-sn) G/(-tan) Fsn其中正确的是( )A只有 B只有 C D7C 8.如图,一个重为 G 的木箱放在水平地面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为 ,用一个与水平方向成 角的推力 F 推动木箱沿地面做匀速直线运动,则 推力的水平分力等于 A BcosF)sin/(coC D)tan1/(9如 图 2所 示 , 一 木 块 放 在 水 平 桌 面 上 , 在 水 平 方 向 共 受 到 三 个 力 , 即 、 和 摩 擦 力 作 用 ,1F2木 块 图 2处 于 静 止 状 态 , 其 中 10N、 2N, 若 撤 去 力F 1F, 则 木 块 在 水 平 方 向 受 到 的 合 力
11、为(A)10N, 方 向 向 左 (B)6N, 方 向 向 右(C)2N, 方 向 向 左 (D)零9 解 析 ; 没 有 撤 去 时 , 物 体 所 受 合 外 力 为 零 , 此 时 静 摩1F 擦力 大 小 为 8N, 方 向 向 左 撤 去 以 后 , 物 体 在 作 用 下 不1F2F可能 沿 水 平 方 向 发 生 运 动 状 态 的 改 变 , 物 体 仍 保 拧 静 止 此 时 地 面 对 物 体 的 静 摩 擦 力 大 小 为2N, 方 向 向 右 从 上 述 分 析 可 见 静 摩 擦 力 是 被 动 力 答 案 应 为 (D) 对 于 滑 动 摩 擦 力 同 样 具 有被
12、 动 性 10.如图 1-1-10 所示,质量为 m 的木块在置于桌面上的木板上滑行,木板静止,它的质量 M=3m.已 知木 块 与 木 板 间 、 木 板 与 桌 面 间 的 动 摩 擦 因 数 均 为 .则 木 板 所 受 桌 面 的 摩 擦 力 大 小 为图 1-1-10A.mg B.2mg C.3mg D.4mg 10【解析】 木块与木板间的滑动摩擦力大小为 mg ,木块对木板的滑动摩擦力跟桌面对木板的静摩擦力是一对平衡力,故桌面对木板的静摩擦力大小为 mg ,选项 A 正确.【答案】 A11. 如右图所示,质量为 m1 的木块在质量为 m2 的长木板上滑行,长木板与地面间动摩擦因数为
13、 1,木块与长木板间动摩擦因数为 2,若长木板仍处于静止状态,则长木板受地面摩擦力大小一定为( )A 1(m1m 2)g B 2m1gC 1m1g D 1m1g 2m2g图 21211【解析】 木块在木板上滑行,木板上表面所受滑 动摩擦力 Ff 2m1g;木板处于静止状态,水平方向上受到木板对木板的滑动摩擦力和地面对木板的静摩擦力,根据力的平衡条件可知,地面对木板的静摩擦力的大小等于木块对木板的滑动摩擦力的大小, B 项正确【答案】 B12如图所示,质量为 m,横截面为直角三角形的物块 ABC, ,AB 边靠在竖直墙面上, ABC物块与墙面间的动摩擦因数为 。F 是垂直于斜面 BC 的推力,物
14、块沿墙面匀速下滑,则摩擦力的大小为 ( )A BsinFgsingC DmcoF13(2009天津高考)物块静止在固定的斜面上,分别按如图 2 所示的方向对物块施加大小相等的力 F,A 中 F 垂直于斜面向上, B 中 F 垂直于斜面向下, C 中 F 竖直向上,D 中 F 竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是 ( )13 解析:物体在重力和 F 的合力沿斜面向下分力的作用下将受到沿斜面向上的静摩擦力,故知,竖直向下的力 F 会使其所受到的静摩擦力增大,D 正确答案:D14如图所示,一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力 F 作用下处于静止状态,下列判断正确的是( )A天
15、花板与木块间的弹力可能为零B天花板对木块的摩擦力一定不为零C逐渐增大 F 的过程,木块将始终保持静止D木块受到天花板的摩擦力随推力 F 的增大而变化14BC 解析:当弹力为零时,摩擦力也一定为零,此时物体不可能平衡,所以 A 选项错误,B 选项正确;逐渐增大 F 的过程,天花板与木块间的弹力增大,但木块受到天花板的摩擦力不变,所以 C 选项正确,D 选项错误。15、如图所示,轻质光滑定滑轮两侧用细绳连着两个物体 A 与 B,B 放在水平地面上, A悬于空中,A、B 均静止。已知质量分别为 mA 和 mB,绳ACB F与水平方向夹角为 ,则:下列说法正确的是:( )A 物体 B 受到的摩擦力可能
16、为零B 物体 B 受到的摩擦力大小为 mAgcosC 物体 B 对地面压力可能为零D 物体 B 对地面压力大小为 mBgm Ag16如下图所示,质量为 m 的物体放在倾角为 的斜面上,它跟斜面间的动摩擦因数为,在水平恒定的力 F 作用下,物体沿斜面向上匀速运动,则物体所受的摩擦力是( )Amgcos B(mgcosFsin)CFcos-mgsin D(mgcosFsin)17、如图所示,A 与 B 两个物体用轻绳相连后,跨过无摩擦的定滑轮, A 物体在 Q 位置时处于静止状态,若将 A 物体移到 P 位置,仍能处于静止状态,则 A 物体由 Q 移到 P 后,作用于 A 物体上的各个力中增大的是
17、( )A地面对 A 的摩擦力 B地面对 A 的支持力C绳子对 A 的拉力 DA 受到的重力18如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受三个力,F12、和静摩擦力作用,木块处于静止状态,其中N0,若撤去 F1,则木块在水平方向受到合力为( )A. 10N 方向向左 B. 6N 方向向右C. 2N 方向向左 D. 零19如图所示,用水平力 F 将物体压在竖直墙壁上,保持静止状态,物体所受的摩擦力的大小( )A随 F 的增大而增大 B随 F 的减少而减少C等于重力的大小 D可能大于重力B AF摩擦力的多解问题20.如图 1-1-15 所示,质量为 m 的物体紧贴在竖直墙壁上,它与墙壁间动摩擦因
18、数为 ,作用在物体上的力 F 与竖直方向成 角,物体 A 沿墙壁做匀速直线运动, A 受到的摩擦力大小是图 1-1-15A.F sin B.mg C.一定是 mg-Fcos D.一定是 Fcos -mg【解析】 A 对竖直墙壁的压力为 Fsin ,则 A 所受的滑动摩擦力大小一定为 F sin ,若 A 沿墙壁匀速上滑,由平衡条件得Fcos =mg+F 1则滑动摩擦力大小为F 1=Fcos -mg.若 A 沿墙壁匀速下滑,由平衡条件得Fcos +F 2=mg则滑动摩擦力大小为F 2=mg-Fcos【答案】 A21 如图甲所示,物体质量为 ,靠在粗糙的竖直墙上,物体与墙之间的动摩擦因数为 ,若要
19、使物体沿m着墙匀速运动,则外力 F 的大小可以是( ) 。A. sin/mgB. )i(coC. s/siD. )c(namg21解析 本例不知物块的运动方向,应分析讨论用正交分解法列式求解。当物体沿墙向下运动时分析物体受力如图乙所示,把 F 向竖直和水平方向正交分解。水平方向 NFcos其中, cosinmgf求得, siF同理,当物体沿墙向上运动时,所受摩擦力方向向下。竖直方向 sincoFg解得 sinmF选项 C、D 正确,斜面摩擦力22、如图所示,物体受水平力 F 作用,物体和放在水平面上的斜面都处于静止,若水平力 F 增大一些,整个装置仍处于静止,则:A、斜面对物体的弹力一定增大;
20、B、斜面与物体间的摩擦力一定增大;C、水平面对斜面的摩擦力不一定增大;D、水平面对斜面的弹力一定增大;22、A;23.如图 1-1-17 所示,位于斜面上的物块 m 在沿斜面向上的力 F 作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力图 1-1-17方向可能沿斜面向上 方向可能沿斜面向下大小可能为零 大小可能等于 F以上判断正确的是A.只有 B.只有 C.只有 D.都正确23 当 F=mgsin 时 , 摩 擦 力 F =0; 当 F mgsin 时 , F 沿 斜 面 向 下 ; 当 F mgsin 时, F 沿斜面向上;当 F= mgsin 时, F = mgsin , F=F . 12
21、1【答案】 D24一个质量为 3kg 的物体,被放置在倾角为 =37的动磨擦因数 0.2 的固定斜面上,下列选项中所示的四种情况下可能处于平衡状态的是(令最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37=0.6,cos 37=0.8,g=10m/s2)( )24答案:BCD牛二定律判断摩擦力25卡车上装着一只集装箱,不计空气阻力,下面说法正确是( )A当卡车开始运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动B当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动C当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零D当卡车制动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零25【答案】 AC26. (2008
22、 年高考全国卷 ) 如右图,一固定斜面上两个质量相同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑,A与 B 的接触面光滑已知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B 与斜面之间动摩擦因数的 2 倍,斜面倾角为,B 与斜面之间的动摩擦因数是( )A. tan B. cot 23 23Ctan Dcot 26【解析】 对 A 和 B 进行受力分析可知,A、 B 两物块受到斜面的支持力均 为 mgcos ,所受滑动摩擦力分别为 FfA Amgcos 、FfB Bmgcos ,对整体受力分析结合平衡条件可得 2mgsin Amgcos Bmgcos ,且 A2 B,解得 B tan ,故答案为 A.23【答案】 A
23、27.如图 1-1-18 所示,倾角为 的三角形滑块上放置一个质量为 m 的物体,它们一起以加速度 a 在水平面上向右做匀加速直线运动.对于 m 所受的摩擦力,下列叙述正确的有图 1-1-18方向可能沿斜面向上 方向可能沿斜面向下 可能不存在摩擦力 一定存在摩擦力A. B. C. D.27【解析】 若物体不受摩擦力,则它只受重力 mg 和斜面的支持力 FN,如图所示,由牛顿第二定律得mgtan =ma a=gtan 若 它 们 一 起 向 右 做 加 速 运 动 的 加 速 度 a gtan , 物 体 受 的 摩 擦 力 沿 斜 面 向 下 ; 若 a gtan , 物体所受的摩擦力沿斜面向上,故选项 B 正确.