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1、摩擦力一. 重难点解析： 1. 力的概念：力是物体对物体的作用（1）力是物体间的相互作用，其中“物体”分别是施力物体和受力物体，“作用”是指一对作用，即施力物体对受力物体的作用和受力物体对施力物体的作用，它们是通过作用力和反作用力来实现的。（2）力的单位是牛顿，符号是N，测量工具是弹簧测力计。2. 力的基本性质（1）力的物质性：力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力物体”和“受力物体”，两者缺一不可。（2）力的相互性：力的作用是相互的。（3）力的矢量性：力不仅有大小，而且有方向，是矢量，力的运算遵循矢量运算法则平行四边形定则。（4）力的独立性：一个力作用在某个物体上产生的效果，与这个物体
2、是否同时还受到其他力的作用无关. 3. 力的作用效果（1）静力学效果使物体发生形变. （2）动力学效果改变物体的运动状态，即使物体产生加速度. 4. 力的图示与力的示意图（1）力的三要素：包括力的大小、方向、作用点，其中力的大小可以用弹簧测力计测量. （2）力的图示：选好标度，严格按照力的“三要素”（大小、方向、作用点）作图. （3）力的示意图：受力分析时，作出力的方向及大小，不需要画出标度. 5. 力的分类（1）按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等. （2）按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等. （3）按作用方式分：万有引力、电场力、磁场力
3、等属于场力（非接触力）；弹力、摩擦力等属于接触力. （一）重力：1. 重力的产生：重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，它不同于地球对物体的吸引力。地球对物体的吸引力是万有引力，重力是地球对物体的万有引力的一个分力。2. 重力的大小：。3. 重力的方向：总是竖直向下。4. 重心：重力的作用点。物体各部分都要受到地球的吸引，我们可以认为，这种吸引集中作用在一点，这一点就是重心。形状规则、质量分布均匀的物体，其重心在几何中心上。（1）影响重心位置的因素：物体的形状；物体的质量分布。（2）确定方法：可用悬挂法，即当悬挂物静止时，悬线所在直线必过物体的重心。说明：物体的重心不一定在物体上，如质量
4、分布均匀的圆环，其重心就不在环上而在环的圆心。例1、质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止（g=9.8N/kg），则以下说法正确的是（ ）A. 物体重力大小等于19.6NB. 物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力C. 剪断细绳后，物体不受任何力的作用D. 物体的各部分中，只有重心处受重力答案：A（二）弹力：1. 定义：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是引起形变的物体. 2. 产生条件：两个物体直接接触，并发生弹性形变. 3. 方向：与物体的形变的方向相反. （1）压力、支持力的方向总
5、是垂直于接触面（若接触面是曲面则垂直于过接触点的切面）指向被压或被支持的物体. （2）绳对物体的拉力总是沿着绳而指向绳收缩的方向。（3）杆对物体弹力的方向并不一定沿杆，杆中弹力方向要根据物体的运动状态来确定。4. 大小：与物体的形变程度有关，形变量越大，产生的弹力越大，形变量越小，产生的弹力越小. 对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成F=kx，即弹簧弹力的改变量和弹簧的形变量成正比. 对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定. 问题1、弹力有无及方向的确定问题：如图所示，固定在小车
6、上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是（ ）A. 小车静止时，方向沿杆向上B. 小车静止时，方向垂直杆向上C. 小车向右以加速度a运动时，一定有D. 小车向左以加速度a运动时，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为答案：D变式1：如下图所示，倾角为30，斜面体固定在地面上，光滑斜面上放一辆小车。一根弹性杆的一端固定在小车上，另一端固定一个重为2N的小球。问：（1）当由于外力作用使小车静止在斜面上时，杆对小球的弹力怎样？（2）当小车由静止沿斜面下滑时，杆对小球的弹力又怎样？解析：（1）以小球为研究对象，由平衡条件知，方向竖直向上（2
7、）以小车和小球为研究对象，沿斜面下滑的加速度将小球受到的重力分解如下图所示，沿斜面方向，垂直斜面方向合力为零，所以。方向垂直斜面向上。答案：（1）2N 方向竖直向上（2） 方向垂直斜面向上问题2、运用胡克定律解决与弹簧的弹力有关的问题：如图所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态. 求：（1）这时两弹簧的总长多大?（2）若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力？解析：（1）设上面弹簧受
8、到的弹力为F1，伸长量为，下面弹簧受到的弹力为F2，伸长量为，由物体的平衡及胡克定律有，所以总长为（2）要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和，必须是上面弹簧伸长，下面弹簧缩短。对，对变式2：如图所示，物块的质量为M，与甲、乙两弹簧相连接，乙弹簧下端与地面连接，甲、乙两弹簧质量不计，其劲度系数分别为k1、k2. 起初甲弹簧处于自由长度，现用手将甲弹簧的A端缓慢上提，使乙弹簧产生的弹力大小变为原来的，求A端上移的距离是多少。解析：该题运用胡克定律的增量式较为方便，分两种情况讨论：当弹簧乙仍处于压缩状态时，有对乙对甲，则A端上移的距离为当弹簧乙处于拉伸状态时，有对乙弹簧由支持力变为拉力则对甲，则则
9、A端上移的距离为答案：（三）摩擦力1. 摩擦力的产生条件（1）两物体相互接触且有挤压。（2）接触面粗糙。（3）两物体之间有相对运动或相对运动趋势。有相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力，有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力。2. 摩擦力有无的判定方法：相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，所以静摩擦力的方向判定较困难，为此常用下面两种方法判断：“假设法”和“反推法”。3. 摩擦力的方向（1）滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，例如，A与B之间的滑动摩擦力，A所受到的滑动摩擦力与A相对于B的运动方向相反，且与接触面相切。（2）静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，相对运动趋势方向就是假
10、设没有摩擦力时物体相对运动的方向。静摩擦力方向与接触面相切。摩擦力的方向一定与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反。阻碍物体的相对滑动，摩擦力的方向与物体运动的方向没有确定关系. 4. 摩擦力的大小（1）滑动摩擦力的大小公式：.为动摩擦因数，与相互接触的两物体的材料有关，与接触面的粗糙程度有关，与接触面的大小无关。FN表示压力的大小，值得注意的是FN与物体的重力没有必然联系，要根据平衡条件或牛顿运动定律求出。（2）静摩擦力的大小：静摩擦力的大小与引起相对运动趋势的外力有关，应根据平衡条件或牛顿运动定律计算其大小。静摩擦力的大小介于零和最大静摩擦力之间，即. 就是物体刚要滑动时的摩擦力，它与
11、压力FN有关，而静摩擦力与压力FN无关。问题3、滑动摩擦力大小、方向的综合分析问题：如图所示，一木板B放在水平面上，木块A放在B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用力F向左拉动B，使它以速度v做匀速运动，这时绳的张力为T，下面说法正确的是（ ）A. 木板B受到的滑动摩擦力大小等于TB. 水平面受到的滑动摩擦力大小等于TC. 木板A受到的滑动摩擦力大小等于TD. 若木板B以2v的速度匀速运动，则拉力等于2F答案：C变式3：如图所示，质量为m的工件置于水平放置的钢板C上，二者间动摩擦因数为，由于光滑导槽A、B的控制，工件只能沿水平导槽运动，现使钢板以速度v1向右运动，同时用力F
12、拉动工件（F方向与导槽平行）使其以速度v2沿导槽运动，则F的大小为（ ）A. 等于mgB. 大于mgC. 小于mgD. 不能确定答案：C变式4：如图，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为A.4mg B. 3mgC. 2mg D. mg答案：A问题4、静摩擦力有无、方向的判定及大小的计算问题：木块A、B分别重50N和60N，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
13、被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，力F作用后（ ）A. 木块A所受摩擦力大小是12.5NB. 木块A所受摩擦力大小是11.5NC. 木块B所受摩擦力大小是9ND. 木块B所受摩擦力大小是7N答案：C变式5、如图所示，物体A、B和C叠放在水平桌面上，水平力为，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止，以、分别表示A与B，B与C，C与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）A. B. C. D. 答案：C变式6、如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬
14、于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态. 当用水平向左的恒力推Q时，P、Q静止不动，则A. Q受到的摩擦力一定变小B. Q受到的摩擦力一定变大C. 轻绳上拉力一定变小D. 轻绳上拉力一定不变答案：D变式7、物块静止在固定的斜面上，分别按图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答案：D【模拟试题】（答题时间：50分钟）*1. 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止，物体B的受力个数为A. 2 B. 3 C. 4 D. 5*2. 物体b在力F的作用下将物体a向
15、光滑的竖直墙壁挤压. 如图所示，a处于静止状态，则A. a受到的摩擦力有两个B. a受到的摩擦力大小不随F变化C. a受到的摩擦力大小随F的增大而增大D. a受到的摩擦力方向始终竖直向上*3. 如图所示，一木板B放在光滑的水平地面上，木块A放在木板B的上面，木块A的右端通过轻质弹簧秤固定在竖直墙壁上。用力F向左拉木板B，使它以速度v匀速运动，这时弹簧秤示数为F. 下列说法中正确的是A. 木板B受到的滑动摩擦力的大小等于FB. 地面受到的滑动摩擦力的大小等于FC. 若木板以2v的速度匀速运动，木块A受到的滑动摩擦力的大小等于2FD. 若用力2F拉木板B，木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F*4.
16、如图所示，水平桌面上的物体A和B通过轻绳相连，在水平外力F的作用下做匀速直线运动. 已知绳中拉力为T，桌面对两物体的摩擦力分别是，则有A. B. C. D. *5. 如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行，长木板与地面间动摩擦因数为，木块与长木板间动摩擦因数为，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. B. C. D. *6. 如图所示，P是位于水平的粗糙桌面上的物块，用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m。在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是A. 拉力和摩擦力，施力物体是
17、地球和桌面B. 拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面C. 重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面D. 重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面*7. 如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上，A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2cm。已知A、B两物体的重力分别是3N和5N，则细线的拉力及B对地面的压力分别是A. 1N和0NB. 5N和7NC. 5N和3ND. 7N和7N*8. 如图所示，完全相同的两物块A、B，质量均为1kg，与地面间的动摩擦因数均为0.2，它们之间连接有一劲度系数为100N/m的轻弹簧。整个系统置于水平地面上静止不动，弹簧处于原长，现有一水平
18、向右的变力F作用于物块B上，F从0开始，缓慢增大到3N时，轻弹簧的伸长量为A. 0B. cmC. 2cmD. 3cm*9. （1）弹簧测力计、刻度尺、天平、量筒、电流表、电压表、多用电表等，都是中学物理实验中的常用仪器，虽然它们测量的物理量各不相同，但是它们却存在一些共性，例如，它们都有与被测物理量相关的单位，都存在测量的量程等，这些仪器还具有其他的一些共性的因素，请任意写出其中的两个 .（2）某同学在做测定木块与木板间的动摩擦因数的实验时，设计了两种实验方案：方案A：木板固定，用弹簧秤拉动木块，如图（a）所示；方案B：木块固定，用手拉动木板，如图（b）所示。除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、
19、细线外，该同学还准备了质量为200g的配重若干个。（）上述两种方案中，你认为更合理的方案是 ，原因是 ；该实验中应测量的物理量是 ；该同学在木块上加放配重，改变木块对木板的正压力，记录了5组实验数据，如下表所示：实验次数12345配重（个数）01234弹簧秤读数/N0.501.001.501.802.50木块重/N2.004.006.008.0010.00请根据上述数据在图中画出木块所受摩擦力和压力的关系图像；由图像可求出木块和木板间动摩擦因数是 .*10. 一物体在高空中自由下落，其所受的阻力与速度v的二次方成正比，即（c为常数，为计算方便设），试分析物体运动的性质，并求其最大速度。【试题答
20、案】1. C 以A为研究对象，对其进行受力分析，有竖直向下的重力、垂直竖直墙面的水平支持力，还有B对A的支持力和摩擦力，这样才能使其平衡。根据牛顿第三定律，A对B有压力和摩擦力，B还受到重力和推力F，所以受四个力作用。C正确。2. BD a只受到b对其竖直向上的静摩擦力，其与a的重力是一对平衡力，与F无关。B、D正确。3. AD 木块A和木板B处于平衡状态，受力分析后可知，地面与木板B之间没有摩擦力，木块A和木板B之间的滑动摩擦力大小等于F，因此A、D正确。4. D 由于两个物体均做匀速直线运动，合外力为零，利用整体法可知；隔离物体A，可以得到；隔离物体B，可以得到5. B 长木板处于静止状态
21、，其受到的m对M的水平向右的滑动摩擦力和地面对M的静摩擦力f是一对平衡力。B正确。6. B 以P为研究对象进行受力分析，水平方向受到两个力的作用，分别是绳的拉力和桌面的摩擦力。所以B正确。7. C 已知弹簧伸长2cm，弹簧的弹力为F=2N。可判断弹簧对A产生向下的拉力，故细线的拉力应为，B对地的压力。C正确。8. B 先对整体受力分析，要使整体能运动，必须克服整体的最大静摩擦力，故A仍能保持静止，但力F大于B受到的最大静摩擦力，力F缓慢增大到2N时B发生运动，之后弹簧伸长，当F=3N时，对B由平衡条件可知受到的弹力，根据胡克定律，弹簧的伸长量，B正确。9. （1）零刻度、分度值、测量时须估读等（2）B 不受木板如何运动的限制木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力如图所示，=0.2510. 物体在下落过程中受两个力：自身的重力mg 和阻力；开始下落时v较小，也较小，mgF阻，物体做加速运动。随着v进一步增大，F阻mg时a=0，v最大，之后物体做匀速直线运动。所以mg=F阻即11教学f