摩擦力解析、練習(xí)初中物理

摩擦力一、判斷是否受摩擦力要判斷一個(gè)物體是否受摩擦力，我們可以從產(chǎn)生摩擦力的條件入手，條件是：①兩個(gè)物體相互接觸并擠壓，即兩個(gè)物體之間有彈力②接觸面不光滑③物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)或發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)注意：物體對(duì)接觸面的壓力

壓力即為作用在支持面上且與作用面垂直的力。其大小不一定等于物體的重力，以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們會(huì)知道壓力可能大于重力，可能小于重力，還可能等于重力，也可能與重力無(wú)關(guān)。但是不論支持面是什么樣的，也不論物體受力情況如何復(fù)雜，物體對(duì)支持面的正壓力和支持面對(duì)物體的支持力，總是一對(duì)作用力和反作用力，所以許多情況下都是通過(guò)求物體所受支持力來(lái)求得正壓力的。

注意：如圖3所示的物體靜止情況下的壓力大小，可見壓力與重力無(wú)關(guān)。

（1）靜止的物體例1.下圖（1）中，物體A靜止在水平地面上;圖（2）中，物體B靜止在斜面上;圖（3）中，物體C被壓在豎直墻壁上而處于靜止，試分析右圖中，物體A、B、C是否受摩擦力？分析解答：上圖中物體A、B、C分別相對(duì)于地面、斜面、墻面均處于靜止?fàn)顟B(tài)，但其中物體B、C有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以B、C受摩擦力，而A物體不受摩擦力。（2）運(yùn)動(dòng)的物體例2.下圖中，物體A在水平向右的拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B物體在水平皮帶上跟隨皮帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，C物體沿著傾斜的皮帶一起勻速直線運(yùn)動(dòng)，D物體沿著豎直墻壁向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在不考慮空氣阻力，試分析它們是否受摩擦力？圖（1）圖（2）圖（3）圖（4）分析解答：圖（1）、圖（4）中的物體均有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)結(jié)合平衡力的知識(shí)可以判斷物體A和D都受摩擦力。圖（2）中的物體B相對(duì)皮帶是靜止的，若假設(shè)物體B受水平方向的摩擦力，則在水平方向找不到與摩擦力平衡的力。說(shuō)明假設(shè)不存在，所以物體B不受摩擦力。圖（3）中的物體C為什么能跟隨皮帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有滑下來(lái)呢？靠的就是摩擦力提供的動(dòng)力，所以物體C受摩擦力。（3）接觸面光滑時(shí)例3.如右圖，小球重20牛，以2米/秒的速度在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它在水平方向受到的推力是：（）A.0牛B.10牛C.20牛D.40牛分析解答：此題表面問(wèn)的是推力，實(shí)際上還是要考慮摩擦力。因?yàn)槲矬w在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以物體在水平面上不受力或者受平衡力。假設(shè)水平方向有推力，而在水平方向找不到與它平衡的力，是因?yàn)榻佑|面光滑物體不受摩擦力，所以該物體在水平方向上不受力。所以此題選“A”。小結(jié)：通過(guò)以上的分析，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)：靜止的物體不一定不受摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體也有可能不受摩擦力。要想判斷一個(gè)物體是否受摩擦力，要善于運(yùn)用產(chǎn)生摩擦力的條件，多運(yùn)用平衡力的知識(shí)以及假設(shè)法去解決。若接觸面光滑，則物體在此表面將不受摩擦力。二、推斷摩擦力的大小對(duì)于摩擦力大小問(wèn)題，初中階段一般主要研究的是靜摩擦力大小和滑動(dòng)摩擦力的大小，而大多數(shù)學(xué)生在做題時(shí)不能把這兩種摩擦力區(qū)分開，導(dǎo)致常常把這兩種摩擦力的大小搞錯(cuò)。（1）靜摩擦力的大小例4．如圖所示，一個(gè)小孩沿水平方向用力推靜止在水平地面上的小汽車，但小車仍保持靜止，則（）A．小孩對(duì)車的推力大于車受到的阻力B．小孩對(duì)車的推力等于車受到的阻力C．小孩對(duì)車的推力小于車受到的阻力D．小孩對(duì)車的推力與車受到的阻力的大小關(guān)系不能確定F分析解答：汽車在水平方向上受推力和靜摩擦力，根據(jù)平衡力知識(shí)：推力和靜摩擦力是一對(duì)平衡力，所以推力和靜摩擦力大小相等，答案選“B”。F例5．用力F=40N，按住一重10N的木塊，如圖所示，當(dāng)木塊相對(duì)豎直墻壁靜止不動(dòng)時(shí)，木塊受到的摩擦力的大?。ǎ〢．30NB．40NC．50ND．10N分析解答：木塊在豎直方向上受重力和靜摩擦力，根據(jù)平衡力的知識(shí)：重力和靜摩擦力是一對(duì)平衡力，所以重力和靜摩擦力大小相等，答案選“D”。例6．如圖所示，用手握著一個(gè)瓶子懸在空中不動(dòng)，當(dāng)手握瓶子的力增大時(shí)，瓶子受到手的摩擦力將（選填“不變”、“變大”或“變小”），若在手握瓶子的力增大時(shí)往瓶中加水，瓶子仍然懸在空中不動(dòng)，則瓶子受到手的摩擦力將（選填“不變”、“變大”或“變小”）。分析解答：瓶子始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡力的知識(shí)：瓶子受到手的靜摩擦力和瓶子自身的重力是一對(duì)平衡力。當(dāng)瓶子自身重力發(fā)生改變時(shí)，受到靜摩擦力的大小隨之改變。所以本題的答案依次為“不變”、“變大”。（2）滑動(dòng)摩擦力的大小例6．用彈簧秤在水平方向上拉動(dòng)一個(gè)置于地面的物體，使它做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤示數(shù)5N．當(dāng)彈簧秤示數(shù)為6N時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小是()A．6NB．5NC．1ND．11N分析解答：因?yàn)槲矬w是運(yùn)動(dòng)的，所以在水平方向上受到拉力和滑動(dòng)摩擦力。又因?yàn)槲矬w開始做是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力。當(dāng)拉力由5N變?yōu)?N時(shí)，物體所受到摩擦力仍為滑動(dòng)摩擦力，而物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān)，只要這兩因素不變，滑動(dòng)摩擦力的大小就不變。所以本題選“B”。小結(jié)：①靜摩擦力的大小受外力的影響，但要看所加外力是否跟靜摩擦力在同一個(gè)方向上，若所加外力不與靜摩擦力在同一個(gè)方向上，則不會(huì)影響靜摩擦力的大小。②滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān)，只要這兩個(gè)因素不變，滑動(dòng)摩擦力的大小就不變。三、判斷摩擦力的方向物體所受摩擦力方向總與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。要想判斷物體所受摩擦力的方向就要理解并會(huì)運(yùn)用這句話。例7．下圖中，物體A靜止在斜面上，物體B在水平接拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體C被緊壓在豎直墻壁上而處于靜止，物體D隨皮帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，試分析：物體A、B、C、D所受的摩擦力方向分別向哪兒？AA圖（1）圖（2）圖（3）圖（4）分析解答：物體A、C和D有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以A物體受到的靜摩擦力方向沿著斜面向上，C物體受到的靜摩擦力方向沿著豎直墻壁向上，D物體所受靜摩擦力沿著皮帶向上，B物體相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，所以B物體所受摩擦力向左。例8．一名中學(xué)生正腳踩著自行車在平直的公路上向左行駛（如圖所示），則該學(xué)生自行車的前輪和后輪所受到的摩擦力方向分別向哪兒？若現(xiàn)在他停止踩，而讓自行車靠自身的慣性向前滑行，這時(shí)自行車的前輪和后輪所受到的摩擦力方向分別又向哪兒？分析解答：當(dāng)自行車在被踩時(shí)，后輪是主動(dòng)輪，提供的是動(dòng)力，所以后輪受到的摩擦力方向是向前的。而前輪是從動(dòng)輪，受到是阻力，所以摩擦力的方向是向后的。當(dāng)停止踩，而讓自行車靠自身的慣性向前滑行時(shí)，前輪和后輪受到的都是阻力，所以此時(shí)前后輪受到的摩擦力都是向后的。小結(jié)：通過(guò)分析我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，摩擦力的方向判斷要牢牢地抓住：物體所受摩擦力方向總與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反這句話。同時(shí)我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)，摩擦力不一定是阻力，有時(shí)摩擦力也是動(dòng)力?？傊?，在我們平時(shí)學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中。只要多觀察、多思考、多比較、多總結(jié)，一定能不斷提高解決物理問(wèn)題的能力。附：疑難中考題解析1.(2005河池)如圖7所示實(shí)驗(yàn)裝置，甲重16N，乙重12N，靜止時(shí)不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)自重，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是：12N。解析：甲的力大，起到了固定彈簧的作用，而乙就是起到拉力的作用。2．一個(gè)重為100N的物體在水平地面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)用60N的力豎直向上提它時(shí)，物體所受合力是：0N。圖5解析：60N的力分擔(dān)了地面對(duì)物體的支持力，但并未改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體處于平衡狀態(tài)，所以合力為零。圖53．（2005揚(yáng)州課改）如圖5，當(dāng)電風(fēng)扇工作時(shí)，空氣會(huì)由靜止流動(dòng)起來(lái)，這說(shuō)明力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；同時(shí)小車將向右運(yùn)動(dòng)，原因是物體間力的作用是相互的；類似的裝置可應(yīng)用在某些交通工具上，試舉一例噴氣式飛機(jī)。這類交通工具在月球上是無(wú)法工作的，這是因?yàn)椋涸虑蛏鲜钦婵盏摹?．推一輛小車，使其勻速向前直線運(yùn)動(dòng)，摩擦力為5N，用10N的水平力向后拉小車，使小車減速，在減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小車所受的合力為15N甲乙解析：甲乙5．掛在豎直墻壁上的石英鐘，它的秒針在走動(dòng)時(shí)會(huì)受到轉(zhuǎn)軸處的摩擦阻力和重力的作用。當(dāng)石英鐘內(nèi)的電池的電能將耗盡而停止走動(dòng)時(shí)，其秒針往往停在表盤上的“9”的位置。解析：鐘表中秒針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度較分、時(shí)針轉(zhuǎn)速高，所以轉(zhuǎn)動(dòng)最容易受外力影響，而垂直放置的鐘表，秒針從0到30秒時(shí)，秒針自身的質(zhì)量對(duì)秒針軸形成的力矩與鐘表本身的驅(qū)動(dòng)力矩相同，可幫助秒針前進(jìn)，當(dāng)秒針從30秒位置開始到60秒時(shí)，秒針自身產(chǎn)生的力矩與鐘表走動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩正好相反，這力矩在秒針處于45秒位置時(shí)達(dá)到最大，一但超過(guò)45秒位置，該力矩又減少。所以當(dāng)鐘表驅(qū)動(dòng)能量將盡，驅(qū)動(dòng)秒針的力矩越來(lái)越弱，當(dāng)它不能抵御秒針從30秒到45秒這段路程的反向力矩時(shí)，秒針就停在這段位置，特別是在接近反向力矩最大的45秒（九點(diǎn)方向）處了。6．人在一般情況下步行前進(jìn)時(shí)，若鞋底與地面不打滑，地面對(duì)鞋底的摩擦力方向向前，推動(dòng)人前進(jìn)。7．在平直的公路上，運(yùn)動(dòng)員騎自行車加速前進(jìn)，有關(guān)車輪所受摩擦力方向說(shuō)法正確的是：前輪所受摩擦力方向向后，后輪所受摩擦力方向向前。解析：后輪是驅(qū)動(dòng)輪，有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，利用產(chǎn)生的向前的摩擦力使自己運(yùn)動(dòng)；而前輪是被動(dòng)的，單純向前運(yùn)動(dòng)，所以摩擦力想后。摩擦力練習(xí)黑板刷在黑板上擦動(dòng)時(shí),第一次作直線運(yùn)動(dòng),第二次作圓周運(yùn)動(dòng).這兩次摩擦分別稱為[]A.滑動(dòng)摩擦,滾動(dòng)摩擦B.滑動(dòng)摩擦,滑動(dòng)摩擦C.滾動(dòng)摩擦,滑動(dòng)摩擦D.滾動(dòng)摩擦,滾動(dòng)摩擦甲、乙兩同學(xué)沿同一直線，水平向右拉一木箱，甲用60N的力，乙用40N的力，木箱在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則木箱受到地面的滑動(dòng)摩擦力的大小和方向分別是〔〕A．100N，方向向右B．100N，方向向左C．20N，方向向右D．20N，方向向左下面說(shuō)法中錯(cuò)誤的是[]A．運(yùn)動(dòng)鞋底的花紋是為了增大鞋底與地面間的摩擦力B．冬天下雪后，常見民警在汽車上坡的地方灑上一些爐灰，目的是增大車輪與地面之間的摩擦C．生活中離不開摩擦，摩擦越大越好D．工廠工人師傅用的銼刀表面總是凹凸不平的，目的是為了增大銼刀與工件之間的摩擦汽車在平直公路上作加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它的牽引力是5×103牛頓時(shí)，則汽車受到的摩擦阻力[]A.等于5×103牛頓B.大于5×103牛頓C.小于5×103牛頓D.都有可能關(guān)于摩擦力，下列說(shuō)法正確的是（）A、相互壓緊的粗糙物體之間總有摩擦力B、靜止的物體一定不受摩擦力C、相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體，一定存在摩擦力D、一個(gè)物體只有在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，才有可能受到摩擦力滑動(dòng)摩擦力的大小既跟壓力大小有關(guān)，又跟接觸面的粗糙程度有關(guān)系，壓力越大，滑動(dòng)力就越大；接觸面越粗糙，摩擦力就越大，與接觸面積無(wú)關(guān)。探究“摩擦力的大小與什么因素有關(guān)”的三次實(shí)驗(yàn)如圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓木塊在水平木板或棉布上做勻速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A、比較甲、乙兩圖實(shí)驗(yàn)情景，可知摩擦力的大小跟作用在物體表面的壓力無(wú)關(guān)B、比較乙、丙兩圖實(shí)驗(yàn)情景，可知摩擦力的大小只跟作用在物體表面的壓力有關(guān)C、比較甲、丙兩圖實(shí)驗(yàn)情景，可知摩擦力的大小跟接觸面的粗糙程度有關(guān)D、比較乙、丙兩圖實(shí)驗(yàn)情景，可知摩擦力的大小只跟接觸面的粗糙程度有關(guān)下列幾種情況，不屬于滑動(dòng)摩擦的是（）A、自行車剎車時(shí)，閘皮和車圈之間的摩擦B、用圓珠筆寫字，筆尖的圓珠與紙之間的摩擦C、用卷筆刀削鉛筆，刀與鉛筆之間的摩擦D、小孩滑滑梯，身體與滑梯之間的摩擦用手握住一個(gè)醬油瓶，瓶口下口上向靜止在手中不動(dòng)，以下各種說(shuō)法中正確的是()A、醬油瓶靜止在手中，受到了靜摩擦力的作用B、隨著手握醬油瓶的力增大，瓶子所受到的靜摩擦力也將增大C、手握醬油瓶的力增大時(shí)，瓶子所受到的靜摩擦力并未增大D、若醬油瓶原來(lái)為空瓶，那么各瓶?jī)?nèi)注水的過(guò)程中瓶仍靜止，即使手握瓶的力大小不變，瓶所受到的靜摩擦力也將增大2008年北京時(shí)間8月14日上午11時(shí)，體操男子全能決賽在國(guó)家體育館進(jìn)行，最終經(jīng)過(guò)六輪角逐，楊威憑借94.575分戰(zhàn)勝了所有對(duì)手，近乎完美的發(fā)揮毫無(wú)懸念的奪得冠軍。體操運(yùn)動(dòng)員總是要在手上抹些鎂粉，而在杠上做回環(huán)動(dòng)作時(shí)，手握杠又不能太緊，這樣做的目的是()A、前者是增大摩擦，后者是減小摩擦B、前者是減小摩擦，后者是增大摩擦C、兩者都是增大摩擦D、兩者都是減小摩擦如圖所示，物體A在水平力F的作用下，靜止在豎直墻壁上。當(dāng)水平力減小為F/2時(shí)，物體A恰好沿豎直墻壁勻速下滑。此時(shí)物體A所受摩擦力的大小是()A、減小為原來(lái)的B、和原來(lái)一樣C、增大為原來(lái)的2倍D、無(wú)法判斷如果世界上不存在一切摩擦，那么下列哪一現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生[]A.飯將從我們嘴里滑掉B.人將寸步難行C.不能用螺釘螺母固定工件D.物體將漂浮在空中在做研究滑動(dòng)摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須使木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)的道理是（）A、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，不會(huì)使砝碼掉下去B、避免損壞彈簧測(cè)力計(jì)C、D、使拉力與摩擦力相平衡在水平面上向東勻速行駛的列車，車廂內(nèi)粗糙的地板上放置一物塊，則地板對(duì)物塊（）A．有向東的摩擦力B．有向西的摩擦力能力C．沒(méi)有摩擦力D．有無(wú)摩擦力無(wú)法判斷質(zhì)量為50kg的小宇，在體育課上進(jìn)行爬桿和爬繩訓(xùn)練，在他勻速爬桿和爬繩時(shí)（）A．爬桿時(shí)受到的摩擦力大B．爬繩時(shí)的摩擦力大C．爬桿和爬繩時(shí),受到的摩擦力一樣大d．無(wú)法確定摩擦力的大小某同學(xué)用水平推力推靜止在水平公路上的汽車，但沒(méi)推動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是（D）因?yàn)橥屏π∮谄嚨闹亓Γ云囄幢煌苿?dòng)因?yàn)橥屏π∮谄囁艿淖枇Γ云囄幢煌苿?dòng)雖然汽車未被推動(dòng)，但推力一定等于汽車的重力雖然汽車未被推動(dòng)，但推力等于汽車所受的阻力某人用30N的水平力，推著一輛重為50N的小車在水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，小車受到的摩擦力的大小為N，現(xiàn)將水平推力增大到40N時(shí)，小車受到摩擦力的大小將（選填“變大”、“變小”或“不變”）摩擦力分為、和三種．用圓珠筆寫字時(shí)，手和圓珠筆之間的摩擦是，圓珠筆和紙之間的摩擦是，用卷筆刀削鉛筆時(shí)，鉛筆和卷筆刀內(nèi)孔溝間的摩擦是。說(shuō)明下列情