物体间保持相对静止但存在相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力.静摩擦力的大小除最大值外无确定的表达式.其大小可为零与最大值间的任意值.具体大小由物体的受力情况和运动状态决定.静摩擦力的方向总是与物体相——青夏教育精英家教网—

物体间保持相对静止但存在相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力.静摩擦力的大小除最大值外无确定的表达式.其大小可为零与最大值间的任意值.具体大小由物体的受力情况和运动状态决定.静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反.与物体对地的运动方向间无确定的关系.可能与物体对地的运动方向相同.相反.垂直或成任意角度.因此静摩擦力可以对物体做负功.正功或不做功.但在任何情况下.静摩擦力对相互作用的系统做功的代数和总为零.故静摩擦力做功不会改变系统的机械能.不会将机械能转化为内能. ●精典题例解读［例1］如图1-1-1.C是水平地面.A.B是两个长方形物块.F是作用在B上沿水平方向的力.物体A和B以相同的速度做匀速直线运动.由此可知A.B间的动摩擦因数μ1和B.C间的动摩擦因数μ2可能是图1-1-1 A.μ1=0 μ2=0 B.μ1=0 μ2≠0 C.μ1≠0 μ2=0 D.μ1≠0 μ2≠0 [解析] 选A.B整体为研究对象.由于B受推力F的作用还做匀速直线运动.可知地面对B的摩擦力一定水平向左.故μ2≠0.对A受力分析知.水平方向不受力.μ1可能为0.也可能不为0.故B.D正确. 小结:本题主要考查由物体的运动情况和所受其他力的情况来判断摩擦力的有无.A物体虽然随B物体一起运动.但它们之间并无相对运动的趋势.因此摩擦力为零.但却不能因此而得出它们之间的摩擦因数也为零的结论. ［例2］如图1-1-2所示.一质量为m的货物放在倾角为α的传送带上随传送带一起向上或向下做加速运动.设加速度大小为a.试求两种情况下货物所受的摩擦力F. 图1-1-2 [解析] 物体m向上加速运动时.由于沿斜面向下有重力的分力.所以要使物体随传送带向上加速运动.传送带对物体的摩擦力必定沿传送带向上.物体沿斜面向下加速运动时.摩擦力的方向要视加速度的大小而定.当加速度为某一合适值时.重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力.则摩擦力为零,当加速度大于此值时.摩擦力应沿斜面向下,当加速度小于此值时.摩擦力应沿斜面向上. 向上加速运动时.由牛顿第二定律.得: F-mgsinα=ma 所以F=mgsinα+ma,方向沿斜面向上. 向下加速运动时.由牛顿第二定律.得:mgsinα-F=ma(设F沿斜面向上) 所以F=mgsinα-ma当α＜gsinα时.F＞0.与所设方向相同--沿斜面向上. 当a=gsinα时.F=0.即货物与传送带间无摩擦力作用. 当a＞gsinα时.F＜0.与所设方向相反--沿斜面向下. 小结:当物体加速运动而摩擦力方向不明确时.可先假设摩擦力向某一方向.然后应用牛顿第二定律导出表达式.再结合具体情况进行讨论. ［例3］如图1-1-3所示.一直角斜槽(两槽面间夹角为90°.两槽面跟竖直面的夹角均为45°).对水平面的倾角为θ.一个横截面为正方形的物块恰能沿此斜槽匀速下滑.假定两槽面的材料和槽面的情况相同.求物块和槽面之间的动摩擦因数μ. 图1-1-3 [解析] 物块沿斜槽匀速下滑.说明物块所受摩擦力与重力在斜槽方向的分力相等.滑动摩擦力等于动摩擦因数与物体间正压力的乘积.要注意.此题中的正压力并不等于mgcosθ.正确画出受力图是解答此题的关键. 如图1-1-4所示.设左右槽面作用于物块的支持力分别为FN1.FN2.由于对称性.FN1=FN2.它们的合力FN垂直于槽底线.且图1-1-4 FN= ① 相应的左.右两槽面作用于物块的滑动摩擦力Fμ1和Fμ2相等.它们的合力Fμ平行于槽底线.且 Fμ=2Fμ1=2μFN1 ② 根据平衡条件Fμ=mgsinθ.FN=mgcosθ 从上面两个方程得=tanθ ③ 将①②代入③可得 μ=tanθ 小结:求摩擦力大小时要特别注意以下问题: (1)区分静摩擦力和滑动摩擦力.滑动摩擦力和静摩擦力的大小所遵循的规律不同.滑动摩擦力的大小与压力成正比.静摩擦力的大小与压力无关. (2)物体在某一接触面上所受的滑动摩擦力与该接触面上的压力成正比. ［例4］如图1-1-5所示.质量M=10 kg的木楔ABC静止于粗糙水平地面上.动摩擦因数μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上有一质量m=1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4 m时.其速度v=1.4 m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(g取10 m/s2). 图1-1-5 [解析] 地面对木楔的摩擦力为静摩擦力.但不一定为最大静摩擦力.所以不能由Fμ=μFN来计算求得.只能根据物体的运动情况和受力情况来确定. 物块沿斜面匀加速下滑.由vt2-v02=2as可求得物块下滑的加速度 a==0.7 m/s2＜gsinθ=5 m/s2 可知物块受到摩擦力的作用. 此条件下.物块与木楔受力情况分别如图1-1-6和图1-1-7所示. 图1-1-6 图1-1-7 物块沿斜面以加速度a下滑.对它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛顿第二定律有 mgsinθ-Fμ1=ma mgcosθ-FN1=0 木楔静止.对它沿水平方向和竖直方向由牛顿第二定律.并注意Fμ1′与Fμ1.FN1′与FN1等值反向.有 Fμ2+Fμ1cosθ-FN1sinθ=0 FN2-Mg-FN1cosθ-Fμ1sinθ=0 由上面各式解得地面对木楔摩擦力 Fμ2=FN1sinθ-Fμ1cosθ =mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ =macosθ=1.0×0.7× N=0.61 N 此力方向与所设方向相同.由C指向B. 另外由以上几式联立还可求出地面对木楔的支持力 FN2=Mg+mgcos2θ+(mgsinθ-ma)sinθ=Mg+mg-masinθ =11×10 N-1.0×0.7× N=109.65 N＜(m+M)g 显然.这是由于物块和木楔系统有向下的加速度而产生了失重现象. 对此题也可以系统为研究对象.在水平方向.木楔静止.加速度为零,物块加速度的水平分量为ax=acosθ.对系统在水平方向由牛顿第二定律.有 Fμ2=max=macosθ=0.61 N 小结:(1)静摩擦力的大小是个变量.它的大小常需要根据物体的运动状态及摩擦力与物体所受其他力的关系来确定.(2)由此题可看出.研究对象的选取对解题步骤的简繁程度有很大的影响. ●应用强化训练【查看更多】

题目列表(包括答案和解析)

关于相互作用，下列说法正确的是：

A．在相对静止的时候，互相接触的物体之间不可能产生摩擦力

B．维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是不同性质的力

C．在微观带电粒子的相互作用中，万有引力比库仑力强得多

D．由于强相互作用的存在，尽管带正电的质子之间存在斥力，但原子核仍能紧密的保持在一起

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关于相互作用，下列说法正确的是：

A．在相对静止的时候，互相接触的物体之间不可能产生摩擦力

B．维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是不同性质的力

C．在微观带电粒子的相互作用中，万有引力比库仑力强得多

D．由于强相互作用的存在，尽管带正电的质子之间存在斥力，但原子核仍能紧密的保持在一起