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专题一--摩擦力与平衡

专题一 摩擦力与平衡

摩擦力是力学中难点内容之一，尤其在物体是否受到摩擦力及静摩擦、滑动摩擦力的大小和方向的判定，是易出错的地方，也是中考的一个热点内容。
一、摩擦力分类
静摩擦力、滑动摩擦力
二、静摩擦力
1、产生静摩擦力的条件
（1）物体与物体之间有相对运动的趋势；
（2）物体与物体之间接触并且相互挤压（有形变）；
（3）两个接触面粗糙，不光滑。
2、静摩擦力的大小
静摩擦力是一个变力，随外力的增大而增大。静摩擦力不会无限制增大，它的增大有一个限度，当超过这个限度时，物体将由静止变为运动，即由相对运动的趋势变为相对运动，此时的静摩擦力叫做最大静摩擦力。静摩擦力的大小可以在0与之间，即0＜F＜。
3、静摩擦力的方向
静摩擦力的方向总是沿着接触面。静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反。
判断静摩擦力方向的两种方法：
①假如“光滑”法：可假设接触面是光滑的，看物体间是否会发生相对运动；
②状态分析法：根据运动状态，运用平衡条件或牛顿定律来判断（下一章即将学习）。
三、滑动摩擦力
1、定义：当一个物体在另一个物体表面上相对滑动时，会受到阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。
2、方向：滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动的方向相反。
3、大小：滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与接触面积和物体速度大小无关。
四、摩擦力可能为动力，也可能为阻力
五、根据运动状态判定摩擦力的大小
物体有运动趋势而处于静止状态时受到平衡力的作用，据此可确定静摩擦力的大小。如：沿水平方向推车，但未推动，此时摩擦力为静摩擦力，大小等于推力；增大推力，若仍未动，摩擦力与推力仍平衡。
做匀速直线运动的物体受平衡力，据此可确定滑动摩擦力的大小。若影响滑动摩擦力的因素（压力和接触面的粗糙程度）不变，既使物体不做匀速直线运动，滑动摩擦力也不改变。
典例精析
例1、如图，两木块A和B被水平力F通过挡板C压在竖直墙上，处于静止状态，则（ ）

A．物体A对B没有摩擦力
B．物体A对B的静摩擦力方向竖直向上
C．物体A对B的静摩擦力方向竖直向下
D．条件不足，无法判断
解析：挡板C静止是由于A对C的摩擦力与C的重力平衡，所以A对C的摩擦力一定向上。由于力的作用是相互的，C对A的摩擦力方向一定向下。物体A静止是由于B对A的摩擦力与A的重力和C对A的摩擦力的合力平衡，所以B对A的摩擦力一定向上，A对B的摩擦力方向一定向下。物体A对B的静摩擦力与B物体的重力的合力必须由墙面提供向上的摩擦力来平衡。所以答案选C项。
例2、如图所示，甲、乙两物体叠放在水平桌面上，在F1和F2的作用下，以相同的速度向右作匀速直线运动，已知F1=9N，F2=5N．则甲物体对乙物体产生的摩擦力大小为 5 N，方向 水平向左 ；水平桌面对乙物体产生的摩擦力大小为 4 N．
解析：由于甲、乙均属于平衡状态，水平方向所受的合力均为零。由甲水平方向合力为零分析出甲受的摩擦力，再根据力的作用是相互的分析出甲对乙的摩擦力，最后由乙所受的合力为零分析水平桌面对乙的摩擦力大小。
拓展训练
1、如图所示，置于水平地面上的立柱质量为M，有一质量为m的猴子从立柱上匀速下滑。巳知猴子沿立柱滑下时，受到摩擦力为f，则猴子下滑时立柱对地面的压力为( B )
A.Mg B.Mg+ C. Mg－ D.（M十m）g+

2．如图所示，用一个大小为20牛，方向沿斜面向上的力拉物体A时，A物体能沿斜面匀速向上运动，此时物体所受的摩擦力大小为8牛.如果要使物体A静止斜面上，则作用在物体A上的沿斜面方向的力的大小不可能是（ D ）
A. 8N B. 12N C. 20N D. 28N

3、如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上，在两个水平力F1、F2的共同作用下以相同速度v匀速向右运动，已知F1=5N，F2=3N，那么物体B受到物体A和桌面的摩擦力大小应分别为（ B ）
A.5N、3N B.5N、8N C.3N、8N D.8N、8N

4、（多选）如图所示为皮带传动装置,装在电动机上的飞轮A通过皮带使装在车床上的飞轮B转动,若A轮沿顺时针方向转动,则( AD )
A、A轮对皮带的摩擦力沿顺时针方向B、B轮对皮带的摩擦力沿顺时针方向
C、A轮对皮带的摩擦力沿逆时针方向D、B轮对皮带的摩擦力沿逆时针方向

5、（多选）如图所示，质量为M的木块B中央有一竖直的槽，槽内夹有一个质量为m的木块A．用一个竖直向上的力F拉木块A，恰能使A匀速上升．已知A与槽的两个接触面间的摩擦力的大小均为f，B始终静止不动．则此过程中，水平地面对木块B的支持力大小为（ BC ）
A．Mg-F B．Mg+mg-F
C．Mg-2f D．Mg+mg-2f

6、（多选）如图所示装置中，物体甲重20N，乙重10N。甲、乙之间用一根轻绳通过定滑轮相连，沿着水平方向的拉力F的大小为5N时，物体甲恰能在光滑的水平桌面上向左做匀速直线运动。不计滑轮处摩擦，下列说法中正确的是（ AC ）
A．物体甲受到的运动阻力为5N B．物体乙受到的运动阻力为5N
C．竖直墙面对滑轮沿水平方向的拉力为5N D．甲乙两物体的物重不同，受到摩擦力的大小也不同

7、如图所示的装置，物块M放在粗糙程度相同的水平桌面上，左右两端用细线通过滑轮连接着两个相同的吊盘．小聪用它做实验时发现：当在左盘中放100g的砝码、右盘中放200g的砝码时，物块M可以向右做匀速直线运动．如果盘中的原有砝码都不变，使物块M最终可以向左匀速直线运动的方案是（滑轮的摩擦不计）（ B ）

A．在左盘中再加100g砝码
B．在左盘中再加200g砝码
C．在左盘中再加100g砝码，在右盘中再加100g砝码
D．在左盘中再加200g砝码，在右盘中再加100g砝码
8、如图所示，轻弹簧的上端固定在粗糙斜面的细杆上，另一端系一物块，弹簧处于拉伸状态，系统静止．则斜面对物块的摩擦力（　D　）

A．方向一定沿斜面向上B．方向一定沿斜面向下C．无摩擦力D．三种情况都有可能
9、如图所示，一个物体放在粗糙的水平面上，在水平推力F1、F2的作用下处于静止状态，已知F1=3N，F2=8N，当撒去推力F2后，物体受到的合力为（　D　）
A. 3N，方向水平向右
B. 8N，方向水平向右
C. 2N，方向水平向左
D. 零
10、如图所示，物块A的重力GA=20N，物块B的重力GB=10N，水平推力F作用在A上，A与竖直墙面接触，A和B匀速下滑，在推力F保持不变时，将B取走，在A的下方施加一个力F1，使物体A恰好向上做匀速直线运动，则F1的大小为（ D ）
A、20N B、30N C、40N D、50N

11、A、B、C叠放在一起，在水平力FA=FB=10牛的作用下以相同的速度v沿水平方向向左匀速滑动，如图所示．那么此时物体B作用于A的摩擦力大小和作用于C的摩擦力大小分别为（　D　）

A．20牛，0牛 B．20牛，10牛 C．10牛，20牛 D．10牛，0牛
12、一轻质弹簧，一端固定在墙上，另一端连一小物块，小物块放在摩擦系数为μ的水平面上，弹簧处在自然状态，小物块位于O处，现用手将小物块向右移到a处，然后从静止释放小物块，发现小物块开始向左移动（ C ）

A．小物块不可能停在O点 B．小物块停止以后所受的摩擦力必不为0
C．小物块无论停在O点的左边还是右边，停前所受的摩擦力的方向和停后所受摩擦力的方向两者既可能相同，也可能相反
D．小物块在通过O点后向右运动直到最远处的过程中，速度的大小总是减小；小物块在由右边最远处回到O点的过程中，速度大小总是增大

13、如图所示，长木板B放在粗糙水平面上，物块A放在长木板B上， 细绳拴在A上，跨过定滑轮后又拴在B上．已知A的质量为2kg，B的质量为1kg．A、B之间的摩擦力为A重的0.2倍，现在B上施加一个大小为F=17N的水平拉力，恰好能使B向右匀速运动．由此可知长木板B的上表面受到的摩擦力大小为 4 N，方向水平向 左 ，下表面受到的摩擦力大小为 9 N．（g取10N/kg）

14、如图所示，水平桌面的右端固定一定滑轮，轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上重为4N的木块相连，当小盘内放有重为0.5N的砝码时，木块保持静止状态．这时木块受到的摩擦力大小为　0.5　N；当小盘内放有重为0.6N的砝码时，木块正好作匀速直线运动．当小盘内放上重为0.7N的砝码时，木块受到的摩擦力大小为　0.6　N．木块的运动状态　会　（选填“会”或“不会”）发生改变（不计绳重及绳与滑轮的摩擦）．

15、如图所示，A物体重40N，B物体重12N．A物体在绳子水平拉力作用下沿水平桌面向右做匀速直线运动，它受到桌面的摩擦力为　12　N．如果要使A物体匀速向左运动，则应给它施加一个大小为　24　N的水平向左拉力．

16、如图所示，甲乙两个相同的木块放在水平面上用绳子相连，在力F1和F2的作用下匀速向左运动，则绳子上的拉力大小为 4 N。

17、如图所示，两块相同的竖直挡板A、B之间有质量为1kg的4块相同的砖，分别标号为1、2、3、4，已知g=10N/kg。用大小均为30N的水平力压住挡板，使砖保持静止不动。
（1）1、2块砖之间的摩擦力大小为 10N ，1号砖受到2号砖的摩擦力的方向 竖直向下 。
（2）2、3块砖之间的摩擦力是 0 ．

18、风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况．将一个套有木球的细直杆放入风洞实验室，球受到的重力为G．球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数是k．如图甲所示，将杆沿平行风速的方向固定，调节风速的大小，使球恰能沿杆匀速运动．再将杆沿竖直方向固定，如图乙所示，将球从杆的上端由静止释放，保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同．则球下滑过程中受到的滑动摩擦力为 k2G ．

19、如图所示，重3N的甲物体和重12N的乙物体通过细线绕过定滑轮与丙物体连在一起，丙放在倾角为30°的光滑斜面上，整个装置处于静止状态。现将斜面变成粗糙的斜面，乙物体重量变为20N，其余不变，整个装置处于静止状态。则此时丙物体受到的摩擦力大小为 8 N。(不计绳重和滑轮处摩擦)

20、如图（a）所示，物体A被夹在滑槽之间，用F=15N的力可将物体A匀速向上拉动。若撤去力F，且在物体A上放一个重为7N的物体B，两物体一起匀速向下运动，如图（b）所示。已知滑槽对物体A左右两表面的滑动摩擦力大小相等且保持不变。求物体A的重力和A的一个面受到滑槽的滑动摩擦力大小分别是多少？

解析：由a图得：GA+2f=F ①
由b图得：GA+GB=2f ②
由①②解得：GA=4N，f=5.5N
注：多状态问题一般无法直接得到答案，需要列出方程组来求解。