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1、例題詳析【例1】如圖所示,豎直放置在水平面上的輕質(zhì)彈簧上疊放著兩物塊A、B,A、B的質(zhì)量均為2kg,它們處于靜止?fàn)顟B(tài),若突然將一個(gè)大小為10N、方向豎直向下的力施加在物塊A上,則此瞬間,A對(duì)B的壓力的大小為(取g=10m/s2)A5N B15NC25N D35N2mgFF彈簧解析:因?yàn)樵谒查g彈簧彈力來不及變化,所以A、B整體所受合力為F=10N,由整體可求得加速度a=F/2m=2.5m/s2隔離A,由牛頓第二定律可得:F+mg-FN=ma解得FN=25N答案:C【例2】如圖所示,長方體物塊A疊放在長方體物塊B上,B置于光滑水平面上.A、B質(zhì)量分別為mA=6kg,mB=2kg ,A、B之間動(dòng)摩擦

2、因數(shù)=0.2,開始時(shí)F=10N,此后逐漸增加,在增大到45N的過程中,則( ) A當(dāng)拉力F12N時(shí),兩物塊均保持靜止?fàn)顟B(tài) B兩物塊間從受力開始就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)C兩物塊開始沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),當(dāng)拉力超過12N時(shí),開始相對(duì)滑動(dòng) D兩物塊間始終沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),但AB間存在靜摩擦力,其中A對(duì)B的靜摩擦力方向水平向右FABMfFmf解析:A與B剛要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件:要滑動(dòng):A與B間的靜摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力;未滑動(dòng):此時(shí)A與B加速度仍相同。受力分析如圖,先隔離B,牛頓第二定律可得:a=mg/M再對(duì)整體,由牛頓第二定律可得:F=(M+m)a解得:F=(M+m) mg/M=48N所以,當(dāng)F48N時(shí),A與B相對(duì)滑動(dòng)

3、;當(dāng)F48N時(shí),A與B相對(duì)靜止,一起做加速運(yùn)動(dòng)。答案:D同步練習(xí)1.(2007年江蘇卷)如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是mg?,F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊,使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng),則輕繩對(duì)m的最大拉力為( )A、3mg/5 B、3mg/4C、3mg/2 D、3mg2.兩個(gè)重疊在一起的滑塊置于固定的傾角為的斜面上,設(shè)A和B的質(zhì)量分別為m和M,A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1,B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度沿斜面下滑,在這過程中A受到的摩擦力( )A等于零 B方向沿斜

4、面向上C大小等于2mgcos D大小等于1mgcos3.(2004上海)物體B放在物體A上,A、B的上下表面均與斜面平行(如圖)。當(dāng)兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面C向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)( ) A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下C.A、B之間的摩擦力為零D.A、B之間是否存在摩擦力取決與A、B表面的性質(zhì)4.在斜面上有兩個(gè)物體A、B靠在一起往下滑,對(duì)于A的受力情況,下列說法正確的是( )A、若斜面光滑,則物體A只受兩個(gè)力B、若斜面光滑,并設(shè)物體A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,且mBmA,則物體A受三個(gè)力C、若物體A、B材料相同,與斜面間有摩擦,則物體A只受三個(gè)

5、力D、若物體A、B材料相同,與斜面間有摩擦,則物體A受四個(gè)力 5.(2008年全國II)一固定斜面上兩個(gè)質(zhì)量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑,A與B的接觸面光滑。已知A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是B與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)的2倍,斜面傾角為。B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是( )A. 2tan/3 B. 2cot/3C. tan D. cot6.傾角為的斜面體置于水平面上,其質(zhì)量為M,它的斜面是光滑的,在它的斜面上有一質(zhì)量為m的物體,在用水平力推斜面體沿水平面向左運(yùn)動(dòng)過程中,物體與斜面體恰能保持相對(duì)靜止,則下列說法中正確的是( )A.斜面體對(duì)物體的彈力大小為mgcosB.斜面體對(duì)物體的彈力大小為mg/cos

6、C.物體的加速度大小為gsinD.水平推力大小為(M+m)gtan7.如圖,bc為固定在小車上的水平橫桿,物塊M串在桿上,靠摩擦力保持相對(duì)桿靜止,M又通過輕細(xì)線懸吊著一個(gè)小鐵球m,此時(shí)小車正以大小為a的加速度向右做勻加速運(yùn)動(dòng),而M、m均相對(duì)小車靜止,細(xì)線與豎直方向的夾角為小車的加速度逐漸增大,M始終和小車保持相對(duì)靜止,當(dāng)加速度增加到2a時(shí)( )A橫桿對(duì)M的摩擦力增加到原來的2倍B橫桿對(duì)M彈力不變 C細(xì)線與豎直方向的夾角增加到原來的2倍D細(xì)線的拉力增加到原來的2倍專題四:物體的受力分析(一)物體的受力分析物體之所以處于不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是由于它們的受力情況不同。要研究物體的運(yùn)動(dòng),必須分析物體的受力

7、情況。正確分析物體的受力情況,是研究力學(xué)問題的關(guān)鍵,是必須掌握的基本功。如何分析物體的受力情況呢?主要依據(jù)力的概念,從物體所處的環(huán)境(有多少個(gè)物體接觸)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)著手,分析它與所處環(huán)境的其他物體的相互聯(lián)系。具體的分析方法是:1、確定所研究的物體,然后找出周圍有哪些物體對(duì)它產(chǎn)生作用。不要找該物體施于其他物體的力。比如所研究的物體叫A,那么就應(yīng)該找出“甲對(duì)A”和“乙對(duì)A”及“丙對(duì)A”的力而“A對(duì)甲”或“A對(duì)乙”等力就不是A所受的力。也不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過“力的傳遞”作用在研究對(duì)象上。2、要養(yǎng)成按步驟分析的習(xí)慣。先畫重力:作用點(diǎn)畫在物體的重心。其次畫接觸力(彈力和摩擦力):繞研究

8、對(duì)象逆時(shí)針(或順時(shí)針)觀察一周,看研究對(duì)象跟其他物體有幾個(gè)接觸點(diǎn)(面),某個(gè)接觸點(diǎn)(面)若有擠壓,則畫出彈力,若還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或趨勢(shì),則畫出摩擦力。分析完這個(gè)接觸點(diǎn)(面)后再依次分析其他接觸點(diǎn)(面)。再畫其他場(chǎng)力:看是否有電場(chǎng)、磁場(chǎng)作用,如有則畫出場(chǎng)力。3、畫完受力圖后再作一番檢查。檢查一下畫出的每個(gè)力能否找出它的施力物體,若沒有施力物體,則該力一定不存在。特別是檢查一下分析的結(jié)果,能否使研究對(duì)象處于題目所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),否則必然發(fā)生了多力或漏力的現(xiàn)象。4、如果一個(gè)力的方向難以確定,可用假設(shè)法分析。先假設(shè)此力不存在,觀察所研究的物體會(huì)發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng),然后審查這個(gè)力應(yīng)在什么方向時(shí),研究對(duì)象才能滿足給

9、定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。5、合力和分力不能重復(fù)地列為物體所受的力。力的合成與分解的過程是合力與分力“等效替代”的過程,合力和分力不能同時(shí)存在。在分析物體受力情況時(shí),如果已考慮了某個(gè)力,那么就不能再考慮它的分力。例如,在分析斜面上物體的受力情況時(shí),就不能把物體所受重力和“下滑力”并列為物體所受的力,因?yàn)椤跋禄Α笔俏矬w所受重力在沿斜面方向上的一個(gè)分力。例1、跨過光滑定滑輪的輕繩,兩端各拴一個(gè)物體,如圖所示。物體A和B重均為2N,水平拉力F=12N。若物體A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài),試分析物體A和B的情況,畫出受力情況,畫出受力的示意圖,并計(jì)算各力的大小。分析:根據(jù)各種力的概念和物體處于平衡狀態(tài),全面分析物體受力

10、情況。針對(duì)靜摩擦力是被動(dòng)力的特點(diǎn),判斷物體A所受靜摩擦力的方向。解:物體受力情況如圖所示。物體A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài),它們所受合力均為零。物體B受重力GB和拉力F,GB = F=20N。物體A受重力GA =20N,水平拉力F=12N,繩子拉力F=20N,水平面支持力FN = GAFsin30=10N, F水平分力為FA= cos30 17N。由于方向向左的F水平分力比方向向右的水平拉力F大5N,所以物體A還受到5N靜摩擦力作用,其方向應(yīng)該向右,圖中的FN應(yīng)該為向右。(二)力的合成和分解1、合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系。2、力的合成與分解都遵循平行四邊形定則。計(jì)算時(shí)首先要根據(jù)題目要求按照力的平行

11、四邊形定則作出力的合成或分解的圖示,再根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)解三角形求解合力與分力。主要是求解直角三角形問題,對(duì)于較簡(jiǎn)單的斜三角形問題,也應(yīng)能利用正弦定理、余弦定理或相似三角形的知識(shí)求解,但不作為重點(diǎn)。3、二力(F1F2)合成的合力(F)的取值范圍為:|F1F2|F(F1+F2)。4、把一個(gè)已知力分解為兩個(gè)互成角度的分力,如果沒有條件限制,可以分解為無數(shù)對(duì)分力。要得到確定的答案,必須給出一些附加條件。如已知兩個(gè)分力的方向,已知一個(gè)分力的大小及方向等。在實(shí)際問題中,要根據(jù)力產(chǎn)生的實(shí)際作用效果或處理問題的方便來決定如何分解。5、力的正交分解:在很多問題中,常把一個(gè)力分解為互相垂直的兩個(gè)分力,特別在物體受多個(gè)

12、力作用時(shí),把物體受到的各力都分解到互相垂直的兩個(gè)方向上去,然后分別求每個(gè)方向上的力的代數(shù)和。這樣就可把復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為互相垂直方向上的簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算。例2、如圖所示,質(zhì)量為m的球放在傾角為的光滑斜面上,試分析擋板AO與斜面間的傾角多大時(shí),AO所受壓力最小。解析:雖然題目問的是擋板AO的受力情況,但若直接以擋板為研究對(duì)象,因擋板所受力均為未知力,將無法得出結(jié)論。以球?yàn)檠芯繉?duì)象。球所受重力mg產(chǎn)生的效果有兩個(gè):對(duì)斜面產(chǎn)生了壓力FN1,對(duì)擋板產(chǎn)生了壓力FN2。根據(jù)得力產(chǎn)生的效果將重力分解,如圖1-82所示。當(dāng)擋板與斜面的夾角由圖示位置變化時(shí),F(xiàn)N1大小改變,但方向不變,始終與斜面垂直;FN2的大

13、小、方向均改變(圖中畫出一系列虛線表示變化的FN2)。由圖可看出,當(dāng)FN2與FN1垂直即=90時(shí),擋板AO所受壓力最小,最小壓力FN2min=mgsin。例3、水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B。輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m=10kg的重物,CBA30,如圖所示。則滑輪受到繩子的作用力為(g取10m/s2)A、50N B、50N C、100N D、100N分析:細(xì)繩跨過滑點(diǎn),則細(xì)繩上的張力處處相等。兩段繩上的作用力間的夾角為。如圖所示,據(jù)以前學(xué)過的結(jié)論知道,F(xiàn)合=F=100N。答:C。專題五:力的正交分解法1、定義:把力沿著兩個(gè)選定的互相垂直的方向分解

14、,叫做力的正交分解法。說明:正交分解法是一種很有用的方法,尤其適于物體受三個(gè)或三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用的情怳。2、正交分解的原理一條直線上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的力,其合力可由代數(shù)運(yùn)算求得。當(dāng)物體受到多個(gè)力的作用,并且這幾個(gè)力只共面不共線時(shí),其合力用平行四邊形定則求解很不方便。為此,我們建立一個(gè)直角坐標(biāo)系,先將各力正交分解在兩條互相垂直的坐標(biāo)軸上,分別求出兩個(gè)不同方向上的合力Fx和Fy,然后就可以由F合=,求合力了。說明:“分”的目的是為了更方便的“合” 正交分解法的步驟:(1)以力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)作直角坐標(biāo)系,標(biāo)出x軸和y軸,如果這時(shí)物體處于平衡狀態(tài),則兩軸的方向可根據(jù)方便自己選擇。(2)將與坐標(biāo)軸不重

15、合的力分解成x軸方向和y軸方向的兩個(gè)分力,并在圖上標(biāo)明,用符號(hào)Fx和Fy表示。(3)在圖上標(biāo)出力與x軸或力與y軸的夾角,然后列出Fx、Fy的數(shù)學(xué)表達(dá)式。如:F與x軸夾角為,則Fx=Fcos,F(xiàn)y=Fsin。與兩軸重合的力就不需要分解了。(4)列出x軸方向上的各分力的合力和y軸方向上的各分力的合力的兩個(gè)方程,然后再求解。【典型例題】例1、如圖所示,用繩AC和BC吊起一個(gè)重100N的物體,兩繩AC、BC與豎直方向的夾角分別為30和45。求:繩AC和BC對(duì)物體的拉力的大小。解:此題可以用平行四邊形定則求解,但因其夾角不是特殊角,計(jì)算麻煩,如果改用正交分解法計(jì)算簡(jiǎn)便得多。先以C為原點(diǎn)作直角坐標(biāo)系,設(shè)x

16、軸水平,y軸豎直,在圖上標(biāo)出FAC和FBC在x軸和y軸上的分力。即:FACx=FACsin30=FAC FACy=FACcos30=FACFBCx=FBCsin45=FBCFBCy=FBCcos45=FBC在x軸上,F(xiàn)ACx FBCx大小相等即FAC=FBC (1)在y軸上,F(xiàn)ACy與FBCy的合力與重力相等即FAC+FBC=100 (2)解(1)(2)得繩BC的拉力FBC=25()N=25(1)N繩AC的拉力FAC=50(1)N例2、如圖所示,重力為500N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重200N的物體,當(dāng)繩與水平面成60角時(shí),物體靜止。不計(jì)滑輪與繩的摩擦,求地面對(duì)人的支持力和摩擦力。分析:人

17、和重物靜止,所受合力皆為零,對(duì)物分析得到,繩拉力F等于物重200N;人受四個(gè)力作用,將繩的拉力分解,即可求解。解:如圖所示,將繩的拉力分解得水平分力Fx=Fcos60=200N=100N豎直分力Fy=Fsin60=200N =100N在x軸上,F(xiàn)與Fx二力平衡所以靜摩擦力F=Fx =100N在y軸上,三力平衡得地面對(duì)人支持力FN =GFy =(500100)N=100(5)N 例3、如圖所示:將重力為G的光滑圓球用細(xì)繩拴在豎直墻壁上,如圖,當(dāng)把繩的長度增長,則繩對(duì)球的拉力T和墻對(duì)球的彈力N是增大還是減小。 解:根據(jù)球的平衡條件=0用已知力G求未知力T、N。 (1)明確對(duì)象,作受力分析,如圖(a

18、),球受G、N、T,設(shè)繩與墻夾角為。圖(a) (2)選用方法:A、合成法:因?yàn)?0。所以任意兩個(gè)力的合力均與第三個(gè)力大小相等,方向相反。如圖 (b),N、G合力T,T=T根據(jù)平行四邊形法則,則在圖(b)B、分解法:因?yàn)?0。所以其中任一個(gè)力在其它兩個(gè)力方向的分力均與該力大小相等、方向相反而平衡。如圖(c),在T、N方向上分解G有T=T,N=N。仍可看。圖(c)C、用正交分解法:建立直角坐標(biāo)系。如圖(d),因?yàn)榍蚴?0,必同時(shí)滿足,。對(duì)三種解法要深刻理解,針對(duì)具體問題靈活運(yùn)用,討論結(jié)果: 圖(d)【模擬試題】1、關(guān)于重心,下列說法正確的是: A、重心就是物體內(nèi)最重的一點(diǎn) B、重心是物體各部分所受

19、重力的合力的作用點(diǎn) C、任何形狀規(guī)則的物體,它的重心必在其幾何中心 D、重心是物體所受重力的作用點(diǎn),所以重心總是在物體上,不可能在物體外2、關(guān)于彈力,下述說法正確的是 A、通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力 B、輕繩、輕桿上產(chǎn)生的彈力方向總是在繩、桿的直線上 C、兩物體相互接觸一定有彈力存在 D、壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面3、一根輕彈簧,當(dāng)它在100牛的拉力作用下,總長度為 0.55米;當(dāng)它在300牛的壓力作用下總長度為0.35米。則彈簧不受外力作用時(shí)自然長度為多少?4、如圖所示,A疊放在B上,B放在斜面上,AB處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列敘述正確的是 A、B相對(duì)A與相對(duì)斜面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相同

20、 B、B相對(duì)A的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向沿斜面向上,相對(duì)斜面沿斜面向下 C、A相對(duì)B的靜摩擦力沿斜面向上 D、斜面相對(duì)B的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向沿斜面向上5、如圖所示,用水平力F將物體壓在豎直墻壁上,保持靜止?fàn)顟B(tài),物體所受摩擦力的大小 A、隨F的增大而增大 B、隨F的減小而減小 C、等于物體重力的大小 D、可能大于物體重力的大小6、如圖18所示四種情況中物體A都受到靜摩擦力的作用,v和a表示共同前進(jìn)的速度和加速度方向,其中物體A所受靜摩擦力的方向與它的對(duì)地速度方向相反的是哪一種?7、如圖所示,木塊受到和摩擦力等三個(gè)水平力作用,靜止在水平面上;若撤去,木塊所受的合力 A、大小為8N,水平向右 B、大小為4N,水平向左

21、 C、大小為2N,水平向右 D、等于零8、如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量相同,與地面動(dòng)摩擦因數(shù)相同,受到三個(gè)大小相同的作用力F,它們受到摩擦力大小的關(guān)系是 A、三者相同 B、乙最大 C、丙最大 D、已知條件不夠,無法判斷誰最大9、如圖所示,小物體m放在質(zhì)量為M的物體上,M系在固定在O點(diǎn)的水平輕彈簧的一端且置于光滑的水平面上,彈簧的勁度系數(shù)為k,將M向右拉離平衡位置x,然后無初速釋放,在以后的運(yùn)動(dòng)中,M和m保持相對(duì)靜止,那么m在運(yùn)動(dòng)中受到的最小和最大摩擦力各是多少?試題答案】1、正確選項(xiàng)B。注意選項(xiàng)C中沒明確質(zhì)量分布均勻這一重要的制約條件。2、正確選項(xiàng)A和D。對(duì)于選項(xiàng)B中,輕桿上產(chǎn)生彈力方向可以不

22、沿桿直線方向,因?yàn)闂U可以產(chǎn)生彎曲形變。對(duì)于選項(xiàng)C,相互接觸物體可以不產(chǎn)生形變,所以相互接觸物體不一定有彈力存在。例如圖所示,豎直懸掛的小球與斜面接觸而保持靜止小球只受重力和繩張力而平衡,不受斜面支持力,從另外一個(gè)角度分析,若物體受斜面支持力,就一定要有向左的加速度而不能保持靜止。3、設(shè)彈簧原長為,根據(jù)胡克定律,即,解之得米。注意兩次形變方向不同。列方程時(shí)要注意。答案0.50米。4、判斷相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)可以設(shè)接觸面光滑從而轉(zhuǎn)化成相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題。 A相對(duì)B和斜面有下滑趨勢(shì),B相對(duì)斜面有下滑趨勢(shì),B相對(duì)A有上滑趨勢(shì);A受B的靜摩擦力沿斜面向上,A對(duì)B的靜摩擦力沿斜面向下。正確選項(xiàng)BD。5、由題意可知靜摩擦

23、力的大小等于物體重力,增加F的大小只能增大墻與物的最大靜摩擦力而不會(huì)影響物體平衡時(shí)靜摩擦力等于重力這一結(jié)果。所以正確選項(xiàng)是C。也可以進(jìn)一步設(shè)想只要摩擦力不等于重力,豎直方向就不會(huì)是平衡狀態(tài)而與題意不符。6、正確選項(xiàng)是D。在A中靜摩擦力向右,充當(dāng)動(dòng)力且,f與v同向;B中摩擦力沿斜面向上f與v同方向;C中靜摩擦力指向圓心充當(dāng)向心力,f與v垂直;D中上面物體加速向右,它給A的靜摩擦力向左,f與v方向相反。7、由題意可知平面可以對(duì)物體提供06N的靜摩擦力,當(dāng)撤去之后,平面給物體向左2N的靜摩擦力就可以使物體平衡,所以物體受合力為零,正確選項(xiàng)是D。8、由于題目沒有給出物體的質(zhì)量,動(dòng)摩擦因數(shù)的大小,F(xiàn)的大

24、小,因此就無法判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),也就不能判斷是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,所以正確選項(xiàng)是D。讀者還可以進(jìn)一步探討:假設(shè)是靜止或水平運(yùn)動(dòng)條件下三者摩擦力的關(guān)系。9、m與M一起做簡(jiǎn)諧振動(dòng),在平衡位置加速為零。而只有M對(duì)m水平方向的靜摩擦力才能使m產(chǎn)生水平方向加速度,維持共同的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。所以m運(yùn)動(dòng)中在平衡位置受到摩擦力最小等于零。M與m系統(tǒng)有最大加速度a時(shí)是位移為x時(shí)。,此時(shí)對(duì)m的最大靜摩擦力,所以m的最小靜摩擦力為零,最大靜摩擦力為。2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)3.1 受力分析學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握受力分析的步驟,養(yǎng)成良好的受力分析習(xí)慣,并能正確的規(guī)范的畫出受力分析圖。【自主學(xué)習(xí)】一、摩擦力1.定義:相

25、互接觸的物體間發(fā)生 時(shí),在接觸面處產(chǎn)生的阻礙 的力.2.產(chǎn)生條件:兩物體 .這四個(gè)條件缺一不可.兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件(沒有彈力不可能有摩擦力).3.滑動(dòng)摩擦力大小:滑動(dòng)摩擦力;其 中FN是壓力,為動(dòng)摩擦因數(shù) ,無單位.說明:在接觸力中,必須先分析彈力,再分析摩擦力. 只有滑動(dòng)摩擦力才能用公式F=FN,其中的FN表示正壓力,不一定等于重力G.GFF1F2 fFN例1.如圖所示,用跟水平方向成角的推力F推重量為G的木塊沿天花板向右運(yùn)動(dòng),木塊和天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,求木塊所受FG的摩擦力大小. 解:由豎直方向合力為零可得FN=Fsin-G,因此有:f =(Fsin-G)4.

26、靜摩擦力大小必須明確,靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律Ff=FN計(jì)算,只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí),其最大值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,即Fm=FNFAB靜摩擦力:靜摩擦力是一種 力,與物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況有關(guān).求解靜摩擦力的方法是用力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律.即靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定,其可能的取值范圍是 0FfFm例2.如圖所示,A、B為兩個(gè)相同木塊,A、B間最大靜摩擦力Fm=5N,水平面光滑.拉力F至少多大,A、B才會(huì)相對(duì)滑動(dòng)?解:A、B間剛好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),A、B間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于一個(gè)臨界狀態(tài),既可以認(rèn)為發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng),摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,其大小等于最大靜摩擦力

27、5N,也可以認(rèn)為還沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),因此A、B的加速度仍然相等。分別以A和整體為對(duì)象,運(yùn)用牛頓第二定律,可得拉力大小至少為F=10N(研究物理問題經(jīng)常會(huì)遇到臨界狀態(tài).物體處于臨界狀態(tài)時(shí),可以認(rèn)為同時(shí)具有兩個(gè)狀態(tài)下的所有性質(zhì))5.摩擦力方向摩擦力方向和物體間 的方向相反.av相對(duì)摩擦力的方向和物體的運(yùn)動(dòng)方向可能成任意角度.通常情況下摩擦力方向可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相同(作為動(dòng)力),可能和物體運(yùn)動(dòng)方向相反(作為阻力),可能和物體速度方向垂直(作為勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力).在特殊情況下,可能成任意角度.例3.小車向右做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng),質(zhì)量為m的物體恰好沿車后壁勻速下滑.求物體下滑過程中所受摩擦力和彈

28、力的大小,并分析物體所受摩擦力的方向和物體速度方向的關(guān)系.解:豎直方向:f=mg;水平方向:N=ma物體受的滑動(dòng)摩擦力始終和小車的后壁平行,方向豎直向上,而物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線,相對(duì)于地面的速度方向不斷改變(豎直分速度大小保持不變,水平分速度逐漸增大),所以摩擦力方向和運(yùn)動(dòng)方向間的夾角可能取90和180間的任意值.由例2和例3的分析可知:無明顯形變的彈力和靜摩擦力都是被動(dòng)力.就是說:彈力、靜摩擦力的大小和方向都無法由公式直接計(jì)算得出,而是由物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同決定的.6.作用效果:阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但對(duì)物體來說,摩擦力可以是動(dòng)力,也可以是阻力.7.發(fā)生范圍:滑動(dòng)摩擦

29、力發(fā)生在兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間,但靜止的物體也可以受滑動(dòng)摩擦力;靜摩擦力發(fā)生在兩個(gè)相對(duì)靜止的物體間,但運(yùn)動(dòng)的物體也可以受靜摩擦力.8.規(guī)律方法總結(jié)(1)靜摩擦力方向的判斷FAB假設(shè)法:即假設(shè)接觸面光滑,看物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng);若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說明物體原來的靜止是有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的靜止.且假設(shè)接觸面光滑后物體發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向即為原來相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向,從而確定靜摩擦力的方向.根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),應(yīng)用力學(xué)規(guī)律判斷.BASF如圖所示物塊A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),若A的質(zhì)量為m,則很容易確定A所受的靜摩擦力大小為ma,方向水平向右.在分析靜摩擦力方向時(shí),應(yīng)注意

30、整體法和隔離法相結(jié)合.如圖所示,在力F作用下,A、B兩物體皆靜止,試分析A所受的靜摩擦力. (2)摩擦力大小計(jì)算分清摩擦力的種類:是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力.滑動(dòng)摩擦力由Ff=FN公式計(jì)算.最關(guān)鍵的是對(duì)相互擠壓力FN的分析,它跟研究物體在垂直于接觸面方向的力密切相關(guān),也跟研究物體在該方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).特別是后者,最容易被人所忽視.注意FN變,則Ff也變的動(dòng)態(tài)關(guān)系.靜摩擦力:最大靜摩擦力是物體將發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力,它只在這一狀態(tài)下才表現(xiàn)出來.它的數(shù)值跟正壓力成正比,一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力.靜摩擦力的大小、方向都跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力密切相關(guān),但跟接觸面相互擠壓力無直接關(guān)系.

31、因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性,即靜摩擦力是一種被動(dòng)力,與物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況有關(guān).求解靜摩擦力的方法是用力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律.即靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定,其可能的取值范圍是 0FfFm二、物體受力分析1.明確研究對(duì)象在進(jìn)行受力分析時(shí),研究對(duì)象可以是某一個(gè)物體,也可以是保持相對(duì)靜止的若干個(gè)物體。在解決比較復(fù)雜的問題時(shí),靈活地選取研究對(duì)象可以使問題簡(jiǎn)潔地得到解決.研究對(duì)象確定以后,只分析研究對(duì)象以外的物體施予研究對(duì)象的力(既研究對(duì)象所受的外力),而不分析研究對(duì)象施予外界的力.2.按順序找力必須是先場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力),后接觸力;接觸力中必須先彈力,后

32、摩擦力(只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力).3.只畫性質(zhì)力,不畫效果力畫受力圖時(shí),只能按力的性質(zhì)分類畫力,不能按作用效果(拉力、壓力、向心力等)畫力,否則將出現(xiàn)重復(fù).4.需要合成或分解時(shí),必須畫出相應(yīng)的平行四邊形(或三角形)在解同一個(gè)問題時(shí),分析了合力就不能再分析分力;分析了分力就不能再分析合力,千萬不可重復(fù).【典型例題】例1.畫出下列各圖中物體A、B、C的受力示意圖(已知物體A、B、C均靜止).B乙丙CAO甲例2、A、B、C三物塊質(zhì)量分別為M、m和m,作如圖所示的聯(lián)結(jié)。繩子不可伸長,且繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)。若B隨A一起沿水平桌面作勻速運(yùn)動(dòng),則可以斷定(A )(A)物塊A

33、與桌面之間有摩擦力,大小為mg(B)物塊A與B之間有摩擦力,大小為mg(C)桌面對(duì)A,B對(duì)A,都有摩擦力,兩者方向相同,合力為mg(D)桌面對(duì)A,B對(duì)A,都有摩擦力,兩者方向相反,合力為mg例3、如圖所示,位于斜面上的物塊M在沿斜面向上的力F作用下,處于靜止?fàn)顟B(tài)。則斜面作用于物塊的靜摩擦力的( ABCD )(A)方向可能沿斜面向上(B)方向可能沿斜面向下(C)大小可能等于零(D)大小可能等于F例4、如圖19-8所示,C 是水平地面,A、B是兩個(gè)長方形物塊,F(xiàn)是作用在物塊B上沿水平方向的力,物體A和B以相同的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)。由此可知,A、B間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)1和B、C間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)2有可能是(BD )。(A)10,20(B)10,20(C)10,20(D)10,20 ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5

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