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高中物理丨解析摩擦力,力的合成与分解

范大伟

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2018-04-21

滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数

真题体验


1、关于物体在同一接触面受到的弹力和摩擦力之间的关系,下列说法正确的是                (  )

A.有弹力一定有摩擦力

B.有摩擦力不一定有弹力

C.弹力方向和摩擦力方向一定互相垂直

D.摩擦力大小与弹力大小总是成正比

2、如图所示,物体在平行于斜面向上、大小为5N的力F作用下,沿固定的粗糙斜面向上做匀速直线运动,物体与斜面间的滑动摩擦力       (  )

图片

A.等于零

B.小于5N

C.等于5N

D.大于5N

(答案:1.C  2.B)


知识梳理

1、滑动摩擦力

(1)定义:一个物体在另一个物体表面上滑动时,要受到另一个物体阻碍其相对运动的力,这种力叫做滑动摩擦力。

(2)滑动摩擦力产生的条件:①接触面粗糙;②两物体相互接触且存在弹力;③两物体间有相对滑动。

(3)滑动摩擦力的方向:总有沿着接触面,且与相对运动的方向相反。

(4)滑动摩擦力跟正压力成正比。

滑动摩擦力公式为Ff=μFN,其中μ为动摩擦因数,取决于两物体的材料和接触面的粗糙程度,与接触面的面积无关。

2、静摩擦力

(1)当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时,所受到的另一个物体对它的阻碍作用,叫静摩擦力。

(2)静摩擦力产生的条件:①接触面粗糙;② 两物体接触且存在弹力;③两物体间有相对运动趋势。

(3)静摩擦力的方向:沿着接触面,且与物体相对运动趋势的方向相反。

(4)静摩擦力大小随着外力的增大而增大,当外力增大到使物体处于将动未动的状态时,静摩擦力达到最大,故静摩擦力随着外力的变化而在零到最大静摩擦力的范围内变化,最大静摩擦力与压力成正比。


巩固练习


如图是研究静摩擦力的装置,弹簧测力计对物块的拉力沿水平方向, 逐渐增大拉力,当拉力小于10N时,物块保持静止;等于10N时,五块恰好运动, 下列分析正确的是                                         (  )

图片

A.物块受到的最大静摩擦力是10N

B.示数为5N时,物块受到的静摩擦力是10N

C.示数为15N时,物块受到的静摩擦力是10N

D.示数为10N时,物块受到的摩擦力为0


解析:当拉力等于10N时,物体恰好运动,用二力平衡知,物体受到的最大静摩擦力Ffm=10N,选项A对,D错;当拉力等于5N,物体受到静摩擦力,其大小为5N,选项B错;当拉力等于15N时,物体受到的滑动摩擦力,选项C错。

答案:A


制胜锦囊


理解摩擦力必须跨越三个误区

误区一 认为静止的物体总受静摩擦力,运动的物体总受滑动摩擦力。

两物体间产生静摩擦力,两物体一定保持相对静止,而不一定静止,两者可以以共同速度运动,两物体间若产生滑动摩擦力,两物体一定发生了相对运动,而不一定都运动,可以是一个运动,另一个静止。

误区二  认为摩擦力的方向总与物体运动方向相反,摩擦力总是阻力。

摩擦力的反向与产生摩擦力的两物体间的相对运动活相对运动趋势的方向相反,但与这两个物体相对于其他物体的运动方向没有关系,因此,摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反。

误区三  认为静摩擦力的大小随正压力的变化而变化,滑动摩擦力的大小与正压力FN成正比,但静摩擦力的大小与正压力无关,它与物体的运动状态和所受外力的大小有关,只是最大静摩擦力与正压力成正比。  

                

力的合成与分解 

真题体验


1、把一个7N的力沿两个方向分解,这两个分力的大小可能是                                                      (  )

A.4N,4N

B.3N,3N

C.2N,2N

D.1N,1N


(答案:1.A  )


知识梳理


一、力的合成

1、合力与分力

(1)概念:当一个物体受到几个力的共同作用时,可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的总效果相同。这个力就叫作那几个力的合力,原来的几个力叫做这个力的分力。

(2)合力与分力:等效替代关系。

2、力的合成。

(1)定义:求几个力的合力的过程

(2)平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。

二、力的分解

1、定义:已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解

2、力的分解法则:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则,把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么与力F共点的平行四边形的两个领边就表示力F的两个分力。

3、力的分解依据

(1)一个力可以分解为两个力,如果没有限制,同一力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。

(2)在实际问题中,要依据力的实际作用效果分解。

4、合力与分力的关系

(1)两个力F1,F2的合力范围:|F1-F2|≤|F合|≤F1+F2,合力可以大于、等于或是小于其中某一分力。

(2)随着家轿的增大(两分力的大小一定),两个分力的合力逐渐减小。

三、力的正交分解

1、定义

把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解的方法,叫做力的正交解法。

2、正交分解的原则

一般情况下,坐标系的选取是任意的,为使问题简化,坐标系的选取一般有两个原则:

(1)使尽量多的力处在坐标轴上;

(2)尽量使待求力处在坐标轴上。

3、正交分解法求合力的步骤

(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系,其中x轴和y轴的选取应使尽量多的力处在坐标轴上。

(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图所示、

(3)分别求出x轴、y轴上各分力的合力,即

Fx=F1x+F2x+F3x;

Fy=F1y+F2y+F3y。

(4)求共点力的合力:合力大小F=√Fx²+Fy²,设合力的方向与x轴的夹角为θ,则tanθ =Fy/Fx


    巩固练习


三段不可伸长的细胞OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,OC下悬挂一重物,如图所示,其中OB是水平的。A端、B端固定,若逐渐增加C端所挂重物的质量,则最先断的绳   (  )

A.必定是OA

B.必定是OB

C.必定是OC

D.可能是OB,也可能是OC

图片

解析:OC中的拉力等于重物的重力,将此力按力的作用效果可分解为如图所示的两个分力F1和F2,它们分别等于OA、OB中的拉力,由图中几何关系可知三段绳中OA的拉力最大。故逐渐增加重物的质量时,最先断的绳是OA.

图片

答案:A

制胜锦囊


1、合力与分力的关系是“等效替代”

2、合力与分力的大小关系:

(1)合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2,合力不一定比分力大。

(2)在两个分力F1、F2大小不变的情况下,两个分力的夹角越大,合力越小。

(3)合力不变的情况下,夹角越大,两个等值分力的大小越大。

3、力的分解方法:用平行四边形定则,力的分解是力的合成的逆运算,用一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力,一个已知力究竟怎样分解,这要根据实际情况来决定。

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全部评论12

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    吴 丽霞 2018-04-23 0

    都是基础题,很不错,从基础题做起

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    刘 敏 2018-04-21 0

    哇,真不错,收藏起来有空多看

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    朱珠 2018-02-27 2

    要是来点强化性的知识就好了。

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    技术部测试01 2018-02-07 0

    我是一只小小鸟

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    Kathy1124 2018-02-07 0

    1234567

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    技术部测试01 2018-02-07 0

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    技术部测试01 2018-02-07 0

    66

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    jk0233 2018-02-07 0

    111

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    我是狼汪汪 2018-02-07 0

    111

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    WKY 2018-02-07 0

    小编辛苦了

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    抓紧时间学习 2018-02-07 0

    zero

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    技术部测试01 2018-02-06 1

    哈哈哈

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