初中物理摩擦力典型例题(初中物理巧解摩擦力)

阿辉 物理好教师 2020-04-15力是一个比较抽象的物理概念,特别是摩擦力,学生初学起来更是一头雾水下面我们通过求摩擦力的大小和方向二方面并通过几道典型题的详解来分析如何掌握有关摩擦力方面的知识,我来为大家讲解一下关于初中物理摩擦力典型例题?跟着小编一起来看一看吧!

初中物理摩擦力典型例题(初中物理巧解摩擦力)

初中物理摩擦力典型例题

阿辉 物理好教师 2020-04-15

力是一个比较抽象的物理概念,特别是摩擦力,学生初学起来更是一头雾水。下面我们通过求摩擦力的大小和方向二方面并通过几道典型题的详解来分析如何掌握有关摩擦力方面的知识。

一、有关摩擦力的大小

在初中阶段,对摩擦力大小只需定性分析,不涉及利用公式计算。而且仅限于求水平面上或竖直面上的情况。所以求摩擦力的大小时,我们可以根据物体所处的状态来求解。

首先,我们先理清知识点:

1、当物体有运动趋势时,所受到摩擦力属于静摩擦力,当物体滑行时所受到的摩擦力属于滑动摩擦力。滑动摩擦力只与压力大小与接触面的粗糙程度有关

2、静止状态或匀速直线运动状态是一种平衡状态,物体在平衡状态下,受力平衡,合力为0。

3、同一直线上方向相同的两力的合力为二力之和;方向相反的两个力的的合力为二力之差;

4、当物体受到的合力方向与运动方向一致时,它做加速运动。反之,做减速运动。

例1、如图1,一重20N的物体放在水平桌面上,用水平拉力拉物体,若力为5N的,没拉动,则该物体受到摩擦力为_______;若力为8N的仍没拉动,此时的摩擦力为_______;若力为12N,该物体刚好做匀速直线运动,则此时该物体受到摩擦力为_______;若用15N的力继续拉动它,则此时该物体受到的摩擦力为_______

分析:第一空,物体在5N的拉力下处于静止状态,它有向右的运动趋势,所以物体受到的是向左的静摩擦力,水平方向二力平衡,此时f=F=5N。第二空,物体仍没动,还是静摩擦力,静摩擦力与这时的拉力平衡,所以这时f=F=8N。第三空,物体做匀速直线运动,物体受到的是滑动摩擦力,根据二力平衡,这时f=F=12N。第三空,虽然拉力变大了,但物体受到的摩擦力还是滑动摩擦力,压力的大小和接触面的粗糙程度这二个因素都没变,所以此时受到的滑动摩擦力还是12N,只不过它此时受到的合力方向与运动方向一致,做加速运动。

例2、如图2,用20N的力把一重为10N的物体水平压在墙壁上,它不动,则此时它受到的摩擦力为____;当压力减为15N时,它仍不动,此时它受到的摩擦力为______;当压力减为12N时,它刚好匀速下滑,则此时它受到的摩擦力为______;当压力继续减为11N时,它受的摩擦力______。(填“不变”或“减小”或“增大”)

分析:物体被20N的水平力压在墙壁上,它不动,,它有向下的运动趋势,所以它受到竖直向上的静摩擦力,在竖直方向二力平衡,所以第一空摩擦力f=G=10N,

当压力增大时,它仍不动,还是静摩擦力,仍与重力平衡,所以第二空答案为10N,当压力减为12N时,它在竖直方向做匀速直线运动,受到的是滑动摩擦力,根据二力平衡,此时f=G=10N,当压力继续减为11N时,因为现在物体受到的是滑动摩擦力,压力减小了,所以滑动摩擦力也减小。

例3、如图3,一重4N的物体夹在两个木板之间,如图当用3N的力刚好使物体匀速向下运动,若使它匀速向上运动需要的拉力为 N。

分析:物体刚好匀速向下运动,说明它受到力是平衡力。我们先分析它的受力情况。在竖直方向,它受到向下的重力和向下的拉力。两边木板分别给它向上的滑动摩擦力。向上的二个力,向下的两个力,四力平衡,合力为零。所以总摩擦力f=G F=4N 3N=7N。若使它匀速向上运动。这时它受到的摩擦力大小不变但方向向下,整体处于平衡状态,向上受一个拉力,向下受一个重力和两个摩擦力。合力仍为零。所以向上的拉力F=f G=7N 5N=12N

变式:若把重4N的物体分成大小相同的四块仍夹在另两个相同的木板之间静止不动,则第一块和第二块物块之间的摩擦力为 N。第二块和第三块物块之间的摩擦力为 N。第二块与第三块物块之间的摩擦力为 N。

分析:物体整体处于静止状态,它有向下的运动趋势,所以受到向上的静摩擦力。根据平衡状态,合力为零。它受到竖直向下的重力和两边木板给它向上的静摩擦力和大小相等,所以每边的木板给物块的摩擦力大小均为2N。对第一块物块而言,它受到向下的1N的重力,木板给它向上的2N的静摩擦力,又因它静止,所以必然受到第二块物块给它向下的1N的静摩擦力。所以第一块和第二块物块之间的摩擦力是1N;根据物体间力的作用是相互的,第二块物块给第一块物块向下的1N的摩擦力,反过来,第一块物块给第二块物块向上的1N的摩擦力。对第二块物块来说,它受到1N竖直向下的重力,第一块物块给它向上的1N的摩擦力,两个力大小相等,它又处于静止状态。所以右侧就不会受到摩擦力了。所以第二块和第三块物块之间的摩擦力0。对第三块物块来说,左测没有摩擦力,它受1N的蛏直向下重力,又静止处于平衡状态,所以必然受第四个物块给它向上的1N的静摩擦力。所以,第二块与第三块物块之产的摩擦力为1N。

要解决好上面的问题,关键要会对物体进行受力分析。特别是物体受多力时,要分析出哪些物体对它施力,只要它处于平衡状态,合力一定为零。按照这个思路,答案不攻自破。

例4、如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示,由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为_______N;当t=3s时,物体受到的摩擦力为____N.

分析:这种题还是要先判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,只要是静摩擦力,那么摩擦力的大小就等于使它平衡的外力的大小。若是滑动摩擦力,不管它是加速、减速还是匀速,它受到的摩擦力大小都等于它匀速运动时的外力的大小。按照这个解题思路,就轻松做答了。如第一空,t=1s,由丙图可知,它处于静止状态。再由乙图可知1S时它受到的水平拉力为2N,所以f=F=2N。当t=3s时,由丙图可知,它做加速运动,受到的是滑动摩擦力,我们去找物体匀速运动时的摩擦力。由丙图可知,4--6s,物体是匀速运动的,再由乙图可知,4--6s拉力为4N,所以滑动摩擦力大小为4N。所以t=3s时,物体受到的摩擦力为4N.

例5、如图5,用10N的水平拉力拉动长木板在水平面上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为3N,则地面给长木板的摩擦力的大小为 N。

分析:当长木板向右运动时,木块相对于长木板向左运动运动,所以它受到长木板给它向右的摩擦力。它相对于地面静止,在水平方向木块受力平衡,它受到的摩擦力大小等于弹簧测力计的示数即为3N。由于物体间力的作用是相互的。所以它给长木板向左的3N的摩擦力。对长木板来说,它受到一个向右的10N的拉力,一个木块给它向左3N的摩擦力,还有地面给它向左的摩擦力。它匀速直线运动,所以受三力平衡,合力为零。所以地面给它的摩擦力大小为7N。

这道题的解题关键要分别对木块和长木板进行受力分析。在水平方向,木块受二个力,长木板受三个力,它们都处于平衡状态,合力均为零。

二、有关摩擦力的方向

摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。很多同学不能理解相对运动。一直认为摩擦力的方向与运动方向相反。希望以下例题能助你理解这一知识点。

例1人走路,摩擦力的方向向哪?

分析、人在走路时,脚向后蹬地,它有一个向后的运动趋势,所以地面就给脚一个向前的摩擦力,这个摩擦力的方向就和物体运动方向一致。试想,人在非常光滑的冰面上是很难前进的。这个摩擦力就是人前进的动力。

例2、骑自行车时,车两轮的摩擦力方向如何呢?

分析:骑自行车在蹬脚踏时,因为后轮是主动轮,它相对地面向后的,所以地面给它一个向前的摩擦力;而前轮是从动轮。它相对于地面后前的,所以面面给它一个向后的摩擦力。所以在蹬脚踏时,后轮的摩擦力方向向前,前轮的摩擦力方向向后。当不蹬脚踏时,车由于惯性继续前进,两轮相对于地面都向前运动,所以,这时两轮的摩擦力方向均向后。

例3、斜向上运行的传送带上的物体,它受到的摩擦力方向如何?

斜向上运行的传送带上的物体,它相对于传会带有一个向下的运动趋势,但能随传送带一起向上运动,就是因为它受到传送带给它斜向上的摩擦力。

以上三个例子同时也说明摩擦力不都是阻力。有时也是动力。

例4、如图4,已知A、B表面粗糙,当用力拉B,在以下三种情况下,A物体是否受摩擦力?若受摩擦力,则摩擦力的方向向哪?

1.A、B一起匀速向右运动

2.A、B一起匀速向右运动时,B突然加速

3.A、B一起匀速向右运动时,B突然减速

分析(1)A、B一起匀速向右运动,A、B相对静止,A相对B没有运动趋势,所以这种情况下A不受摩擦力。

    运动的B忽然加速,A相对B有向左的运动趋势,所以它受到向右的摩擦力。

    运动的B忽然减速,A相对B有后向右的运动趋势,所以它受到向左的摩擦力。

通过以上的讲解,不知同学们是否理解了有关摩擦力的知识。其实,不管习题怎么变,万变不离其宗。只要掌握正确的解题思路,所有的问题都会迎刃而解。所以同学们在学习任何一个知识点的时候一定要理解知识点的内涵,掌握规律,总结解题技巧,举一反三,就会达到事半功倍的效果。

本文为作者:初中物理老师 阿辉 原创文章。版权归原作者所有,若侵删。

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