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专题7 摩擦力的分析和计算
知识梳理
一、摩擦力
摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种，它们的产生条件和方向判断是相近的。正确理解动摩擦力和静摩擦力中的“动”与“静”的含义。“动”和“静”是指研究对象相对于跟它接触的物体而言的,而不是相对于地面的运动和静止，所以受滑动摩擦力作用的物体可能是静止的，反之，受静摩擦力作用的物体可能是运动的。
1．产生的条件：
(1)相互接触的物体间存在压力；
(2)接触面不光滑；
(3)接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)。
注意：不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力，运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力。静摩擦力是保持相对静止的两物体之间的摩擦力，受静摩擦力作用的物体不一定静止。滑动摩擦力是具有相对滑动的两个物体之间的摩擦力，受滑动摩擦力作用的两个物体不一定都滑动。
2．摩擦力的方向：
沿接触面的切线方向(即与引起该摩擦力的弹力的方向垂直)，与物体相对运动(或相对：运动趋势)的方向相反。例如：静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面(斜面)向上。
注意：相对运动是以相互作用的另一物体为参考系的运动，与以地面为参考系的运动不同，故摩擦力是阻碍物体间的相对运动，其方向不一定与物体的运动方向相反。
3．摩擦力的大小：
(1)静摩擦大小跟物体所受的外力及物体运动状态有关，只能根据物体所处的状态(平衡或加速)由平衡条件或牛顿定律求解。静摩擦力的变化存在一个最大值-----最大静摩擦力，即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小(最大静摩擦力与正压力成正比)。
(2)滑动摩擦力与正压力成正比，即f=
μ为动摩擦因数，与接触面材料和粗糙程度有关；FN指接触面的压力，并不总等于重力。
(3)滑动摩擦力方向的判断。
几乎所有的同学认为滑动摩擦力方向判断要比静摩擦力方向的判断容易，因而忽视了对滑动摩擦力方向判断方法的深刻理解。
滑动摩擦力方向总是跟相对运动的方向相反，要确定滑动摩擦力的方向首先要判断出研究对象跟它接触的物体的相对运动方向。
二、静摩擦力的有无、方向判断及大小计算。
判断相互作用的物体之间是否存在静摩擦力，确实是一个难点。原因在于静摩擦力是被动出现的，再加上静摩擦力中的“静”字，就更增加了它的隐性。为了判断静摩擦力是否存在，几乎所有的参考资料都有给出了“假设法”，目的是想化“静”为“动”，即假设接触面光滑无摩擦力，看研究对象是否会发生相对滑动，这种方法对受其它力较少的情况是可以的，但对物体受力较多的情况，这说是一种“中听不中用”的方法了。
根据物体的运动状态来分析静摩擦力的有无，判断其方向、计算其大小。这是最基本的也是最有效的方法。
1、若物体处于平衡状态，分析沿接触面其它力（除静摩擦力）的合力，若合力为零，则静摩擦力不存在，若合力不为零，一定存在静摩擦力，且静摩擦力的大小等于合力，方向与合力方向相反。
2、若物体处于非平衡状态，则利用牛顿运动定律来判断静摩擦力的有无、方向及大小。
具体思路如下：
3、计算摩擦力大小：
首先要弄清要计算的是静摩擦力还是滑动摩擦力，只有滑动摩擦力才可以用F=μFN计算，而静摩擦力是被动力，当它小于最大静摩擦力时，取值要由其它力情况及运动状态来分析，跟正压力的大小无关。
特别是有些情况中物体运动状态发生了变化（如先动后静或先静后动）时，更要注意两种摩擦力的转化问题。
典例分析
例1、 如下图所示，拉力F使叠放在一起的A、B两物体以共同速度沿F方向做匀速直线运动，则( )
A．甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用，方向与F方向相同。
B．甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用，方向与F方向相反
C．甲、乙图中A物体均不受静摩擦力作用
D．甲图中A物体不受静摩擦力作用，乙图中A物体受静摩擦力作用，方向与F方向相同
例2、 质量为5kg的物体静止在水平桌面上，当受到20N的水平推力作用时开始滑动，接着以18N的水平推力可维持物体在水平桌面匀速直线运动，该物体受到的最大静摩擦力为_______，物体与桌面的动摩擦力因数_______；当水平推力为15N而物体仍运动时，物体受到的摩擦力为_______；当水平推力为15N而物体静止时，物体受到的摩擦力为_______；当水平推力为40N时，物体受到的摩擦力又为_______。（g=10N/kg2）
巩固练习（作业7）
1. 关于摩擦力，下面说法正确的是（ ）
A．摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
B．相互压紧，接触面粗糙的物体之间总有摩擦力
C．相互接触的物体之间，压力增大，摩擦力一定增大
D．静止的物体受到静摩擦力的大小和材料的粗糙程度无关
2 如图所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时（ ）
A．墙对铁块的弹力增大
B．墙对铁块的摩擦力增大
C．墙对铁块的摩擦力不变
D．墙与铁块间的摩擦力减小
3．如图所示，两物块叠放在水平桌面上，当用一个水平力F推物块A时，A、B仍保持静止。设此时B对A的摩擦力的大小为f1，桌面对B的摩擦力的大小为f2。则（ ）
A．f1=F，f2=0
B．f1=0，f2=F
C，f1=F/2，f2=F/2
D．f1=F，f2=F/2
4．一物块m从某曲面上的Q点自由落下，通过一粗糙的静止传送带后，落到地面P点，如图所示．若传送带的皮带轮沿顺时针方向转动起来，使传送带也随之运动，再把该物体放到Q点自由滑下，那么（ ）
A．它可能落在P点
B．它可能落在P点左边
C．它可能落在P点的右边
D．它可能落不到地面上
5．如图所示，贴着竖直侧面的物体A的质量mA＝0.2kg，放在水平面上的物体B的质量mB＝1.0kg，绳和滑轮间的摩擦均不计，且绳的OB部分水平，OA部分竖直，A和B恰好一起匀速运动。取g＝10m/s2， 求：
（1）物体B与桌面间的动摩擦因数？
（2）如果用水平力F向左拉B，使物体A和B做匀速运动，需多大的拉力？
（3）若在原来静止的物体B上放一个质量与B物体质量相等的物体后，物体B受到的摩擦力多大？
巩固练习（作业7）答案
1．D
2．AC
3．B
4．AC
5．(1)0.2 (2)4N (3)2N
分析物体的运动状态
处于平衡状
态（a=0）
具有加速度
平衡条件F合=0
牛顿第二定律
F合=ma
受力分析确定摩擦力的大小和方向
F
F
B
A
O

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