4.【高中物理必修一】【力學(xué)】摩擦力大小計(jì)算

2023-07-27 23:50 作者:也許夜煦煦 0人讀過(guò) | 我要投稿

4.【高中物理必修一】【力學(xué)】摩擦力大小計(jì)算

摩擦力的大小

靜摩擦力：沒(méi)有公式，只能通過(guò)受力分析列表達(dá)式
滑動(dòng)摩擦力：f滑=μ·FN（μ為動(dòng)摩擦因數(shù)）

計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的小例子1：

如圖所示，物塊重5kg，以Vo的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，求物塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小。

答案與解析：

注意：這里的FN是指彈力，而這里的彈力大小就等于重力大小，并不是FN直接指重力嗷！！

小例子2：

如圖所示，物塊重5kg，以Vo的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，受到一個(gè)向左的拉力F=10N，物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，求物塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小與方向。

A.10N 向左 B.10N 向右 C.20N 向左 D.20 向右

答案與解析：

C

做題的第一步，明確摩擦力的方向，因?yàn)槲飰K是往右在運(yùn)動(dòng)，所以摩擦力一定是往左的。再來(lái)判斷摩擦力的大小，判斷大小就要先判斷摩擦力的種類，這里物塊有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明是滑動(dòng)摩擦力。所以直接一個(gè)公式就搞定：

【總結(jié)】做摩擦力大小的題的做題順序：

練習(xí)1

用力F將質(zhì)量為m的物體壓在豎直墻面上，物體與斜面見動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。在下列不同情況下求物體所受墻面摩擦力的大小。

（1）物體保持靜止（靜摩擦力）

解析：

如圖甲所示，由于物體與墻面相對(duì)靜止，所以物體受到靜摩擦力，且豎直向下的重力與豎直向上的摩擦力平衡，故f1=mg。

（2）物體以速度v下滑（滑動(dòng)摩擦力）

解析：

由于物體與墻面相對(duì)滑動(dòng)，所以物體受到滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式可得f2=μ·FN，物體在水平方向上受力平衡，物體受到的彈力FN等于外力F（如圖乙所示），所以f2=μ·F（PS：此題不可用豎直方向受力平衡來(lái)求摩擦力，因?yàn)轭}目未明確說(shuō)明物體勻速下滑）

（3）物體受到向下的拉力F1，仍保持靜止（靜摩擦力）

解析：

由于物體與墻面相對(duì)靜止，所以物體受到靜摩擦力，又因?yàn)槲矬w靜止，說(shuō)明物體受力平衡，靜摩擦力大小等于豎直向下的重力與拉力之和，所以f3=F1+mg。

（4）物體受到向下的拉力F1，向下滑動(dòng)

解析：

由于物體與墻面相對(duì)滑動(dòng)，所以物體受到滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式f4=μ·FN，物體在水平方向上受力平衡，物體受到的彈力FN等于外力F（如圖丁所示），所以f4=μ·F（PS：此題沒(méi)有說(shuō)勻速滑動(dòng)，所以豎直方向上三力不一定平衡，不可用受力平衡來(lái)求摩擦力）

練習(xí)2

答案：C

解析：由于手與啤酒瓶始終相對(duì)靜止，所以此摩擦力為靜摩擦力，靜摩擦力沒(méi)有任何公式，根據(jù)靜止可知啤酒瓶處于平衡狀態(tài)，說(shuō)明啤酒瓶受到一個(gè)與重力大小相等、方向相反的靜摩擦力，故選C。

練習(xí)3

答案：F2；μ（F1-mg）

解析：

第一種情況中：物體沒(méi)動(dòng)，說(shuō)明物體受到靜摩擦力的作用，由于物體受力平衡，則水平方向上的靜摩擦力要和水平向右的外力F2抵消（如圖戊所示），所以此時(shí)摩擦力大小等于F2。

第二種情況中：物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，說(shuō)明物體受到滑動(dòng)摩擦力的作用，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式f=μ·FN可知摩擦力大小，此時(shí)的彈力應(yīng)根據(jù)物體豎直方向的受力平衡來(lái)計(jì)算，由于物體在豎直方向上受到向下的重力、豎直向上的外力F1以及天花板施加給物體的一個(gè)向下的彈力FN（如圖己所示），三力平衡，根據(jù)向上的力等于向下的力可列出F1=mg+FN，解得FN=F1-mg，所以摩擦力f滑=μ（F1-mg）。