唐衛(wèi)
摩擦力是生活中常見的一種力,它包括滑動摩擦力、靜摩擦力和滾動摩擦力,是初中物理的重點和難點之一。許多同學常常對摩擦力的大小和方向感到困惑,下面通過幾道例題進行探討。
一、摩擦力的大小
當物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時,它所受的力是平衡力,所以可以根據(jù)二力平衡的條件判斷摩擦力的大小。
例1(2020·內(nèi)蒙古·呼和浩特)在物理學中,力和運動正確關系的得出,從亞里士多德到牛頓,歷經(jīng)了兩千多年。如圖1,水平地面上的物體,在水平向右拉力的作用下,從t = 0 s開始,物體的運動情況如圖2。對于這個過程力和運動描述正確的是( )。
A. 該物體一直做勻速直線運動
B. t = 1 s時,若F = 3 N,則地面的滑動摩擦力也為3 N
C. 從t = 0 s到t = 6 s的過程中,力F在逐漸增大
D. 物體做勻速直線運動階段的速度為2 m/s
答案:D
檢測1(2020·江蘇·鎮(zhèn)江)如圖3所示,棋子P、Q疊放在一起靜止在水平桌面上,用尺將Q快速水平擊打出去,則( )。
A. 擊打前,Q在兩個力的作用下處于平衡狀態(tài)
B. Q在P的下方滑動時,P受到摩擦力的作用
C. 離開P后滑動過程中,Q受到的摩擦力逐漸減小
D. 離開P后滑動過程中,Q的運動狀態(tài)保持不變
答案:B
二、摩擦力的方向
在非光滑的接觸面上,只有物體間發(fā)生相對運動或相對運動趨勢時,才會產(chǎn)生摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。
例2(2020·浙江·杭州)連接在水平桌面上的物體M兩端的輕質(zhì)細繩分別繞過定滑輪與A、B相連,細繩恰好水平,如圖4所示。當A重3 N,B重5 N時,M恰好做水平勻速直線運動,若滑輪摩擦不計,此時M受到的摩擦力大小為__________N,方向是____________________。當B剛觸地時,若A、M都不會與滑輪組相碰,M受到的摩擦力方向是____________________。
解析:當A重3 N,B重5 N時,M恰好做水平勻速直線運動,則M在水平方向上受到三個力的作用:A對M 3 N的拉力、B對M 5 N的拉力、桌面對M的摩擦力,這三個力平衡,則摩擦力的大小為f = 5 N - 3 N = 2 N,摩擦力的方向是水平向左的;當B剛觸地時,M由于慣性,仍然會向右運動,則M受到的摩擦力方向是水平向左的。
答案:2? ?水平向左? ?水平向左
檢測2(2020·四川·瀘州)如圖5,瀘州云龍機場用傳送帶為顧客運送行李,主要有水平運送和沿斜面運送兩種形式,如圖6為水平傳送帶甲,如圖7為傾斜傳送帶乙。當行李隨傳送帶一起勻速運動時,甲傳送帶上的行李所受的摩擦力__________(選填“等于零”或“不等于零”),乙傳送帶上的行李所受的摩擦力__________(選填“等于零”或“不等于零”)。如果乙傳送帶上的行李隨傳送帶向下做勻速運動,則行李在運動中受到的摩擦力方向沿傳送帶__________(選填“向上”或“向下”)。
答案:等于零? ?不等于零? ? 向上