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判断摩擦力大小和方向的方法

2021-09-10唐卫

初中生学习指导·提升版 2021年3期
关键词:传送带拉力滑动

唐卫

摩擦力是生活中常见的一种力,它包括滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力,是初中物理的重点和难点之一。许多同学常常对摩擦力的大小和方向感到困惑,下面通过几道例题进行探讨。

一、摩擦力的大小

当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它所受的力是平衡力,所以可以根据二力平衡的条件判断摩擦力的大小。

例1(2020·内蒙古·呼和浩特)在物理学中,力和运动正确关系的得出,从亚里士多德到牛顿,历经了两千多年。如图1,水平地面上的物体,在水平向右拉力的作用下,从t = 0 s开始,物体的运动情况如图2。对于这个过程力和运动描述正确的是( )。

A. 该物体一直做匀速直线运动

B. t = 1 s时,若F = 3 N,则地面的滑动摩擦力也为3 N

C. 从t = 0 s到t = 6 s的过程中,力F在逐渐增大

D. 物体做匀速直线运动阶段的速度为2 m/s

答案:D

检测1(2020·江苏·镇江)如图3所示,棋子P、Q叠放在一起静止在水平桌面上,用尺将Q快速水平击打出去,则( )。

A. 击打前,Q在两个力的作用下处于平衡状态

B. Q在P的下方滑动时,P受到摩擦力的作用

C. 离开P后滑动过程中,Q受到的摩擦力逐渐减小

D. 离开P后滑动过程中,Q的运动状态保持不变

答案:B

二、摩擦力的方向

在非光滑的接觸面上,只有物体间发生相对运动或相对运动趋势时,才会产生摩擦力。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。

例2(2020·浙江·杭州)连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图4所示。当A重3 N,B重5 N时,M恰好做水平匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为__________N,方向是____________________。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮组相碰,M受到的摩擦力方向是____________________。

解析:当A重3 N,B重5 N时,M恰好做水平匀速直线运动,则M在水平方向上受到三个力的作用:A对M 3 N的拉力、B对M 5 N的拉力、桌面对M的摩擦力,这三个力平衡,则摩擦力的大小为f = 5 N - 3 N = 2 N,摩擦力的方向是水平向左的;当B刚触地时,M由于惯性,仍然会向右运动,则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

检测2(2020·四川·泸州)如图5,泸州云龙机场用传送带为顾客运送行李,主要有水平运送和沿斜面运送两种形式,如图6为水平传送带甲,如图7为倾斜传送带乙。当行李随传送带一起匀速运动时,甲传送带上的行李所受的摩擦力__________(选填“等于零”或“不等于零”),乙传送带上的行李所受的摩擦力__________(选填“等于零”或“不等于零”)。如果乙传送带上的行李随传送带向下做匀速运动,则行李在运动中受到的摩擦力方向沿传送带__________(选填“向上”或“向下”)。

答案:等于零   不等于零    向上

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