滑动摩擦力
定义
当一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到另一个物体阻碍它滑动的力叫”滑动摩擦力“。
研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关系的实验:实验时为什么要用弹簧秤拉木块做匀速直线运动?这是因为弹簧秤测出的是拉力大小而不是摩擦力大小。当木块做匀速直线运动时,木块水平方向受到的拉力和木板对木块的摩擦力就是一对平衡力。根据二力平衡的条件,拉力大小应和摩擦力大小相等。所以测出了拉力大小也就是测出了摩擦力大小。大量实验表明,滑动摩擦力的大小只跟接触面所受的压力大小、接触面的粗糙程度相关。压力越大,滑动摩擦力越大;接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
滑动摩擦力是阻碍相互接触物体间相对运动的力,不一定是阻碍物体运动的力。即摩擦力不一定是阻力,它也可能是使物体运动的动力,要清楚阻碍“相对运动”是以相互接触的物体作为参照物的。“物体运动”可能是以其它物体作参照物的。如:生活中,传送带把货物从低处送到高处,就是靠传送带对货物斜向上的摩擦力实现的。
滑动摩擦力大小与物体运动的快慢无关,与物体间接触面积大小无关 。
研究实际问题时,为了简化往往采用“理想化”的做法,如某物体放在另一物体的光滑的表面上,这“光滑”就意味着两个物体如果发生相对运动时,它们之间没有摩擦。
滑动摩擦力的方向总是沿接触面,并且与物体相对运动方向相反。
公式
F=μ×FN FN:正压力(不一定等于施力物体的重力)μ:动摩擦因数(是数值,无单位)
滑动摩擦力产生条件
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
效果
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
如图,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为 [ ]
A.4μmg
B.3μmg
C.2μmg
D.μmg一木箱重为200N,放在水平地面上,它与地面间的最大静摩擦力为60N,动摩擦因数为0.25,如果用30N的水平力拉木箱,木箱受到的摩擦力大小为 N;如果用80N的水平力拉木箱,木箱受到的摩擦力大小为 N。 如图所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一质量为10kg的物体以一定的速度向右运动,同时还有一水平向左的力F作用于物体上,其大小为10N,则物体受到的摩擦力的大小为 N,方向为 。(g取10m/s2) 如图所示,物体质量为2kg,F=50N的外力作用在物体上,F与水平方向夹角θ=37°,此时物体沿墙壁匀速上滑(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:物体与墙之间的动摩擦因数是多少? 为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,甲、乙两同学分别设计了如图所示的实验方案。 (1)为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力大小,你认为方案________更易于操作,简述理由:______________________________________________。
(2)若A和B的重力分别为100N和150N,当甲中A被拉动时,弹簧测力计a示数为60N,b示数为110N,则A、B间的动摩擦因数为_______________。关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力,以下说法中正确的是 A.有弹力必定有摩擦力
B.有摩擦力必定有弹力
C.摩擦力的大小一定与弹力大小成正比
D.摩擦力方向与弹力方向始终垂直质量为m的物体沿着半径为R的半球形金属内壁下滑至最低点时的速度为v。若物体与球壳之间的动摩擦因数为,那么物体在最低点时,受到的摩擦力是多大? 不定项选择 人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是( ) A.人受的摩擦力的方向是向下的
B.人受的摩擦力的方向是向上的
C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大
D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也增大如图所示,在的水平面上向右运动的物体,质量为20kg,在运动过程中,还受到一个水平向左大小为10N的拉力作用,则物体受到滑动摩擦力为(g = 10N/kg) [ ] A.10N,向右
B.10N,向左
C.20N,向右
D.20N,向左质量为5 kg的物体受水平拉力F的作用,物体以10 m/s的速度在水平面上沿拉力方向做匀速直线运动。当突然撤去F后,物体经5 s停止运动,则F的大小为_______N,物体与水平面间的动摩擦因数为________。(g取10 m/s2) 如图所示,物体A和B质量分别为mA、mB且相对静止,以共同的速度沿斜面匀速下滑,则 [ ] A.A、B间无摩擦力的作用
B.B受到滑动摩擦力的大小为(mA + mB)gsinθ
C.B受到静摩擦力的大小为mAgsinθ
D.取走A物后,B物仍能沿斜面匀速下滑如图所示,物体在蒙有动物毛皮的斜面上运动。由于毛皮表面的特殊性,对物体的运动有如下特点:①顺着毛的生长方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略;②逆着毛的生长方向运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力。
(1)试判断如图所示情况下,物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力?
(2)一物体从斜面底端以初速v0=2m/s冲上足够长的斜面,斜面的倾斜角为θ=30°,过了t=1.2s物体回到出发点。若认为毛皮产生滑动摩擦力时,动摩擦因数μ为定值,g取10m/s2,则μ的值为多少?不定项选择 如图所示,在水平力F的作用下,重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ,则物体所受摩擦力的大小为( ) A. μF
B. μ(F+G)
C. μ(F-G)
D.G质量为m的物体放在倾角为θ的静止斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因素为μ,在水平恒力F的作用下,物体恰好沿斜面匀速向上运动,如图所示,则物体受到的摩擦力大小可表示为 [ ] A.μmgsinθ
B.μ(mgcosθ+Fsinθ)
C.Fcosθ-mgsinθ
D.μ(mgcosθ-Fsinθ)水平桌面上放着一个重为100N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,若在木块上施加一水平拉力F=26N时,刚好能够拉动木块,则:①木块与桌面间最大静摩擦力的大小为___________N;②若木块处于静止状态时,施加F=35N的水平向右拉力,则求木块所受的摩擦力的大小为____________N;③若木块处于静止状态时,施加F=15N的水平向右拉力,则木块所受的摩擦力的大小为____________N。 风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径。
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数。
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)不定项选择 下列说法正确的是( ) A.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反的
C.两物体间如果有了弹力,就一定有摩擦力
D.两物体间有摩擦力,就一定有弹力风动实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。小球孔径略大于细杆直径,如图所示。
(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受风力的大小为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数。
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需的时间为多少?(0.6,0.8)关于摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.相互接触的物体之间一定有摩擦力作用 ;
B.不接触的物体之间也可能有摩擦力作用;
C.滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反;
D.摩擦力的方向一定平行于物体的接触面。不定项选择 关于摩擦力,下列说法正确的是( ) A.人走路时,脚和地面之间的摩擦是有害的
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C.受静摩擦力作用的物体一定是静止不动的
D.摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形的物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀速直线运动,由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1,B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( ) A.μ1 = 0,μ2= 0
B.μ1 = 0,μ2 ≠ 0
C.μ1≠ 0,μ2= 0
D.以上情况都有可能如图,物体A和B迭放在水平面上,如果水平力F刚好拉着B和A一起作匀速直线运动,则有 ( ) A.地面对B物体摩擦力为fB=0
B.B物对A物的摩擦力fA=F,方向向右
C.B物对A物的摩擦力fA≠0
D.地面对B物的摩擦力fB=F,方向向左关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( ) A.压力越大,滑动摩擦力越大
B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大
D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.摩擦力是在两个相对滑动的物体之间产生的
B.两个相互接触的物体间一定产生摩擦力
C.滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,跟物体的相对运动方向相反
D.静摩擦力的大小与两个物体间的压力成正比如图所示,一个物体质量为20kg,沿水平面向右运动,同时受到一水平向左的大小为10N的力的作用。已知此物体与地面之间的动摩擦因数为0.1。则此物体与地面之间的滑动摩擦力,以下描述正确的是( ) A.10N,方向向右
B.10N,方向向左
C.20N,方向向右
D.20N,方向向左某人用水平力F1推原来静止在水平面上的滑块,使滑块开始运动,此后改用较小的水平推力F2就可以使滑块作匀速直线运动,从而可以说( ) A.滑块能够动起来是由于F1克服了滑块的惯性
B.滑块的运动需要外力来维持
C.滑块与水平面间的滑动摩擦力大小为F2
D.滑块与水平面间的最大静摩擦力大小一定为F1如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上。用F向左拉动B,使它以速度v运动,这时弹簧秤的示数为T。下面说法正确的是( )
A.木板受到的滑动摩擦力的大小等于T
B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于T
C.若木板以2v的速度运动,木块A受到的摩擦力大小等于2T
D.若2F的力作用在木板上,木块A所受摩擦力的大小等于T质量为50kg的物体放在水平地面上用100N的水平推力刚能使物体匀速前进,那么,用200N的水平力推物体时,地面对物体的摩擦力是______N。 A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连,处于静止状态,如图所示,C是一箱砂子,砂子和箱的重力都等于G,动滑轮的质量不计,打开箱子下端开口,使砂子均匀流出,经过时间t0流完,则下图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系 [ ] A. B. C. D. 重100N的木箱放在水平地面上,用40N的水平推力刚好推动它。当它在水平地面上运动时,用35N的水平推力即可维持木箱做匀速运动,木箱与地面间的最大静摩擦力为______________N;木箱与地面间的动摩擦因数为______________;在木箱运动中若用38N的水平推力推它,木箱受摩擦力为______________N。 一木厢重为200N,放在水平地面上,它与地面间的最大静摩擦力是60N,动摩擦因数是0.25,如果用30N的水平力拉木厢,木厢受到的摩擦力的大小是_____________N;如果用80N的水平力拉木厢,木厢受到的摩擦力的大小是_____________N。 用以下方法可以粗略测定木块和木板间的动摩擦因数:将木块放在木板上,木板放在水平面上,将木板的左端固定,而将其右端缓慢地抬高,会发现木块先相对静止在木板上,后来开始相对与木板向下滑。测得当木块刚好开始沿木板滑动时木板和水平面间的夹角θ。下列说法正确的是( )
A.木块开始滑动前,其所受的摩擦力先增大后减小
B.全过程中木块所受的摩擦力一直在增大
C.测得的动摩擦因数为μ=sinθ
D.测得的动摩擦因数为μ=tanθA、B、C三物块质量分别为M、m和m0,按照如图所示连结。A与桌面、B与A间的动摩擦因数都是μ,绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若B随A一起沿水平桌面作匀加速运动,则可以断定 [ ] A.物块A与桌面之间有摩擦力,大小为μ(M+m)g
B.物块A与B之间有摩擦力,大小为μmg
C.物块A与B之间无摩擦力
D.物体C受到绳的拉力为m0g如图所示,用F=30N水平外力压在重为10N的物体上,使物体静止在竖直墙壁上,物体与墙之间的动摩擦因数为μ=0.2,此时物体与墙之间的摩擦力大小和方向分别为 [ ] A.30N,水平向左
B.6N,竖直向上
C.10N,竖直向上
D.2N,竖直向上如图所示,在水平地面上,有一个质量m=5kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数μ=0.5,用一个外力F拉木块。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10m/s2。
(1)当外力F水平向右,且F=10N时,求木块所受的摩擦力。
(2)当外力F水平向右,且F=30N时,求木块所受的摩擦力。
(3)当外力F多大时,才能维持木块水平向右作匀速直线运动?不定项选择 下列关于滑动摩擦力的说法正确的是( ) A.物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力总是成正比
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C.滑动摩擦力随压力的增大而增大
D.滑动摩擦力只能是阻力不定项选择 用同种材料制成倾角为30°斜面和长水平面,斜面和水平面之间用光滑小圆弧连接,斜面长为2.4m且固定,一个小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度V0沿斜面下滑,当V0=2m/s时,经过0.8s后小物块停在了斜面上。多次改变V0的大小,记录下小物块从开始运动到停下来的时间t,g取10m/s2,则( )
A.小物块与该种材料间的动摩擦因数为0.25
B.小物块与该种材料间的动摩擦因数为/2
C.若小物块的初速度V0=1m/s,则小物块运动的时间为0.4sD.若小物块的初速度V0=4m/s,则小物块运动的时间为1.6s
某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时,设计了两种实验方案。
方案一:木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图a所示。
方案二:用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图b所示。除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外,该同学还准备了若干重力均为2.00N的砝码。(1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是______,理由是_______________________________。
(2)该同学在木块上加放砝码,改变木块对木板的压力,记录了5组实验数据,如下表所示:请根据上述数据在图c坐标纸上做出摩擦力Ff和砝码对木块的压力FN的关系图象(以FN为横坐标)。 (3)由图象可知,木块的重力为_________N,木块与木板间的动摩擦因数为_________。 为了探究木块A和B之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验,图甲为实验装置示意图,该同学在实验中的主要操作有:
A、用弹簧秤测出木块A的重力为G=6.00N;
B、用弹簧秤测出木板B的重力为G′=9.25N;
C、按图甲所示安装器材,安装过程中用手按住木块和木板;
D、松开按住木块和木板的手让其运动,并即刻读出弹簧秤的示数。(1)该同学的上述操作中有一个步骤是多余的,有一个步骤存在错误,多余的步骤是____________,存在错误的步骤是____________。(填步骤序号)
(2)在听取意见后,该同学按正确方法操作,读数时弹簧秤的指针位置如图乙所示,其示数为____________N,根据该同学的测量数据,可得到A和B之间的动摩擦因数为___________。质量为50kg的物体放在水平地面上用100N的水平推力刚能使物体匀速前进,那么,用200N的水平力推物体时,地面对物体的摩擦力是____________N。 如图所示,以水平力F压物体A,这时A沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ,A物体的质量为m,那么A物体与墙面间的滑动摩擦力大小( )
A.等于μmg
B.小于mg
C.等于F
D.等于μF有一重为200N的木箱静止在粗糙的水平地面上,它与地面间的最大静摩擦力为42N,它与地面间的动摩擦因数为0.2,现施加一水平推力,当推力为30N时,木箱受到的摩擦力为___________N;当推力为50N时,木箱受到的摩擦力为___________N。 不定项选择 人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是( ) A.受的摩擦力的方向是向下的
B.受的摩擦力的方向是向上的
C.手握旗杆的力越大,人受的摩擦力也越大
D.手握旗杆的力增加,人受的摩擦力保持不变重量为400N的小车放在水平地面上,至少要用200N水平推力,才能使它从原地开始运动,用160N的水平力,可使小车匀速前进,用100N的水平推力推小车,小车所受摩擦力为___________;用240N的水平推力推小车,小车所受滑动摩擦力为___________。 在水平力F作用下,所受重力大小为G的物体,保持沿竖直墙壁匀速下滑,物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ,物体所受摩擦力大小等于___________或___________,方向为___________。 如图所示,物体A、B的质量都是6kg,A与B、B与桌面间的摩擦因数均为0.3,水平拉力F=30N,则A对B的摩擦力为___________N,方向___________;桌面对B的摩擦力是___________N,方向___________。 质量为5kg的木块放在木板上,当木板与水平方向夹角为37°时,木块恰能沿木板匀速下滑,木块与木板间的动摩擦因数多大?当木板水平放置时,要使木块能沿木板匀速滑动,给木块施加水平力应多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10N/kg) 如图所示,在μ=0.2的粗糙水平面上,有一质量为10 kg的物体以一定速度v向右运动,同时还有一水平向左、大小为10 N的力F作用于物体上,则物体受到的摩擦力大小为_____________N;方向水平向_____________。(g取10 m/s2)
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