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初中物理摩擦力典型例題

教育 更新时间:2024-08-15 15:21:49

初中物理摩擦力典型例題?阿輝 物理好教師 2020-04-15力是一個比較抽象的物理概念,特别是摩擦力,學生初學起來更是一頭霧水下面我們通過求摩擦力的大小和方向二方面并通過幾道典型題的詳解來分析如何掌握有關摩擦力方面的知識,我來為大家講解一下關于初中物理摩擦力典型例題?跟着小編一起來看一看吧!

初中物理摩擦力典型例題(初中物理巧解摩擦力)1

初中物理摩擦力典型例題

阿輝 物理好教師 2020-04-15

力是一個比較抽象的物理概念,特别是摩擦力,學生初學起來更是一頭霧水。下面我們通過求摩擦力的大小和方向二方面并通過幾道典型題的詳解來分析如何掌握有關摩擦力方面的知識。

一、有關摩擦力的大小

在初中階段,對摩擦力大小隻需定性分析,不涉及利用公式計算。而且僅限于求水平面上或豎直面上的情況。所以求摩擦力的大小時,我們可以根據物體所處的狀态來求解。

首先,我們先理清知識點:

1、當物體有運動趨勢時,所受到摩擦力屬于靜摩擦力,當物體滑行時所受到的摩擦力屬于滑動摩擦力。滑動摩擦力隻與壓力大小與接觸面的粗糙程度有關

2、靜止狀态或勻速直線運動狀态是一種平衡狀态,物體在平衡狀态下,受力平衡,合力為0。

3、同一直線上方向相同的兩力的合力為二力之和;方向相反的兩個力的的合力為二力之差;

4、當物體受到的合力方向與運動方向一緻時,它做加速運動。反之,做減速運動。

例1、如圖1,一重20N的物體放在水平桌面上,用水平拉力拉物體,若力為5N的,沒拉動,則該物體受到摩擦力為_______;若力為8N的仍沒拉動,此時的摩擦力為_______;若力為12N,該物體剛好做勻速直線運動,則此時該物體受到摩擦力為_______;若用15N的力繼續拉動它,則此時該物體受到的摩擦力為_______

分析:第一空,物體在5N的拉力下處于靜止狀态,它有向右的運動趨勢,所以物體受到的是向左的靜摩擦力,水平方向二力平衡,此時f=F=5N。第二空,物體仍沒動,還是靜摩擦力,靜摩擦力與這時的拉力平衡,所以這時f=F=8N。第三空,物體做勻速直線運動,物體受到的是滑動摩擦力,根據二力平衡,這時f=F=12N。第三空,雖然拉力變大了,但物體受到的摩擦力還是滑動摩擦力,壓力的大小和接觸面的粗糙程度這二個因素都沒變,所以此時受到的滑動摩擦力還是12N,隻不過它此時受到的合力方向與運動方向一緻,做加速運動。

例2、如圖2,用20N的力把一重為10N的物體水平壓在牆壁上,它不動,則此時它受到的摩擦力為____;當壓力減為15N時,它仍不動,此時它受到的摩擦力為______;當壓力減為12N時,它剛好勻速下滑,則此時它受到的摩擦力為______;當壓力繼續減為11N時,它受的摩擦力______。(填“不變”或“減小”或“增大”)

分析:物體被20N的水平力壓在牆壁上,它不動,,它有向下的運動趨勢,所以它受到豎直向上的靜摩擦力,在豎直方向二力平衡,所以第一空摩擦力f=G=10N,

當壓力增大時,它仍不動,還是靜摩擦力,仍與重力平衡,所以第二空答案為10N,當壓力減為12N時,它在豎直方向做勻速直線運動,受到的是滑動摩擦力,根據二力平衡,此時f=G=10N,當壓力繼續減為11N時,因為現在物體受到的是滑動摩擦力,壓力減小了,所以滑動摩擦力也減小。

例3、如圖3,一重4N的物體夾在兩個木闆之間,如圖當用3N的力剛好使物體勻速向下運動,若使它勻速向上運動需要的拉力為 N。

分析:物體剛好勻速向下運動,說明它受到力是平衡力。我們先分析它的受力情況。在豎直方向,它受到向下的重力和向下的拉力。兩邊木闆分别給它向上的滑動摩擦力。向上的二個力,向下的兩個力,四力平衡,合力為零。所以總摩擦力f=G F=4N 3N=7N。若使它勻速向上運動。這時它受到的摩擦力大小不變但方向向下,整體處于平衡狀态,向上受一個拉力,向下受一個重力和兩個摩擦力。合力仍為零。所以向上的拉力F=f G=7N 5N=12N

變式:若把重4N的物體分成大小相同的四塊仍夾在另兩個相同的木闆之間靜止不動,則第一塊和第二塊物塊之間的摩擦力為 N。第二塊和第三塊物塊之間的摩擦力為 N。第二塊與第三塊物塊之間的摩擦力為 N。

分析:物體整體處于靜止狀态,它有向下的運動趨勢,所以受到向上的靜摩擦力。根據平衡狀态,合力為零。它受到豎直向下的重力和兩邊木闆給它向上的靜摩擦力和大小相等,所以每邊的木闆給物塊的摩擦力大小均為2N。對第一塊物塊而言,它受到向下的1N的重力,木闆給它向上的2N的靜摩擦力,又因它靜止,所以必然受到第二塊物塊給它向下的1N的靜摩擦力。所以第一塊和第二塊物塊之間的摩擦力是1N;根據物體間力的作用是相互的,第二塊物塊給第一塊物塊向下的1N的摩擦力,反過來,第一塊物塊給第二塊物塊向上的1N的摩擦力。對第二塊物塊來說,它受到1N豎直向下的重力,第一塊物塊給它向上的1N的摩擦力,兩個力大小相等,它又處于靜止狀态。所以右側就不會受到摩擦力了。所以第二塊和第三塊物塊之間的摩擦力0。對第三塊物塊來說,左測沒有摩擦力,它受1N的蛏直向下重力,又靜止處于平衡狀态,所以必然受第四個物塊給它向上的1N的靜摩擦力。所以,第二塊與第三塊物塊之産的摩擦力為1N。

要解決好上面的問題,關鍵要會對物體進行受力分析。特别是物體受多力時,要分析出哪些物體對它施力,隻要它處于平衡狀态,合力一定為零。按照這個思路,答案不攻自破。

例4、如圖甲所示,放在水平地面上的物體,受到方向不變的水平拉力F的作用,F的大小與時間t的關系如圖乙所示,物體運動速度v與時間t的關系如圖丙所示,由圖像可知,當t=1s時,物體受到的摩擦力為_______N;當t=3s時,物體受到的摩擦力為____N.

分析:這種題還是要先判斷物體受到的是靜摩擦力還是滑動摩擦力,隻要是靜摩擦力,那麼摩擦力的大小就等于使它平衡的外力的大小。若是滑動摩擦力,不管它是加速、減速還是勻速,它受到的摩擦力大小都等于它勻速運動時的外力的大小。按照這個解題思路,就輕松做答了。如第一空,t=1s,由丙圖可知,它處于靜止狀态。再由乙圖可知1S時它受到的水平拉力為2N,所以f=F=2N。當t=3s時,由丙圖可知,它做加速運動,受到的是滑動摩擦力,我們去找物體勻速運動時的摩擦力。由丙圖可知,4--6s,物體是勻速運動的,再由乙圖可知,4--6s拉力為4N,所以滑動摩擦力大小為4N。所以t=3s時,物體受到的摩擦力為4N.

例5、如圖5,用10N的水平拉力拉動長木闆在水平面上做勻速直線運動時,彈簧測力計的示數為3N,則地面給長木闆的摩擦力的大小為 N。

分析:當長木闆向右運動時,木塊相對于長木闆向左運動運動,所以它受到長木闆給它向右的摩擦力。它相對于地面靜止,在水平方向木塊受力平衡,它受到的摩擦力大小等于彈簧測力計的示數即為3N。由于物體間力的作用是相互的。所以它給長木闆向左的3N的摩擦力。對長木闆來說,它受到一個向右的10N的拉力,一個木塊給它向左3N的摩擦力,還有地面給它向左的摩擦力。它勻速直線運動,所以受三力平衡,合力為零。所以地面給它的摩擦力大小為7N。

這道題的解題關鍵要分别對木塊和長木闆進行受力分析。在水平方向,木塊受二個力,長木闆受三個力,它們都處于平衡狀态,合力均為零。

二、有關摩擦力的方向

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。很多同學不能理解相對運動。一直認為摩擦力的方向與運動方向相反。希望以下例題能助你理解這一知識點。

例1人走路,摩擦力的方向向哪?

分析、人在走路時,腳向後蹬地,它有一個向後的運動趨勢,所以地面就給腳一個向前的摩擦力,這個摩擦力的方向就和物體運動方向一緻。試想,人在非常光滑的冰面上是很難前進的。這個摩擦力就是人前進的動力。

例2、騎自行車時,車兩輪的摩擦力方向如何呢?

分析:騎自行車在蹬腳踏時,因為後輪是主動輪,它相對地面向後的,所以地面給它一個向前的摩擦力;而前輪是從動輪。它相對于地面後前的,所以面面給它一個向後的摩擦力。所以在蹬腳踏時,後輪的摩擦力方向向前,前輪的摩擦力方向向後。當不蹬腳踏時,車由于慣性繼續前進,兩輪相對于地面都向前運動,所以,這時兩輪的摩擦力方向均向後。

例3、斜向上運行的傳送帶上的物體,它受到的摩擦力方向如何?

斜向上運行的傳送帶上的物體,它相對于傳會帶有一個向下的運動趨勢,但能随傳送帶一起向上運動,就是因為它受到傳送帶給它斜向上的摩擦力。

以上三個例子同時也說明摩擦力不都是阻力。有時也是動力。

例4、如圖4,已知A、B表面粗糙,當用力拉B,在以下三種情況下,A物體是否受摩擦力?若受摩擦力,則摩擦力的方向向哪?

1.A、B一起勻速向右運動

2.A、B一起勻速向右運動時,B突然加速

3.A、B一起勻速向右運動時,B突然減速

分析(1)A、B一起勻速向右運動,A、B相對靜止,A相對B沒有運動趨勢,所以這種情況下A不受摩擦力。

    運動的B忽然加速,A相對B有向左的運動趨勢,所以它受到向右的摩擦力。

    運動的B忽然減速,A相對B有後向右的運動趨勢,所以它受到向左的摩擦力。

通過以上的講解,不知同學們是否理解了有關摩擦力的知識。其實,不管習題怎麼變,萬變不離其宗。隻要掌握正确的解題思路,所有的問題都會迎刃而解。所以同學們在學習任何一個知識點的時候一定要理解知識點的内涵,掌握規律,總結解題技巧,舉一反三,就會達到事半功倍的效果。

本文為作者:初中物理老師 阿輝 原創文章。版權歸原作者所有,若侵删。

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