在力学范畴内,物体所受的力可分为三大类:重力、弹力(包括推、拉、挤、压、支持力等)、摩擦力。分析物体受力时可按以下步骤进行:(1)一个物体受一个重力,作用于重心,方向竖直向下;(2)研究对象与几个物体接触并与之有拉、挤、压时就受几个弹力,方向垂直于接触表面(或沿着拉线方向);(3)研究对象与几个物体接触并有相对运动(或相对运动趋势),就受几个摩擦力,方向与相对运动(或相对运动趋势)方向相反。
注意:(1)当物体质量非常小(或题中有“轻小物体”)字样时可视为重力忽略不计;(2)若接触面 “光滑”可认为无摩擦。
在初中物理范畴内,当物体静止或匀速直线运动时,物体必受平衡力作用,在竖直方向上二力平衡,在水平方向运动时前后方向的力必相等。
例题1 如图13.3-2所示,水平面上叠放着A、B两物体,在水平方向力F1和F2的作用下以共同的速度一起向右匀速运动,已知F1=5N,F2=3N,那么物体B上下表面所受摩擦力的大小分别为( )
A.5N 2N B.3N 0N C.0N 2N D.5N 8N
【解析】以A为研究对象,A在水平向右的力F1的作用下,匀速向右运动,由力的平衡条件可知,它受到B上表面对它水平向左的摩擦力f1的作用,其大小为5N,因为力的作用是相互的,故B的上表面受到的摩擦力为5N,方向向右。再把A、B看成是一个整体,它在水平方向上受三个力的作用,即水平向右的力F1,水平向左的力F2和桌面对整体向左的摩擦力f1,这三个力相互平衡,则有:f2=F1-F2=2N。该题答案为A。
【点评】对于求解力的大小问题,通常采用的方法是先进行物体的受力分析,再利用力的合成知识和二力的平衡条件进行解答。
例2 下列关于摩擦力的说法正确的是( )A.相互接触的物体之间已发生相对运动时,就一定会产生摩擦力
B.摩擦力总是阻碍物体运动
C.摩擦力方向总是和物体运动方向相反
D.摩擦力一定是阻碍物体相对运动的力
【解析】 相互接触的物体之间发生相对运动,但如果不互相挤压或者接触面是光滑的,物体之间就不会产生摩擦力。A的说法是错误的。摩擦力不一定是阻碍物体运动的力,它也可能是动力。如果是动力时,它的方向就和物体运动方向相同。例如人走路时,人脚向后蹬地,脚相对于地面有向后运动的趋势,脚受到地面向前的摩擦力,人就前进。所以B、C的说法是错误的。根据摩擦力的定义,两个相互接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的摩擦力。所以D的说法是正确的。该题答案为D。
【剖析】 正确理解摩擦力的概念,弄清摩擦力的三要素是解决本题的关键。
例3关于摩擦力,下列说法正确的是( )A.摩擦力无益,总是有害的
B.摩擦力的方向有时与物体的运动方向相同
C.两个物体互相接触时,它们之间才可能有摩擦力
D.车轮与地面之间的摩擦是有害的,轮胎和地面都是越光滑越好
(答案选B、C)
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