【分析】(1)产生摩擦力的条件,物体间有压力,相对运动或具有相对运动的趋势;
(2)根据题目中告诉的通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面的大小无关,结合甲乙两图所示的情况,可以得到F2的大小。
(3)分析乙图A和B整体的受力情况,根据平衡力条件,判断推力大小。
【解答】解:
(1)由甲图知,木块A和B叠放在水平桌面上,由于A、B一起向右做匀速直线运动,A、B间没有相对运动的趋势,所以木块B所受的摩擦力为0N;
(2)从甲图到乙图,改变的只是物体A、B与地面的接触面积,而摩擦力的大小与接触面积无关,所以物体A、B受到的摩擦力不变;甲乙两种情况下,物体都处于平衡状态,拉力都等于摩擦力,且摩擦力大小不变,故拉力F2=F1=f=20N。
(3)乙图,当A和B的整体向左做匀速直线运动时,整体水平方向上受到水平向右的力F2,水平向右的滑动摩擦力f、水平向左的推力F (其中摩擦力仍然为f=20N);
整体处于平衡状态,由力的平衡条件可得F=F2 f=20N 20N=40N。
故答案为:0;20;40。
【点评】此题主要考查了摩擦力产生的条件及大小的判断,此题中要明确,摩擦力的方向是随着其运动方向的改变而改变的。
例3、如图所示,用50N的水平压力将一重20N的木块压在竖直的墙壁上,当木块沿竖直方向匀速下滑时,木块受到的摩擦力的大小是( )
A.20N B.30N C.50N D.70N
【分析】首先要明确静止和匀速下滑时,物体都处于平衡状态,受平衡力,只要找出哪两个力是平衡力,然后根据平衡力的特点解题就可。
【解答】解:物体静止和匀速下滑时受平衡力作用,在这两种状态下摩擦力都是和重力为平衡力,摩擦力的方向和重力相反,即摩擦力为f=G=20N,方向竖直向上。
故选:A。
【点评】解此类题判断平衡力是关键,找出平衡的一对力,根据二力平衡特点解题。
例4、水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.0~2秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4秒,物体做匀速直线运动
C.2~4秒,物体受到的摩擦力是3N
D.4~6秒,物体受到的摩擦力是2N
【分析】(1)由v﹣t图象可知,0~2s内物体运动的速度,从而可知物体所处的状态,根据二力平衡条件判断推力和阻力之间的关系;
(2)由v﹣t图象可知,4s~6s内物体运动的速度,由F﹣t图象读出推力的大小,根据二力平衡条件求出物体受到的滑动摩擦力;
(3)由v﹣t图象可知,2s~4s内物体运动的速度变化即可判断所处的状态;滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关。
【解答】解:
(1)由v﹣t图象可知,0~2s内物体的速度为0,即静止,处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一道平衡力,二力大小相等,故A错误;
(2)由v﹣t图象可知,4s~6s内物体运动的速度4m/s不变,即做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,
由F﹣t图象可知,4s~6s内推力的大小为2N,则物体受到的滑动摩擦力为2N;故D正确;
(3)由v﹣t图象可知,2s~4s内物体运动的速度均匀增大,做的是匀加速直线运动,不是匀速直线运动,故B错误;
因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,
所以,2~4秒物体受到的摩擦力是2N,故C错误。
故选:D。
【点评】本题考查了学生的识图能力,并能将v﹣t图象和F﹣t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键,要注意滑动摩擦力的大小与速度无关。
考点10、增大与减小摩擦力的方法
增大有益摩擦的方法:
①增大压力;
②增大接触面的粗糙程度;
③变滚动摩擦为滑动摩擦(在相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小)。
减小有害摩擦的方法
①减小压力;
②减小接触面的粗糙程度;
③变滑动摩擦为滚动摩擦;
④使接触面彼此分离。
例1、下列摩擦属于有害摩擦的是( )
A.机械运转时轴承与滚珠之间的摩擦
B.黑板擦与黑板之间的摩擦
C.传送带与转动轮之间的摩擦
D.骑自行车时手与自行车手把之间的摩擦
【分析】结合生活实际,有些摩擦是有利,需要增大;有些摩擦是有害的,需要减小。
【解答】解:A、机器轴上的摩擦是有害的,对轴有磨损作用,属于有害摩擦,故A符合题意。
B、黑板擦与黑板之间的摩擦是有益的,便于把粉笔字擦掉,属于有益摩擦,故B不符合题意。
C、传送带与转动轮之间的摩擦是有益的,避免打滑,不能完成传送任务,属于有益摩擦,故C不符合题意。
D、骑自行车时手与自行车手把之间的摩擦是有益的,避免打滑,握不住车把,属于有益摩擦,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】此题考查有益摩擦和有害摩擦的辨别,属于基础知识。
例2、体操运动员上场前会在手上涂些镁粉,下列例子与其目的相同的是( )
A.行李包下安装轮子 B.冰壶表面打磨得很光滑
C.鞋底有凹凸不平的花纹 D.磁悬浮列车悬浮行驶
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
【解答】解:体操运动员上场前会在手上涂些镁粉,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
A、行李包下安装轮子,是用滚动代替滑动来减小摩擦。故A不合题意;
B、冰壶表面打磨得很光滑,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;故B不合意题;
C、鞋底有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故C符合题意;
D、磁悬浮列车悬浮行驶,是通过使接触面脱离来减小摩擦力。故D不合意题。
故选:C。
【点评】本题考查摩擦力大小的影响因素,以及增大和减小摩擦的方法,摩擦力问题在生活中应用非常广泛,解答此题类问题时要利用控制变量法研究。
例3、自行车是“绿色”出行的交通工具,为了减少摩擦的设计是( )
A.车上安装有刹车闸 B.轮胎上刻有花纹
C.车轴处装有滚动轴承 D.脚踏板做得扁而平
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)减小摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,通过减小压力来减小摩擦力;在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力;使接触面脱离;用滚动摩擦代替滑动摩擦。
(3)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
【解答】解:A、车上安装有刹车闸,是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;故A不合题意;
B、轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。故B不合题意;
C、车轴处装有滚动轴承,是用滚动代替滑动来减小摩擦。故C符合题意;
D、脚踏板做得扁而平,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故C不合题意。
故选:C。
【点评】该题以自行车考查了有关摩擦力、压强等方面的知识,难易程度适中,解答的关键是掌握每个知识点的基本概念和各自的影响因素。
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