竖直情况下摩擦力与压力的关系
在水平情况下,最大静摩擦力大小与压力是有关的,不是无关。压力越大,最大静摩擦力越大。比如一
辆小车,装的东西越多,你想推动它就越困难。但是在竖直情况下,则完全不是这种情况。
水平情况下滑动摩擦力或者静摩擦力跟压力有关。但竖直情况下静摩擦力或者滑动摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
注意:尽管在初中阶段,老师对静摩擦力这个东西讲得并不是很深入,但是毕竟中考经常出现这样的题型,因此,我们必须对静摩擦力这个东西作一个深入的研究。 1、切切记住:水平面上的摩擦力和竖直情况下的摩擦力是两个截然不同的东西。做题时只要遇到考查竖直情况下的摩擦力,就要先来一个预警。务必保持清醒的大脑,必须牢牢地对二者加以区分,不要一律地套用物体在水平情况下的摩擦力。
2、即使在水平情况下,滑动摩擦力和静摩擦力也有极大的不同。
3、在竖直情况下,我们一般用二力平衡这个知识点来解题。在竖直情况下,无论物体是否滑动,根据二力平衡这个原则,静摩擦或者滑动摩擦力始终等于物体的重力。
4、在水平情况下,压力增大则滑动摩擦力一定增大。但是在竖直情况下,压力增大摩擦力不一定增大。
例1、如图所示,物体A在水平力F的作用下,静止在竖直墙壁上.当水平力减小为F/2时,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑.此时物体A所受摩擦力的大小( )
A.减小为原来的1/2 B.和原来一样 C.增大为原来的2倍 D.无法判断
分析:物体静止或者匀速下滑,都是平衡状态,所受的摩擦力和重力是一对平衡力。所以选B。
第一:刚开始是静止状态:所以根据受力分析 垂直方向上 重力等于摩擦力 处于平衡状态 第二:后来是匀速状态,也是平衡状态 垂直方向上 摩擦力还是等于重力 所以摩擦力没有变。
第三:竖直情况下物体所受的摩擦力与水平力F有没有关系的。
第四:(初中物理考到力学的问题一般都要从“二力平衡”去考虑)
静止在竖直墙壁上时,物体所受的摩擦力与重力G二力平衡,是一对平衡力,所以f=G
物体恰好沿竖直墙壁匀速下滑时,物体所受的摩擦力与重力G也是一对平衡力,所以f=G
例2、某同学用力F按住一质量为m的木块,使其始终静止在竖直墙面上.如图所示,下列说法正确的是( )
A.压力F越大,木块受到的摩擦力越大,物体越容易处于静止 B.木块始终处于静止,是因为压力F与重力是一对平衡力 C.墙面越粗糙,木块所受的摩擦力越大 D.木块的质量越大,其受到的摩擦力越大
分析:本题考查了二力平衡条件的辨别,关键是注意滑动摩擦力与
静摩擦力大小的计算方法,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,而静摩擦力的大小应从平衡力方面考虑.
解:(1)木块静止时竖直方向受到的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力,木块与墙壁之间的摩擦力与(力F的大小和墙面的粗糙程度)无关,只与木块的重力有关即只与木块的质量有关,故AC不正确、D正确;
(2)木块静止时,受到的压力F与重力方向不同且两个力的大小不一定相等,所以不是一对平衡力,故B不正确;故答案为:D.
例3、如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P始终处于静止状态,则下列判断中正确的是( ) A.若增大F,则P所受摩擦力增大 B.若增大F,则P所受摩擦力不变
C.若在P上放一物体,则P所受摩擦力增大 D.若在P上放一物体,则P所受摩擦力不变
解:物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大F,静摩擦力始终等于重力,保持不变.在P上放一物体,对整体分析,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大.故B、C正确,A、D错误.故选BC.
例4、所图所示,在水平推力F的作用下,物体紧贴在竖直的墙上并保持静止,现将F增大,则下列说法中正确的是:C A、物体A受到的摩擦力增大 B、物体A受到的摩擦力减小 C、物体A受到的摩擦力不变 D、无法判断
解:竖直方向上,物体受到摩擦力和重力作用,因为物体处于静止状态,所以摩
擦力大小等于重力大小,虽然推力F增大,但F是水平方向的,并不影响摩擦力的大小。
例5、如图所示,在水平力F的作用下,物体A紧贴在竖直的墙上并保持静止.若改变F的大小,物体仍静止,则下列判断正确的是( ) A.若F适当增大,则物体与墙之间的摩擦力增大 B.若F适当减小,则物体与墙之间的摩擦力减小 C.若F适当增大,则物体与墙之间的摩擦力不变 D.若F适当减小,则物体与墙之间的摩擦力不变
解:由于此时物体保持静止,物体的重力和摩擦力始终是一对平衡力,故若F适当增大,则物体与墙之间的摩擦力不变,故A错误、C正确;
由于此时物体保持静止,物体的重力和摩擦力始终是一对平衡力,故若F适当减小,则物体与墙之间的摩擦力不变,故B错误、D正确;故选CD
例6、质量为3kg的物体被10N的水平压力压在竖直的墙上不动,如图所示,则此时物体对墙壁的压力是10N;若将水平压力减为8N时,物体刚好沿墙壁匀速下滑,则此时物体受到的摩擦力是30N,(g=10N/kg)
解:(1)物体受到10N的向左的水平压力静止不动,由于固体能够大小不变的传递力,所以物体对墙壁的压力也是10N. (2)物体的质量m=3kg,g=10N/kg,
所以物体受到的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N.
此时的物体在竖直方向上处于平衡状态,所以墙壁对它的摩擦力和物体的重力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知两者大小相等,所以物体受到的摩擦力也是30N.
例7、如图质量为0.5千克的物体,在一个水平外力F=15牛的作用下静止在竖直墙上,如图所示,则物体受到重力、摩擦力、压力、支持力的作用,它们的大小分别是4.9牛、4.9牛、15牛、15牛. 解:G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N;
因为物体受平衡力作用,所以水平方向受压力和支持力,竖直方向受重力和摩擦力;
根据二力平衡的条件可知:压力和支持力、重力和摩擦力大小相等,
已知压力F=15N,重力G=4.9N,所以支持力大小为15N,摩擦力大小为4.9N.
例8、(2012?常州)如图(甲)所示,物体甲重30N,被50N的水平压力F甲压在竖直墙壁上保持静止.如图(乙)所示,物体乙重60N,在40N的水平拉力F乙作
用下,沿水平桌面匀速向右运动.则物体甲受到的摩擦力f甲和物体乙受到的摩擦力f乙分别是( B ) A.f甲=30N,f乙=60N C.f甲=50N,f乙=60N
B.f甲=30N,f乙=40N D.f甲=50N,f乙=40N
例9、如图所示,用水平外力F将木块压在竖直墙面上而保持静止状态,下列说法中正确的是( )
A.木块重力与墙对木块的摩擦力平衡
B.木块重力与墙对木块的摩擦力是一对作用力与反作用力 C.水平力F与墙对木块的正压力是一对作用力与反作用力 D.墙对木块的摩擦力随着水平力F的增大而增大 分析:木块处于静止,在竖直方向上受两个力,即重力和墙对木块的静摩擦力.平衡力作用在同一物体上,作用力和反作用力作用在不同的物体上.
木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力,两个力是一对平衡力.
解:A、B:木块处于静止,在竖直方向上受两个力,即重力和墙对木块的静摩擦力.两个力是一对平衡力.故A正确,B错误;
C:木块在水平方向上受外力F和墙对木块的支持力,两个力是一对平衡力.故C错误;
D:木块处于静止,在竖直方向上受两个力,即重力和墙对木块的静摩擦力.静摩擦力的大小是由引起运动趋势的重力决定的,与水平压力无关.随着水平力F的增大,木块与墙面之间的最大静摩擦力增大,而不是摩擦力增大.故D错误.故选:A
例10、如图所示,物块A的重力GA=20N,物块B的重力GB=10N,水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触,A和B均静止,则墙面受到的
摩擦力( )
A.大小为20N,方向向上 B.大小为20N,方向向下 C.大小为30N,方向向上 D.大小为30N,方向向下
解:物体A、B组成的整体,受竖直向下的重力G=GA+GB=20N+10N=30N,竖直向上的摩擦力f,而处于平衡状态,
由平衡条件得:f=G=30N,方向竖直向上.物体间力的作用是相互的,A受到的摩擦力f与物体A对墙壁的作用力f'是作用力与反作用力,则f'=f=30N,方向与f方向相反:竖直向下.故选D.
例11、教室里,带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来.如图所示,关于粉笔刷的受力情况,下列说法正确的是( )
A.粉笔刷所受磁力与粉笔刷所受重力是一对平衡力
B.粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力是一对相互作用力 C.黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上 D.粉笔刷没有受到摩擦力作用
解:A、粉笔刷所受磁力沿水平方向,而粉笔刷所受重力沿竖直方向,故不是一对平衡力;
B、粉笔刷所受磁力与黑板对粉笔刷的支持力,二力作用在一个物体上,因此不