题目
阅读短文,回答文后问题。静摩擦力两个相互接触的物体,当其接触表面之间有相对滑动的趋势,但尚保持相对静止时,彼此作用着阻碍相对滑动的阻力,这种阻力称为静摩擦力,一般用f表示。静摩擦力产生条件是:①直接接触且挤压(即相互间有弹力);②接触面粗糙;③有相对运动趋势;④两物体相对静止。摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向相反,可以是阻力,也可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。静摩擦力与一般约束反力不同,它并不随外力的增大而无限制地增大。当外力的大小达到一定数值时,物体处于将要滑动,但又未开始滑动的临界状态。此时,只要外力再大一点,物体就开始滑动。当物体处于平衡的临界状态时,静摩擦力达到最大值,称最大静摩擦力,其大小与两物体间的正压力(即法向反力)FN的大小成正比,即FMAX=μFN(其中μ是静摩擦系数,是一个没有单位的数值。μ和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关,而与接触面的大小无关),最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。(1)下述关于静摩擦力的说法正确的是 ____ A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反;B.静摩擦力的大小与物体的正压力成正比;C.静摩擦力只能在物体静止时产生;D.静摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反。(2)如图所示,用水平力F=20N把一重10N的铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,则铁块与墙壁之间的摩擦力大小为 ____ N,当F增大到50N时墙对铁块的摩擦力将 ____ 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)。(3)若铁块和墙壁之间的静摩擦系数为0.6,用大小为50N的力最多能把重为G= ____ N的铁块按压在墙壁上保持静止。
阅读短文,回答文后问题。静摩擦力
两个相互接触的物体,当其接触表面之间有相对滑动的趋势,但尚保持相对静止时,彼此作用着阻碍相对滑动的阻力,这种阻力称为静摩擦力,一般用f表示。静摩擦力产生条件是:①直接接触且挤压(即相互间有弹力);②接触面粗糙;③有相对运动趋势;④两物体相对静止。摩擦力的方向总是与相对运动趋势方向相反,可以是阻力,也可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。静摩擦力与一般约束反力不同,它并不随外力的增大而无限制地增大。当外力的大小达到一定数值时,物体处于将要滑动,但又未开始滑动的临界状态。此时,只要外力再大一点,物体就开始滑动。当物体处于平衡的临界状态时,静摩擦力达到最大值,称最大静摩擦力,其大小与两物体间的正压力(即法向反力)FN的大小成正比,即FMAX=μFN(其中μ是静摩擦系数,是一个没有单位的数值。μ和接触面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关,而与接触面的大小无关),最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
(1)下述关于静摩擦力的说法正确的是 ____
A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反;
B.静摩擦力的大小与物体的正压力成正比;
C.静摩擦力只能在物体静止时产生;
D.静摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反。
(2)如图所示,用水平力F=20N把一重10N的铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,则铁块与墙壁之间的摩擦力大小为 ____ N,当F增大到50N时墙对铁块的摩擦力将 ____ 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)若铁块和墙壁之间的静摩擦系数为0.6,用大小为50N的力最多能把重为G= ____ N的铁块按压在墙壁上保持静止。
题目解答
答案
解:(1)AD、静摩擦力方向总与物体的相对运动趋势方向相反,故A错误,D正确;
B、静摩擦力的大小一般根据物体所处的状态和受力情况进行计算,不可以用公式F=μN直接计算,故B错误;
D、运动的物体也可产生静摩擦力,比如物体在倾斜的输送带上运动时,能产生静摩擦力。故C错误;
故选:D。
(2)用水平力F=20N把一重10N的铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,铁块在竖直方向上受到竖直向上的摩擦力、竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力,大小相等,故摩擦力为10N;当F增大到50N时,由于在竖直方向上只受这两个力,处于静止状态,故摩擦力大小不变;
(3)铁块和墙壁之间的静摩擦系数为0.6,用大小为50N的力时,产生的摩擦力大小为:f=μF=0.6×50N=30N;根据二力平衡可知,物体的重力为30N。
故答案为:(1)D;(2)10;不变;(3)30。
B、静摩擦力的大小一般根据物体所处的状态和受力情况进行计算,不可以用公式F=μN直接计算,故B错误;
D、运动的物体也可产生静摩擦力,比如物体在倾斜的输送带上运动时,能产生静摩擦力。故C错误;
故选:D。
(2)用水平力F=20N把一重10N的铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,铁块在竖直方向上受到竖直向上的摩擦力、竖直向下的重力,这两个力是一对平衡力,大小相等,故摩擦力为10N;当F增大到50N时,由于在竖直方向上只受这两个力,处于静止状态,故摩擦力大小不变;
(3)铁块和墙壁之间的静摩擦系数为0.6,用大小为50N的力时,产生的摩擦力大小为:f=μF=0.6×50N=30N;根据二力平衡可知,物体的重力为30N。
故答案为:(1)D;(2)10;不变;(3)30。
解析
静摩擦力的核心知识点:
- 产生条件:接触且挤压(有弹力)、接触面粗糙、有相对运动趋势、相对静止。
- 方向:与相对运动趋势方向相反。
- 大小:静摩擦力大小需根据物体受力情况和运动状态计算,最大静摩擦力满足 $f_{\text{max}} = \mu F_N$($\mu$ 为静摩擦系数,$F_N$ 为正压力)。
解题关键:
- 判断静摩擦力方向:以接触物体为参考系,分析相对运动趋势方向。
- 静摩擦力与正压力的关系:只有最大静摩擦力与正压力成正比,普通静摩擦力大小需通过平衡条件或动力学方程确定。
第(1)题
选项分析:
- A错误:静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,而非物体运动方向。例如,手握瓶子静止时,静摩擦力方向与瓶子运动方向无关。
- B错误:静摩擦力大小一般由平衡条件或动力学方程确定,只有最大静摩擦力满足 $f_{\text{max}} = \mu F_N$。
- C错误:运动物体间可以存在静摩擦力,如传送带上的物体随传送带一起运动。
- D正确:静摩擦力方向始终与相对运动趋势方向相反。
答案:D。
第(2)题
受力分析:
- 竖直方向平衡:铁块静止,竖直方向受重力 $G=10\ \text{N}$ 和静摩擦力 $f$,由平衡条件得 $f=G=10\ \text{N}$。
- F增大时:正压力 $F$ 增大,但铁块仍静止,竖直方向受力仍平衡,静摩擦力仍等于重力,故摩擦力不变。
答案:$10$;不变。
第(3)题
最大静摩擦力计算:
- 最大静摩擦力:$f_{\text{max}} = \mu F = 0.6 \times 50\ \text{N} = 30\ \text{N}$。
- 平衡条件:铁块静止时,重力 $G = f_{\text{max}} = 30\ \text{N}$。
答案:$30$。