二力平衡、摩擦力讲义
课时四：二力平衡、摩擦力
一、二力平衡
知识点
1、物体受到几个力作用时，如果保持或，我们就说这几个力
。保持或的物体处于状态。
2、二力平衡和相互作用力的区别
3、放在桌面上的花瓶，受到的力和力是一对平衡力；悬挂在天花板上吊灯重为10N，吊灯受到的力和力是一对平衡力，吊线对吊灯的拉力的大小是 N。【例】
1.一本书放在水平桌面上静止时,在下列各对力中属于平衡力的是( )
A 书对桌面的压力和桌面对书的支持力
B 桌子受到的重力和地面对桌子的支持力
C 书受到的重力和书对桌面的压力
D 书受到的重力和桌面对书的支持力
思路引导
A:书对桌面的压力受力物体是 ,桌面对书的支持力受力物体是 ,这两个力不是作用在上,所以它们不是平衡力;
B:桌子受到的重力受力物体是 ,地面对桌子的支持力受力物体是 ,这两个力大小 ,所以它们不是平衡力;
C:书受到的重力受力物体是 ,书对桌面的压力受力物体是 ,这两个力不是作用在同一个物体上,所以它们平衡力;
D书受到的重力受力物体是 ,桌面对书的支持力受力物体是 ,这两个力大小 ,方向 ,作用在__________上,所以它们平衡力.
2.吊车以2m/s的速度将1×104N的重物竖直向上匀速提起,这时钢索对重物的拉力大小是________N,若吊车改为2m/s的速度使重物匀速下降,则钢索对重物的拉力大小是______N,若吊车改为4m/s的速度使重物匀速下降,则钢索对重物的拉力是________N.
方法总结:因为重物做的是匀速直线运动,所以重物处于_______状态,那么重物在竖直方向上受到的拉力和自身的重力是一对_________,它们的大小相等,所以钢索对重物的拉力是__________N.
解这类题,首先要看一下物体处于什么运动状态,从而判断物体是否受平衡力,如果是,则根据二力平衡的知识判断出力的大小.甚至可以判断出物体受到哪些力的作用.
同步练习
1.学校举行升旗仪式,当国旗匀速直线上升时,下列几对力中属于平衡力的是( )
A 旗受到的重力和绳对旗的拉力
B 旗对绳的拉力和绳的旗的拉力
C 旗受到的重力和旗对地球的引力
D 旗对绳的拉力和旗受到的重力
2.值日时,小东提着一桶水走进教室,下列情况中,属于彼此平衡的两个力是( )
A 水桶受到的重力和水桶对人的拉力
B 水桶受到的重力和人对水桶的拉力
C 水桶对人的拉力和人对水桶的拉力
D 水桶受到的重力和水桶对地球的引力
3.汽车在平直公路上做匀速直线运动,则下列说法中错误的是( )
A 汽车所受的牵引力和重力是一对平衡力
B 汽车所受的重力和支持力是一对平衡力
C 汽车所受的牵引力和阻力是一对平衡力
D 汽车所受的牵引力和阻力的合力为零
4.起重机臂下吊一个质量为5t的重物,下列情况中钢丝绳所受的拉力T应为( )
A 只有静止时,T=4.9×104N
B 匀速上升时,T>4.9×104N
C 匀速下降时,T<4.9×104N
D 以上三种情况下,T都等于4.9×104N
5.下面关于二力平衡的说法中,正确的是( )
A 大小相等、方向相反、同时作用在一个物体上的两个力一定平衡
B 若两个力的合力为零,这两个力一定平衡
C 若两个力的三要素相同,这两个力一定平衡
D 用一水平推力推水平放置的木箱,但没推动,其原因是推力小于摩擦力
6.用手握住一个瓶子,瓶身保持竖直,如果增大握力,则( )
A 瓶子受到的重力增大
B 瓶子受到的摩擦力增大
C 瓶子受到向下滑力减小
D 瓶子受到的摩擦力和重力不变
7.直接用手匀速竖直向上提起100N的物体,所需的拉力的大小是_______N;如果改为沿水平面匀速拉物体,物体与水平间的摩擦力为20N,则所需的拉力的大小为_____N.
二、摩擦力
知识点
1、产生摩擦力的两个条件是:____________、_____________.
2、摩擦力的方向总是_________________________.
补充: 生活中的摩擦分三种:滑动摩擦、静摩擦、滚动摩擦.课本上我们所学习的摩擦力叫做滑动摩擦力,它只有在相互接触的物体发生相对运动时才会产生.另外生活中还有一种摩擦力,一个物体有沿着另一个物体表面运动的趋势(即要发生相对运动)时所产生的摩擦,这种摩擦叫做静摩擦.例如:当我们去推地面上的一个箱子时,箱子没有被推动,这是因为静摩擦力的大小与迫使两物体产生相对运动趋势的外力大小相等,箱子保持原来的静止.逐渐增大对箱子的
推力,箱子可能仍然不动,说明物体受到的摩擦力随着推力的增大而增大.因此我们一般根据平衡的知识推断出静摩擦力的大小.
一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦,叫滚动摩擦,这种摩擦力叫做滚动摩擦力.这种摩擦从本质上讲也属于静摩擦.
【例】
1、一个物体在水平拉力作用下沿着桌面向右运动,则物体受到桌面的摩擦力是________摩擦力(填“滑动”、“静”或“滚动”),它的方向向_______(“左”或“右”)
2、爬杆是一项有益的体育运动,王明同学在爬杆的过程中,手紧紧地握住杆向上爬,则他的手受到的摩擦力是_______摩擦力(填“滑动”或“静”),方向向_____;当他抱住杆滑下时,他的身体受到的是_______摩擦力,方向向______.
3、摩擦力的大小与大小和接触面的有关。同一接触面时，越大，摩擦力越大；在压力一定时，接触面越，摩擦力越大。
4、增大有益摩擦的方法：和使接触面些。
减小有害摩擦的方法：(1)使接触面和压力 (2)用滚动代替滑动
(3)加润滑油 (4)利用气垫（5）让物体之间脱离接触（如磁悬浮列车）
【例】
1、摩擦无处不在,在生活中或生产中有时需要增大有益摩擦,有时需要减小有害摩擦,下列叙述中,属于增大有益摩擦的是( )
A 螺丝刀的手柄上刻有一些凹槽
B 旱冰场冰场的地面做得很光滑
C 自行车的转动部位要经常加一些润滑油
D 行礼包的包底上装有四个小轮
思路引导:旱冰场的冰场的地面做得很光滑,这是减小接触面的__________,从而______摩擦,这样可以滑得更顺畅.自行车的转动部分加润滑油是使部件之间形成一层油膜,使它们互不接触,从而______摩擦;行礼包的底部装上四个小轮,是变滑动为滚动,从而_______摩擦.螺丝刀的手柄上刻有一些凹槽,是为了增大接触面的___________,从而______摩擦.
2、人跑步时地面对鞋底的摩擦是 (“有利”或“有害”)的；机器工作时，运动部件之间的摩擦是 (“有利”或“有害”)的；自行车的车闸是 (“有利”或“有害”)摩擦；体操运动员在手上涂防滑粉是 (“有利”或“有害”)摩擦；冰壶运动员的橡胶鞋底是 (“有利”或“有害”)摩擦；塑料鞋底是 (“有利”或“有害”)摩擦；北方冬天在冰面上洒煤渣是 (“有利”或“有害”)摩擦。这些事例中分别是怎样增大有利摩擦，减小有害摩擦的。
同步练习
1．关于滑动摩擦力，下列说法正确的是
A．压力越大，滑动摩擦力越大
B．压力不变，动摩擦因数不变，接触面积越大，滑动摩擦力越大
C．压力不变，动摩擦因数不变，速度越大，滑动摩擦力越大
D．动摩擦因数不变，压力越大，滑动摩擦力越大
2．置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下，仍处于静止，则物体所受静摩擦力的大小
A．与压力成正比B．等于水平拉力
C．小于滑动摩擦力D．在物体上叠放另一物体，该物体受到的静摩擦力不变3．如图1，木块质量为m，跟水平桌面的动摩擦因数为μ，受水平向右的力F的作用匀速运动，从物体到边缘开始，到物体下落为止，在此过程中物体保持匀速运动，下列说法正确的是
A．推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B．推力F在物体下落前会变为原来的1/2
C．推力F始终是μmg
D．因接触面变小，动摩擦因数μ会变大
4．关于弹力和摩擦力的关系，下列说法正确的是
A．两物体间若有弹力，就一定有摩擦力
B．两物体间若有摩擦力，就一定有弹力
C．弹力和摩擦力的方向必互相垂直
D．当两物体间的弹力消失时，摩擦力仍可存在一段时间
5．一物体置于粗糙水平地面上，按图2所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等，则木块受到的摩擦力的大小关系是
A．f
甲＞f
乙
＞f
丙
B．f
乙
＞f
甲
＞f
丙
C．f
丙
＞f
乙
＞f
甲
D．f
甲
=f
乙
=f
丙
综合练习
（一）、根据二力平衡理论推断不明显的力.
【例1】如图所示,物体A放在水平地面上,受到水平拉力F的作用,但物体A处于静止状态,对物体A进行受力分析.
解题方法:尽管物体A受到水平拉力F的作用,但是物体处于静止状态,所以在水平方向上,物体受到两个力的作用:拉力F和向左的静摩擦力f,另外,由于物体A受到向下的重力G,所以根据二力平衡,物体还受到地面对它向上的支持力N.(受力示意图如右图所示)
（二）、物体受力情况一般分析法.
【例2】如图所示,物体A静止放在斜面上,对物体进行受力分析.
解题方法:(1)首先要确定研究对象所处的环境以及状态.-----物体A在斜面上静止(2)确定研究对象与周围的哪些物体发生相互作用-------物体A受地球吸引,还受斜面支持,它与斜面接触,且有沿斜面下滑的趋势,故还受摩擦力.
(3)先画重力G,再画弹力(拉力、压力、支持力、推力),最后再画摩擦力.
(4)完成受力示意图.(如右图所示)
1.一个重100N的物体在水平地面上处于静止状态,当用60N的力竖直向上提它时,物体所受合力是( )
A 40N,方向竖直向上
B 40N,方向竖直向下
C 0
D 条件不足,无法判断
2.在研究“滑动摩擦力与什么因素有关”的实验中,用弹簧测力计拉着木块在水平表面上做匀速直线运动,已知弹簧测力计的示数是10N,则木块受到的滑动摩擦力是____N,方向__________.
3.水平地面上静止放着一个重500N箱子,此时它受到地面对它的摩擦力是_____N,过一会,某人用100N的力水平向右推箱子,但箱子没有被推动,此时箱子受到地面_______摩擦力的作用(填“滑动”或“静”),这个摩擦力的大小是______N,其方向向______.当推力增大到150N 时,箱子仍然没有被推动,此时受到的摩擦力是_____N;当推力增大到200N时,箱子在水平地面上做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力是______摩擦力(填“滑动”或“静”),其大小是_______N,方向向______.
4.如图所示,重80N的物体受到F=60N的水平压力作用,沿竖直墙壁向下匀速运
动,则物体受到的摩擦力是( )
A.20N
B.140N
C.80N
D.60N
5.一个用50N的水平推力,推着一个木箱在水平地面上匀速前进,
则木箱在水平方向上所受合力及摩擦力的大小分别是( )
A.50N,50N
B.50N,0N
C.0N,50N D 0N,0N
6.如图所示,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦,物体A重10N,当
物体B重为2N时,物体A保持静止,这是A物体受到的摩擦力为_______N;当物体B重为3N时,物体A向右做匀速直线运动,此时A受到的摩擦力为_____N.
7 、对下列图中物体A进行受力分析.
(1)物体A随传送带匀速运动.
(2)物体A重150N,用大小为100N的力F向上提物体A.
(3)物体A被两绳吊着,处于静止状态.
1．如图所示，A 为长木板，在水平面上以速度1v 向右运动，物块B 在木板A 的上面以速度
2v 向右运动，下列判断正确的是（ ）
A ．若是21v v =，A 、
B 之间无滑动摩擦力
B ．若是21v v >，A 受到了B 所施加向右的滑动摩擦力
C ．若是21v v <，B 受到了A 所施加向右的没动摩擦力
D ．若是21v v >，B 受到了A 所施加向左的滑动摩擦力
2． 如图所示是带传动示意图，1O 是主动轮，2O 是从动轮，丙轮水平放置。当主动轮顺时针匀速转动时，重10N 的物体同传动带一起运动，若物体与传动带间最大静摩擦力为5N ，则物体所受传动带的摩擦力的大小和图中传动带上P 、Q 两处所受的摩擦力的方向是（ ）
A ．5N ，向下、向下
B ．0，向下、向上
C ．0，向上、向上
D ．0，向下、向下
3．如图所示，重力为20N 的物体在动摩擦因数0.1的水平面上向左
运动，同时受到大小为10N 、方向向右的水平力F 的作用，则物体所
受摩擦力的大小和方向是（ ）
A ．2N 向左
B ．2N 向右
C ．10N 向左
D ．12N 向右 4．如图所示，质量为m 的木块被水平推力F 压着，静止在竖直墙面上，当推力F 的大小
增加到2F 时，则（ ）
A ．木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍
B ．木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C ．木块所受墙面的弹力不变
D ．木块所受墙面的摩擦力不变
5．如图所示，A 、B 两物体重力都等于10N ，各接触面间摩擦因数都等于0.3，同时有F=1N 的两个水平力分别作用在A 和B 上。A 和B 均静止，则地面对B 和B
对A 的摩擦力分别为（ ）
A ．6N 3N
B ．1N 1N
C ．0N 1N
D ．0N 2N 6．重力为400N 的木箱放在水平面上，木箱与地面间的最大静摩擦力是120N ，动摩擦因数为0.25。如果分别用70N 和150N 的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分别是多少？
参考答案
1．A 当21v v =时，A 、B 之间无相对运动，它们之间肯定没有滑动摩擦力；当21v v >时，以B 为参考系，A 向右运动，它受到B 施加的向左的滑动摩擦力，B 则受到A 施加的向右的滑动摩擦力；当21v v <时，以A 为参考系，B 向右运动，B 受到A 施加的向左的滑动摩擦力，A 则受到B 施加的向右的滑动摩擦力。
综上所述，只有A 选项正确。
2．D 物体在皮带上做匀速运动，水平方向不受外力，摩擦力为O ；主动轮在P 点相对传动带有向下的运动趋势，传动带给予它的摩擦力方向是向上的，它对传动带则施加向下的摩擦力；传动带在Q 点相对从动轮有向上运动的趋势，从动轮则对传动带有向下的摩擦力。综上所述，D 选项正确。
3．B 根据滑动摩擦力N mg N f 2201.0=?===μμ，方向与相对运动方向相反，故选B 。
4．A 、D 由于木块是静止在竖直墙面上，木块在水平方向受到的推力F 与墙面对木块的弹力N 是一对平衡力，即N=F ，当F 增加到2F 时，墙面对木块的弹力也将增加到2F 。在竖直方向上，木块的重力与墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力，即f=mg 。
综上所述，选项A 、D 正确。
5．C 应用整体法，即A 、B 整体水平方向外力大小相等，方向相反，故地面对B 无摩擦力。以A 为对象，水平方向必受大小与F 相等，方向与F 相反的静摩擦力，故选项C 正确。
6．解：计算摩擦力时，必须首先判明是静摩擦力还是滑动摩擦力。如果是静摩擦力，则不能用公式f=μN 计算。
用70 N 的水平力推木箱时，推力小于最大静摩擦力，木箱不动，由二力平衡得此时木箱受的静摩擦力大小为70N 。
当用150N 的水平力推木箱时，物体相对地面运动，此时的滑动摩擦力为
N mg N f 10040025.0=?===μμ