摩擦力類型題剖析

類型題一：判斷摩擦力的有無

例1 如圖1所示，甲為水平傳送帶，乙為傾斜傳送帶。當(dāng)行李隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)于甲和乙傳送帶上的行李受到的摩擦力，下列說法正確的是（ ）。

A. 甲傳送帶上的行李受到摩擦力作用

B. 乙傳送帶上的行李受到摩擦力作用

C. 甲、乙傳送帶上的行李均不受摩擦力

D. 甲、乙傳送帶上的行李均受到摩擦力

解析：甲傳送帶上的行李隨水平傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，行李與傳送帶相對(duì)靜止，無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故不受摩擦力作用；乙傳送帶上的行李隨傾斜傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，行李相對(duì)于傳送帶有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則行李受摩擦力作用。答案：B。

小結(jié)：判斷摩擦力存在的方法有兩種。（1）根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件判斷，關(guān)鍵是分析兩物體間是否發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)；（2）利用假設(shè)法來判斷，假設(shè)物體受摩擦力，分析物體所受合力是否與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)吻合。

類型題二：判斷靜摩擦力的方向

例2 跑步是一種健身方式。某人沿水平直道跑步，左腳后蹬時(shí)，圖中箭頭表示左腳受到的摩擦力方向正確的是（ ）。

解析：人沿水平直道跑步，當(dāng)左腳后蹬時(shí)，左腳相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此左腳受到的摩擦力方向向前。答案：B。

小結(jié)：判斷靜摩擦力的方向的關(guān)鍵是明晰物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向，靜摩擦力的方向與之相反。不要誤認(rèn)為靜摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向總相反。

類型題三：判斷滑動(dòng)摩擦力的方向

例3 如圖2所示為分揀快遞件的皮帶傳輸機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)輪帶動(dòng)水平皮帶勻速向右運(yùn)動(dòng)。將一快遞件輕輕放在皮帶的左端，快遞件在皮帶的作用下向右做速度增加的變速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)快遞件受到的摩擦力的方向?yàn)?（選填“向右”或“向左”）。經(jīng)過較短時(shí)間后，快遞件隨皮帶一起以相同的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在快遞件隨皮帶勻速運(yùn)動(dòng)過程中，若皮帶突然停止，此時(shí)快遞件所受的摩擦力 （選填“為零”“向左”或“向右”）。

解析：快遞件剛放在皮帶上時(shí)做加速直線運(yùn)動(dòng)，直至與皮帶的速度相同。快遞件在加速過程中，因其速度小于皮帶的速度，則快遞件相對(duì)于皮帶向左運(yùn)動(dòng)，因此快遞件受到的摩擦力向右。當(dāng)皮帶突然停止時(shí)，快遞件做減速直線運(yùn)動(dòng)，快遞件相對(duì)于皮帶向右運(yùn)動(dòng)，因此快遞件受到的摩擦力向左。答案：向右；向左。

小結(jié)：判斷滑動(dòng)摩擦力的方向的關(guān)鍵是明晰物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，滑動(dòng)摩擦力的方向與之相反。不要誤認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向總相反。

類型題四：定性比較滑動(dòng)摩擦力的大小

例4 如圖3，同一長(zhǎng)方體木塊先后以相同的速度v，在同一水平面上被勻速直線拉動(dòng)，甲圖中平放，乙圖中豎放，丙圖中平放且在上面疊放一重物（重物與木塊相對(duì)靜止），木塊所受的水平拉力分別為F甲、F乙和F丙，則（ ）。

A. F甲 lt; F乙 lt; F丙 B. F甲 = F乙 = F丙

C. F甲 = F乙 lt; F丙 D. F甲 lt; F乙 = F丙

解析：甲、乙兩圖中，木塊對(duì)水平面的壓力大小等于自身重，則壓力大小相同，由于接觸面粗糙程度相同，故兩木塊受到的滑動(dòng)摩擦力f甲 = f乙；丙圖中，接觸面粗糙程度不變，木塊對(duì)接觸面的壓力變大，則摩擦力f丙 gt; f乙，推知f甲 = f乙 lt; f丙；由于拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，故F甲 = F乙lt; F丙。答案：C。

類型題五：計(jì)算靜摩擦力的大小

例5 如圖4所示，用手握住重5 N的瓶子，手與瓶子間的摩擦是靜摩擦，此時(shí)瓶子受到的靜摩擦力大小為 N，方向?yàn)?u> （選填“豎直向下”或“豎直向上”）。增大手對(duì)瓶子的握力，瓶子受到的靜摩擦力將 （選填“增大”“減小”或“不變”）。

解析：瓶子靜止時(shí)，重力和靜摩擦力是一對(duì)平衡力，則f = G = 5 N，其方向豎直向上；當(dāng)壓力增大時(shí)，瓶子所受摩擦力始終等于瓶子的重力，則摩擦力不變。答案：5；豎直向上；不變。

類型題六：計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小

例6 粗糙水平面上一木箱重200 N，當(dāng)用100 N的水平推力推木箱時(shí)，木箱恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)用150 N的水平推力推木箱時(shí)，木箱受到水平方向的摩擦力為 N。

解析：木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，推力和摩擦力是一對(duì)平衡力，則f = F = 100 N；當(dāng)水平推力變成150 N時(shí)，因壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，則滑動(dòng)摩擦力的大小不變。答案：100。

類型題七：連接體或疊放體有關(guān)摩擦力的計(jì)算

例7 如圖5所示，在水平桌面上放置A、B兩個(gè)長(zhǎng)方體物塊，A物塊受到水平向右的拉力F1 = 9 N，B物塊受到水平向左的拉力F2 = 6 N，此時(shí)A、B兩物塊一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則A對(duì)B的摩擦力方向 （選填“向左”或“向右”），B對(duì)水平桌面的摩擦力大小為 N。

解析：兩物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受平衡力作用。物塊A所受拉力F1和摩擦力互為平衡力，則摩擦力fA = F1 = 9 N，方向向左，根據(jù)相互作用力關(guān)系可知，A對(duì)B的摩擦力大小為9 N，方向向右；把A、B當(dāng)作一個(gè)整體，水平方向受三個(gè)力而平衡，則地面對(duì)B的摩擦力fB = F1 - F2 = 9 N - 6 N = 3 N，方向向左。答案：向右；3。

類型題八：摩擦力與圖像融合型的計(jì)算

例8 如圖6甲所示，置于水平地面上的物體受到方向不變的水平推力作用，其F-t和v-t圖像分別如圖6乙和圖6丙所示。由圖像可知10～15 s內(nèi)物體做

直線運(yùn)動(dòng)，t = 8 s時(shí)物體受到的摩擦力為 N。

解析：由圖6丙可知，10～15 s內(nèi)，物體以3 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在水平方向上，此時(shí)推力與滑動(dòng)摩擦力是一對(duì)平衡力，由圖6乙可知，滑動(dòng)摩擦力為20 N。由圖6乙圖可知，t = 8 s時(shí)，推力為30 N。因推力大于滑動(dòng)摩擦力，則物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，但壓力和接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力不變。答案：勻速；20。

（作者單位：山東省棗莊市第十七中學(xué)）