摩擦力是被動(dòng)力

摩擦力是被動(dòng)力被動(dòng)力（約束反作用力）被動(dòng)力：象物體間的擠壓力，繩內(nèi)張力和摩擦力，沒有自己獨(dú)立自主的方向和大小。要看質(zhì)點(diǎn)受到的主動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而定，處于“被動(dòng)地位”。被動(dòng)力常常作為未知力出現(xiàn)。1．繩內(nèi)的張力張力：在張緊繩索上某位置作與繩垂直的假想截面，將繩分成兩側(cè)，這兩側(cè)的相互作用力即該處繩的張力。注意：處理問題時(shí)繩的伸長量不考慮。原因：是由于繩索的拉伸形變而產(chǎn)生的，但形變量與原長相比很小，可忽略不計(jì)。2．支持面的支撐力兩物體接觸并壓緊，雙方均因擠壓而形變，變形后的物體企圖恢復(fù)原狀而互相施于擠壓彈性力。（形變往往微乎其微，常忽略不計(jì)）對于互相擠壓的物體，可將相互作用力分為兩分力，一分力：沿接觸面切線方向，另一分力：與接觸面垂直，前者屬于摩擦力，后者屬于正壓力。1、（1992年全國考題）如圖2所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力，即F1、F2和摩擦力作用，木塊圖2處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F1=10N、F2=2N，若撤去力F1，則木塊在水平方向受到的合力為E2（A）10N，方向向左 （B）6N，方向向右E2（C）2N，方向向左 （D）零解析；F1沒有撤去時(shí)，物體所受合外力為零，此時(shí)靜摩擦力大小為8N，方向向左.撤去F以后，物體在F2作用下不可能沿水平方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，12物體仍保擰靜止.此時(shí)地面對物體的靜摩擦力大小為2N，方向向右.從上述分析可見靜摩擦力是被動(dòng)力.答案應(yīng)為（D）.對于滑動(dòng)摩擦力同樣具有被動(dòng)性.2、如圖4所示，一質(zhì)量為m的貨物放在傾角為a的傳送帶上隨傳送帶一起向上或向下做加速運(yùn)動(dòng).設(shè)加速度大小為a，試求兩種情況下貨物所受的摩擦力.解析：物體m向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物體隨傳送帶向上加速運(yùn)動(dòng)，傳送帶對物體的摩擦力必定沿傳送帶向上．物體沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力的方向要視加速度的大小而定，當(dāng)加速度為某一合適值時(shí)，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，則摩擦力為零；當(dāng)加速度大于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)沿斜面向下；當(dāng)加速度小于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)沿斜面向上．向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面向上向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得：mgsina—F=ma（設(shè)F沿斜面向上）所以F=mgsina-maa圖4當(dāng)a<gsina時(shí)，F(xiàn)〉0.與所設(shè)方向相同 沿斜面向上.a圖4當(dāng)a=gsina時(shí)，F(xiàn)=0.即貨物與傳送帶間無摩擦力作用.當(dāng)a>gsina時(shí)，F(xiàn)〈0.與所設(shè)方向相反沿斜面向下.小結(jié)：當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)而摩擦力方向不明確時(shí)，可先假設(shè)摩擦力向某一方向，然后應(yīng)用牛頓第二定律導(dǎo)出表達(dá)式，再結(jié)合具體情況進(jìn)行討論

3、如圖8所示，位于斜面上的物塊m在沿斜面向上的力F作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力①方向可能沿斜面向上②方向可能沿斜面向下③大小可能為零④大小可能等于F以是………………A．只有①②B．只有③④③④都正確變式訓(xùn)練1：如圖1所示，a，質(zhì)量為M的固定斜面上，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為p，現(xiàn)施加一沿斜面向上的外力F作用在物塊m上，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，求物塊和斜面間的摩擦力F。Ff靜F圖1解析：以物塊m為研究對象，物塊在外力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，可知物塊與斜面間的摩擦力是靜摩擦力，但是此問題所給定的條件不是很充分，物塊相對于斜面的運(yùn)動(dòng)趨勢不是很明顯，因此處理此類問題時(shí)，應(yīng)首先找出接觸面間沒有摩擦力時(shí)外力F的大小，然0后把所施加的外力F與F的大小作比較，進(jìn)而分析出兩接觸面間的相對運(yùn)動(dòng)趨勢。0（1）假定物塊和斜面間沒有摩擦力，此時(shí)物塊與斜面間沒有相對運(yùn)動(dòng)趨勢。物塊受重力mg、斜面的支持力F、外力F，其受力分析如圖2所示，其所受的合外力為零，那么N0它在任一方向上的合外力都為零。圖2所以可得F=mgsina，F(xiàn)=mgcosa0N若F>F二mgsina，物塊相對于斜面有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢，斜面給物塊的靜摩擦0力方向沿斜面向下。所以有F二mgsina+F，可得F=F-mgsina。f靜 f靜若F<F二mgsina，物塊相對于斜面有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢，斜面給物塊的摩擦力0方向沿斜面向上。所以有F+F二mgsina，可得F二mgsina—F。f靜 f靜因此該題的解具有三種可能，如上分析。變式訓(xùn)練2：變上題的條件：斜面放在光滑的水平地面上，施加一水平外力F作用于斜面上，使m和M—起以共同的加速度運(yùn)動(dòng)，且物塊m與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)卩<tana，求物塊和斜面間不發(fā)生相對滑動(dòng)的條件。(最大靜摩擦力等同于滑動(dòng)摩擦力)如圖3所示。圖3分析：解決此類問題時(shí)，若是要求解物塊和斜面間的摩擦力，一般是先求物塊和斜面間沒有摩擦力時(shí)物塊的加速度a和外力提供給系統(tǒng)的加速度a的大小，然后把外力提供給系0統(tǒng)的加速度a與這個(gè)加速度a做比較，從而分析出靜摩擦力的方向。0對m和M組成的物體系統(tǒng)有：TOC\o"1-5"\h\zF二(M+m)a <1>當(dāng)物塊不受摩擦力時(shí)只受兩個(gè)力，重力mg、斜面的支持力尸并，這兩個(gè)力的合力提供物塊做加速運(yùn)動(dòng)的加速度，加速度在水平方向上，豎直方向上處于平衡狀態(tài)。由平衡條件和牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得：Fcosa二mg <2>N\o"CurrentDocument"Fsina二ma <3>N0所以有a0二g?tana

現(xiàn)在要使物塊和斜面間不發(fā)生相對滑動(dòng)，也就是說物塊既不相對于斜面向上滑動(dòng)也不相對于斜面向下滑動(dòng)，這樣就使得靜摩擦力達(dá)到了最大值。(1)當(dāng)有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，a>a0，其所受的靜摩擦力的方向沿斜面向下，且最大靜摩擦力等同于滑動(dòng)摩擦力，此時(shí)，物塊受力分析如圖4所示，加速度在水平方向上。所以有Fcosa二mg+Fsina <4>N f靜FsFsina+Fcosa=maNf靜F=uF<6>f靜NF<7>a=<5>聯(lián)立<4><5><6><7>式求解可得：（sin（sina+卩cosa）（M+m）gcosa—卩sina此即是所施加的最大外力F。max(2)因?yàn)橼?lt;tana，即mgsina>^mgcosa，可知沒有F的作用物塊相對斜面下滑。當(dāng)有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，a<a，其所受的靜摩擦力的方向沿斜面向上，也達(dá)到了最大靜0摩擦力。在圖4中把F的方向換成沿斜面向上即可。加速度仍在水平方向上。所以有f靜

Fcosa+Fsina=mgN f靜Fsina-Fcosa=maN f靜F=pF<10>f靜 NFa=一<11>聯(lián)立<8><9><10><11>式求解可得：（sin（sina-卩cosa）（M+m）gcosa+卩sina此即是所施加的最小的外力Fmin因此，要使物塊和斜面間不發(fā)生相對滑動(dòng)，所施加的外力F應(yīng)在F<F<F之間方min max能滿足。此即所求條件。4、