竖直情况下摩擦力及压力地关系.docx

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竖直情况下摩擦力及压力地关系

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。

比方一辆小车，装的东西越多，你想推动它就越困难。

但是在竖直情况下，那么完全不是这种情况。

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，教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。

做题时只要遇到考察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那么，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，压力增大那么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、

如下列图，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：

刚开场是静止状态：

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：

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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．如下列图，以下说法正确的选项是〔　　〕

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：

此题考察了二力平衡条件的区分，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、

如下列图，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，那么以下判断中正确的选项是〔　　〕

A．假设增大F，那么P所受摩擦力增大

B．假设增大F，那么P所受摩擦力不变

C．假设在P上放一物体，那么P所受摩擦力增大

D．假设在P上放一物体，那么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．应选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，那么以下说法中正确的选项是：

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、如下列图，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．假设改变F的大小，物体仍静止，那么以下判断正确的选项是〔　　〕

A．假设F适当增大，那么物体与墙之间的摩擦力增大

B．假设F适当减小，那么物体与墙之间的摩擦力减小

C．假设F适当增大，那么物体与墙之间的摩擦力不变

D．假设F适当减小，那么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，故假设F适当增大，那么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，故假设F适当减小，那么物体与墙之间的摩擦力不变，故B错误、D正确；应选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，如下列图，那么此时物体对墙壁的压力是10N；假设将水平压力减为8N时，物体刚好沿墙壁匀速下滑，那么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，如下列图，那么物体受到重力、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，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•〕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．那么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=60NB．f甲=30N，f乙=40N

C．f甲=50N，f乙=60ND．f甲=50N，f乙=40N

例9、

如下列图，用水平外力F将木块压在竖直墙面上而保持静止状态，以下说法中正确的选项是〔　　〕

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．应选：

A

例10、如下列图，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，那么墙面受到的摩擦力〔　　〕

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，那么f'=f=30N，方向与f方向相反：

竖直向下．应选D．

例11、

教室里，带磁性的粉笔刷可吸在黑板上不掉下来．如下列图，关于粉笔刷的受力情况，以下说法正确的选项是〔　　〕

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，因此不是一对相互作用力，而是一对平衡力；

C、由于重力的作用，粉笔刷有向下运动的趋势，而重力方向始终竖直向下，因此黑板对粉笔刷的摩擦力的方向竖直向上；说法正确；

D、粉笔刷受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，并且二力是一对平衡力，故D错误．应选C．

例12、如下列图，MN为一竖直的墙壁，物体A质量为3千克，受到水平力F=170牛顿的作用而处于静止状态，物体与墙壁的接触面积为100厘米2，那么物体A受到的静摩擦力是29.4牛顿，物体A对墙壁的压强是1.7×104帕，假设减少水平力F至90牛顿物体恰好匀速下滑那么物体A受到的摩擦力是29.4N，假设减少到零那么受到的摩擦力为0．

解：

物体的重力G=mg=3kg×9.8N/kg=29.4N；

因为物体静止受平衡力作用，在竖直方向，重力和摩擦力平衡，所以f=G=29.4N，重力方向竖直向下，摩擦力方向竖直向上；

A对墙壁的压强为：

p=F／S=170N／〔100×10－4m2〕=1.7×104Pa；

减少水平力F至90牛顿物体恰好匀速下滑，此时物体仍受平衡力作用，竖直方向受到的重力和摩擦力平衡，那么：

f1=G=29.4N；

假设压力减小到0，那么此时物体与墙面之间没有摩擦力，那么摩擦力为0．

例13、如下列图，物体重10 N，它与竖直墙面的接触面积是0.5 dm2，现用24 N的水平力把物体按在墙上，墙面受到物体的压力和压强分别为〔　　〕

A．10N，2×103PaB．10N，4.8×103Pa

C．24N，2×103PaD．24N，4.8×103Pa

解：

墙面受到物体的压力：

F=24N

物体与墙面的接触面积：

S=0.5dm2=0.5×10－2m2

墙面受到物体的压强：

P=F／S=24N／〔0.5×10－2m2〕=4.8×103Pa

应选D．

例14、如下列图，质量为10千克的物体在水平力F作用下，静止在竖直的墙上，当力F逐渐减小的过程中，物体静止一段时间后，向下运动，那么在这过程中，摩擦力f与时间t的关系，可能符合以下列图线的是〔　　〕

A．B．C．D．

分析：

①物体一开场是静止状态所受的力是平衡力；②物体在下滑的过程中，运动状态发生了改变，而力是改变物体运动状态的原因，所以物体所受的力必然发生了改变，不再是平衡力．③影响摩擦力大小的因素：

压力和接触面的粗糙程度．

解：

①对物体进展受力分析：

物体竖直方向受重力和摩擦力，因为物体静止，所以这两个力是一对平衡力，故摩擦力等于重力．②当F减小时，物体所受的压力减小，摩擦力减小，故摩擦力小于重力，所以在重力的作用下物体会下滑．应选B．

手握瓶子涉及的物理知识

小明用手握住一个装了半瓶水的玻璃酒瓶，瓶子静止在手中，那么以下说法中正确的选项是：

A．手对瓶子的握力与瓶子受到的重力彼此平衡

B．瓶子受到的摩擦力与瓶子受到的重力彼此平衡　〔√〕

C．瓶子受到的摩擦力大于瓶子受到的重力

D．手对瓶子的压力小于瓶子受到的重力

E．手对瓶子的压力与瓶子所受的重力是一对平衡力

F．手对瓶子的摩擦力与瓶子所受的重力是一对平衡力　〔√〕

G．手握得越紧，瓶子所受的摩擦力就越大

H．手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力

A．手对瓶子的摩擦力和瓶子的重力平衡

B．手对瓶子的压力和瓶子的重力平衡

C．手对瓶子的压力和手对瓶子的摩擦力平衡

A．瓶子能静止在手中，是由于手对瓶子的握力等于瓶子的重力

B．瓶子能静止在手中，是由于手对瓶子的握力大于瓶子的重力

C．手握酒瓶的力增大，瓶子所受的摩擦力不变〔√〕

D．手握酒瓶的力增大，瓶子所受的摩擦力也增大

B．瓶子之所以不掉落，是由于受到手给它的压力

C．随着手握瓶的力增大，瓶子受到的摩擦力将增大

D．用手握住瓶子向瓶内注水的过程中，瓶受到的摩擦力将增大

A．酒瓶能静止在手中，是由于手对酒瓶的握力等于酒瓶的重力

B．酒瓶能静止在手中，是由于酒瓶受到手对它的摩擦力的作用

C．手握酒瓶的力增大，瓶子所受摩擦力也随着增大

D．向酒瓶注水的过程中，即使手握瓶的力不变，瓶所受的摩擦力也将增大

A．瓶子之所以不掉落，是由于受到空气的浮力

〔╳〕　　〔√〕

用手握住一只啤酒瓶的颈部，瓶子不会掉下来，其原因是〔　　〕

A．手对瓶子的握力与瓶子受到的重力彼此平衡

B．瓶子受到的摩擦力与瓶子受到的重力彼此平衡

C．瓶子受到的摩擦力大于瓶子受到的重力

D．手对瓶子的压力小于瓶子受到的重力

解：

因为啤酒瓶静止，所以它受到的是平衡力的作用．啤酒瓶受到竖直向下的重力有让啤酒瓶掉下来的趋势，所以必然有一个与重力大小相等、方向相反、作用在一条直线上的摩擦力彼此平衡．应选B．

用手握住矿泉水瓶，瓶子静止在手中，以下说法正确的选项是〔　　〕

A．手对瓶子的压力与瓶子所受的重力是一对平衡力

B．手对瓶子的摩擦力与瓶子所受的重力是一对平衡力

C．手握得越紧，瓶子所受的摩擦力就越大

D．手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力

解：

A、水平方向，手对瓶子的压力的合力为零，故A错误；

B、竖直方向，瓶保持静止，处于平衡状态，受重力和静摩擦力，是一对平衡力，故B正确；

C、竖直方向，重力和静摩擦力是一对平衡力，根据平衡条件，静摩擦力等于重力，与压力无关，故C错误；

D、竖直方向受重力和静摩擦力，是一对平衡力，大小相等，故D错误；

应选B．

用手握住酱油瓶，瓶子没有下滑，是因为〔　　〕

A．手对酱油瓶的摩擦力和酱油瓶的重力平衡

B．手对酱油瓶的压力和酱油瓶的重力平衡

C．手对酱油瓶的压力和手对酱油瓶的摩擦力平衡

D．以上三种说法均不对

解：

用手握住酱油瓶，瓶子没有下滑，那么说明瓶子处于静止状态；

在竖直方向，瓶子受重力和手对瓶子的摩擦力作用，重力方向竖直向下，摩擦力方向竖直向上，这两个力相互平衡，所以A正确；

手对酱油瓶的压力在水平方向，重力方向竖直向下，所以这两个力不是平衡力，BCD错误．应选A．

用手握住酒瓶，使其瓶口朝上竖直静止在手中，那么以下说法正确的选项是〔　　〕

A．酒瓶能静止在手中，是由于手对酒瓶的握力等于酒瓶的重力

B．酒瓶能静止在手中，是由于手对酒瓶的握力大于酒瓶的重力

C．手握酒瓶的力增大，瓶子所受的摩擦力不变

D．手握酒瓶的力增大，瓶子所受的摩擦力也增大

解：

瓶子处于平衡状态，所受合力为0，所以手对瓶子的摩擦力等于瓶子的重力；

瓶子所受摩擦力等于酒瓶的重力，所以当手握酒瓶的力增大时，摩擦力不变；

故A，B，D不正确，C正确．

〔2012•黔东南州〕用手握住一个玻璃瓶〔装一局部水〕，瓶口竖直朝上静止在手中不动，以下说法正确的选项是〔　　〕

A．玻璃瓶之所以不掉落，是由于受到空气的浮力

B．玻璃瓶之所以不掉落，是由于受到手给它的压力

C．随着手握瓶的力增大，瓶子受到的摩擦力将增大

D．用手握住瓶子向瓶内注水的过程中，瓶受到的摩擦力将增大

解：

AB、由于玻璃瓶静止，所以玻璃瓶受力平衡，那么玻璃瓶在竖直方向受竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，并且玻璃瓶受到的重力等于摩擦力，因此玻璃瓶不会掉落；故A、B错误；

C、随着手握瓶的力增大，并且玻璃瓶始终静止，由平衡条件可知，物体受到的重力与摩擦力大小相等，由于玻璃瓶的重力不变，那么摩擦力也不变；故C错误；

D、向瓶内注水后，玻璃瓶和水的总重力增大，因为瓶子仍静止，故摩擦力与增大后的重力相等，故D正确．应选D．