高考物理一轮复习 第2章 相互作用 基础课时4 摩擦力课件

基础课时基础课时4摩擦力摩擦力知识梳理知识梳理知识点一、静摩擦力知识点一、静摩擦力1.产生条件产生条件(1)接触面接触面_。(2)接触处有接触处有_。(3)两物体有两物体有_ (仍保持相对静止仍保持相对静止)。2.定义定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们具有两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们具有_时，就会在接触面上产生时，就会在接触面上产生_的力。的力。3.大小和方向大小和方向(1)大小：大小：0FFm(2)方向：沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向方向：沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向_。粗糙粗糙弹力弹力相对运动趋势相对运动趋势势势相对运动趋相对运动趋阻碍相对运动趋势阻碍相对运动趋势相反相反知识点二、滑动摩擦力知识点二、滑动摩擦力1.产生条件产生条件(1)接触面接触面_。(2)接触处有接触处有_。(3)两物体间有两物体间有_。2.定义定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生_时，时，就会在接触面上产生就会在接触面上产生_相对运动的力。相对运动的力。3.大小及方向大小及方向(1)大小：大小：FFN公式中公式中为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。料和接触面的粗糙程度有关。(2)方向：沿两物体的接触面，与相对运动的方向方向：沿两物体的接触面，与相对运动的方向_。粗糙粗糙弹力弹力相对运动相对运动相对运动相对运动阻碍阻碍相反相反思考思考用弹簧测力计测定木块用弹簧测力计测定木块A和木块和木块B间的动摩擦因数间的动摩擦因数，有如图，有如图1甲、甲、乙两种装置。乙两种装置。图图1(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力的大小，两种情况为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力的大小，两种情况中木块中木块A是否都一定要做匀速直线运动？是否都一定要做匀速直线运动？(2)若木块若木块A均做匀速直线运动，图甲中均做匀速直线运动，图甲中A、B间摩擦力是否等于间摩擦力是否等于拉力拉力Fa?诊断自测诊断自测 1.(多选多选)下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是()A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反，也可能与物静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同体的运动方向相同D.静止的物体所受静摩擦力一定为零静止的物体所受静摩擦力一定为零解析静摩擦力的方向总与物体间的相对运动趋势方向相反，解析静摩擦力的方向总与物体间的相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向没有必然的联系，两个静止的物体间也可能与物体的运动方向没有必然的联系，两个静止的物体间也可能有相对运动趋势，可能有静摩擦力，故选项有相对运动趋势，可能有静摩擦力，故选项B、C正确。正确。答案答案BC2.如图如图2甲所示，小孩用甲所示，小孩用80 N的水平力没有推动木箱，木箱此时受的水平力没有推动木箱，木箱此时受到的摩擦力大小为到的摩擦力大小为F1；乙图中，小孩用；乙图中，小孩用100 N的水平力恰能推动的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2；丙图中，小孩把；丙图中，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间的摩擦力大小为木箱推动了，此时木箱与地面间的摩擦力大小为F3。若木箱对。若木箱对地面的压力大小为地面的压力大小为200 N，木箱与地面间动摩擦因数为，木箱与地面间动摩擦因数为0.45，则则F1、F2、F3的大小分别为的大小分别为()图图2A.80 N100 N90 N B.80 N100 N45 NC.80 N80 N90 N D.080 N45 N解析小孩用解析小孩用80 N的水平力推不动木箱，则木箱此时受到的是的水平力推不动木箱，则木箱此时受到的是静摩擦力，所以静摩擦力，所以F180 N。小孩用。小孩用100 N的力恰好推动木箱，的力恰好推动木箱，此时的推力的大小等于最大静摩擦力的大小，所以此时的推力的大小等于最大静摩擦力的大小，所以F2100 N。木箱被推动后受滑动摩擦力，由公式木箱被推动后受滑动摩擦力，由公式FFN来计算大小，所来计算大小，所以以F30.45200 N90 N，故选项，故选项A正确。正确。答案答案A3.一块质量均匀分布的长方体木块按图一块质量均匀分布的长方体木块按图3甲、乙、丙所示的三种甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动。则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力同的运动。则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是大小关系的判断正确的是()图图3A.Ff甲甲Ff乙乙Ff丙丙 B.Ff甲甲Ff丙丙Ff乙乙C.Ff甲甲Ff乙乙Ff丙丙 D.Ff丙丙Ff甲甲2(mM)g时，木板便会开始运动时，木板便会开始运动D.无论怎样改变无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动的大小，木板都不可能运动解析由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦解析由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为力的作用，其大小为1mg，根据牛顿第三定律可得木块对木板，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为的滑动摩擦力也为1mg。又由于木板处于静止状态，木板在水。又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力平方向上受到木块的摩擦力1mg和地面的静摩擦力的作用，二和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项力平衡，选项A正确，正确，B错误；若增大错误；若增大F的大小，只能使木块的的大小，只能使木块的加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项也就不可能使木板运动起来，选项C错误，错误，D正确。正确。答案答案AD易错提醒易错提醒计算摩擦力时的三点注意计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解。静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解。(2)公式公式FFN中中FN为两接触面间的正压力，与物体的重力没为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力。有必然联系，不一定等于物体的重力。(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关。大小也无关。【变式训练】【变式训练】2.如图如图8所示，质量为所示，质量为m的物体用细绳拴住放在的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上，物体与传送带间的动水平粗糙的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为摩擦因数为，当传送带分别以，当传送带分别以v1、v2的速度的速度做逆时针运动时做逆时针运动时(v1v2)，绳中的拉力分别为，绳中的拉力分别为F1、F2，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()图图8A.物体受到的摩擦力物体受到的摩擦力Ff1Ff2B.物体所受摩擦力方向向右物体所受摩擦力方向向右C.F1F2D.传送带速度足够大时，物体受到的摩擦力可为传送带速度足够大时，物体受到的摩擦力可为0答案答案C考点三摩擦力的考点三摩擦力的“突变突变”问题问题1.静静静静“突变突变”物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。(见变式训见变式训练练3)2.静静动动“突变突变”或动或动静静“突变突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变突变”成滑动摩擦力。成滑动摩擦力。(见例见例3)3.动动动动“突变突变”某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生变了，则滑动摩擦力方向发生“突变突变”。(见随堂演练见随堂演练4)【例【例3】(多选多选)如图如图9所示，用水平力所示，用水平力F拉着一物体在水平地面上拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从做匀速直线运动，从t0时刻起水平力时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，的大小随时间均匀减小，到到t1时刻时刻F减小为零。物体所受的摩擦力减小为零。物体所受的摩擦力Ff随时间随时间t变化的图象可变化的图象可能是能是()图图9解析物体开始做匀速直线运动，说明物体所受水平向右的拉解析物体开始做匀速直线运动，说明物体所受水平向右的拉力力F与向左的滑动摩擦力等大反向。当与向左的滑动摩擦力等大反向。当F减小时，物体做减速减小时，物体做减速运动。若运动。若F减小为零之前物体始终运动，则摩擦力始终为滑动减小为零之前物体始终运动，则摩擦力始终为滑动摩擦力，大小不变，选项摩擦力，大小不变，选项A正确；若正确；若F减小为零之前物体已停减小为零之前物体已停止运动，则停止前摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，停止后摩止运动，则停止前摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，停止后摩擦力为静摩擦力，大小随擦力为静摩擦力，大小随F的减小而减小，选项的减小而减小，选项D正确。正确。答案答案AD【变式训练】【变式训练】3.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图10所示，其中所示，其中F110 N，F22 N，若撤去，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为，则木块受到的摩擦力为()图图10A.10 N，方向向左，方向向左 B.6 N，方向向右，方向向右C.2 N，方向向右，方向向右 D.0解析当物体受解析当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，方向向左。可，方向向左。可知最大静摩擦力知最大静摩擦力Ffmax8 N。当撤去力。当撤去力F1后，后，F22 NFfmax，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向。选项等大反向。选项C正确。正确。答案答案C1.关于摩擦力，下列说法正确的是关于摩擦力，下列说法正确的是()A.静摩擦力的方向一定与物体的相对运动趋势的方向相反静摩擦力的方向一定与物体的相对运动趋势的方向相反B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动，其方向一定与物体的运动滑动摩擦力总是阻碍物体的运动，其方向一定与物体的运动方向相反方向相反C.受静摩擦力作用的物体一定是静止的受静摩擦力作用的物体一定是静止的D.作用在运动物体上的摩擦力一定是滑动摩擦力作用在运动物体上的摩擦力一定是滑动摩擦力解析当两个直接接触的物体有相对运动趋势的时候，受到的解析当两个直接接触的物体有相对运动趋势的时候，受到的摩擦力为静摩擦力，因此静摩擦力的方向一定与物体的相对运摩擦力为静摩擦力，因此静摩擦力的方向一定与物体的相对运动趋势的方向相反，选项动趋势的方向相反，选项A正确；当两个物体相对运动时，受正确；当两个物体相对运动时，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力可以是动力也可以是阻到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力，因此，它的方向可以与物体的运动方向相反也可以与物体力，因此，它的方向可以与物体的运动方向相反也可以与物体的运动方向相同，选项的运动方向相同，选项B错误；受到静摩擦力作用的物体不一定错误；受到静摩擦力作用的物体不一定是静止的，选项是静止的，选项C错误；作用在运动物体上的摩擦力可以是静错误；作用在运动物体上的摩擦力可以是静摩擦力，也可以是滑动摩擦力，选项摩擦力，也可以是滑动摩擦力，选项D错误。错误。答案答案A2.(多选多选)人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是()A.人受到的摩擦力的方向是沿杆向下的人受到的摩擦力的方向是沿杆向下的B.人受到的摩擦力的方向是沿杆向上的人受到的摩擦力的方向是沿杆向上的C.人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力增大人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力增大解析解析人的手与旗杆是相对静止的，人受到的是静摩擦力，人的手与旗杆是相对静止的，人受到的是静摩擦力，方向沿杆向上，由二力平衡可知，摩擦力大小始终等于人的方向沿杆向上，由二力平衡可知，摩擦力大小始终等于人的重力大小，故选项重力大小，故选项B、D正确。正确。答案答案BD3.如图如图11甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正沿斜面以速度沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，地面对斜劈的摩擦匀速下滑，斜劈保持静止，地面对斜劈的摩擦力为力为Ff1；如图乙所示，若对该物块施加一平行于斜面向下的推；如图乙所示，若对该物块施加一平行于斜面向下的推力力F1，使其加速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为，使其加速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为Ff2；如图丙所；如图丙所示，若对该物块施加一平行于斜面向上的推力示，若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F2，使其减速下，使其减速下滑，则地面对斜劈的摩擦力为滑，则地面对斜劈的摩擦力为Ff3。下列关于。下列关于Ff1、Ff2、Ff3的大的大小关系正确的是小关系正确的是()图图11A.Ff10 B.Ff2Ff3 C.Ff2Ff3D.Ff2Ff3解析图甲中斜劈和物块都处于平衡状态，对整体，只有竖直解析图甲中斜劈和物块都处于平衡状态，对整体，只有竖直方向的重力和支持力，地面对斜劈的摩擦力方向的重力和支持力，地面对斜劈的摩擦力Ff10，故，故A项错项错误；根据图甲的情境可知，在图乙、丙中，物块受到斜面的滑误；根据图甲的情境可知，在图乙、丙中，物块受到斜面的滑动摩擦力和支持力的合力与物块重力平衡，方向竖直向上，由动摩擦力和支持力的合力与物块重力平衡，方向竖直向上，由牛顿第三定律知物块对斜面的作用力牛顿第三定律知物块对斜面的作用力(摩擦力和压力的合力摩擦力和压力的合力)方方向竖直向下，且与物块的重力等大，所以斜劈只受到了竖直向向竖直向下，且与物块的重力等大，所以斜劈只受到了竖直向下的重力、竖直向上支持力和物块的竖直向下的作用力，与图下的重力、竖直向上支持力和物块的竖直向下的作用力，与图甲中斜劈的受力情况相同，因此有甲中斜劈的受力情况相同，因此有Ff1Ff2Ff30，B、C两两项错误，项错误，D项正确。项正确。答案答案D4.如图如图12所示，斜面固定在地面上，倾角为所示，斜面固定在地面上，倾角为37(sin 370.6，cos 370.8)。质量为。质量为1 kg 的滑块以初速度的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜从斜面底端沿斜面向上滑行面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是下图中的随时间变化的图象是下图中的(取初速度取初速度v0的方向为正方向，的方向为正方向，g10 m/s2)()图图12解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由FFN和和FNmgcos 联立得联立得F6.4 N，方向为沿斜面向下。当滑块的速度，方向为沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力减为零后，由于重力的分力mgsin mgcos ，滑块不动，滑，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Fmgsin ，代入可，代入可得得F6 N，方向为沿斜面向上，故选项，方向为沿斜面向上，故选项B正确。正确。答案答案B小结巧记小结巧记2个概念个概念静摩擦力、滑动摩擦力静摩擦力、滑动摩擦力2个条件个条件产生静摩擦力和滑动摩擦力的条件产生静摩擦力和滑动摩擦力的条件1个公式个公式FFN2个方向个方向静摩擦力和滑动摩擦力的方向静摩擦力和滑动摩擦力的方向3种思想方法种思想方法假设法、状态法、研究对象转换法假设法、状态法、研究对象转换法