高中物理全程学习方略课件：3.3摩擦力（鲁科必修1）

欢迎进入物理课堂 1 2010 兰州高一检测 关于摩擦力的方向 下列说法中不正确的是 A 滑动摩擦力的方向 总是和物体运动的方向相反B 滑动摩擦力的方向 可能和物体运动的方向相同C 物体所受的摩擦力方向总是和接触面相切D 滑动摩擦力的方向 可能和物体运动的方向相反 解析 选A 滑动摩擦力的方向总是和接触面相切 并跟物体相对运动的方向相反 可能和物体运动方向相同 也可能相反 故A不正确 B C D正确 2 下列关于静摩擦力的说法 正确的是 A 两个相对静止的物体间一定有静摩擦力作用 并且受静摩擦力作用的物体一定静止B 静摩擦力方向总与物体的运动趋势方向相反C 静摩擦力的大小可以用公式f N直接计算D 在压力一定的条件下静摩擦力的大小是可以变化的 但有一个限度 解析 选D 静摩擦力存在于相对静止的物体间 但两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力作用 A错误 静摩擦力的方向总与物体的相对运动趋势方向相反 B错误 静摩擦力的大小不可用f N直接计算 但最大静摩擦力可以用f N计算 在不区别最大静摩擦为滑动摩擦力时 在压力一定的情况下 静摩擦力的大小可以随其他力而变化 但最大值为f N 故C错误 D正确 3 2010 冀州高一检测 下列关于摩擦力的叙述中错误的是 A 机车的车轮与钢轨的摩擦力有时是有利的B 磁悬浮列车是通过悬浮来减小对轨道的挤压而减小摩擦力的C 人走路时 脚和地面之间的摩擦是有害的D 减小摩擦 可以在两物体之间加润滑油 解析 选C 车轮和钢轨的摩擦力有时是有利的 A正确 磁悬浮列车是减小对轨道的压力而减小摩擦力的 B正确 脚与地面之间没摩擦人将无法行走 C错误 加润滑油可以减小摩擦 D正确 4 如图4 3 3所示 一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上 且受到水平力F的作用 下列说法正确的是 A 若木块静止 则木块受到的静摩擦力大小等于mg 方向竖直向上B 若木块静止 当F增大时 木块受到的静摩擦力随之增大C 若木块沿墙壁向下运动 则墙壁对木块的摩擦力大小为 FD 若开始时木块静止 当撤去F 木块沿墙壁下滑时 木块不受滑动摩擦力作用 解析 选A C D 若木块静止 则木块受到的静摩擦力与mg平衡 大小为mg 方向竖直向上 故A正确 B错误 木块沿墙向下运动 墙对木块的摩擦力为f F 故C正确 当撤去F时 墙与木块间无弹力 则木块也不受摩擦力作用 故D正确 5 2010 天水高一检测 马拉着自重600N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动 马需用水平拉力18N 若在雪橇上载货500kg 马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动 雪橇和冰面间的滑动摩擦因数为多大 g取10N kg 解析 雪橇做匀速直线运动 F1 f1 又f1 N1 N1 600N得在雪橇上载货500kg后 N2 5600N则f2 N2 0 03 5600N 168N水平拉力F2 f2 168N 典例1 2010 广东实验中学高一检测 关于摩擦力 下列说法正确的是A 只要两个物体接触且有相对运动 这两个物体之间就一定有摩擦力B 摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反C 静止的物体一定受到静摩擦力 运动的物体一定受到滑动摩擦力D 摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 标准解答 选D 产生摩擦力的条件是 两物体相互接触且有弹力 接触面粗糙 有相对运动或相对运动趋势 三者缺一不可 A错误 摩擦力的方向与物体相对运动 或相对运动趋势 的方向相反 故摩擦力一定阻碍物体的相对运动或相对运动趋势 B错误 D正确 静止的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动 可能受滑动摩擦力作用 运动的物体只要和相互接触的物体间存在相对运动的趋势 也可能受到静摩擦力作用 C错误 变式训练 下列说法正确的是 A 一个物体静止在另一个物体的表面上 它们之间一定不存在摩擦力B 滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C 两物体间如果有了弹力 就一定有摩擦力D 两物体间有摩擦力 就一定有弹力 解析 选D 根据摩擦力产生条件可知 两物体间有摩擦力 一定有弹力 但反之有弹力不一定有摩擦力 一个物体静止在另一个物体上时 也有可能相对运动趋势 所以也有可能有静摩擦力 A C错 D对 滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反 而不是与运动方向相反 B错误 典例2 如图4 3 4所示 A B C三个相同的物体叠加在一起 放在水平地面上 B物体虽受水平力F作用 但三个物体都没有运动 试确定A B C三个物体分别所受的摩擦力的方向 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 标准解答 假设A受静摩擦力作用 该摩擦力方向一定与接触面相切 即沿水平方向 故A不可能处于静止状态 即A不受静摩擦力 B受到向右的拉力F作用处于静止状态 由二力平衡知B一定受到C的向左的静摩擦力 力是物体对物体的作用 B对C施加向右的摩擦力 地面对C施加向左的摩擦力 答案 A不受摩擦力B受到C施加的向左的摩擦力C受到B施加的向右的摩擦力和地面施加的向左的摩擦力 互动探究 若将A物体去掉 B C一起向右匀速运动 则C B之间 C与地面之间是否有摩擦力 解析 对B物体 由于B做匀速运动 由二力平衡知C对B的摩擦力必与F等值反向 对C物体由于力的作用是相互的 B对C的摩擦力一定与C对B摩擦力反向 故C受B的摩擦力水平向右 由于B C一起向右匀速运动 故地面对C的摩擦力是滑动摩擦力 且方向水平向左 典例3 如图4 3 5所示 一质量为1kg的长木板放在水平桌面上 长木板与桌面间的最大静摩擦力为3 0N 动摩擦因数为0 3 如果分别用2 8N的水平力和3 2N的水平力推木板 木板受到的摩擦力分别为多大 g取9 8m s2 思路点拨 解答该题可按以下思路分析 自主解答 由于F 2 8Nfmax 木板受滑动摩擦力 f2 N mg 0 3 1 9 8N 2 94N 答案 2 8N2 94N 互动探究 本例中木板被水平推动的过程中 当木板伸出桌边时 木板受到的摩擦力多大 解析 当木板在推动过程中伸出桌边时 木板对桌面的压力和动摩擦因数未改变 故木板所受滑动摩擦力大小未改变 即f f2 2 94N答案 2 94N 典例4 图中是一皮带传动装置示意图 A为主动轮 B为从动轮 试判断A轮上的P点 B轮上的Q点所受到的摩擦力的方向 皮带和轮间不打滑 思路点拨 主动轮相对传送带向前滑 从动轮相对传送带向后滑 标准解答 A是主动轮 A轮的转动将带动皮带的运转 A轮上的P点相对于皮带有向前运动的趋势 从而皮带对A轮上的P点有一个向后的静摩擦力 该静摩擦力的方向与A轮的转动方向相反 沿该点的切线方向向后 如图中fA B是从动轮 皮带带动B轮运转 B轮上的Q点相对于皮带有向后的运动趋势 从而皮带对B轮上的Q点有一个向前的静摩擦力 该静摩擦力的方向与B轮的转动方向相同 沿该点的切线方向向前 如图中fB 答案 见标准解答图 1 2010 抚顺高一检测 一物体m受到一个撞击力后 沿粗糙斜面向上滑动 在滑动过程中 物体m受到的力是 A 重力 沿斜面向上的冲力 斜面的支持力B 重力 沿斜面向上的冲力 沿斜面向下的滑动摩擦力C 重力 沿斜面向下的滑动摩擦力 斜面的支持力D 重力 沿斜面向下的滑动摩擦力 斜面的竖直向上的支持力 解析 选C 物体受重力 斜面的支持力 方向垂直斜面向上 物体沿粗糙斜面向上滑动 所受滑动摩擦力沿斜面向下 故C正确 2 2010 兰州高一检测 如图4 3 7所示 在水平力F作用下 重为G的物体沿竖直墙匀速下滑 若物体与墙之间的动摩擦因数为 则物体所受摩擦力的大小为 A FB F GC GD 解析 选A C 物体对竖直墙的压力N F 滑动摩擦力f N F A正确 又物体匀速下滑 在竖直方向上只受重力G和摩擦力f 根据二力平衡知f G 故C正确 3 2010 烟台高一检测 下列关于摩擦力的说法正确的是 A 静摩擦力一定发生在静止的两个物体之间B 静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同C 摩擦力的方向一定与压力的方向垂直D 滑动摩擦力总是与重力成正比 解析 选B C 静摩擦力发生在两个相对静止但有相对运动趋势的物体之间 A错误 静摩擦力的方向一定与压力的方向垂直 与物体的运动方向可能相同也可能相反 故B C正确 滑动摩擦力与正压力成正比 而正压力不一定等于重力 D错误 4 2010 洛阳高一检测 书桌和书柜分别重500N和1500N 它们与水平地面之间的动摩擦因数相同 小明用一根轻弹簧沿水平方向匀速拉动书桌 轻弹簧被拉长了5cm 弹簧的劲度系数为4000N m 如图4 3 8所示 求 1 书桌与地面间的动摩擦因数是多少 2 若小明用同样的力去拉书柜 能拉动吗 为什么 解析 1 弹力F kx 4000 0 05N 200N因匀速拉动书桌 书桌所受合外力为零 书桌受到的滑动摩擦力 f1 F 200N支持力 N1 G1 500N根据f1 N1可得 动摩擦因数 2 不能拉动 因为要拉动书柜所需的水平拉力至少为 F2 f2 N2 0 4 1500N 600N 200N答案 1 0 4 2 不能拉动原因见解析 1 2010 扬州高一检测 4分 关于摩擦力 下列说法正确的是 A 物体所受正压力增大时 它所受的摩擦力一定增大B 物体受到摩擦力作用时 它一定受到弹力作用C 只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用D 具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用 解析 选B 接触面粗糙有弹力并且具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用 D错误 由f N知正压力增大时 滑动摩擦力f增大 而静摩擦力与正压力无关 A错误 物体受到滑动摩擦力 不是只看物体是否运动 还要看物体间是否发生了相对运动 C错误 物体受摩擦力作用时一定受到弹力作用 B正确 2 2010 珠海高一检测 4分 关于静摩擦力 下列说法中正确的是 A 两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用B 静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反C 手握瓶子不让瓶子滑落 用较大力握时静摩擦力要大D 静摩擦力的大小与接触面的性质及正压力有关 解析 选B 有相对运动趋势的两个物体之间才能产生静摩擦力 A错误 静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反 B正确 由平衡条件知 手握瓶子时受到的静摩擦力等于瓶子的重力 静摩擦力的大小与握力无关 与表面性质无关 C D错误 注意最大静摩擦力大小与正压力和表面性质有关 3 4分 一杂技演员用双手握住一根固定的竖直铁竿 他匀速向上爬时受到的摩擦力为f上 他匀速下滑时受到的摩擦力为f下 则f上和f下的关系是 A f上向上 f下向下 f上 f下B f上向下 f下向上 f上 f下C f上向上 f下向上 f上 f下D f上向上 f下向下 f上 f下 解析 选C 当杂技演员向上爬时 手和铁竿之间没有相对滑动 在重力的作用下 身体有向下的相对运动趋势 此时演员受静摩擦力 方向向上 大小和重力相等 当演员匀速下滑时铁竿给手的摩擦力方向向上 大小和重力相等 故C正确 4 4分 如图1所示 质量为m的木块置于水平的木板上向左滑行 滑行时木板静止 木板质量为木块质量的三倍 已知木块与木板间 木板与水平面间的动摩擦因数均为 则在木块滑行过程中水平面对木板的摩擦力大小为 A 4 mgB 3 mgC 2 mgD mg 解析 选D 当m向左滑行时受到的摩擦力f mg 方向向右 同时m给M一个大小也为f 方向向左的摩擦力作用 在整个过程中 M处于静止状态 所以水平面对木板的摩擦力大小也为f mg 方向向右 故D正确 思维拓展 5 4分 如图2所示 木板B放在粗糙的水平面上 木块A放在B的上面 A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上 用水平力F向左拉动B 使B以速度v做匀速运动 这时与A相连的轻绳的水平张力为F 则下列说法中正确的是 A F FB 木块A受到的是静摩擦力 大小等于F C 木板B受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力D 若木板B以2v的速度匀速运动 则拉力仍为F 解析 选D A与B之间存在相对运动 故A B之间的摩擦力是滑动摩擦力 B C错误 对A B分别受力分析知 B对A的滑动摩擦力f F 水平力F等于木板B上 下两面所受摩擦力之和 故F F A错误 对木板B而言 其上 下面均受滑动摩擦力 且不随木板B的速度的变化而变化 故D正确 6 新题快递 10分 风洞实验室中可产生水平方向的 大小可调节的风力 现将一套有小球的细直杆置于风洞实验室 小球孔径略大于细杆直径 当杆在水平方向固定时 调节风力的大小 使小球在杆上做匀速运动 如图3所示 这时小球所受的风力等于小球重力的0 5倍 求小球与杆间的动摩擦因数 解析 对小球受力分析如图则竖直方向有N mg 水平方向有F f又由f N解得答案 0 5 7 10分 把一重力为10N的木块放在水平长木板上 一端与力的传感器相连 用水平方向的力拉长木板 如图4所示 当拉力逐渐增大时 木板由静止开始加速运动 从计算机屏幕上得到木块与长木板间的摩擦力f随拉力F变化的图线 如图所示 根据图线及题意 求 1 木块所受最大静摩擦力及滑动摩擦力 2 木块与木板间的动摩擦因数 解析 1 由图线可知木块所受最大静摩擦力fmax 6 0N 滑动摩擦力f 5 0N 2 由答案 1 6 0N5 0N 2 0 5 8 10分 如图5所示 用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上 已知木块重G 6N 木块与墙壁间的动摩擦因数 0 25 问 1 当F 25N时 木块没有动 木块受到的摩擦力为多大 2 当F增大为30N时 木块仍静止 木块受到的摩擦力为多大 3 当F 10N时木块沿墙面下滑 此时木块受到的摩擦力为多大 4 当F 6N时 木块受到的摩擦力又为多大 解析 1 对木块进行受力分析 木块没动 说明木块处于平衡状态 根据二力平衡条件知 木块受的静摩擦力一定和重力大小相等 方向相反 f1 6N 2 当F增大为30N时 木块与墙面之间仍然是静摩擦力 这个力与重力相平衡 因此f2 6N 3 当F 10N时 木块沿墙面下滑 此时木块和墙面之间是滑动摩擦力 因此f3 N 0 25 10N 2 5N 4 当F 6N时 木块与墙面之间仍是滑动摩擦力f4 N 0 25 6N 1 5N 答案 1 6N 2 6N 3 2 5N 4 1 5N 1 如图 P是位于水平的粗糙桌面上的物块 用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连 小盘内有砝码 小盘与砝码的总质量为m 在P运动的过程中 若不计空气阻力 则关于P在水平方向受到的作用力与相应的施力物体 下列说法正确的是 A 拉力和摩擦力 施力物体是地球和桌面B 拉力和摩擦力 施力物体是绳和桌面C 重力mg和摩擦力 施力物体是地球和桌面D 重力mg和摩擦力 施力物体是绳和桌面 解析 选B 在水平方向上受到绳对物块P的拉力T和桌面对物块P的滑动摩擦力f 拉力T的施力物体是绳子 摩擦力f的施力物体是桌面 2 2010 江南十校高一检测 如图所示 用水平力F推乙物块 使甲 乙 丙 丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动 各物块受到摩擦力的情况是 A 甲物块受到一个摩擦力的作用B 乙物块受到两个摩擦力的作用C 丙物块受到两个摩擦力的作用D 丁物块没有受到摩擦力的作用 解析 选C 对物块甲 如果受静摩擦力时 就不可能做匀速运动 所以甲不受静摩擦力作用 故A错 若把甲 乙 丙 丁作为一个整体 地面对丙和丁的摩擦力与推力F平衡 若分析物块乙 则乙受丙的摩擦力与推力F平衡 所以乙受一个摩擦力 丙受两个摩擦力 丁受一个摩擦力作用 故C正确 B D错 3 如图所示A为长木板 上表面粗糙 在水平面上以速度v1向右匀速运动 物块B在木板A的上面以速度v2向右匀速运动 下列判断正确的是 A 若是v1 v2 A B之间无滑动摩擦力B 若是v1 v2 B受到A所施加的向右的滑动摩擦力C 若是v1 v2 B受到A所施加的向右的滑动摩擦力D 若是v1 v2 A受到B所施加的向左的滑动摩擦力 解析 选A B D 如果v1 v2则A B间无相对运动 故A对 如果v1 v2 则B相对于A向左运动 故B受到向右的滑动摩擦力 A相对B向右运动 故A受到向左的滑动摩擦力 故B D对 如果v1 v2 则B相对A向右运动 故B受到向左的滑动摩擦力 所以C错 4 如图所示 把一重为G的物体 用一个与时间成正比的水平推力压在足够高而平整的竖直墙壁上 开始时物体的速度为零 从t 0开始 物体所受的摩擦力随时间变化的图象是 解析 选D 开始时由于推力F为零 物体和墙壁间没有挤压 则摩擦力为零 物体在重力作用下沿竖直墙壁下滑 所以开始时为滑动摩擦力 由f N 又N F kt 所以f kt 即f随时间t成正比增加 当f增大到等于G时 物体具有一定速度 由于惯性仍然滑行 随着滑行的继续 f已大于物体重力G 最后物体静止于墙上 变为静摩擦力 竖直方向上根据二力平衡 则有f G 所以D正确 5 如图所示 在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2 中间用一原长为L 劲度系数为k的轻弹簧连结起来 木块与地面间的动摩擦因数为 现用一水平力向右拉木块2 当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 A B C D 解析 选A 两木块一起向右匀速运动的过程中 对木块1受力分析可知 弹簧的弹力F与木块1受到地面的滑动摩擦力f等大反向 有f F kx而f m1g 得所以两木块间的距离为只有A正确 6 如图所示 有两条黑白毛巾折叠地放在桌面上 白毛巾的中部用线与墙壁连接 黑毛巾的中部用线拉住 设线均水平 若每条毛巾的质量均为m 毛巾之间及毛巾与地面之间的动摩擦因数均为 欲将黑白毛巾分离开来 则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为多大 解析 黑毛巾共有四个接触面 应逐个分析每个接触面上的摩擦力 第一接触面上压力为滑动摩擦力为第二接触面上压力为N2 mg 滑动摩擦力为F2 N2 mg 第三接触面上压力为滑动摩擦力第四接触面上压力为N4 2mg 滑动摩擦力F4 N4 2 mg 以上四个接触面 黑毛巾受到的摩擦力方向均水平向左 故需加的水平力为F F1 F2 F3 F4 5 mg 答案 5 mg 7 如图所示 静止在水平面上的物体 所受重力为200N 物体和水平面之间的动摩擦因数 0 1 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等 求下列情况中物体受到的摩擦力 1 当给物体施加一个水平向左 大小为F1 10N的拉力时 2 当给物体施加一个水平向左 大小为F2 30N的拉力时 解析 当物体滑动时所受滑动摩擦力大小为 f N 0 1 200N 20N f静m 1 当F1 10N20N时 物体向左滑动 则物体所受滑动摩擦力为 f2 f 20N 方向水平向右 答案 1 10N 方向水平向右 2 20N 方向水平向右 8 如图所示 物体A与B的质量均为6kg A和B之间的动摩擦因数为0 3 水平拉力F 30N A B一起匀速运动 g取10N kg 求 1 A对B的摩擦力的大小和方向 2 B和地面之间的动摩擦因数 解析 1 设绳的拉力为F 则有2F F 物体A水平方向受绳的拉力F 和B对A的静摩擦力fA作用 有fA F 所以 方向水平向左 所以A对B的摩擦力大小为15N 方向水平向右 2 对A B整体来说 在水平方向受外力F和地面对这个整体的滑动摩擦力fB作用 设动摩擦因数为 则有 F fB N GA GB又fB N GA GB mA mB g解得 0 25答案 1 15N水平向右 2 0 25 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全