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.ppt

基础课时4摩擦力 知识梳理 知识点一 静摩擦力1 产生条件 1 接触面 2 接触处有 3 两物体有 仍保持相对静止 2 定义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 的力 3 大小和方向 1 大小 0 F Fm 2 方向 沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向 粗糙 弹力 相对运动趋势 势 相对运动趋 阻碍相对运动趋势 相反 知识点二 滑动摩擦力1 产生条件 1 接触面 2 接触处有 3 两物体间有 2 定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体 当它们发生 时 就会在接触面上产生 相对运动的力 3 大小及方向 1 大小 F FN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 粗糙 弹力 相对运动 相对运动 阻碍 相反 思考 用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数 有如图1甲 乙两种装置 图1 1 为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力的大小 两种情况中木块A是否都一定要做匀速直线运动 2 若木块A均做匀速直线运动 图甲中A B间摩擦力是否等于拉力Fa 诊断自测 1 多选 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B 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 也可能与物体的运动方向相同D 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 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B C正确 答案BC 2 如图2甲所示 小孩用80N的水平力没有推动木箱 木箱此时受到的摩擦力大小为F1 乙图中 小孩用100N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F2 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F3 若木箱对地面的压力大小为200N 木箱与地面间动摩擦因数为 0 45 则F1 F2 F3的大小分别为 图2A 80N100N90NB 80N100N45NC 80N80N90ND 080N45N 解析小孩用80N的水平力推不动木箱 则木箱此时受到的是静摩擦力 所以F1 80N 小孩用100N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F2 100N 木箱被推动后受滑动摩擦力 由公式F FN来计算大小 所以F3 0 45 200N 90N 故选项A正确 答案A 3 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 图3A Ff甲 Ff乙 Ff丙B Ff甲 Ff丙 Ff乙C Ff甲 Ff乙 Ff丙D Ff丙 Ff甲 Ff乙 解析根据公式F FN知 滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关 也与相对速度或加速度无关 所以有Ff甲 Ff乙 Ff丙 答案C 4 2016 广东东莞模拟 如图4所示 物体A放置在固定斜面上 一平行斜面向上的力F作用于物体A上 在力F逐渐增大的过程中 物体A始终保持静止 则以下说法中正确的是 图4A 物体A受到的合力增大B 物体A受到的支持力不变C 物体A受到的摩擦力增大D 物体A受到的摩擦力减小 解析物体A始终静止 则所受合力为零 选项A错误 设斜面与水平面的夹角为 物体A质量为m 受到的支持力FN mgcos 选项B正确 如果F开始很小 物体A受到的摩擦力沿斜面向上 当F逐渐增大时 摩擦力先减小至零 后反向增大 选项C D错误 答案B 考点一摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的有无及方向的判断方法 1 假设法 2 状态法根据平衡条件 牛顿第二定律 判断静摩擦力的方向 3 牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向 再根据 力的相互性 确定另一物体受到的静摩擦力方向 例1 如图5所示 某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包 现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上 与传送带一起向上匀速运动 其间突遇故障 传送带减速直至停止 若上述匀速和减速过程中 麻袋包与传送带始终保持相对静止 下列说法正确的是 图5 A 匀速运动时 麻袋包只受重力与支持力作用B 匀速运动时 麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C 减速运动时 麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D 减速运动时 麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上解析传送带匀速运动时 麻袋包受力平衡 麻袋包除受重力 垂直斜面向上的支持力外 还要受沿斜面向上的静摩擦力的作用 选项A错误 B正确 传送带向上减速运动时 麻袋包的加速度沿斜面向下 受到的摩擦力可能沿传送带向上 沿传送带向下或为零 选项C D错误 答案B 拓展延伸 在 例1 中 若将麻袋包无初速度放在传送带的底端 则麻袋包与传送带达到相对静止前将受到滑动摩擦力作用还是静摩擦力作用 方向如何 解析传送带向上匀速运动 麻袋包无初速度放在传送带上 麻袋包相对传送带向下运动 故麻袋包将受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 答案滑动摩擦力 方向沿传送带向上 易错提醒判断摩擦力方向时的两点注意 1 静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系 可能相同 也可能相反 还可能成一定的夹角 2 分析摩擦力方向时 要注意静摩擦力方向的 可变性 和滑动摩擦力的 相对性 变式训练 1 如图6所示 自动卸货车始终静止在水平地面上 车厢在液压机的作用下可以改变与水平面间的倾角 用以卸下车厢中的货物 下列说法正确的是 图6 A 当货物相对车厢匀速下滑时 地面对货车有向左的摩擦力B 当货物相对车厢静止时 地面对货车有向左的摩擦力C 当货物相对车厢加速下滑时 地面对货车有向左的摩擦力D 当货物相对车厢加速下滑时 货车对地面的压力等于货物和货车的总重力解析当货物相对车厢匀速下滑时 地面对货车没摩擦力 当货物相对车厢静止时 地面对货车没有摩擦力 选项A B错误 当货物相对车厢加速下滑时 地面对货车有向左的摩擦力 货车对地面的压力小于货物和货车的总重力 选项C正确 D错误 答案C 考点二摩擦力大小的计算1 滑动摩擦力的大小 1 公式法 F FN 其中FN是两物体间的正压力 其大小不一定等于重力 为动摩擦因数 与材料和接触面的粗糙程度有关 与接触面积无关 2 状态法 若 未知 可结合物体的运动状态和其他受力情况 利用平衡条件或牛顿第二定律求解滑动摩擦力的大小 2 静摩擦力的大小通常认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 而静摩擦力只能应用平衡条件或牛顿第二定律求解 例2 多选 如图7所示 质量为m的木块在质量为M的长木板上 受到向右的拉力F的作用而向右滑行 长木板处于静止状态 已知木块与木板间的动摩擦因数为 1 木板与地面间的动摩擦因数为 2 下列说法正确的是 图7A 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 1mgB 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 2 m M gC 当F 2 m M g时 木板便会开始运动D 无论怎样改变F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力的作用 其大小为 1mg 根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为 1mg 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 1mg和地面的静摩擦力的作用 二力平衡 选项A正确 B错误 若增大F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 因而也就不可能使木板运动起来 选项C错误 D正确 答案AD 易错提醒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 静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解 2 公式F FN中FN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 3 滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关 与接触面积的大小也无关 变式训练 2 如图8所示 质量为m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摩擦因数为 当传送带分别以v1 v2的速度做逆时针运动时 v1 v2 绳中的拉力分别为F1 F2 则下列说法正确的是 图8 A 物体受到的摩擦力Ff1 Ff2B 物体所受摩擦力方向向右C F1 F2D 传送带速度足够大时 物体受到的摩擦力可为0 答案C 考点三摩擦力的 突变 问题1 静 静 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 见变式训练3 2 静 动 突变 或动 静 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 成滑动摩擦力 见例3 3 动 动 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变了 则滑动摩擦力方向发生 突变 见随堂演练4 例3 多选 如图9所示 用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动 从t 0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小 到t1时刻F减小为零 物体所受的摩擦力Ff随时间t变化的图象可能是 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力F与向左的滑动摩擦力等大反向 当F减小时 物体做减速运动 若F减小为零之前物体始终运动 则摩擦力始终为滑动摩擦力 大小不变 选项A正确 若F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 停止后摩擦力为静摩擦力 大小随F的减小而减小 选项D正确 答案AD 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F1 F2和摩擦力的作用 木块处于静止状态 如图10所示 其中F1 10N F2 2N 若撤去F1 则木块受到的摩擦力为 图10A 10N 方向向左B 6N 方向向右C 2N 方向向右D 0 解析当物体受F1 F2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8N 方向向左 可知最大静摩擦力Ffmax 8N 当撤去力F1后 F2 2N Ffmax 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F2等大反向 选项C正确 答案C 1 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方向相反C 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 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动趋势的方向相反 选项A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B错误 受到静摩擦力作用的物体不一定是静止的 选项C错误 作用在运动物体上的摩擦力可以是静摩擦力 也可以是滑动摩擦力 选项D错误 答案A 2 多选 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B 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D 人握旗杆用力越大 并不会使人受的摩擦力增大解析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重力大小 故选项B D正确 答案BD 3 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力F1 使其加速下滑 则地面对斜劈的摩擦力为Ff2 如图丙所示 若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F2 使其减速下滑 则地面对斜劈的摩擦力为Ff3 下列关于Ff1 Ff2 Ff3的大小关系正确的是 图11A Ff1 0B Ff2 Ff3C Ff2 Ff3D Ff2 Ff3 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Ff1 0 故A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 摩擦力和压力的合力 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Ff1 Ff2 Ff3 0 B C两项错误 D项正确 答案D 4 如图12所示 斜面固定在地面上 倾角为37 sin37 0 6 cos37 0 8 质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行 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F随时间变化的图象是下图中的 取初速度v0的方向为正方向 g 10m s2 图12 解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用 由F FN和FN mgcos 联立得F 6 4N 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mgsin mgcos 滑块不动 滑块受的摩擦力为静摩擦力 由平衡条件得F mgsin 代入可得F 6N 方向为沿斜面向上 故选项B正确 答案B 小结巧记2个概念 静摩擦力 滑动摩擦力2个条件 产生静摩擦力和滑动摩擦力的条件1个公式 F FN2个方向 静摩擦力和滑动摩擦力的方向3种思想方法 假设法 状态法 研究对象转换法