高中物理 问题原型与延伸 专题3.3 摩擦力学案 新人教版必修1.doc

专题3.3 摩擦力知识点拨一、弹力的概念（1）定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状，对与它接触的物体发生力的作用，这种力叫做弹力（2）产生条件：直接接触发生弹性形变（3）一切物体在力的作用下都会发生形变。二、弹力方向的判定方法如下：1. 根据物体形变的方向判定；物体受到的弹力的方向与施力物体的形变方向相反。2. 根据使物体发生形变的外力方向判定；弹力的方向与作用在施力物体上，使物体发生形变的外力方向相反。3. 根据物体的运动情况，利用物体的平衡条件（或动力学规律）判定。4. 判定弹力方向时常见的几种典型情况：（1）轻质弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向。（2）轻绳对物体的弹力（即绳对物体的拉力）方向，总是沿着绳指向绳收缩的方向。（3）轻质杆对物体的拉力或支持力的方向，不一定沿着杆的方向。（4）面与面接触的弹力方向，垂直于接触面指向受力物体。（5）点与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切线），指向受力物体。（6）球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面（即在接触点与球心的连线上），而指向受力物体。（7）球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面（即在两球心的连线上），而指向受力物体。三、弹力大小的计算：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。公式： F kx 其中：k弹簧的劲度系数，单位：牛每米， 符号N/mx弹簧伸长（或缩短）的长度四、弹力有无的判断接触不一定存在弹力，只有发生弹性形变的两相互接触的物体间才存在弹力，弹力有无的判断主要有以下两种方法：1. 直接法：对于形变效果明显的情况，可由形变情况直接判断弹力的存在与否。如弹簧、橡皮筋等产生弹力的情况。2. 假设法：撤掉与之接触的物体，看被研究物体的状态是否改变，若改变则存在弹力，否则不存在弹力。 【原型】摩擦力的基本概念关于弹力和摩擦力，下列说法中正确的是 （1）两个物体相互接触并挤压就一定存在摩擦力（2）运动的物体也可能受到静摩擦力（3）两物体间的摩擦力和压力方向一定互相垂直（4）两物体间的摩擦力大小与它们之间的弹力大小有关（5）两物体间存在摩擦力时，彼此间一定有弹力（6）摩擦力总是阻碍物体的运动（7）运动的物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反（8）相对静止的两个物体之间，也可能有摩擦力的相互作用（9）摩擦力既可以是动力，也可以是阻力（10）在两个接触面不变的情况下，压力越大，静摩擦力越大（11）只有静止的物体才受静摩擦力作用，运动的物体不会受静摩擦力作用（12）在两个接触面不变的情况下，滑动摩擦力与物体间压力成正比解析：1、两个接触面粗糙物体相互接触并挤压，且有相对运动或相对运动趋势时，才一定存在摩擦力，故A错误；2、11、静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体可能受到静摩擦力作用，比如正在传送带上升的物体，物体在运动，但受到静摩擦作用，故2正确，11错误；3、两物体间的摩擦力和压力方向一定互相垂直，故3正确；4、静摩擦力的大小与支持力的大小无关；故4错误；5、只要物体间存在摩擦力时，彼此间一定有弹力；故5正确；6、摩擦力总是阻碍物体的相对运动；故6错误；7、运动物体所受的摩擦力的方向可跟运动方向相反，也可以与运动方向相同；故7错误；8、相对静止的两个物体之间，也可能有摩擦力的相互作用，也可能没有摩擦力作用，故8正确；9、摩擦力阻碍的是物体之间的相对运动，可能充当动力也可能充当阻力，故9正确；10、两个接触面不变的情况下，压力越大，滑动摩擦力越大，而静摩擦力可能不变，故10错误；12、根据滑动摩擦力公式f=N，当两个接触面不变的情况下，滑动摩擦力与物体间压力成正比，故12正确；故答案为：2、3、5、8、9、12。点评：摩擦力的基本概念常以选择题的形式考查，本题提示读者要牢记摩擦力的相关概念。 变型1、静摩擦力大小的计算 【延伸1】如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为（ ） A6N B8N C10N D40N解析：A、当F1=6 N时，静摩擦力为f=F2F1=4 N，即达到最大值且方向向左，故A正确；B、当F1=8 N时，静摩擦力为f=F2F1=2 N4 N，物体仍能静止，且f的方向向左，故B正确；C、当F1=10 N，静摩擦力为f=F2F1=0，故C正确；D、当F1=40N时，由于最大静摩擦力为4 N，所以4 NF1F2，物体不平衡，将加速向左移动，故D错误故选：ABC 点评：静摩擦力的大小是可变的，静摩擦力大小的计算与滑动摩擦力不同，他没有计算公式，应根据平衡条件求解静摩擦力的大小。 变型2、滑动摩擦力大小的计算 【延伸2】一个重为200N的物体，放在水平面上，物体与平面间的动摩擦因数=0.1，试求物体在下列几种情况下受到的摩擦力（1）物体静止时用F=8N的水平力向右拉物体；（2）物体静止时用F=30N的水平力向右拉物体；（3）物体以15m/s的初速度向左运动，用F=18N水平向右的力拉物体；（4）物体开始时静止，现对物体施加一个水平力，当拉力大小由零逐渐增大到18N时，物体受到的摩擦力是多大？当拉力大小由28N逐渐减小到18N时，物体受到的摩擦力又是多大？解析：物体的最大静摩擦力等于滑动摩擦力fmax=N=20N（1）由于f=8 Nfmax，物体仍静止，所受静摩擦力为8 N，方向水平向左（2）由于f=30 Nfmax，所以物体相对水平面向右运动，这时物体所受滑动摩擦力大小为f滑=N=20 N，方向水平向左（3）由于物体向左运动，所受滑动摩擦力方向水平向右，大小仍等于20 N（4）当拉力大小由零逐渐增大到18N时，物体静止，受到的摩擦力是18N，当拉力大小由28N逐渐减小到18N时，物体受到的滑动摩擦力20N点评：滑动摩擦力大小用公式f=FN计算，由接触面性质决定，FN表示接触面间的正压力。 变型3、摩擦力方向的判断 【延伸3】有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图所示现用一水平力F作用在乙物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是（ ） A丙受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左B甲受到水平向右的摩擦力作用C乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右D丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向右解析：A、对整体受力分析，水平方向整体受到拉力与受到地面对丙的水平向左的静摩擦力，故A正确；B、对甲受力分析，受重力和支持力，不受到摩擦力作用，故B错误；CD、对甲、乙整体受力分析，水平方向受拉力和向左的摩擦力，根据平衡条件，丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向左，那么乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右，故C正确，D错误；故选：AC。点评：“相对”是对研究对象与其接触的物体而言的，不要把“物体的运动方向”和“物体的相对运动方向”等同起来。 跟踪练习：1关于静摩擦力，下列说法正确的是( )A只有静止的物体才可能受静摩擦力B有相对运动趋势的相互接触的物体间有可能产生静摩擦力C产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止D两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生2关于滑动摩擦力的产生，下列说法正确的是( ) A只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力 B只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力C受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力D受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用3关于摩擦力，下列说法正确的是( )A人走路时，脚和地面之间的摩擦力是阻碍人运动的B滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C受静摩擦力作用的物体一定是静止不动的D摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同4.如图所示，A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是( ) AA、B之间无摩擦力BA受到的摩擦力水平向右CB受到A的摩擦力水平向左D地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右5如图所示，甲、乙两位同学做“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子的水平，然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四块砖，则下列判断正确的是( ) A凳子向甲方移动B凳子向乙方移动C凳子在原处不会被移动D凳子向体重大的一方移动6如图所示，在甲图中，小孩用80N的水平力推木箱，木箱不动，则木箱此时受到的静摩擦力大小为_N；在乙图中，小孩用至少100N的水平力推木箱，木箱才能被推动，则木箱与地面间的最大静摩擦力大小为_N；在丙图中，小孩把木箱推动了，若此时木箱与地面间摩擦力大小为90N，木箱对地面的压力大小为200N，则木箱与地面间动摩擦因数为_依次填入以上空格的正确答案是( ) A0、80、0.45 B80、100、0.45C80、80、0.90 D80、100、0.907滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动。有的地方，人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛(如图)。已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02，滑雪板和人的总质量为180kg。如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动，求鹿的拉力大小。 答案与解析： 1 答案：BC解析：对照产生静摩擦力的条件可以看出：选项B、C正确，而D错误。产生静摩擦力的两个物体之间一定“相对静止”，但物体不一定“静止”例如当用传送带把货物由低处送往高处时，物体是运动的，但物体和传送带间相对静止，传送带对物体的摩擦力是静摩擦力。可见选项A错误。 2 答案：AD解析： 对照产生滑动摩擦力的条件可以看出；选项A、D正确，而C错误。产生滑动摩擦力的条4. 答案：BC解析：对A物体，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故A错，B正确；对B物体，由力的作用的相互性，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故C正确；对A、B整体分析，由于AB一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D错误。 5 答案：B解析：因为乙方处的正压力大，所受的摩擦力大于甲方处所受的摩擦力，所以凳子向乙方