新課標(biāo)2018高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用第2講摩擦力課件.

1、物理課標(biāo)版第2講摩擦力考點(diǎn)一靜摩擦力的分析與計(jì)算考點(diǎn)一靜摩擦力的分析與計(jì)算靜摩擦力1.定義:兩個(gè)相互接觸、相對靜止的物體由于有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢而在物體接觸處產(chǎn)生的阻礙物體之間相對運(yùn)動(dòng)趨勢的力。2.產(chǎn)生條件:(1)兩物體相互接觸、擠壓;(2)物體間的接觸面粗糙;(3)兩物體相對靜止但有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢。3.大小:在零至最大靜摩擦力之間變化。4.方向:總是跟接觸面相切,并且跟物體相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反。(1)運(yùn)動(dòng)的物體不可能受到靜摩擦力的作用。()(2)靜摩擦力一定是阻力,滑動(dòng)摩擦力不一定是阻力。()(3)接觸處有摩擦力作用時(shí)一定有彈力作用。()答案答案(1)(2)(3)1.靜摩擦力有無及方向的判定(

2、1)假設(shè)法假定沒有靜摩擦力(即光滑),分析相對靜止的物體間能否發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。若能,則有靜摩擦力,方向與相對運(yùn)動(dòng)方向相反;若不能,則沒有靜摩擦力。(2)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)法根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)利用平衡條件或牛頓第二定律判斷:此方法關(guān)鍵是先確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止或加速),再利用平衡條件或牛頓第二定律列式計(jì)算,確定靜摩擦力存在與否及靜摩擦力的方向。如圖中汽車啟動(dòng)時(shí),放在車廂中的物體,只能是受到車廂向前的靜摩擦力作用才產(chǎn)生了加速度。(3)反作用法利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來判斷,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再確定另一物體受到的靜摩擦力的方向。2.靜摩擦力大小的計(jì)算(1)物體處于平

3、衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)),利用力的平衡條件來判斷其大小。(2)物體有加速度時(shí),若在運(yùn)動(dòng)方向上只有靜摩擦力,則Ff=ma。例如勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上物塊靠靜摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度。若除靜摩擦力外,物體還受其他力,則F合=ma,先求合力再求靜摩擦力。(3)最大靜摩擦力Ffmax:物體將要發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的靜摩擦力。它的數(shù)值與FN成正比,在FN不變的情況下,Ffmax比滑動(dòng)摩擦力稍大些,通常認(rèn)為二者相等,而靜摩擦力可在0Ffmax間變化。1-1(2014廣東理綜,14,4分)如圖所示,水平地面上堆放著原木,關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向,下列說法正確的是()A.M處受到的支

4、持力豎直向上B.N處受到的支持力豎直向上C.M處受到的靜摩擦力沿MN方向D.N處受到的靜摩擦力沿水平方向答案答案A支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物體,因此M處受到的支持力垂直于地面豎直向上,N處受到的支持力過N垂直于切面斜向上,A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò);靜摩擦力方向平行于接觸面與相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反,因此M處受到的靜摩擦力沿水平方向,N處受到的靜摩擦力沿MN方向,C、D項(xiàng)都錯(cuò)誤。1-2 (2015山東理綜,16,6分)如圖,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時(shí)A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,最大靜

5、摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為()A.B.C.D.答案答案B設(shè)水平作用力為F,則對于B:1F=mBg,對于整體:F=2(mA+mB)g,解得=。121 12121 12121 12122 ABmm12121 考點(diǎn)二滑動(dòng)摩擦力的分析與計(jì)算考點(diǎn)二滑動(dòng)摩擦力的分析與計(jì)算滑動(dòng)摩擦力1.定義:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對于另一個(gè)物體滑動(dòng)時(shí)所受到的阻礙物體相對滑動(dòng)的力。2.產(chǎn)生條件:(1)兩物體相互接觸、擠壓;(2)物體間的接觸面粗糙;(3)兩物體間發(fā)生相對滑動(dòng)。3.大小:跟正壓力FN成正比,即Ff=FN,表示兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)。4.方向:與接觸面平行,并且跟物體相對接觸面的滑動(dòng)方向相反。注

6、意注意(1)摩擦力阻礙的是物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢,但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。(2)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止,受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動(dòng)。(3)接觸面處有摩擦力時(shí)一定有彈力,且彈力與摩擦力總垂直,反之不一定成立。1.滑動(dòng)摩擦力的方向滑動(dòng)摩擦力的方向總與物體間的相對運(yùn)動(dòng)方向相反,判斷滑動(dòng)摩擦力的方向時(shí)一定要明確“相對”的含義是指相對跟它接觸的物體,所以滑動(dòng)摩擦力的方向可能與物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)(對地運(yùn)動(dòng))方向相反,也可能與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相同,還可能與物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向成一定的夾角。2.滑動(dòng)摩擦力的大小(1)滑動(dòng)摩擦力的大小可以用公式Ff=FN計(jì)算。(2)結(jié)合研究對象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止、勻速運(yùn)動(dòng)

7、或變速運(yùn)動(dòng)),利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。2-1如圖所示,建筑裝修中,工人用質(zhì)量為m的磨石對斜壁進(jìn)行打磨,當(dāng)對磨石加豎直向上、大小為F的推力時(shí),磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng),已知磨石與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則磨石受到的摩擦力的大小為()A.(F-mg)cosB.(F-mg)sinC.(F-mg)cosD.(F-mg)答案答案 A根據(jù)題意,因磨石勻速運(yùn)動(dòng),則磨石受到的合力為零,磨石肯定受到垂直于斜壁向下的彈力作用和沿斜壁向下的滑動(dòng)摩擦力的作用。對磨石受力分析并根據(jù)平衡條件可求得,磨石受到的摩擦力Ff=(F-mg)cos,垂直于斜壁向下的彈力N=(F-mg)sin,根據(jù)滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)

8、算公式還可求得Ff=(F-mg)sin,所以只有選項(xiàng)A正確。2-2(2017云南曲靖)裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)面上拖出,如圖所示,則在勻加速拖出的過程中()A.材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小B.材料與平臺(tái)之間的相對速度逐漸增大,摩擦力逐漸增大C.平臺(tái)對材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人拉力也不變答案答案D根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的求解公式Ff=FN可知,滑動(dòng)摩擦力的大小與動(dòng)摩擦因數(shù)和正壓力有關(guān),與物體之間的接觸面積無關(guān),工人勻加速拖出材料的過程中,因材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,則工人拉

9、力也不變,選項(xiàng)D正確。方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)解答摩擦力問題的基本思維模式如下:考點(diǎn)三摩擦力的突變問題考點(diǎn)三摩擦力的突變問題摩擦力發(fā)生突變的原因具有多樣性:可能是物體的受力情況發(fā)生了變化,可能是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化,也可能是物體間的相對運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生了變化。因此要全面分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),抓住摩擦力突變的原因,才能正確地處理此類問題。1.靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力:靜摩擦力達(dá)到最大值的狀態(tài)是物體恰好保持相對靜止的臨界狀態(tài)。2.滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力:滑動(dòng)摩擦力存在于發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)的物體之間,因此兩物體的速度達(dá)到相同時(shí),滑動(dòng)摩擦力要發(fā)生突變(變?yōu)榱慊蜃優(yōu)殪o摩擦力)。3.由一個(gè)靜摩擦力突變?yōu)榱硪粋€(gè)

10、靜摩擦力:靜摩擦力是被動(dòng)力,其大小、方向取決于物體間的相對運(yùn)動(dòng)趨勢,相對運(yùn)動(dòng)趨勢取決于主動(dòng)力,若主動(dòng)力發(fā)生突變而物體仍然處于相對靜止?fàn)顟B(tài),則其靜摩擦力將由一個(gè)靜摩擦力突變?yōu)榱硪粋€(gè)靜摩擦力。分析摩擦力的突變問題要注意以下幾點(diǎn):(1)題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時(shí),一般隱藏著臨界問題,有時(shí),有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術(shù)語”,但審題時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過程中會(huì)發(fā)生突變,則該物理量突變時(shí)物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài);(2)靜摩擦力是被動(dòng)力,其大小、方向取決于物體間的相對運(yùn)動(dòng)的趨勢,而且靜摩擦力存在最大值,存在靜摩擦的連接體系統(tǒng),相對滑動(dòng)與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值

11、;(3)研究傳送帶問題時(shí),物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)發(fā)生變化的分界點(diǎn)。3-1如圖所示,把一重為G的物體,用一水平方向的推力F=kt(k為恒量,t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整墻上,從t=0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系是選項(xiàng)圖中的()答案答案 B開始時(shí)FfG,物體做減速運(yùn)動(dòng),直到靜止。物體靜止后,摩擦力變?yōu)殪o摩擦力,Ff=G,故正確選項(xiàng)為B。3-2(2017吉林長春)如圖所示,一物塊受到一水平力F作用靜止于斜面上,此力F的方向與斜面平行,如果將力F撤除,下列對物塊的描述正確的是()A.物塊將沿斜面下滑B.物塊受到的摩擦力變小C.物塊立即獲得加速度D.

12、物塊所受的摩擦力方向不變答案答案B設(shè)物塊的重力為G,將物塊所受的重力分解為垂直于斜面方向和沿斜面方向,沿斜面向下的分力大小為Gsin,如圖,在斜面內(nèi)受力分析,力F未撤掉時(shí),根據(jù)平衡條件得,靜摩擦力大小f1=,力F撤掉后,物塊仍保持靜止。根據(jù)平衡條件得摩擦力f2=Gsin,所以物塊受到的摩擦力變小,且物塊所受的摩擦力方向發(fā)生了改變,選項(xiàng)B正確。22(sin )GF3-3長直木板的上表面的一端放有一個(gè)木塊,如圖所示,木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角變大),另一端不動(dòng),則木塊受到的摩擦力Ff隨角度的變化圖像是選項(xiàng)圖中的()答案答案 C下面通過“過程分析法”和“特殊位置法”分別求解:解法

13、一:過程分析法(1)木板由水平位置剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),=0,Ff靜=0。(2)從木板開始轉(zhuǎn)動(dòng)到木塊與木板發(fā)生相對滑動(dòng)前:木塊所受的是靜摩擦力。由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài),受力分析如圖。由平衡條件可知,靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力:Ff靜=mgsin。因此,靜摩擦力隨的增大而增大,它們按正弦規(guī)律變化。為最大靜摩擦力Ffm。繼續(xù)增大,木塊將開始滑動(dòng),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,且滿足:FfmFf滑。(4)木塊相對于木板開始滑動(dòng)后,Ff滑=mgcos,此時(shí),滑動(dòng)摩擦力隨的增大而減小,按余弦規(guī)律變化。(5)最后,=,Ff滑=0綜上分析可知選項(xiàng)C正確。解法二:特殊位置法本題選兩個(gè)特殊位置也可方便地求解,具體分析見表:2(3)木塊相