適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考物理一輪總復習第2章相互作用第2講摩擦力課件

第2講摩擦力考點一摩擦力強基礎?固本增分一、靜摩擦力1.定義:兩個相互接觸的物體之間只有

,而沒有相對運動時在接觸面上產生的阻礙

的力。

可能在一起運動2.產生條件:(1)接觸面

;(2)接觸處有

;(3)兩物體間有

。

3.方向:沿兩物體的

,與相對運動趨勢的方向

。

4.大小:0<F≤Fmax。相對運動趨勢相對運動趨勢粗糙彈力相對運動趨勢接觸面相反二、滑動摩擦力

可能有一個物體靜止1.定義:兩個相互接觸的物體,發(fā)生相對運動時,在接觸面上產生的阻礙相對運動的力。2.產生條件:(1)接觸面粗糙;(2)接觸處有彈力;(3)兩物體間有相對運動。3.方向:沿兩物體的接觸面,與

的方向相反。

4.大小:f=

,μ為動摩擦因數,其值與兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度有關。

特別提醒

(1)一般情況下最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。(2)靜摩擦力與正壓力無關,最大靜摩擦力與正壓力成正比。相對運動μFN

××√神舟返回艙在返回地面時,會打開減速傘減速。設減速傘下落過程受到的空氣阻力與減速傘的橫截面積S成正比,與減速傘下落的速度v的二次方成正比,即f=kSv2(其中k為比例系數)。減速傘在接近地面時近似看作勻速直線運動,重力加速度為g。如果返回艙和減速傘的總質量為m,求返回艙接近地面勻速時的速度vm。解析

當阻力等于傘和返回艙的重力時,傘和返回艙做勻速運動,即

研考點?精準突破1.靜摩擦力的有無及方向的判斷方法(1)假設法(2)狀態(tài)法根據平衡條件、牛頓第二定律,判斷靜摩擦力的方向。(3)牛頓第三定律法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。2.計算摩擦力大小的思維流程

考向一

摩擦力有無及方向的判斷典題1(2024四川遂寧期中)中國書法是一種藝術。在楷書筆畫中,長橫的寫法要領如下:起筆時一頓,然后向右行筆,收筆時略向右按,再向左上回帶。某同學在水平桌面上平鋪一張白紙,為防止打滑,他在白紙的左側靠近邊緣處用鎮(zhèn)紙壓住。他手提毛筆書寫長橫,在行筆過程中,各物體的受力情況正確的是(

)A.毛筆對紙的壓力等于毛筆所受重力B.鎮(zhèn)紙受到了向右的靜摩擦力C.白紙受到了3個摩擦力D.桌面受到了向右的靜摩擦力D解析

毛筆還受到手的作用力,故紙對毛筆的支持力不一定等于毛筆所受重力,即毛筆對紙的壓力不一定等于毛筆所受重力,A錯誤;鎮(zhèn)紙?zhí)幱陟o止狀態(tài),水平方向上不受力的作用,故沒有受到摩擦力作用,B錯誤;白紙受到了2個摩擦力,一個是毛筆施加的向右的摩擦力,一個是桌面施加的向左的摩擦力,C錯誤;桌面對白紙有向左的靜摩擦力,則桌面受到了向右的靜摩擦力,D正確。典題2(2023湖北十堰模擬)如圖所示,A、B、C三個物體疊放在水平地面上,物體B受到大小為20N、方向水平向右的力F1的作用,物體C受到大小為5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均處于靜止狀態(tài),則(

)A.物體B對物體A的摩擦力方向水平向右B.地面與物體C之間的摩擦力大小為5NC.物體C對物體B的摩擦力方向水平向左D.地面與物體C之間無摩擦力C解析

A處于靜止狀態(tài),所受外力的合力為0,則A只受重力與支持力,物體B對物體A沒有摩擦力作用,A錯誤;對A、B、C整體分析,由于F1=20

N>F2=5

N,所以地面對物體C的摩擦力方向水平向左,大小為f=F1-F2=15

N,B、D錯誤;對A、B整體分析,由于F1的作用,整體相對C有向右運動的趨勢,則物體C對物體B的摩擦力方向水平向左,C正確?？枷蚨?/p>

摩擦力大小的計算典題3(2024山東菏澤期中)防燙取物夾是生活中常用的工具,如圖甲所示,我們可以用夾子夾住長方形托盤,其側視圖如圖乙所示。已知托盤的質量為m=160g,托盤側邊與豎直方向的夾角為θ=53°,夾子與托盤兩側共有4個接觸點,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。當托盤水平靜止時,下列說法正確的是(

)A.托盤與取物夾每個接觸點處彈力的大小為0.24NB.托盤與取物夾每個接觸點處摩擦力的大小為0.32NC.取物夾與托盤側邊接觸點間的動摩擦因數的最小值為0.75D.取物夾與托盤側邊接觸點間的動摩擦因數的最小值為0.60C解析

對托盤進行受力分析,在每個接觸點,取物夾對托盤的彈力大小滿足4FN=mgsin

θ,摩擦力大小滿足4f=mgcos

θ,解得FN=0.32

N,f=0.24

N,A、B錯誤;當取物夾與托盤之間的摩擦力恰好為最大靜摩擦力時,μ最小,則f=μFN,解得μ=0.75,C正確,D錯誤。典題4(多選)質量為10kg的木箱靜止在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它從原地開始運動?，F(xiàn)將一水平推力F作用在木箱上,F隨時間t變化的圖線如圖所示。已知木箱在4~6s時間內做勻速直線運動,重力加速度g取10m/s2。則下列說法正確的是(

)A.木箱與地板之間的動摩擦因數為0.3B.0~2s時間內木箱所受摩擦力大小為0C.2~4s時間內木箱所受摩擦力大小為35ND.4~6s時間內木箱所受摩擦力大小為30NAD解析

木箱在4~6

s時間內做勻速直線運動,根據二力平衡條件可得此時的摩擦力為f=F=30

N,木箱對地面的壓力大小等于木箱的重力,即FN=mg=10×10

N=100

N,所以動摩擦因數

,A、D正確;0~2

s時間內,推力為20

N,因為20

N<35

N,所以木箱處于靜止狀態(tài),根據二力平衡條件可得,木箱所受摩擦力大小為20

N,B錯誤;2~4

s時間內,推力為40

N,因為40

N>35

N,所以木箱在2~4

s內做加速運動,受到的摩擦力為滑動摩擦力,滑動摩擦力與推力大小無關,因壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變,所以木箱受到滑動摩擦力的大小為30

N,C錯誤?？枷蛉Σ亮Φ木C合分析與應用典題5(2024廣東模擬)一些巧妙的工業(yè)設計能極大地為人們的生活提供便利。如圖是豎直放置的某款可調角度的簡便磨刀器,該磨刀器左右兩側對稱,通過調整磨刀角度可以使該磨刀器的兩側面與刀片尖端的兩側面緊密貼合,就可以輕松滿足家庭日常的各種磨刀需求。關于在使用磨刀器的過程中,下列說法正確的是(

)A.向后輕拉刀具,磨刀器受到的摩擦力向前B.若水平勻速向后拉動刀具,則磨刀器對刀具的作用力豎直向上C.向后加速拉動刀具,刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力D.對同一把刀具在豎直方向上施加相同壓力時,磨刀器的夾角越小,越難被拉動D解析

磨刀過程中,向后輕拉刀具,刀具受到的摩擦力向前,根據牛頓第三定律,磨刀器受到的摩擦力向后,故A錯誤;若水平勻速向后拉動刀具,從側面看,刀具受力如圖所示,磨刀器對刀具的作用力是支持力FN合與摩擦力f合的合力,方向應向前方偏上,故B錯誤;根據牛頓第三定律可知,刀具受到的摩擦力等于磨刀器受到的摩擦力,故C錯誤;刀具對磨刀器正壓力的兩分力夾角應為磨刀器的夾角的補角,故磨刀器的夾角越小,正壓力的兩分力夾角越大,當施加相同的正壓力時,兩分力越大,則最大靜摩擦力越大,刀具越難被拉動,故D正確?？键c二摩擦力的四類突變問題摩擦力的“四類典型”突變問題

考向一

靜—靜突變典題6

如圖所示,放在粗糙水平桌面上的一個物體,受到水平方向的兩個力,F1=16N,方向向右,F2=10N,方向向左,當F1從16N逐漸減小到零時,物體始終保持靜止,物體與桌面間摩擦力大小變化情況是(

)A.先增大后減小,方向先向右后向左B.先減小后增大,方向先向左后向右C.逐漸減小,方向一直向右D.逐漸增大,方向一直向左B解析

物體處于平衡狀態(tài),所受合外力為零,所以摩擦力f=F1-F2,方向向左,隨著F1逐漸減小,摩擦力向左減小;當F1<F2時,摩擦力f=F2-F1,方向向右,隨著F1逐漸減小,摩擦力向右增大,故選B。考向二

動—動突變典題7(多選)(2023湖北荊門調考)如圖所示,足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ,以速度v0逆時針勻速轉動。在傳送帶的上端輕輕放置一個質量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動摩擦因數μ<tan

θ,若以沿傳送帶向下為正方向,則下列圖像中能客觀地反映小木塊的受力和運動情況的是(

)BD解析

當小木塊速度小于傳送帶速度時,小木塊相對于傳送帶向上滑動,小木塊受到的滑動摩擦力沿傳送帶向下,加速度a=gsin

θ+μgcos

θ;當小木塊速度達到傳送帶速度時,由于μ<tan

θ,即μmgcos

θ<mgsin

θ,所以速度能夠繼續(xù)增加,此時滑動摩擦力的大小不變,而方向突變?yōu)橄蛏?a=gsin

θ-μgcos

θ,加速度變小,則v-t圖像的斜率變小,所以B、D正確?？枷蛉?/p>

靜—動突變典題8

如圖所示,接通電動機電源,它通過細繩開始拉動平板小車,小車上的長方體木塊隨小車一起向左運動,到一定程度,小車繼續(xù)向左運動而木塊卻不再運動。下列說法正確的是(

)A.木塊開始時隨小車一起向左運動過程中,木塊受到的摩擦力為滑動摩擦力B.小車繼續(xù)向左運動而木塊卻不再運動,木塊受到的摩擦力為靜摩擦力C.保持木塊與小車間接觸面的粗糙程度不變,在木塊上方增加砝碼,重復上述實驗,木塊最后靜止下來時仍在原來的位置D.保持壓力不變,換用接觸面更粗糙的木塊,重復上述實驗,木塊最后靜止下來時位置離定滑輪更遠D解析

木塊開始時隨小車一起向左運動過程中,木塊相對小車靜止,受到的摩擦力為靜摩擦力,A錯誤;小車繼續(xù)向左運動而木塊卻不再運動,木塊相對小車滑動,受到的摩擦力為滑動摩擦力,B錯誤;保持木塊與小車間接觸面的粗糙程度不變,在木塊上方增加砝碼,導致最大靜摩擦力增大,重復上述實驗,木塊最后靜止下來時,彈簧彈力增大,則彈簧形變量增大,木塊靜止在原來的位置的左側,C錯誤;保持壓力不變,換用接觸面更粗糙的木塊,也會導致最大靜摩擦力增大,重復上述實驗,木塊最后靜止下來時位置離定滑輪更遠,D正確?？枷蛩?/p>

動—靜突變典題9

如圖所示,質量為1kg的物體與地面間的動摩擦因數為μ=0.2,從t=0開始物體以初速度v0沿水平地面向右滑行,同時受到一個水平向左的恒力F=1N的作用,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2,以向右為正方向,則該物體受到的摩擦力

f隨時間變化的圖像是(

)A解析

物體向右減速過程中,受滑動摩擦力作用,方向水平向左,大小為f1=μmg=2

N;物體速度減為0后,因F<μmg,物體將保持靜止,此時摩擦力大小f2=F