2019版高考物理相互作用第6课时摩擦力学案.docx

第6课时摩擦力考点1摩擦力的分析与判断1两种摩擦力的对比2静摩擦力有无及方向的判断“三法”(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法：先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。(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。3理解摩擦力应注意的问题 (1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。 (2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物体的运动。即摩擦力可以是阻力使物体减速，也可以是动力使物体加速。 (3)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定与施力物体保持相对静止。例1如图所示，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则()Af10，f20，f30 Bf10，f20，f30Cf10，f20，f30 Df10，f20，f30解析首先对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f30。再将a和b看成一个整体，ab整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f20。再对a进行受力可知，由于a处于静止状态，故a相对于b有向下运动的趋势，故a和b之间存在摩擦力作用，即f10，故C正确。答案C(1)分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般整体法与隔离法综合使用。(2)判断静摩擦力主要采用状态分析法，即弄清物体的运动状态，然后由受力情况进行分析，其次采用假设法。(多选)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是()AA物体受到的摩擦力方向向右B三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零CB、C受到的摩擦力方向相同DB、C受到的摩擦力方向相反答案BC解析A物体与传送带一起匀速运动，它们之间无相对运动或相对运动趋势，即无摩擦力作用，A错误；B、C两物体虽运动方向不同，但都处于平衡状态，由沿传送带方向所受合力为零可知，B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用，故B、C正确，D错误。考点2摩擦力大小的计算1静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来求解其大小。(2)物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ffma，例如，匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度。若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求摩擦力。(3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，为了处理问题的方便，最大静摩擦力常常按近似等于滑动摩擦力处理。2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计算公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解。(2)公式FFN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。例2(多选)物体A和B相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则()AA、B间无摩擦力的作用BB受到滑动摩擦力的大小为(mAmB)gsinCB受到的静摩擦力的大小为mAgsinD取走A物体后，B物体将匀加速下滑解析以A为研究对象，A处于平衡状态，因此有fmAgsin，所以A受到B对其沿斜面向上的摩擦力作用，故A错误；以整体为研究对象，根据平衡状态有：(mAmB)gsinfB，故B正确；A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力大小相等，故有ffmAgsin，C正确；由前面分析知：(mAmB)gsinfB，根据滑动摩擦力公式有fB(mAmB)gcos，得tan，取走A物体后，物体B所受滑动摩擦力为mBgcos，代入tan，得mBgcosmgsin，即物体B受力仍然平衡，则物体B仍将沿斜面匀速下滑，故D错误。答案BC(1)求摩擦力必须分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算。(3)滑动摩擦力计算时一定要注意正压力的变化。(多选)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，木块m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()A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(mM)gC当F2(mM)g时，木板便会开始运动D无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动答案AD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，A正确，B错误；若增大F的大小，只能使木块加速运动，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，C错误，D正确。考点3摩擦力的突变1通常用临界法分析摩擦力突变问题(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题。有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。(2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。2摩擦力的突变问题，在分析中很容易出错，在解决此类问题时应注意以下两点：(1)如题干中无特殊说明，一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。(2)此类问题涉及的过程较为复杂，一般采用过程分析法，有时也可用特殊位置分析法解题。3常见分类例3(多选)木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动，现用F1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，则力F作用后()A木块A所受摩擦力大小是8 NB木块A所受摩擦力大小是11.5 NC木块B所受摩擦力大小是9 ND木块B所受摩擦力大小是7 N解析未加F时，木块A在水平方向上受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用，且FAF1kx8 N，木块B在水平方向上受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用，且FBF2kx8 N，在木块B上施加F1 N的向右的拉力后，由于F2Fv1，则()At2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用答案B解析当小物块速度为零时，小物块离A处的距离达到最大，为t1时刻，A错误；t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，B正确；0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，C错误；0t2时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，t2t3时间内，由于小物块与传送带速度相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，D错误。9. (2015山东高考)如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为1，A与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为()A. B.C. D.答案B解析B恰好不下滑时，设作用在B上的水平力为F，则有1FmBg；A恰好不滑动，由A、B整体，得F2(mAgmBg)，所以，选项B正确。10. (2017临汾调研)(多选)如图所示，倾角为的斜面c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则()Ab对c的摩擦力一定减小Bb对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C地面对c的摩擦力方向一定向右D地面对c的摩擦力一定减小答案BD解析若magmbgsin，则b对c的摩擦力平行于斜面向上，且随a中的沙子缓慢流出，b对c的摩擦力减小；若magmBg，故随着角度的减小，摩擦力依旧沿斜面向上，大小逐渐减小，C正确，D错误。12(2017湖北枣阳一中三模)如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为m的木板A、B以及木块C，初始时刻木板与木块均处于静止状态，A、B、C之间以及B与桌面之间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g。现将水平轻绳一端固定在A上，另一端绕过光滑滑轮系一质量为m的小物块D，则以下判断正确的是()A当mg 3mg时，木板B开始滑动BB受到桌面的摩擦力大小不可能等于mgCA、C之间的摩擦力大小一定等于mgD不管m多大，木板B一定保持静止答案D解析先对木板B进行受力分析，竖直方向受重力、压力和支持力，水平方向受A对B向右的摩擦力f和地面对B向左的摩擦力f，由于A对B的最大摩擦力为(mm)g，小于桌面对B的最大摩擦力(m2m)g，故木板B一定保持静止，故A错误，D正确；当小物块D的质量m较小时，A、B、C保持静止，根据平衡条件可知，B受到桌面的摩擦力大小等于mg，故B错误；当A、C不发生相对滑动时，A、C之间的摩擦力为零，故C错误。13(2018衡水检测)(多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t0时刻起，用一水平向右的力Fkt(k为常数)作用在B的物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求()AA、B之间的最大静摩擦力B水平面与B之间的滑动摩擦力CA、B之间的动摩擦因数ABDB与水平面间的动摩擦因数答案AB解析由图乙知t1时刻后传感器才有示数，即在t1时刻后地面对B达到最大静摩擦力，地面对B的最大静摩擦力为Ffmkt1，t1t2内传感器示数逐渐增大，说明B对A有向右的静摩擦力，且逐渐增大，t2时刻后传感器示数不变，A、B发生相对滑动，则FfABkt2Ffmk(t2t1)，A、B正确；由于A、B的质量未知，则AB和不能求出，C、D错误。14. (2017天津南开区期末)如图所示，质量为mB24 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA22 kg的木箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为37。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数