高考物理总复习 主题二 相互作用与运动定律 2.1.3摩擦力课件 新人教版.ppt

2 1 3摩擦力 一 摩擦力 两个相互接触的物体 当它们发生 或具有 时 就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力 相对运动 相对运动的趋势 思维拓展 如图1甲 乙所示 图1 1 三毛 为什么能拿起瓶子 2 三毛 在握竿向上爬时 会受到哪些力 提示 1 因为有摩擦力的缘故 2 三毛会受到重力 弹力和摩擦力 二 静摩擦力与滑动摩擦力 相对运动的趋势 阻碍 相对运动趋势 相对运动 最大静摩擦力fmax fmax 压力 fn 思考判断 1 静摩擦力就是静止物体受到的摩擦力 2 静摩擦力方向一定与物体的相对运动趋势方向相反 3 静摩擦力的大小与正压力成正比 4 只要两个物体之间有弹力产生 又有相对运动 两个物体之间就一定存在滑动摩擦力 5 滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间 6 静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力 摩擦力的有无和方向的判断 要点归纳 1 摩擦力与弹力的存在关系 两物体间有摩擦力时 必有弹力 而两物体间有弹力时 不一定有摩擦力 2 静摩擦力的有无判断两法 1 条件判断法 接触面之间有压力 粗糙且有相对运动趋势 2 假设法 3 静摩擦力的方向判定两法 1 假设法 假设接触面是光滑的 判断物体将向哪个方向滑动 从而确定相对运动趋势的方向 进而判断出静摩擦力的方向 2 状态法 当物体受力处于平衡状态时 根据二力平衡 判断出静摩擦力的方向 4 滑动摩擦力的方向 1 在接触面上 与接触面相切 且与物体间相对运动的方向相反 2 与物体的运动方向可能相同 也可能相反 精典示例 例1 多选 如图2所示为皮带运输机的示意图 a为传送带上的货物 则 a 如果货物a随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动 a受到沿斜面向上的摩擦力b 如果货物a随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动 a受到沿斜面向下的摩擦力c 如果货物a和传送带都静止 a不受摩擦力d 如果货物a和传送带都静止 a对传送带有沿斜面向下的摩擦力 图2 解析摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反 先判断物体的相对运动情况 对a来说 有相对于传送带向下滑动的趋势 则摩擦力与相对运动趋势方向相反 即沿斜面向上 选项a正确 反之 a也给传送带摩擦力 a相对于传送带有向下的运动趋势 传送带相对于a有向上的运动趋势 则a给传送带的摩擦力方向向下 选项d正确 答案ad 规律总结分析一个物体是否受到的摩擦力的方法 一看 接触 看该物体与周围几个物体接触 最多可能有几个摩擦力 二看接触面间是否有 压力 是否有 相对运动 或 相对运动趋势 三要 分析 综合分析物体的受力情况 结合物体的运动状态 判断物体所受摩擦力情况 针对训练1 a b叠放在水平面上 水平力f作用在b上 使二者保持相对静止一起向右做匀速直线运动 下列说法正确的是 a a与b之间没有摩擦力b a受到b对它的摩擦力向右c b受到三个力作用d a给b的摩擦力向左 图3 解析假设a与b之间有静摩擦力的作用 无论方向向哪都不能使a保持匀速运动 所以a与b之间无摩擦力作用 选项a正确 b d错误 b要保持匀速运动 水平面给b的滑动摩擦力与拉力f平衡 另外b还受重力 水平面的支持力和a对b的压力 共五个力作用 选项c错误 答案a 摩擦力大小的计算 要点归纳 1 静摩擦力的大小 1 大小的范围 0 f fmax 2 计算 物体处于平衡状态 匀速运动或静止 时 根据二力平衡条件求解 3 最大静摩擦力 最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力 一般情况下 为分析问题方便 可认为二者相等 2 滑动摩擦力公式f fn的理解 1 f的大小与fn成正比 与物体的运动状态无关 2 动摩擦因数 与接触面的粗糙程度和材料有关 与物体间的压力 相对运动的速度及接触面的大小均无关 3 fn是物体与接触面间的正压力 不一定等于物体的重力 求fn要根据物体受力情况而定 3 滑动摩擦力大小的计算方法 1 公式法 由f fn计算 2 二力平衡法 物体匀速直线运动或静止时 有相对运动 根据二力平衡求解 精典示例 例2 多选 在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中 特设计了如图4甲所示的演示装置 力传感器a与计算机连接 可获得力随时间变化的规律 将力传感器固定在光滑水平桌面上 测力端通过细绳与一滑块相连 调节传感器高度可使细绳水平 滑块放在较长的小车上 小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶 调节滑轮可使桌面上部细绳水平 整个装置处于静止状态 实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子 小车一旦运动起来 立即停止倒沙子 若力传感器采集的图象如图乙 则结合该图象 下列说法正确的是 a 可求出空沙桶的重力b 可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小c 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小d 可判断第50s后小车做匀速直线运动 滑块仍在车上 图4 解析t 0时传感器显示拉力为2n 则滑块受到的摩擦力为静摩擦力 大小为2n 由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2n a正确 t 50s时摩擦力达到最大值 即最大静摩擦力为3 5n 同时小车启动 说明带有沙的沙桶重力等于3 5n 此时摩擦力立即变为滑动摩擦力 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 故摩擦力突变为3n的滑动摩擦力 b c正确 此后由于沙和沙桶重力3 5n大于滑动摩擦力3n 故50s后小车将加速运动 d错误 答案abc 针对训练2 水平桌面上有一个重200n的物体 与桌面间的动摩擦因数为0 2 当依次用15n 30n 80n的水平力拉此物体时 物体受到的摩擦力依次为 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 a 15n 30n 40nb 15n 30n 80nc 0 0 40nd 15n 40n 40n解析物体与桌面间的最大静摩擦力ffmax fn 0 2 200n 40n 拉力为15n 30n时 物体静止 根据二力平衡知 静摩擦力大小分别为15n 30n 当拉力为80n时 物体滑动 为滑动摩擦力 大小ff fn 0 2 200n 40n 选项a正确 答案a 1 关于摩擦力 有人总结了 四条不一定 其中说法错误的是 a 摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同b 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线c 受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动d 静摩擦力一定是阻力 滑动摩擦力不一定是阻力 解析摩擦力的方向与跟它相接触的物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反 与它的运动方向可能相同 也可能相反 也可能不在一条直线上 故选项a b正确 运动的物体可能受静摩擦力作用 如随传送带一起加速运动的物体 受到的是静摩擦力作用 又如滑块滑过固定的木板时木板受到的是滑动摩擦力 故选项c正确 静摩擦力也可以充当动力 故选项d错误 答案d 2 关于动摩擦因数 下列说法正确的是 a 两接触面间压力越大 动摩擦因数越大b 两物体间滑动摩擦力越大 动摩擦因数越大c 两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比 与两物体间的压力成反比d 两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的 与滑动摩擦力和正压力无关解析动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的 与滑动摩擦力和正压力无关 a b c错误 d正确 答案d 3 如图5所示 若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑 它所受的摩擦力分别是f1和f2 则 a f1向下 f2向上 且f1 f2b f1向下 f2向上 且f1 f2c f1向上 f2向上 且f1 f2d f1向上 f2向下 且f1 f2解析由题意可知小猫向上 向下均做匀速运动 且小猫受重力 摩擦力作用 故二力平衡 由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的 且大小等于小猫的重力 答案c 图5 4 如图6所示 将一张a4纸 质量可忽略不计 夹在创新设计内 书对a4纸的压力为3n a4纸与书之间的动摩擦因数为0 4 要把a4纸从书中拉出 拉力至少应为 a 0 6nb 1 2nc 2 4nd 3n解析根据f fn得 f 1 2n 因为纸的上 下两面都要受到书对它的滑动摩擦力 所以要把纸从书中拉出 拉力至少应为2 4n c正确 答案c 图6 5 如图7所示 物体a重40n 物体b重20n a与b a与地的动摩擦因数相同 物体b用细绳系住 当水平力f 32n时 才能将a匀速拉出 求接触面间的动摩擦因数 图7 解析b虽然静止 但a和b发生相对运动 因此a和b之间有滑动摩擦力 由竖直方向受力平衡可知 a和b之间的正压力等于b的重力 则a和b之间的摩擦力ff1 gb a受到摩擦力阻碍a相对b向右运动 即a受到摩擦力的方向水平向左 对a受力分析 在竖直方向上 a与地面的正压力等于a和b的重