高考物理一轮复习 第2章 研究物体间的相互作用 第2课时 摩擦力课件.ppt

第2课时摩擦力 考点一摩擦力方向的判断 1 静摩擦力方向的判定 1 假设法 2 状态法 根据二力平衡条件 牛顿第二定律 可以判断静摩擦力的方向 3 利用牛顿第三定律 即作用力与反作用力的关系 来判断 此法关键是抓住 力是成对出现的 先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向 再根据 反向 确定另一物体受到的静摩擦力的方向 2 滑动摩擦力方向的判断滑动摩擦力方向总是跟相对运动的方向相反 要确定滑动摩擦力的方向首先要判断出研究对象跟它接触的物体的相对运动方向 例1 2015 济南模拟 如图所示 物体a置于倾斜的传送带上 它能随传送带一起向上或向下做匀速运动 下列关于物体a在上述两种情况下的受力描述 正确的是 a 物体a随传送带一起向上运动时 a所受的摩擦力沿斜面向下b 物体a随传送带一起向下运动时 a所受的摩擦力沿斜面向下c 物体a随传送带一起向下运动时 a不受摩擦力作用d 无论a随传送带一起向上还是向下运动 传送带对物体a的作用力均相同 解析 无论a随传送带向上还是向下匀速运动 a都处于平衡状态 由平衡条件 可知a受到的摩擦力方向沿斜面向上 而传送带给a的作用力与重力大小相等 方向相反 所以选项d正确 答案 d 1 受静摩擦力作用的物体不一定是静止的 受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的 2 摩擦力阻碍的是物体间的相对滑动或相对滑动趋势 但摩擦力不一定是阻碍物体的运动 即摩擦力不一定是阻力 摩擦力的方向与物体运动方向可能相同 也可能相反 还可能成一定夹角 规律总结 1 多选 2016 郑州模拟 如图所示 倾角为 的斜面体c置于水平面上 b置于斜面上 通过细绳跨过光滑的定滑轮与a相连接 连接b的一段细绳与斜面平行 a b c都处于静止状态 则 a b受到c的摩擦力可能为零b c受到水平面的摩擦力一定为零c 不论b c间摩擦力大小 方向如何 水平面对c的摩擦力方向一定向左d 水平面对c的支持力与b c的总重力大小相等 解析 在斜面方向上 若b的重力分力与绳的拉力 等于a的重力 相等 则b不受摩擦力作用 a正确 对于b c 水平向右有拉力分力 故必受水平向左的摩擦力作用 b错误 c正确 对b c 竖直方向上的拉力为gasin 故水平面的支持力为 gb gc gasin 显然d错误 答案 ac 考点二摩擦力大小的计算 1 滑动摩擦力的计算由公式f fn计算 应用此公式时要注意以下两点 1 为动摩擦因数 其大小与接触面的材料 表面的粗糙程度有关 fn为两接触面间的正压力 其大小不一定等于物体的重力 2 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关 与接触面积的大小无关 2 静摩擦力的计算 1 它的大小和方向都跟产生相对运动趋势的力密切相关 跟接触面相互挤压力fn无直接关系 因此它具有大小 方向的可变性 变化性强是它的特点 对具体问题 要具体分析研究对象的运动状态 根据物体所处的状态 平衡 加速等 由力的平衡条件或牛顿运动定律求解 2 最大静摩擦力ffmax 是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力 它的数值与fn成正比 在fn不变的情况下 ffmax比滑动摩擦力稍大些 通常认为二者相等 而静摩擦力可在0 ffmax间变化 例2 2015 烟台模拟 如图所示 人重600n 木块a重400n 人与木块 木块与水平面间的动摩擦因数均为0 2 现人用水平力拉轻绳 使他与木块一起向右做匀速直线运动 滑轮摩擦不计 求 1 人对轻绳的拉力大小 2 人脚对a的摩擦力的大小和方向 解析 设绳的拉力为ft 木块与水平面间的摩擦力为ffa 1 取人和木块组成的系统为研究对象 并对其进行受力分析 如图甲所示 由题意可知ffa ma m人 g 200n 由于系统处于平衡状态 故2ft ffa 所以ft 100n 由牛顿第三定律知 人对轻绳的拉力大小为100n 2 取人为研究对象 对其进行受力分析 如图乙所示 由于人处于平衡状态 故ft ff人 100n 由于人与木块a处于相对静止状态 故人与木块a之间的摩擦力为静摩擦力 由牛顿第三定律可知人脚对木块a的摩擦力方向水平向右 大小为100n 答案 1 100n 2 100n方向水平向右 2 2016 衡水模拟 如图所示 固定在水平地面上的物体p 左侧是光滑圆弧面 一根轻绳跨过物体p顶点上的小滑轮 一端系有质量为m 4kg的小球 小球与圆心连线跟水平方向的夹角 60 绳的另一端水平连接物块3 三个物块重均为50n 作用在物块2的水平力f 20n 整个系统处于平衡状态 取g 10m s2 则以下叙述正确的是 a 1和2之间的摩擦力是20nb 2和3之间的摩擦力是20nc 3与桌面间的摩擦力为20nd 物块3受6个力作用 解析 对小球受力分析可知 绳的拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向的分力 由几何关系可知绳的拉力等于20n 将三个物块看成一个整体受力分析 可知水平方向整体受到拉力f和绳的拉力的作用 由于f等于绳的拉力 故整体受力平衡 与桌面间没有摩擦力 故物块3与桌面间的摩擦力为0 c错误 由于物块1 2之间没有相对运动的趋势 故物块1和2之间没有摩擦力的作用 a错误 隔离物块3受力分析 水平方向受力平衡可知物块2和3之间摩擦力的大小是20n b正确 物块3受重力 桌面的支持力 物块2的压力 物块2的摩擦力 绳的拉力5个力作用 d错误 答案 b 用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意 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 方法技巧思维提升 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 存在静摩擦力的连接系统 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 典例 长直木板的上表面的一端放有一个木块 如图所示 木板由水平位置缓慢向上转动 即木板与地面的夹角 变大 另一端不动 则木块受到的摩擦力ff随角度 的变化图象是下列图中的 解析 解法一过程分析法 1 木板由水平位置刚开始运动时 0 ff静 0 2 从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前 木块所受的是静摩擦力 由于木板缓慢转动 可认为木块处于平衡状态 受力分析如图所示 由平衡关系可知 静摩擦力大小等于木块重力沿木板向下的分力 ff静 mgsin 因此 静摩擦力随 的增大而增大 它们满足正弦规律变化 3 木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时 木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力ff