高考物理一轮复习 第二章 相互作用 2讲 摩擦力课件.ppt

课标版物理 第2讲摩擦力 1 产生 相互接触且发生形变的粗糙物体间 有 或 时 在接触面上所受到的阻碍 或 的力 2 产生条件 接触面 接触面间有弹力 物体间有 或 3 大小 滑动摩擦力ff fn 静摩擦力 0 ff ffmax 4 方向 与相对运动或相对运动趋势方向 5 作用效果 阻碍物体间的 或 注意 1 摩擦力阻碍的是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 相对运动 相对运动趋势 相对运动 相对运动趋势 粗糙 相对运动 相对运动趋势 相反 相对运动 相对运动趋势 2 受静摩擦力作用的物体不一定静止 受滑动摩擦力作用的物体不一定运动 3 接触面处有摩擦力时一定有弹力 且弹力与摩擦力总垂直 反之不一定成立 自测1 辨析题 1 摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 2 静摩擦力一定是阻力 滑动摩擦力不一定是阻力 3 运动的物体不可能受到静摩擦力的作用 4 正压力越大 摩擦力可能越大 也可能不变 5 动摩擦因数与接触面积有关 相同材料的两物体接触面积越大 动摩擦因数越大 答案 1 2 3 4 5 自测2 2015云南昆明玉溪联考 15 如图 一个人站在水平地面上的长木板上用力f向右推箱子 木板 人 箱子均处于静止状态 三者的质量均为m 重力加速度为g 则 a 箱子受到的摩擦力方向向右b 地面对木板的摩擦力方向向左c 木板对地面的压力大小为3mgd 若人用斜向下的力推箱子 则木板对地面的压力会大于3mg 答案c人用力f向右推箱子 箱子受到的摩擦力方向向左 选项a错误 把木板 人 箱子看做一个整体 人对箱子的作用力为内力 整体在水平方向所受的合外力为零 则地面对木板的摩擦力为零 选项b错误 整体在竖直方向所受的合外力为零 由平衡条件可知 地面对木板的支持力为3mg 由牛顿第三定律可知 木板对地面的压力大小为3mg 选项c正确 d正确 考点一静摩擦力的分析计算1 静摩擦力有无及方向的判定 1 假设法假定没有静摩擦力 即光滑 分析相对静止的物体间能否发生相对运动 若能 则有静摩擦力 方向与相对运动方向相反 若不能 则没有静摩擦力 2 运动状态法根据物体的运动状态利用平衡条件或牛顿第二定律判断 此方法关键是先确定物体的运动状态 静止或加速 再利用平衡条件或牛顿第二定律列式计算 确定静摩擦力存在与否及静摩擦力的方向 如图中汽车启动时 放在车厢中的物体 只能是受到车厢向前的静摩擦力作用才产生了加速度 3 反作用法利用牛顿第三定律 即作用力与反作用力的关系 来判断 先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向 再确定另一物体受到的静摩擦力的方向 2 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状态 利用力的平衡条件来判断其大小 2 物体有加速度时 若只有摩擦力 则ff ma 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 a b c d 答案b设水平作用力为f 则对于b 1f mbg 对于整体 f 2 ma mb g 解得 典例1 2015山东理综 16 6分 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 本题中 b刚好不下滑 说明b的重力等于最大静摩擦力 a恰好不滑动 说明水平力等于a b整体的最大静摩擦力 这是求解本题的关键 在分析静摩擦力类问题时的 三点注意 1 在分析两个或两个以上物体间的相互作用时 一般采用整体法与隔离法进行分析 2 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 3 摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势 但摩擦力不一定阻碍物体的运动 即摩擦力不一定是阻力 1 1 2014广东理综 14 4分 如图所示 水平地面上堆放着原木 关于原木p在支撑点m n处受力的方向 下列说法正确的是 a m处受到的支持力竖直向上b n处受到的支持力竖直向上c m处受到的静摩擦力沿mn方向d n处受到的静摩擦力沿水平方向 答案a支持力的方向垂直于支持面 因此m处受到的支持力垂直于地面竖直向上 n处支持力过n垂直于切面斜向上 a项正确 b项错 静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反 因此m处的静摩擦力沿水平方向 n处的静摩擦力沿mn方向 c d项都错误 考点二滑动摩擦力的分析计算1 滑动摩擦力方向与相对运动的方向相反 1 相对运动方向是指相对于与受力物体接触的物体 施力物体 的运动方向 2 相对运动方向与物体对地运动方向可能相同 可能相反 2 滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力的大小用公式f fn来计算 应用此公式时要注意以下几点 1 为动摩擦因数 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 与接触面的大小也无关 典例2 2015贵州贵阳8月摸底 5 如图所示 物体b叠放在物体a上 a b的质量均为m 且上 下表面均与斜面平行 它们以共同速度沿倾角为 的固定斜面c匀速下滑 则 a a b间没有静摩擦力b a受到b的静摩擦力方向沿斜面向上c a受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin d a与b间的动摩擦因数 tan 答案c当a b以共同速度沿倾角为 的固定斜面c匀速下滑时 a b受力平衡 则a受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin 方向沿斜面向上 a受到b的摩擦力大小等于b的重力沿斜面方向的分力 方向沿斜面向下 选项c正确 选项a b错误 因a与b间的摩擦力是静摩擦力 故不能确定a b之间的动摩擦因数 选项d错误 解答摩擦力问题的基本思维模式如下 2 1 2015云南玉溪一中第一次月考 4 如图所示 建筑装修中 工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨 当对磨石加竖直向上 大小为f的推力时 磨石恰好沿斜壁向上匀速运动 已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为 则磨石受到的摩擦力的大小为 a f mg cos b f mg sin c f mg cos d f mg 答案a根据题意 因磨石匀速运动 则磨石受到的合力为零 磨石肯定受到垂直于斜壁向下的弹力作用和沿斜壁向下的滑动摩擦力的作用 对磨石受力分析并根据平衡条件可求得 磨石受到的摩擦力f f mg cos 垂直于斜壁向下的弹力n f mg sin 根据滑动摩擦力大小的计算公式还可求得f n f mg sin 所以只有选项a正确 考点三摩擦力的突变摩擦力发生突变的原因具有多样性 可能是物体的受力情况发生了变化 可能是物体的运动状态发生了变化 也可能是物体间的相对运动形式发生了变化 因此要全面分析物体的受力情况和运动状态 抓住摩擦力突变的原因 才能正确地处理此类问题 1 静摩擦力突变为滑动摩擦力 静摩擦力达到最大值的状态是物体恰好保持相对静止的临界状态 2 滑动摩擦力突变为静摩擦力 滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间 因此两物体的速度达到相同时 滑动摩擦力要发生突变 变为零或变为静摩擦力 3 由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力 静摩擦力是被动力 其大小 方向取决于物体间的相对运动趋势 相对运动趋势取决于主动力 若主动力发生突变而物体仍然处于相对静止状态 则其静摩擦力将由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力 典例3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 的变化图像是选项图中的 答案c下面通过 过程分析法 和 特殊位置法 分别求解 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块与木板发生相对滑动前 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 由平衡条件可知 静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力 ff静 mgsin 因此 静摩擦力随 的增大而增大 它们按正弦规律变化 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ffm 继续增大 木块将开始滑动 静摩擦力变为滑动摩擦力 且满足 ffm ff滑 4 木块相对于木板开始滑动后 ff滑 mgcos 此时 滑动摩擦力随 的增大而减小 按余弦规律变化 5 最后 ff滑 0综上分析可知选项c正确 解法二 特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解 具体分析见表 同等正压力条件下最大静摩擦力实际上比