高考物理总复习 22摩擦力课件 新人教版.ppt

第2单元摩擦力 一 摩擦力产生的条件在弹力产生条件的基础上再加两个条件 有相对运动 或相对运动的趋势 接触面不光滑 例1 2011 天津 如图所示 a b两物块叠放在一起 两者保持相对静止 一起向右做匀加速运动 运动过程中b受到的摩擦力 a 方向向左 大小不变b 方向向左 逐渐减小c 方向向右 大小不变d 方向向右 逐渐减小 解析 隔离b 受到向下的重力 向上的支持力 水平向右的静摩擦力 根据牛顿第二定律 有fab mba 其中a为恒量 大小方向均不变 故b受摩擦力向右 大小不变 答案 c 学法指导 所谓 相对运动 或 相对运动趋势 是以相互接触的有摩擦力f作用的二物体之一作为参考系 研究另一物体相对它的运动方向不能选地球或第三者作为参考系 如本题若以地球为参考系 认为摩擦力的方向向左 即与运动的方向相反 显然有悖摩擦力方向的定义 m对m的f 只能选m为参考系 m对m的f 只能选m为参考系 名师点拨 弹力和摩擦力都属于接触力 在受力分析中有重要应用 为防止分析漏力 需到接触处去找力 这是一种有效的防漏力的方法 具体应用在 受力分析专题 一节 二 摩擦力的方向总是阻碍物体间相对运动或相对运动的趋势 即摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反 并沿接触面的切面 注意不是运动方向 例2 2012 海南 下列关于摩擦力的说法正确的是 a 作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速 不可能使物体加速b 作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速 不可能使物体减速c 作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速 也可能使物体加速d 作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速 也可能使物体减速 解析 作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速 也可能使物体加速 作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速 也可能使物体减速 选项c d正确 选项a b错误 答案 cd 学法指导 摩擦力并不总以阻力的形式出现 有时也可作动力 如子弹水平打击静止在光滑水平面上的木块 木块受的滑动摩擦力为动力 摩擦力的方向与物体运动方向不一定在同一直线上 其方向可与v同向 反向或垂直 三 两种常见的摩擦力1 静摩擦力 1 大小 计算静摩擦力的大小 要根据物体的存在状态来分析 千万不能用f n求解静摩擦力 静摩擦力与压力n不成正比 最大静摩擦力另有讨论 例3 如图所示用水平方向的力f将重为g的木块压在竖直墙壁上 使木块保持静止 下列判断正确的是 a 由木块静止可知f gb 由木块静止可知f gc 如果f增大 木块与墙间的f静增大d 如果压力f增大 木块与墙间f静不变 解析 静止 说明木块平衡 应有f静 g f静与f无关 故选d项 答案 d 2 方向 静摩擦力最显著的特点为不定值 有范围0 f fmax 正因如此 其方向也随外界条件的变化而变化 例4 如图所示 位于斜面上的木块m 在沿斜面向上的力f的作用下 处于静止状态 则斜面作用于物块的静摩擦力的 a 方向可能沿斜面向上b 方向可能沿斜面向下c 大小可能等于零d 大小可能等于f 解析 当mgsin f时 f方向沿斜面向上 当mgsin f时 f方向沿斜面向下 当mgsin f时 f 0 当mgsin 2f时 f f 故a b c d项都可能 答案 abcd 3 最大静摩擦力fmax fmax是定值 等于使物体刚开始运动的最小外力 计算式fmax 0n 其中 0为最大静摩擦系数 最大静摩擦力在接触面情况一定的条件下与压力成正比 一般地fmax f滑 例5 如图所示 在水平桌面上放一木块 用从零开始逐渐增大的水平拉力f拉木块直到沿桌面运动 在此过程中 木块所受到的摩擦力f的大小随拉力f的大小变化的图象 如下图 正确的是 解析 当拉力f 0时 桌面对木块没有摩擦力 f 0 当木块受到水平拉力f较小时 木块仍保持静止 但有相对桌面向右运动的趋势 桌面对木块产生向左的静摩擦力 随着水平拉力f不断增大 木块向右运动的趋势也逐渐增强 桌面对木块的静摩擦力也相应增大 直到水平拉力f足够大时 木块开始滑动 此时桌面对木块的静摩擦力达到最大值fmax 在这个过程中 由平衡条件可知 桌面对木块的摩擦力f始终与拉力等大反向 即随着f的增大而增大 f f 体现在图象上 直线倾角 45 木块滑动后 桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力 f滑 fmax 由f滑 n 可知滑动摩擦力不变 应选d项 答案 d 2 滑动摩擦力 1 大小 滑动摩擦力跟压力成正比 也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比 公式 f n f表示滑动摩擦力的大小 n表示压力的大小 为动摩擦因数 名师点拨 n并不总等于物体的重力 它的求解需要结合物体的运动状态和受力综合分析 2 动摩擦因数的特点 动摩擦因数 与接触面的材料 接触面的粗糙情况有关 静摩擦力的求解 依据物体所处的状态 一般有两种方法 平衡法 动力学法 一 平衡法平衡法的理论依据 物体处于平衡状态时 合外力为零 故可用平衡状态的原理求解 问题特征 此种情况 物体对地处于静止状态 例1 如图所示 质量为m 横截面为直角三角形的物块abc abc ab边靠在竖直墙面上 f是垂直于斜面bc的推力 现物块静止不动 则摩擦力的大小为 解析 物块abc在四个力的作用下平衡 如图所示 所以在竖直方向 有f mg fsin 答案 mg fsin 二 动力学法牛顿运动定律法的理论依据 当物体处于非平衡状态时 产生加速度 而加速度的产生与物体所受合外力相对应 故有f合 ma 问题特征 此种情况往往出现在连接体问题中 物体间 相对静止 例2 如图所示 叠加体a b放在光滑地面上 ma 8kg mb 2kg 当f 50n时 a b相对静止 求a b间的摩擦力 答案 40n 学法指导 千万不能用f n求解静摩擦力 因静摩擦力随外界条件变化而不同 静摩擦力有范围0 fmax f n是滑动摩擦力的专用公式 最大静摩擦力的计算公式是fmax maxn 其中 max是最大静摩擦系数 高中范围内不研究最大静摩擦力的公式涉及到的计算 一 自行车前后轮的受力判断相对运动趋势的方向的方法 假设接触面光滑 看物体将如何相对运动 例1 创新题 人在蹬自行车时 后轮驱动自行车前进 设前后轮与地面接触瞬间均无相对滑动 对自行车前后轮受到地面的摩擦力的说法正确的是 a 前轮向前的静摩擦力 后轮向后的静摩擦力b 前轮向前的滑动摩擦力 后轮向后的滑动摩擦力c 前轮向后的静摩擦力 后轮向前的静摩擦力d 前轮向后的滑动摩擦力 后轮向前的滑动摩擦力 解析 物体之间发生的是静摩擦力还是滑动摩擦力 就看物体是否发生相对滑动 题中说明无相对滑动 所以自行车与地面之间产生的是静摩擦力 假设前轮光滑 或刹死前轮 那么前轮相对地面将向前滑行 所以前轮受到向后的静摩擦力作用 假设后轮光滑 或架空 后轮相对地面将向后运行 所以后轮受到向前的静摩擦力作用 选项c正确 答案 c 学法指导 1 判断是静摩擦 还是滑动摩擦 要注意题目所给条件是否发生相对滑动 无相对滑动为静摩擦力 有相对滑动为滑动摩擦力 2 方向的判定要会用假设法 即假设接触面光滑 看其运动趋势 二 皮带传送中的摩擦力 例2 如图所示 传送带与水平面的夹角为37 以v 10m s的速度匀速运动 在传送带的a端轻轻放一小物体 已知物体与传送带间的动摩擦因数 0 5 a b间距离s 16m g 10m s2 cos37 0 8 sin37 0 6 则 1 若转动方向为顺时针方向 小物体从a端运动到b端所需要的时间为 a 2 8sb 2 0sc 2 1sd 4 0s 答案 d 2 在 1 的选项中 若皮带逆时针转动 速