福建省高三物理一轮复习导与练 第2章第二课时 摩擦力课件 鲁科版.ppt

第二课时摩擦力 对应学生用书第17页 1 知道摩擦力产生的条件 区分滑动摩擦力和静摩擦力 2 能熟练应用假设法判断摩擦力的有无 会综合力学知识求解静摩擦力的大小和方向问题 3 理解动摩擦因数 与接触面的材料及接触面的粗糙程度有关 与其他因素无关 1 摩擦力的产生相互接触且发生形变的粗糙物体间 有相对运动或相对运动趋势时 在接触面上产生的一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力 2 两种摩擦力的比较 3 最大静摩擦力静摩擦力随外力的增大而增大 当外力增大到某一特定值时 物体将开始沿接触面滑动 这时物体与接触面之间的静摩擦力达到最大 这个最大值称为最大静摩擦力 最大静摩擦力与两物体间的压力成正比 并与接触面的性质有关 1 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 摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反 还可能成一夹角 即摩擦力可能是动力也可能是阻力 2 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 有时 可以认为它们的数值相等 对应学生用书第18页 1 以下关于摩擦力的说法中正确的是 c a 只有静止的物体才能受到静摩擦力b 只有运动的物体才能受到滑动摩擦力c 静摩擦力既可以是阻力也可以是动力d 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反解析 摩擦力是相互接触的两物体由于具有相对运动或相对运动趋势而产生的力 既可以是阻力也可以是动力 与物体的运动状态无关 方向始终与相对运动方向或相对运动趋势方向相反 故选项c正确 2 2011年山东济南模拟 如图所示 一质量为m的木块靠在粗糙竖直的墙上 且受到水平力f的作用 下列说法正确的是 d a 若木块静止 则受到的静摩擦力大小大于mg 方向竖直向上b 若木块静止 当f增大时 木块受到的静摩擦力随之增大c 若木块与墙壁的动摩擦因数为 则撤去f后 木块受到的滑动摩擦力大小等于 mgd 若撤去f 木块沿墙壁下滑时 木块不受滑动摩擦力作用解析 木块静止时 受静摩擦力f mg 方向竖直向上 且保持不变 选项a b错误 撤去水平力后 木块滑动 滑动摩擦力为f n 0 选项c错 d正确 3 原创题 爬竿比赛是现在广大中小学常组织的一项娱乐健身活动 假设某同学用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑 他所受的摩擦力分别是f1和f2 那么 c 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 因为该同学匀速上攀或下滑过程中摩擦力始终与所受重力等大 反向 故f1 f2 方向向上 选项c正确 对应学生用书第18 19页 静摩擦力有无的判定 根据静摩擦力产生的条件 接触面粗糙 两接触面有挤压 具有相对运动趋势 来判断 是分析静摩擦力最直接 最基本的方法 1 假设法 1 2 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 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方向 再确定另一物体受到的静摩擦力 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 例1 指明物体a在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向 物体a静止于斜面上 如图 甲 所示 物体a受到水平拉力f作用而仍静止在水平面上 如图 乙 所示 物体a放在车上 在刹车过程中 a相对于车厢静止 如图 丙 所示 物体a在水平转台上 随转台一起匀速转动 如图 丁 所示 思路点拨 根据摩擦力产生的条件利用假设法或运动状态法分析 解析 运用假设法不难判断出图 甲 斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势 所受的静摩擦力沿斜面向上 图 乙 中的物体a有向右滑动的趋势 所受静摩擦力沿水平面向左 判断静摩擦力方向 还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断 图 丙 中 a物体随车一起向右减速运动 其加速度方向水平向左 故a物体所受静摩擦力水平向左 与加速度同向 图 丁 中 a物体随转台匀速转动 做匀速圆周运动 其加速度总指向圆心 则a受到的静摩擦力也总指向圆心 答案 甲 图中 沿斜面向上 乙 图中 水平向左 丙 图中 水平向左 丁 图中 总指向圆心 判断静摩擦力常用方法是假设法 其判断步骤为 选研究对象 受静摩擦力作用的物体 选跟研究对象接触的物体为参考系 假设接触面光滑 找出研究对象相对参考系的速度方向 即相对运动趋势的方向 静摩擦力方向与相对运动趋势的方向相反 针对训练11 2011年山东淄博期末考试 在机场和海港 常用输送带运送行李 货物 如图所示 a为水平输送带 b为倾斜输送带 当行李箱随输送带一起匀速运动时 下列几种判断中正确的是 a a b两种情形中的行李箱都受到两个力作用b a b两种情形中的行李箱都受到三个力作用c 情形a中的行李箱受到两个力作用 情形b中的行李箱受到三个力作用d 情形a中的行李箱受到三个力作用 情形b中的行李箱受到四个力作用解析 本题可采用运动状态法判断 行李箱随输送带一起匀速运动 根据平衡条件 合力为0 分析行李箱受力可得 情形a中行李箱受重力 支持力两个力作用 情形b中行李箱受重力 支持力和静摩擦力三个力作用 本题正确答案为c 答案 c 摩擦力大小的计算 1 滑动摩擦力的大小方法一 用公式f n来计算 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 n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 方法二 利用平衡条件或牛顿第二定律 2 静摩擦力的大小根据物体所受外力及所处的状态 平衡或变速 可分为两种情况 1 物体处于平衡状态时 静止或匀速 利用力的平衡条件来判断其大小 2 物体有加速度时 则根据受力分析 用牛顿第二定律求解 例2 2011年福州模拟 6分 木块重为6n 把木块放在水平桌面上 弹簧秤水平向左拉木块 当弹簧秤的示数增大到3 2n时 木块刚好开始移动 已知木块与接触面间的动摩擦因数 0 5 1 当弹簧秤示数为1 5n时 木块受到的摩擦力大小为多少 方向向哪 2 当弹簧秤示数为4n时 木块受到的摩擦力大小为多少 方向向哪 3 在木块滑行的过程中 突然撤去弹簧秤 则刚撤去弹簧秤时 木块受到的摩擦力大小为多少 方向向哪 规范解答 1 fmax 3 2n 由于f1fmax 物体滑动 受滑动摩擦力f2 n mg 0 5 6n 3n 1分 方向水平向右 1分 3 撤去弹簧秤时 物体仍受滑动摩擦力f3 n 0 5 6n 3n 1分 方向水平向右 1分 答案 见规范解答 对于摩擦力的计算 首先要分清是滑动摩擦力还是静摩擦力 只有滑动摩擦力才能直接应用公式f n计算 静摩擦力的计算必须结合外力和物体的状态 针对训练21 如图所示 物体a质量为4kg 物体b质量为2kg 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 1 b对a的压力大小 2 地面对a的支持力大小 3 接触面间的动摩擦因数 g 10m s2 解析 1 以a物体为研究对象 其受力情况如图所示 则物体b对其压力n2 gb mg 20n 2 地面对a的支持力n1 ga gb 60n 3 a受b的滑动摩擦力f2 n2 20 na受地面的摩擦力f1 n1 60 n又由题意得 f f1 f2 60 20 n 80 n将f 32n代入即可得到 0 4 答案 1 20n 2 60n 3 0 4 考点一 静摩擦力的特点 例1 基础题 下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中正确的是 a 静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反b 静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同c 静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直d 静止物体所受静摩擦力一定为零解析 静摩擦力总是与相对运动趋势方向相反 但可以与运动方向相同 也可以与运动方向相反 还可以与运动方向垂直 匀速转动的圆盘上相对静止的物块受到的静摩擦力提供向心力 所以选项a b错误 c正确 静摩擦力的大小介于0 fm之间 所以选项d错误 答案 c 考点二 摩擦力的计算 例2 能力题 重100n的木块放在水平面上 它与水平面的动摩擦因数为0 25 最大静摩擦力为27n 现用水平拉力拉木块 当此拉力的大小由0增大到26n时 木块受到的摩擦力大小为f1 当拉力大小由30n减小到27n时 木块受到的摩擦力大小为f2 则下列说法正确的是 a f1 25nf2 25nb f1 25nf2 27nc f1 26nf2 25nd f1 26nf2 27n解析 木块要发生相对运动 拉力应克服最大静摩擦力 本题最大静摩擦力为27n 当外力由0增大到26n的过程中 拉力小于最大静摩擦力 所以木块受到的是静摩擦力 大小与拉力相等 即f1 26n 当拉力为30n时 木块发生相对运动 从30n减小到27n的过程中 拉力一直大于滑动摩擦力 25n 所以木块受到的是滑动摩擦力 即f2 g 25n 答案 c 2010年山东卷 17 多选题 如图所示 质量分别为m1 m2的两个物体通过轻弹簧连接 在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动 m1在地面上 m2在空中 力f与水平方向成 角 则m1所受支持力n和摩擦力f正确的是 ac a n m1g m2g fsin b n m1g m2g fcos c f fcos d f fsin 解析 选m1 m2 弹簧整体为研究对象 受力如图 由平衡条件得 fsin n m1 m2 g f fcos 由 得n m1 m2 g fsin 故a正确 b错误 由 知c正确 d错误 故选项a c正确 本题考查了研究对象的选取及弹力和摩擦力的计算 正确的受力分析是解决此类问题的关键 对多个研究对象相关联的情况 若不涉及相互作用力 整体法是比较简捷的方式 对应学生用书第215 216页 测控导航 1 2011年福建龙岩模拟 如图所示 两物体a和b通过跨过定滑轮的细绳连接 它们都处于静止状态 对于物体a的受力 下列说法正确的是 c a 有可能绳子拉力的竖直分量跟重力大小相等 则水平面给它的弹力为零 所以a受重力 绳子拉力和摩擦力三个力的作用b 可能受重力 绳子拉力 水平面给它的弹力三个力的作用c 一定受重力 绳子拉力 水平面给它的弹力和摩擦力四个力的作用d 可能受重力和绳子拉力两个力的作用 解析 物体a处于静止状态 一定受斜向上的绳子拉力 地面的摩擦力 弹力和重力作用 故选项c正确 a项中若弹力为零则不会受摩擦力 不可能平衡 故a错 因绳子拉力有水平分量故一定受摩擦力才能平衡 所以b d两项错误 2 2010年厦门联考 如图所示 放在水平桌面上的木块a处于静止状态 所挂的砝码和托盘的总质量为0 6kg 弹簧测力计读数为2n 滑轮摩擦不计 若轻轻取走盘中的部分砝码 使总质量减少到0 3kg时 将会出现的情况是 g 10m s2 b a 弹簧测力计的读数将变小b a仍静止不动c a对桌面的摩擦力不变d a所受的合力将要变大 解析 当砝码和托盘的总质量为m1 0 6kg时 f f m1g 6n f 4n 可知a与桌面的最大静摩擦力至少为4n 当总质量为m2 0 3kg时 设a仍不动 有f不变 f f m2g f 1n 4n 故假设成立 a仍静止不动 a对桌面的摩擦力减为1n 弹簧测力计的示数不变 故只有b正确 3 2011年江苏省南京市期末调研 如图所示 某人为执行一项特殊任务 须从椭球形屋顶半中间位置开始向上缓慢爬行 他在向上爬行的过程中 c a 屋顶对他的支持力变小b 屋顶对他的支持力不变c 屋顶对他的摩擦力变小d 屋顶对他的摩擦力变大解析 设人的运动方向与水平方向的夹角为 根据力的分解和物体的平衡条件 屋顶对人的支持力大小为n mgcos 摩擦力大小为f mgsin 本题答案为c 4 2011年河北唐山一模 如图所示 一木板b放在水平地面上 木块a放在b的上面 a的左端通过轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上 用力f向右拉动木板b 使它以速度v匀速运动 这时弹簧秤示数为f1 已知木块与木板之间 木板和地面之间的动摩擦因数相同 则下面的说法中正确的是 d a 木板b受到的滑动摩擦力的大小等于f1b 地面受到的滑动摩擦力的大小等于f1c 若木板b以2v的速度运动 木块a受到的摩擦力的大小等于2f1d 若用2f的力作用在木板b上 木块a受到的摩擦力的大小仍为f1 解析 b匀速运动 根据平衡条件可知 b所受a的摩擦力与地面对b的摩擦力的和与拉力f平衡 a项错 对a做受力分析 a保持静止 故a所受摩擦力与弹簧秤弹力平衡 即a b之间的摩擦力大小为f1 结合对b的受力分析 可知 地面对b的摩擦力大小为f f1 b项错 a b之间的摩擦力为滑动摩擦力 与相对速度无关 故c项错 d项正确 5 拓展探究题 如图所示 斜面固定在地面上 倾角为37 sin37 0 6 cos37 0 8 质量为1kg的滑块 以一定的初速度沿斜面向下滑 斜面足够长 滑块与斜面间的动摩擦因数为0 8 该滑块所受摩擦力f随时间变化的图象是图中的 取初速度方向为正方向 取g 10m s2 a 解析 由题意知 重力沿斜面向下的分力mgsin37 6n 滑动摩擦力 mgcos37 6 4n 所以滑块做匀减速直线运动 最后静止在斜面上 即滑块先受滑动摩擦力 大小为6 4n 后为静摩擦力 大小与重力沿斜面向下的分力相等 为6n 其方向都与初速度方向相反 选项a正确 6 2010年济南模拟 如图 一固定斜面上两个质量相同的小物块a和b紧挨着匀速下滑 a与b的接触面光滑 已知a与斜面之间的动摩擦因数是b与斜面之间动摩擦因数的2倍 斜面倾角为 b与斜面之间的动摩擦因数是 a an ta b cot c tan d cot 解析 a b两物体受到斜面的支持力均为mgcos 所受滑动摩擦力分别为fa amgcos fb bmgcos 对整体受力分析结合平衡条件可得2mgsin amgcos bmgcos 且 a 2 b 解之得 b tan 故a项正确 7 如图所示 截面为三角形的木块a上放置一铁块b 三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直面上 现用竖直向上的作用力f 推动木块与铁块一起向上匀速运动 运动过程中铁块与木块始终保持相对静止 则下面说法正确的是 a a 木块a与铁块b间一定存在摩擦力b 木块与竖直墙面间一定存在水平弹力c 木块与竖直墙面间一定存在摩擦力d 竖直向