高考物理一轮复习 专题2.2 摩擦力教学案 新人教版.doc

2016高考物理一轮复习 专题2.2 摩擦力教学案 新人教版【2016考纲解读】1掌握滑动摩擦力的产生条件及方向判断，会计算其大小.2掌握静摩擦力的产生条件及方向判断，理解其大小的判断方法.【重点知识梳理】一、摩擦力1、定义：当一个物体在另一个物体的表面上相对运动(或有相对运动的趋势)时，受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和滑动摩擦力。2、产生条件：接触面粗糙；相互接触的物体间有弹力；接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。3、摩擦力的方向：静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。说明：（1）“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，可能与运动方向成一夹角。（2）滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用。4、摩擦力的大小：（1）静摩擦力的大小：与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0ffm 但跟接触面相互挤压力fn无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，在中学阶段讨论问题时，如无特殊说明，可认为它们数值相等。效果：阻碍物体的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,可以是动力,也可以是阻力。（2）滑动摩擦力的大小：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=fn （f表示滑动摩擦力大小，fn表示正压力的大小，叫动摩擦因数）。说明：fn表示两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力，更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定。与接触面的材料、接触面的情况有关，无单位。滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。5、效果：总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。说明：滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关二、静摩擦力静摩擦力定义： 发生在两个相对静止的物体之间,由于存在有相对的运动趋势而产生的阻碍相对运动趋势的力叫做静摩擦力。(1)产生条件：相互接触的物体间存在弹力：两物体间有相对运动的趋势；接触面粗糙。(2)方向：跟接触面相切，并且跟相对运动趋势方向相反 静摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，或与运动方和成一夹角。(3)作用效果：总是阻碍物体间的相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动，可以是动力，也可以是阻力。(4)大小：没有确定的取也值无确定的运算公式，只能在零到最大值之间取值。静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0ffm ，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。(5)静摩擦力是被动力,其作用效果是阻碍物体的相对运动趋势,并不是阻碍运动。与发生趋势的力大小相等、方向相反，相互平衡。说明：摩擦力总是起阻碍相对运动的作用,并不是阻碍物体的运动.因为有此时候摩擦力的方向与物体运动方向相同.绝对不能说:静止的物体受到的摩擦力是静摩擦力,运动物体受到的摩擦力是滑动摩擦力。静摩擦力是相对静止的物体之间的摩擦力，受静摩擦力作用的物体不一定静止。滑动摩擦力是具有相对运动的物体之间的摩擦力，受滑动摩擦力作用的物体不一定都滑动。一个物体滑动另一个物体静止是常见的现象。摩擦力和弹力都是接触力，有摩擦力时必定有弹力，有弹力不一定有摩擦力。分析摩擦力时“参考系”的选择：条件是相互接触物体之间产生相对运动或相对运动的趋势。【高频考点突破】考点一静摩擦力方向的判断例1、如图所示，a、b两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，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【特别提醒】假设法：静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势方向相反，利用“假设法”可以判断出物体相对运动趋势的方向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考点二摩擦力大小的计算例2、如图所示，人重600 n，木块a重400 n，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)人对绳的拉力大小；(2)人脚对a的摩擦力的大小和方向 (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ftff人100 n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100 n.答案(1)100 n(2)100 n方向水平向右【特别提醒】计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力(1)滑动摩擦力由公式ffn计算，应用此公式时要注意以下两点：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最大静摩擦力fmax：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，fmax比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，而静摩擦力可在0fmax间变化考点三摩擦力的突变问题例3、长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图8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()分析如图：【特别提醒】该类问题常涉及摩擦力的突变问题，在分析中很容易发生失误在解决此类问题时应注意以下两点：(1)如题干中无特殊说明，一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力(2)由于此类问题涉及的过程较为复杂，采用特殊位置法解题往往比采用过程分析法解题更为简单考点四 滑动摩擦力 滑动摩擦力的方向不是与物体的运动方向相反，而是与物体的相对运动的方向相反，滑动摩擦力的公式中的n是指物体对接触面的正压力，而物体对接触面的正压力和接触面对物体的支持力的大小是相等的，故n的大小可理解为物体所受的支持力.【例4】如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用细线与墙连接着，黑毛巾的中部用细线拉住.设细线均水平，欲使黑白毛巾分离开来，若每条毛巾的质量均为m、毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为，则将黑毛巾匀速拉出需施加的水平拉力f值为 ( )fa. b. c. d.考点五 静摩擦力正压力是静摩擦力产生的条件之一，但静摩擦力的大小与正压力无关（最大静摩擦力除外），当物体处于平衡状态时，静摩擦力的大小由平衡条件来求；而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求解.【例5】木块a、b分别重50 n和60 n，它们与水平地面之间的动磨擦因数均为0.25；夹在a、b之间轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400n/m.系统置于水平地面上静止不动.现用f=1 n的水平拉力作用在木块b上.如图所示.力f作用后（ ）abfa.木块a所受摩擦力大小是12.5 nb.木块a所受摩擦力大小是11.5 nc.木块b所受摩擦力大小是9 nd.木块b所受摩擦力大小是7 n【经典考题精析】（201 1【2014广东卷】 如图7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()am处受到的支持力竖直向上bn处受到的支持力竖直向上cm处受到的静摩擦力沿mn方向dn处受到的静摩擦力沿水平方向2.【2014浙江卷】 下列说法正确的是()a机械波的振幅与波源无关b机械波的传播速度由介质本身的性质决定c物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反d动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关3浙江卷）如图所示，水平木板上有质量m1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力f作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力ff的大小取重力加速度g10 m/s2，下列判断正确的是()a5 s内拉力对物块做功为零b4 s末物块所受合力大小为4.0 nc物块与木板之间的动摩擦因数为0.4d6 s9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2（2013北京卷）倾角为、质量为m的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上下列结论正确的是()a木块受到的摩擦力大小是mgcosb木块对斜面体的压力大小是mgsinc桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsincosd桌面对斜面体的支持力大小是(mm)g之和(mm)g，c项错误，d项正确 (2012海南单科8)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 (2011安徽14)一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上现对物块施加一个竖直向下的恒力f，如图所示则物块()a仍处于静止状态b沿斜面加速下滑c受到的摩擦力不变d受到的合外力增大 (2011海南5)如图所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一