2010年高考物理一轮实验总复习 第二课时 摩擦力 受力分析_82课件 人教版

第二课时第二课时 摩擦力摩擦力 受力分析受力分析 1 产生 两个相互接触的物体 有 时产生的摩擦力 2 作用效果 总是起着阻碍物体间相对 的作用 相对运动趋势相对运动趋势 运动趋势运动趋势 1 受静摩擦力作用的物体一定静止吗 3 产生条件 1 相互接触且 2 有 3 4 大小 随外力的变化而变化 大小在零和最大静摩擦力之间 5 方向 总是与物体的 方向相反 6 最大静摩擦力 静摩擦力的最大值 叫做最大静摩擦力 挤压挤压 相对运动趋势相对运动趋势 接触面粗糙接触面粗糙 相对运动趋势相对运动趋势 1 1 右图照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车 在骑车人用力蹬车前进的过程中 车轮上黑白两色的鞋子与地面接触 下面判断正确的是 A 前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向前 B 前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向后 C 前 后轮上的鞋子不受摩擦力作用 D 后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向后 解析 地面对前轮的摩擦力促使前轮转动 所以前轮受到的摩擦力方向向后 后轮给地面一个向后的摩擦力 所以地面给后轮一个向前的摩擦力 B 正确 答案 B 1 产生 两个相互接触的物体发生 时产生的摩擦力 2 作用效果 总是起着阻碍物体间 的作用 3 产生条件 1 相互接触且 2 有 3 4 大小 滑动摩擦力大小与 成正比 即 F 相对运动相对运动 相对运动相对运动 挤压挤压 相对运动相对运动 接触面粗糙接触面粗糙 压力压力 FN 2 滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小有关吗 5 方向 跟接触面相切 并跟物体 相反 相对运动方向相对运动方向 2 1 如右图所示 质量为 m 的木块在质量为 M 的木板上滑行 木板与地面间的动摩擦因数为 1 木块与木板间的动摩擦因数为 2 木板一直是 静止的 那么木板 M 受到地面对它的摩擦力多大 方向如何 解析 质量为 m 的木块在质量为 M 的木板上滑行 木板一直是静止的 木块受到水平向左的滑动摩擦力 其反作用力作用在木板上 水平向右 使 木板有向右运动的趋势 木板不动 则地面给木板一水平向左的静摩擦力与之平衡 受力分析如右图所示 m 受力 FN1 mg F1 2FN1 2mg M 受力 FN2 Mg F N1 F N1 FN1 地面对木板的静摩擦力 F2 F 1 作用力与反作用力大小相等 F 1 F1 则 F2 2mg 方向 水平向左 答案 2mg 水平向左 2 2 在探究摩擦力的实验中 用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块 如下图所示 小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示 每 次实验时 木块与桌面的接触面相同 则由下表分析可知 实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数 N 1静止0 3 2静止0 5 3直线加速0 6 4匀速直线0 4 5直线减速0 2 A 木块受到的最大摩擦力是 0 6 N B 木块受到的最大静摩擦力可能为 0 5 N C 在这五次实验中 木块受到的摩擦力大小有三次是相同的 D 在这五次实验中 木块受到的摩擦力大小各不相同 解析 只要木块相对水平桌面运动 此摩擦力就是滑动摩擦力 根据题设条件可知三种情况下的滑动摩擦力大小相等 由于木块受到的最大静摩擦 力大于滑动摩擦力 0 4 N 当木块受到最大静摩擦力的时候 木块的状态应该是即将动还没有动的时候 答案 BC 1 概念 把研究对象 指定物体 在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来 并画出物体所受力的 这个过程就是受力分析 2 受力分析的一般顺序 先分析 再分析 弹力 摩擦力 最后分析其他力 电磁力 浮力等 示意图示意图 重力重力 接触力接触力 3 1 如右图所示 在水平力 F 作用下 A B 保持静止 若 A 与 B 的接触面是水平的 且 F 0 则关于 B 的受力个数可能为 A 3 个 B 4 个 C 5 个 D 6 个 解析 以 A 为研究对象 根据平衡条件 A 对 B 有压力和摩擦力的作用 以 B 为研究对象 B 除受到 A 施加的压力和摩擦力外 还受到重力和斜面的 支持力作用 斜面与 B 之间可能存在摩擦力 也可能不存在摩擦力 故选 B C 答案 BC 1 其大小 方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关 但跟接触面相互间压力 FN无直接关系 因而静摩擦力具有大小 方向的可变性 变化性 强是它的特点 其大小只能依据物体的运动状态进行计算 若为平衡态 静摩擦力将由平衡条件建立方程求解 若为非平衡态 可由动力学规律建立 方程求解 2 最大静摩擦力 Fm是物体将要发生相对滑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 滑动摩擦力略小于 Fm 而 静摩擦力可在 0 Fm间变化 1 在粗糙的水平面上放一物体 A A 上再放一质量为 m 的物体 B A B 间的动摩擦因数为 如右图 施一水平力 F 于 A 计算下列 情况下 A 对 B 的摩擦力的大小 1 A B 一起做匀速运动 2 A B 一起以加速度 a 向右匀加速运动 解析 1 因 A B 向右匀速运动 因此对 B 物体来说合力为零 所以 B 物体受到的摩擦力为零 2 因 A B 无相对滑动 所以 B 受到的摩擦力是静摩擦力 这种情况下不能用滑动摩擦力公式 F FN来计算 对 B 物体用牛顿第二定律有 F ma 答案 1 零 2 ma 1 将 F FN定义为动摩擦因数 即 F FN 只与接触面的粗糙程度 接触面的材料有关 与接触面积和接触面上受力 运动状态无关 2 F FN 中 FN为两接触面间的正压力 并不总是等于物体的重力 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关 与接触面的大小也无关 要正确理解摩擦力产生条件中 相对 的含义 相对 既不是对 地 也不是对 观察者 相对 的是跟它接触的物体 即把其中一个物体作参考系 分析另 一个物体相对于参考系的运动 2 质量为 m 的物体放在水平面上 在大小相等 互相垂直的水平力 F1和 F2的作用下 从静止开始沿水平面运动 如右图所示 若 物体与水平面间的动摩擦因数为 则物体 A 在 F1的反方向上受到 F 1 mg 的摩擦力 B 在 F2的反方向上受到 F 2 mg 的摩擦力 C 在 F1 F2合力的反方向上受到的摩擦力为 F 合 mg D 在 F1 F2合力的反方向上受到的摩擦力为 F 合 mg 解析 由于 F1和 F2的合力是恒力 物体由静止开始运动 必沿 F1和 F2的合力方向做直线运动 滑动摩擦力的方向必沿 F1和 F2的合力的反方 向 滑动摩擦力的大小为 F 合 FN 又因为 FN mg 故 F 合 mg 答案 D 1 不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆 2 对于作用在物体上的每一个力 都必须明确它的来源 不能无中生有 3 分析的是物体受到哪些 性质力 按性质分类的力 不能把 效果力 与 性质力 混淆重复分析 假设法是受力分析有效的辅助方法 当不容易确定某力的有无或方向时 可先假设该力有或无 或方向 看引起的结果是否符合给定的运动状态或形变 效果 轻轻告诉你 思考 1 不一定静止 可能静止 可能匀速运动 可能加速运动 还可能减速运动 思考 2 无关 指明物体 A 在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向 1 物体 A 静止于斜面上 如图甲所示 2 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 3 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 4 物体 A 在水平转台上 随转台一起匀速转动 如图丁所示 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 对乙图中的 A 物体也可以根据共点力作用下物体的平衡条件判定所受静摩擦力的方向水平向左 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 由 A 物体的受力情况及牛顿第二定律可知 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 其加速度方向总指向圆心 由 A 物体的受力情况及牛顿第二定律可知 A 受到的静摩擦力也总指向圆心 静摩擦力方向的判断方法 1 假设法 2 状态法 根据二力平衡条件 牛顿第二定律或牛顿第三定律 可以判断静摩擦力的方向 假如用一水平力推桌子 若桌子在水平地面上静止不动 这时 地面会对桌子施一静摩擦力 根据二力平衡条件可知 该静摩擦力的方向与推力的方向相反 加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确定 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方向 再根据 反向 确定另一物体受到的静摩擦力 1 1 如右图所示 一个木块放在固定的粗糙斜面上 今对木块施一个既与斜面底边平行又与斜面平行的推力 F 木块处于静止 状态 如将力 F 撤消 则木块 A 仍保持静止 B 将沿斜面下滑 C 受到的摩擦力大小不变 D 受到的摩擦力方向不变 解析 有力 F 作用时 木块在斜面内的受力如右图 且 Ff 当撤去力 F 后 木块只受 mgsin 和 F f 且 F fFfmax时为滑动摩擦力 2 分 当 FF1cos 时 物体 有下滑趋势 只有当 F2 mg sin F1cos 时 物体才具有上滑趋势 若 F1 F2 且 45 则 F1和 F2沿斜面方向的分力具有 F2sin F1cos 而重 力沿斜面方向的分力 mgsin 不能被除摩擦力外的其他力平衡 所以一定具有下滑趋势 答案 C 5 用轻弹簧竖直悬挂质量为 m 的物体 静止时弹簧伸长量为 L0 现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为