【金榜夺冠】高三物理第一轮复习 第二章第一单元 第2课时 摩擦力课件 必修1.ppt

必修1第二章研究物体间的相互作用 摩擦力 基础回顾 考点一滑动摩擦力 1 滑动摩擦力的定义 两个相互接触且挤压的物体有 时 物体之间产生阻碍 的力 2 滑动摩擦力产生的条件 1 物体表面有 2 接触面 3 物体之间要相互 4 有 3 滑动摩擦力的方向 与接触面 与相对运动的方向 4 滑动摩擦力的大小 答案 1 相对运动相对运动2 1 接触 2 粗糙 3 挤压 4 相对运动3 相切相反4 fnfn 材料接触面粗糙程度面积 滑动摩擦力的大小 f 其中 是指正压力 叫动摩擦因数 它的大小是由 和 共同决定的 与接触的 无关 要点深化 对滑动摩擦力的理解首先要明确滑动摩擦力是一种被动力 在滑动摩擦力的问题中 某物体由于超前运动而会使另一物体产生对自己的摩擦力来迫使自己缓慢运动 相反 某物体由于运动落后而会使另一物体产生对自己的摩擦力来促使自已跟进运动 根据以上道理 我们可分析上图中滑动摩擦力的方向 小物块a因相对长木板速度快而受到水平向左的摩擦力作用使其做匀减速运动 长木板b 初速为零 因相对小物块速度慢而受到水平向右的摩擦力作用而使其做匀加速运动 直到双方的速度相同为止 基础回顾 考点二静摩擦力 1 静摩擦力的定义 两个相互接触且挤压的物体有 时 物体之间产生阻碍 的力 2 静摩擦力产生的条件 1 物体表面有 2 接触面 3 物体之间要相互 4 有 3 静摩擦力的方向 与接触面 与相对运动趋势的方向 4 静摩擦力的大小 答案 1 相对运动趋势相对运动趋势2 1 接触 2 粗糙 3 挤压 4 相对运动趋势3 相切相反4 0 f fmax 静摩擦力大小可以变化 要根据力的平衡条件确定 但一定压力下存在一个最大值fmax 实际存在的静摩擦力f的大小 取值范围为 要点深化 对静摩擦力的进一步理解首先要明确静摩擦力是一种被动力 某物体由于有超前运动的趋势而会使另一物体产生对自己的静摩擦力来 咬住 自己带他一起运动 某物体由于有落后运动的趋势而会使另一物体产生对自己的静摩擦力来 牵着 自己跟他一起运动 根据以上道理 我们可分析如下图所示的静摩擦力的方向 主动轮a带动皮带b 一起运动 则主动轮边缘与皮带 相咬 处某二点上双方各自所受静摩擦力的方向如图所示 主动轮上p 的静摩擦力 方向沿切线向上 皮带上p的静摩擦力方向沿切线向下 皮带b又带动从动轮c一起运动 则皮带与从动轮 相咬 处某二点上双方各自所受静摩擦力的方向如图所示 皮带上q 的静摩擦力方向沿切线向下 从动轮上q的静摩擦力方向沿切线向上 方法一 假设接触面光滑 看物体是否发生相对运动 若发生相对运动 则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止 且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为相对运动趋势的方向 从而确定静摩擦力的方向 方法二 根据物体所处的运动状态 应用动力学规律判定 如两个叠放在水平面上的物体 上面的物体跟下面的物体一起沿水平方向做匀加速运动 下面物体有施加拉力 上面的物体没有 则根据牛顿第二定律 上面物体加速度是下面物体对它的静摩擦力产生的 题型一判断摩擦力是否存在的方法 a b c三物块的质量分别为m m和m0 作如图所示的连接 绳子不可伸长 且绳子和滑轮的质量 滑轮的摩擦均可不计 若b随a一起沿水平桌面做匀速运动 则可以断定 a 物块a与桌面之间有摩擦力 大小为m0gb 物块a与b之间有摩擦力 大小为m0g c 桌面对a b对a 都有摩擦力 两者方向相同 合力为m0gd 桌面对a b对a 都有摩擦力 两者方向相反 合力为m0g 解析 a b c三物体均处于平衡状态 合外力为零 对于c可知绳子的拉力t m0g 对于b 水平方向不受外力 即a b间无摩擦力 对于a b整体 或隔离a分析 水平方向受到绳子的拉力和桌面对a水平向左的滑动摩擦力f作用 有f t m0g a选项正确 答案 a 题型训练 1 如右图所示 水平地面上叠放着a b两长方形物块 f是作用在物块b的水平恒力 物块a b以相同的速度做匀速直线运动 若在运动中突然将f改作用在物块a上 则此后物块a b的运动可能是 a a b仍以相同的速度做匀速直线运动b a做加速运动 b做减速运动 a b最终分离 c a做加速运动 b做减速运动 a b最终没有分离d a b最终以共同的加速度做匀加速运动 答案 ab 解析 力作用在b上时 a没有受到摩擦 这时a b间接触面可能是光滑的 可能是粗糙的 若是光滑的 当力作用在b上时 上面的物体做匀加速运动 下面的物体由于受地面的摩擦力作用而做匀减速运动 双方最终分离 若是粗糙的 一种情况是a b的摩擦力小于f 则情况与上述相同 另一种情况是双方存在的是静摩擦 则双方保持原来的速度匀速前进 题型二判断摩擦力的方向 滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反 所谓相对运动的方向 即被研究的物体相对于与它相互作用的另一个物体的运动方向 相对运动的方向并不一定与该物体的运动方向相一致 也不能简单地认为与物体的运动方向相反 像例2相对运动是档板a和圆柱体的侧面 就要在这里进行研究相对运动的方向 静摩擦力的方向总是跟接触面相切 并且跟物体相对运动趋势的方向相反 所谓相对运动趋势的方向 就是假设不存在这个静摩擦力时 物体间要发生相对运动的方向 一质量为m 2kg的物体置于水平传送带上 随传送带一起以速度v1 2 0m s向前运动 中途因受到一光滑挡板的阻碍而停止向前 运动 现要用一平行于挡板的水平力f将物体以速度v2 1 5m s沿着挡板拉离传送带 已知板与传送带运动方向垂直 如图所示 物体与传送带间的动摩擦因数为 0 3 试求拉力f和挡板对物体的弹力n的大小 解析 物体相对传送带的速度 v相 2 5m s与挡板的夹角 arcsin arcos由力的平衡关系得 f f滑cos mgcos 3 6nn f滑sin mgsin 4 8n 答案 3 6n4 8n 题型训练 2 如图所示 质量为m的物体放在水平放置的钢板c上 与钢板的动摩擦因数为 由于受到相对于地面静止的光滑导槽a b的控制 物体只能沿水平导槽运动 现使钢板以速度v1向右匀速运动 同时用力f拉动物体 方向沿导槽方向 使物体以速度v2沿导槽匀速运动 以下说法正确的是 a 拉力f一定等于物体所受的滑动摩擦力b 拉力f一定小于物体所受的滑动摩擦力 c 钢板的速度v1越大 拉力f越小d 钢板的速度v1越大 拉力f越大 答案 bc 解析 物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2 故相对钢板的合速度v的方向如图所示 滑动摩擦力的方向与v的方向相反 根据平衡条件可得 f f cos mg从上式可以看出 钢板的速度v1越大 拉力f越小 如右图所示 水平面上一个物体在水平向右的力f作用下向右做匀速直线运动 已知物体的质量m 1kg 与水平面的动摩擦因数为 0 5 题型三摩擦力大小的计算 摩擦力是一种被动力 它的大小与物体本身的状态等有关 当物体保持静止时 其大小与其他力的合力相平衡 故随其他力的合力的变化而变化 当物体运动时 其大小由公式f fn 若 不变 则f正比于fn 当物体保持直线运动时 无论其运动状态怎样改变 fn不变 f也不变 1 保持力f的方向不变 突然把力增大一倍 则物体所受的摩擦力变为多少 物体做什么运动 2 保持力f的大小不变 突然把力改为竖直向上 则物体所受的摩擦力变为多少 物体做什么运动 解析 物体受到四个力作用 重力mg 支持力fn 摩擦力ff 水平向右的力f 根据平衡条件 fn mg 10nf ff fn 5n 1 保持力f的方向不变 突然把力增大一倍 因支持力fn没有变化 故摩擦力不变 故ff1 5n 但向右的合力变大 故物体将改做匀加速直线运动 2 保持力f的大小不变 突然把力改为竖直向上 因而造成水平面对物体的支持力变小 即fn mg f 5n 根据ff fn 得ff2 2 5n 虽摩擦力变小 但水平方向没有牵引动力 故物体改做匀减速直线运动 答案 见解析 题型训练 如右图所示 abcd为一倾角 30 的粗糙斜面 ad边与bc边平行 有一重力g 10n的物体放在斜面上 当对物体施加一个与ab边平行的拉力f时 物体恰能做匀速直线运动 已知物体与斜面的动摩擦因数 求 1 物体受到的摩擦力大小 2 拉力f的大小 3 物体运动方向与f方向之间的夹角 解析 物体在平行斜面的方向上 除了受摩擦力ff作用外 沿斜面向下还受重力的一个分力g1 gsin30 5n 物体所受的摩擦力等于f和g1的合力 将f和g1合成如右图所示 答案 1 5n 2 5n 3 45 1 f n gcos30 5n 2 f 5n 3 运动方向与f方向相反 即与f合相同 设其与f的夹角为 则 tan 1 故 45 警示错套滑动摩擦力公式求静摩擦力 如图所示 将一质量为3m的长木板静止地放在水平地面上 另一质量为m的木块以水平初速度v0滑上长木板 若木块与木板 木板与地面间的动摩擦因数均为 则在木块与长木板相对静止之前 长木板受地面的摩擦力大小为 a mgb 2 mgc 3 mgd 4 mg 分析纠错 当木块在长木板上滑行时 长木板相对地面是滑动还是静止应先进行判断 两物体的受力分析如图所示 长木板对木块水平