高考物理一轮总复习 高考热点专题 从四个角度剖析摩擦力课件 新人教版.ppt

高考热点专题 二 从四个角度剖析摩擦力 热点概述 摩擦力的理解和分析是中学物理的一个重点 也是一个难点 更是高考的热点 要掌握好这个重点 突破这个难点 应注意摩擦力的分类 性质及作用 准确理解摩擦力的概念 对我们正确解决受力分析 共点力的平衡 牛顿运动定律及能量守恒等问题有很重要的作用 热点透析 1 摩擦力的分类摩擦力分静摩擦力和滑动摩擦力 因摩擦力总是阻碍相互接触的物体间的相对运动或相对运动趋势 与物体的运动情况无必然联系 故静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力 运动的物体受到的摩擦力也可能是静摩擦力 例证1 如图所示 b置于光滑的水平面上 a置于b的上面 且a b接触面粗糙 在 1 中a b在水平力f作用下 一起向右做加速运动 在 2 中a用轻绳水平拉住 b在f的作用下 向右运动 试分析a b之间的摩擦力 解析 在 1 中a b一起向右做加速运动 但a与b保持相对静止 a向右做加速运动 必受到向右的力的作用 这个力就是b给a的向右的静摩擦力 在 2 中 b相对于a向右运动 a相对地面静止不动 a b之间的摩擦力是滑动摩擦力 b给a向右的滑动摩擦力 答案 1 中b与a之间的摩擦力为静摩擦力 2 中b与a之间的摩擦力为滑动摩擦力 2 摩擦力的方向摩擦力的方向总是与接触面相切 静摩擦力的方向与相互接触的物体间的相对运动趋势的方向相反 滑动摩擦力的方向与相互接触的物体间的相对运动方向相反 而不一定与物体的运动方向相反 故摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同 可能与物体的运动方向相反 还可能与物体的运动方向成一夹角 例证2 如图所示 物体a放在匀速转动的圆盘上并与圆盘相对静止 试判断a所受静摩擦力的方向 若圆盘加速转动时 a与圆盘间有相对滑动时 试分析a所受摩擦力的方向 解析 对a进行受力分析 受竖直向下的重力和竖直向上的支持力 a随圆盘一起做匀速圆周运动时 需要的向心力就只由圆盘对a的静摩擦力提供 方向指向圆心 摩擦力的方向与物体的运动方向成90 角 若圆盘加速转动时 a与圆盘间有相对运动 a与圆盘间的摩擦力为滑动摩擦力 滑动摩擦力的方向与相对滑动的方向相反 答案 圆盘匀速转动时摩擦力的方向与物体的运动方向成90 角 始终指向圆心 加速转动时摩擦力的方向与相对滑动的方向相反 3 摩擦力的大小物体受到的摩擦力可能是静摩擦力 也可能是滑动摩擦力 故在计算摩擦力的大小时 必须先分析物体的运动状态 判明物体间是相对滑动还是相对静止 因为静摩擦力的大小随着物体相对运动趋势强弱变化而变化 取值在0与最大静摩擦力fmax之间 滑动摩擦力就只能用公式f n计算 例证3 一木块静止在水平桌面上 已知木块重为10n 木块与桌面间的动摩擦因数为0 2 最大静摩擦力为2 2n 求 1 用1 5n的水平力拉木块时 木块受到的摩擦力有多大 2 要使木块由静止开始运动 至少要用多大的水平拉力 3 木块在桌面上滑动后 使水平拉力大小变为1 5n 木块受到多大的摩擦力 解析 木块与桌面间的最大静摩擦力fmax 2 2n 而滑动摩擦力的大小为f mg 0 2 10n 2 0n 1 因f1 1 5n fmax 故木块受到的是静摩擦力 则f1 f1 1 5n 2 要使木块由静止开始运动 水平拉力必须大于最大静摩擦力 故至少要2 2n 3 木块在桌面滑动后 木块受到的是滑动摩擦力f2 f mg 0 2 10n 2 0n 答案 1 1 5n 2 2 2n 3 2 0n 4 摩擦力的作用摩擦力既可作动力 又可作阻力 因此摩擦力既可做正功 又可做负功 一对静摩擦力做功 机械能不发生转化 一对滑动摩擦力做的总功等于系统减少的机械能 等于转化的内能 例证4 如图 质量为m的小木块a以水平初速度v0冲上质量为m 长为l 置于光滑水平面上的木板b上 并正好不从b上掉下 a b间的动摩擦因数为 求此过程产生的内能 解析 a滑上b后 a b之间的滑动摩擦力的方向如图所示 其大小f f mg 设当a恰好滑到b的末端时 二者具有共同速度v 对a f与木块的运动方向相反 做负功 w1 fsm 由动能定理 w1 m v2 对b f 与木板的运动方向相同 做正功 w2 f sm 由动能定理 w2 mv2 摩擦力对系统所做的功 w w1 w2 mg sm sm mgl 将 代入 得滑动摩擦力对系统所做的功 w mgl m m m v2此过程产生的内能 e w m m m v2答案 m m m v2 热点集训 1 一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆 杆与斜面体的接触面粗糙 在斜面体水平向右运动过程中 发现杆匀加速上升 如图所示 关于斜面体对杆的作用力 下列判断正确的是 a 斜面体对杆的滑动摩擦力沿斜面向下b 斜面体对杆的滑动摩擦力沿斜面向上c 斜面体对杆的作用力竖直向上d 斜面体对杆的作用力竖直向下 解析 选a 杆匀加速上升 斜面体水平向右运动 杆相对于斜面体斜向上滑动 因此杆受的摩擦力沿斜面向下 a对 b错 杆受的支持力垂直于斜面向上 杆受斜面体的作用力斜向右上方 c d错误 2 如图所示 质量m1 20kg和m2 50kg的两物体a b 叠放在动摩擦因数为0 40的粗糙水平地面上 一处于水平位置的轻弹簧 劲度系数为200n m 一端固定于墙壁 另一端与a物体相连 弹簧处于自然状态 现用一水平推力f作用于b物体上 使它慢慢地向墙壁一侧移动 取g 10m s2 当移动0 50m时 两物体间开始相对滑动 这时水平推力f的大小为 a 80nb 280nc 380nd 100n 解析 选c 两物体开始相对滑动 则a受到向左的滑动摩擦力 大小为