高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章 相互作用 基礎(chǔ)課時(shí)4 摩擦力課件.ppt

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基礎(chǔ)課時(shí)4 摩擦力,[知識(shí)梳理],知識(shí)點(diǎn)一、靜摩擦力 1.產(chǎn)生條件 (1)接觸面____。 (2)接觸處有_____。 (3)兩物體有_____________ (仍保持相對(duì)靜止)。 2.定義 兩個(gè)相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體，當(dāng)它們具有__________ __時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生_________________的力。 3.大小和方向 (1)大?。?F≤Fm (2)方向：沿兩物體的接觸面與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向_____。,粗糙,彈力,相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),勢(shì),相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨,阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),相反,知識(shí)點(diǎn)二、滑動(dòng)摩擦力 1.產(chǎn)生條件 (1)接觸面_____。 (2)接觸處有_____。 (3)兩物體間有__________。 2.定義 兩個(gè)相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體，當(dāng)它們發(fā)生_________時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生_____相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。 3.大小及方向 (1)大?。篎＝μFN 公式中μ為比例常數(shù)，稱為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。 (2)方向：沿兩物體的接觸面，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向_____。,粗糙,彈力,相對(duì)運(yùn)動(dòng),相對(duì)運(yùn)動(dòng),阻礙,相反,[思考] 用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定木塊A和木塊B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，有如圖1甲、乙兩種裝置。,圖1 (1)為了用彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)表示滑動(dòng)摩擦力的大小，兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速直線運(yùn)動(dòng)？ (2)若木塊A均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，圖甲中A、B間摩擦力是否等于拉力Fa?,[診斷自測(cè)],1.(多選)下列關(guān)于物體受靜摩擦力作用的敘述中，正確的是( ) A.靜摩擦力的方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 B.靜摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同 C.靜摩擦力的方向既可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，也可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同 D.靜止的物體所受靜摩擦力一定為零 解析 靜摩擦力的方向總與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒有必然的聯(lián)系，兩個(gè)靜止的物體間也可能有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，可能有靜摩擦力，故選項(xiàng)B、C正確。 答案 BC,2.如圖2甲所示，小孩用80 N的水平力沒有推動(dòng)木箱，木箱此時(shí)受到的摩擦力大小為F1；乙圖中，小孩用100 N的水平力恰能推動(dòng)木箱，此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為F2；丙圖中，小孩把木箱推動(dòng)了，此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為F3。若木箱對(duì)地面的壓力大小為200 N，木箱與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.45，則F1、F2、F3的大小分別為( ),圖2 A.80 N 100 N 90 N B.80 N 100 N 45 N C.80 N 80 N 90 N D.0 80 N 45 N,解析 小孩用80 N的水平力推不動(dòng)木箱，則木箱此時(shí)受到的是靜摩擦力，所以F1＝80 N。小孩用100 N的力恰好推動(dòng)木箱，此時(shí)的推力的大小等于最大靜摩擦力的大小，所以F2＝100 N。木箱被推動(dòng)后受滑動(dòng)摩擦力，由公式F＝μFN來計(jì)算大小，所以F3＝0.45×200 N＝90 N，故選項(xiàng)A正確。 答案 A,3.一塊質(zhì)量均勻分布的長(zhǎng)方體木塊按圖3甲、乙、丙所示的三種方式在同一水平面上運(yùn)動(dòng)，其中甲圖中木塊做勻速運(yùn)動(dòng)，乙圖中木塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，丙圖中木塊側(cè)立在水平面上做與甲圖相同的運(yùn)動(dòng)。則下列關(guān)于甲、乙、丙三圖中木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小關(guān)系的判斷正確的是( ),圖3 A.Ff甲＝Ff乙Ff丙 B.Ff甲＝Ff丙Ff乙 C.Ff甲＝Ff乙＝Ff丙 D.Ff丙Ff甲Ff乙,解析 根據(jù)公式F＝μFN知，滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的大小無關(guān)，也與相對(duì)速度或加速度無關(guān)，所以有Ff甲＝Ff乙＝Ff丙。 答案 C,4.(2016·廣東東莞模擬)如圖4所示，物體A放置在固定斜面上，一平行斜面向上的力F作用于物體A上。在力F逐漸增大的過程中，物體A始終保持靜止，則以下說法中正確的是( ),圖4 A.物體A受到的合力增大 B.物體A受到的支持力不變 C.物體A受到的摩擦力增大 D.物體A受到的摩擦力減小,解析 物體A始終靜止，則所受合力為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)斜面與水平面的夾角為θ，物體A質(zhì)量為m，受到的支持力FN＝mgcos θ，選項(xiàng)B正確；如果F開始很小，物體A受到的摩擦力沿斜面向上，當(dāng)F逐漸增大時(shí)，摩擦力先減小至零，后反向增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案 B,考點(diǎn)一 摩擦力的有無及方向的判斷方法 靜摩擦力的有無及方向的判斷方法 (1)假設(shè)法,(2)狀態(tài)法 根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的方向。 (3)牛頓第三定律法 先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。,【例1】 如圖5所示，某糧庫(kù)使用電動(dòng)傳輸機(jī)向糧垛上輸送麻袋包，現(xiàn)將一麻袋包放置在傾斜的傳送帶上，與傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng)，其間突遇故障，傳送帶減速直至停止。若上述勻速和減速過程中，麻袋包與傳送帶始終保持相對(duì)靜止，下列說法正確的是( ),圖5,A.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包只受重力與支持力作用 B.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上 C.減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向下 D.減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上 解析 傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外，還要受沿斜面向上的靜摩擦力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；傳送帶向上減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿傳送帶向上、沿傳送帶向下或?yàn)榱?，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案 B,【拓展延伸】 在【例1】中，若將麻袋包無初速度放在傳送帶的底端，則麻袋包與傳送帶達(dá)到相對(duì)靜止前將受到滑動(dòng)摩擦力作用還是靜摩擦力作用？方向如何？ 解析 傳送帶向上勻速運(yùn)動(dòng)，麻袋包無初速度放在傳送帶上，麻袋包相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，故麻袋包將受到沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力作用。 答案 滑動(dòng)摩擦力，方向沿傳送帶向上,易錯(cuò)提醒 判斷摩擦力方向時(shí)的兩點(diǎn)注意 (1)靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒有必然關(guān)系，可能相同，也可能相反，還可能成一定的夾角。 (2)分析摩擦力方向時(shí)，要注意靜摩擦力方向的“可變性”和滑動(dòng)摩擦力的“相對(duì)性”。,【變式訓(xùn)練】 1.如圖6所示，自動(dòng)卸貨車始終靜止在水平地面上，車廂在液壓機(jī)的作用下可以改變與水平面間的傾角θ，用以卸下車廂中的貨物，下列說法正確的是( ),圖6,A.當(dāng)貨物相對(duì)車廂勻速下滑時(shí)，地面對(duì)貨車有向左的摩擦力 B.當(dāng)貨物相對(duì)車廂靜止時(shí)，地面對(duì)貨車有向左的摩擦力 C.當(dāng)貨物相對(duì)車廂加速下滑時(shí)，地面對(duì)貨車有向左的摩擦力 D.當(dāng)貨物相對(duì)車廂加速下滑時(shí)，貨車對(duì)地面的壓力等于貨物和貨車的總重力 解析 當(dāng)貨物相對(duì)車廂勻速下滑時(shí)，地面對(duì)貨車沒摩擦力；當(dāng)貨物相對(duì)車廂靜止時(shí)，地面對(duì)貨車沒有摩擦力，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)貨物相對(duì)車廂加速下滑時(shí)，地面對(duì)貨車有向左的摩擦力，貨車對(duì)地面的壓力小于貨物和貨車的總重力，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 答案 C,考點(diǎn)二 摩擦力大小的計(jì)算 1.滑動(dòng)摩擦力的大小 (1)公式法：F＝μFN，其中FN是兩物體間的正壓力，其大小不一定等于重力；μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面積無關(guān)。 (2)狀態(tài)法：若μ未知，可結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和其他受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律求解滑動(dòng)摩擦力的大小。 2.靜摩擦力的大小 通常認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，而靜摩擦力只能應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解。,【例2】 (多選)如圖7所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。下列說法正確的是( ),圖7 A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C.當(dāng)Fμ2(m＋M)g時(shí)，木板便會(huì)開始運(yùn)動(dòng) D.無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動(dòng),解析 由于木塊在木板上運(yùn)動(dòng)，所以木塊受到木板的滑動(dòng)摩擦力的作用，其大小為μ1mg，根據(jù)牛頓第三定律可得木塊對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力也為μ1mg。又由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，木板在水平方向上受到木塊的摩擦力μ1mg和地面的靜摩擦力的作用，二力平衡，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；若增大F的大小，只能使木塊的加速度大小變化，但木塊對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力大小不變，因而也就不可能使木板運(yùn)動(dòng)起來，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。 答案 AD,易錯(cuò)提醒 計(jì)算摩擦力時(shí)的三點(diǎn)注意 (1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因?yàn)橹挥谢瑒?dòng)摩擦力才有公式，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓定律來求解。 (2)公式F＝μFN中FN為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。 (3)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān)，與接觸面積的大小也無關(guān)。,【變式訓(xùn)練】 2.如圖8所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙的傳送帶上，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)(v1＜v2)，繩中的拉力分別為F1、F2，則下列說法正確的是( ),圖8,A.物體受到的摩擦力Ff1＜Ff2 B.物體所受摩擦力方向向右 C.F1＝F2 D.傳送帶速度足夠大時(shí)，物體受到的摩擦力可為0,答案 C,考點(diǎn)三 摩擦力的“突變”問題 1.靜—靜“突變” 物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí)，如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變。(見變式訓(xùn)練3) 2.靜—?jiǎng)印巴蛔儭被騽?dòng)—靜“突變” 物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時(shí)，如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力。(見例3) 3.動(dòng)—?jiǎng)印巴蛔儭?某物體相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過程中，若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了，則滑動(dòng)摩擦力方向發(fā)生“突變”。(見隨堂演練4),【例3】 (多選)如圖9所示，用水平力F拉著一物體在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從t＝0時(shí)刻起水平力F的大小隨時(shí)間均勻減小，到t1時(shí)刻F減小為零。物體所受的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖象可能是( ),圖9,解析 物體開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明物體所受水平向右的拉力F與向左的滑動(dòng)摩擦力等大反向。當(dāng)F減小時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)。若F減小為零之前物體始終運(yùn)動(dòng)，則摩擦力始終為滑動(dòng)摩擦力，大小不變，選項(xiàng)A正確；若F減小為零之前物體已停止運(yùn)動(dòng)，則停止前摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，大小不變，停止后摩擦力為靜摩擦力，大小隨F的減小而減小，選項(xiàng)D正確。 答案 AD,【變式訓(xùn)練】 3.一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖10所示，其中F1＝10 N，F(xiàn)2＝2 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為( ),圖10 A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右 C.2 N，方向向右 D.0,解析 當(dāng)物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N，方向向左。可知最大靜摩擦力Ffmax≥8 N。當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)2＝2 N＜Ffmax，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的F2等大反向。選項(xiàng)C正確。 答案 C,1.關(guān)于摩擦力，下列說法正確的是( ) A.靜摩擦力的方向一定與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 B.滑動(dòng)摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，其方向一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 C.受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的 D.作用在運(yùn)動(dòng)物體上的摩擦力一定是滑動(dòng)摩擦力,解析 當(dāng)兩個(gè)直接接觸的物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的時(shí)候，受到的摩擦力為靜摩擦力，因此靜摩擦力的方向一定與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，選項(xiàng)A正確；當(dāng)兩個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力，因此，它的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反也可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；受到靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；作用在運(yùn)動(dòng)物體上的摩擦力可以是靜摩擦力，也可以是滑動(dòng)摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 A,2.(多選)人握住旗桿勻速上爬，則下列說法正確的是( ) A.人受到的摩擦力的方向是沿桿向下的 B.人受到的摩擦力的方向是沿桿向上的 C.人握旗桿用力越大，人受的摩擦力也越大 D.人握旗桿用力越大，并不會(huì)使人受的摩擦力增大 解析 人的手與旗桿是相對(duì)靜止的，人受到的是靜摩擦力，方向沿桿向上，由二力平衡可知，摩擦力大小始終等于人的重力大小，故選項(xiàng)B、D正確。 答案 BD,3.如圖11甲所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，地面對(duì)斜劈的摩擦力為Ff1；如圖乙所示，若對(duì)該物塊施加一平行于斜面向下的推力F1，使其加速下滑，則地面對(duì)斜劈的摩擦力為Ff2；如圖丙所示，若對(duì)該物塊施加一平行于斜面向上的推力F2，使其減速下滑，則地面對(duì)斜劈的摩擦力為Ff3。下列關(guān)于Ff1、Ff2、Ff3的大小關(guān)系正確的是( ),圖11 A.Ff10 B.Ff2Ff3 C.Ff2Ff3 D.Ff2＝Ff3,解析 圖甲中斜劈和物塊都處于平衡狀態(tài)，對(duì)整體，只有豎直方向的重力和支持力，地面對(duì)斜劈的摩擦力Ff1＝0，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖甲的情境可知，在圖乙、丙中，物塊受到斜面的滑動(dòng)摩擦力和支持力的合力與物塊重力平衡，方向豎直向上，由牛頓第三定律知物塊對(duì)斜面的作用力(摩擦力和壓力的合力)方向豎直向下，且與物塊的重力等大，所以斜劈只受到了豎直向下的重力、豎直向上支持力和物塊的豎直向下的作用力，與圖甲中斜劈的受力情況相同，因此有Ff1＝Ff2＝Ff3＝0，B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 答案 D,4.如圖12所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。質(zhì)量為1 kg 的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力F隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向?yàn)檎较?，g＝10 m/s2)( ),圖12,解析 滑塊上升過程中受到滑動(dòng)摩擦力作用，由F＝μFN和FN＝mgcos θ聯(lián)立得F＝6.4 N，方向?yàn)檠匦泵嫦蛳隆．?dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsin θμmgcos θ，滑塊不動(dòng)，滑塊受的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得F＝mgsin θ，代入可得F＝6 N，方向?yàn)檠匦泵嫦蛏?，故選項(xiàng)B正確。 答案 B,小結(jié)巧記 2個(gè)概念——靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力 2個(gè)條件——產(chǎn)生靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的條件 1個(gè)公式——F＝μFN 2個(gè)方向——靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的方向 3種思想方法——假設(shè)法、狀態(tài)法、研究對(duì)象轉(zhuǎn)換法,