【與名師對(duì)話】2014年高考物理總復(fù)習(xí) 第2講 摩擦力課件 新人教版必修1

1、相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),擠壓,相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),接觸面粗糙,最大靜摩擦力,相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),(1)靜摩擦力大小、方向都跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力密切相關(guān)，但跟接觸面相互間壓力FN無直接關(guān)系．因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，變化性強(qiáng)是它的特點(diǎn)，其大小只能依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，若為平衡態(tài)，靜摩擦力將由平衡條件建立方程求解；若為非平衡態(tài)，可由動(dòng)力學(xué)規(guī)律建立方程求解．,(2)最大靜摩擦力Ffm是物體將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力，它

2、的數(shù)值與FN成正比，在FN不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力略小于Ffm，而靜摩擦力可在0～Ffm間變化．,思考1　受靜摩擦力的物體一定靜止嗎？舉例說明．[提示] 物體是否受到靜摩擦力，與物體處于靜止還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有關(guān)系，關(guān)鍵是物體是否相對(duì)于與其接觸的物體靜止．例如，皮帶傳送機(jī)把貨物運(yùn)往高處，貨物是運(yùn)動(dòng)的，但相對(duì)皮帶沒有滑動(dòng)，受到的是靜摩擦力．其實(shí)，生活中很多運(yùn)動(dòng)的物體都受到靜摩擦力的作用，如一個(gè)人端著一杯水走路，杯子所受手的摩擦力；人走路時(shí)所

3、受地面的摩擦力；站在啟動(dòng)的火車上的人所受車廂底板的摩擦力；拔河比賽時(shí)所受繩子的摩擦力等，都是靜摩擦力．你還能舉出更多的例子嗎？,相對(duì)運(yùn)動(dòng),相對(duì)運(yùn)動(dòng),擠壓,相對(duì)運(yùn)動(dòng),接觸面粗糙,壓力,μFN,相對(duì)運(yùn)動(dòng),(1)滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計(jì)算，應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：①μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力．②滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，與接觸

4、面的大小也無關(guān)．,(2)物體受到滑動(dòng)摩擦力時(shí)，物體不一定是運(yùn)動(dòng)的，也可能是靜止的，但一定發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)．(3)滑動(dòng)摩擦力一定與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，一定阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并不是說一定與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反，即不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力可以作動(dòng)力，對(duì)物體做正功，也可以作阻力，對(duì)物體做負(fù)功．受滑動(dòng)摩擦力的物體如果沒有發(fā)生位移，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體不做功．,思考2　怎樣正確理解摩擦力產(chǎn)生條件中“相對(duì)”的含義？[提示] “相對(duì)”既不是對(duì)“地

5、”，也不是對(duì)“觀察者”，“相對(duì)”的是跟它接觸的物體，即把其中一個(gè)物體作參考系，分析另一個(gè)物體相對(duì)于參考系的運(yùn)動(dòng).,2．狀態(tài)法：根據(jù)二力平衡條件、牛頓第二定律或牛頓第三定律，可以判斷靜摩擦力的方向．假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上靜止不動(dòng)，這時(shí)地面會(huì)對(duì)桌子施一靜摩擦力．根據(jù)二力平衡條件可知，該靜摩擦力的方向與推力的方向相反，加速狀態(tài)時(shí)物體所受的靜摩擦力可由牛頓第二定律確定．3．利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來判斷，

6、此法關(guān)鍵是抓住“力是成對(duì)出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力方向，再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力．,A．汽車一定向右做加速運(yùn)動(dòng)B．汽車也可能向左運(yùn)動(dòng)C．m1除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用D．m1除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到向左的摩擦力作用[思路啟迪]　根據(jù)m的受力情況得出汽車的加速度方向，但不能得出運(yùn)動(dòng)方向；m1受到底板的摩擦力的方向可用“假設(shè)法”或“牛頓第二定律”分析

7、得出．,[嘗試解答]　因小球受到豎直向下的重力和斜向右上的繩的拉力作用，因此，合力一定向右，故汽車的加速度水平向右，但有可能是向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；分析m1的受力可知，只有受到的摩擦力水平向右，m1才能產(chǎn)生向右的加速度，故C正確，D錯(cuò)誤．[答案] BC,本題中m1受到的靜摩擦力的方向也可以用假設(shè)法分析，汽車向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若底板光滑，m1將相對(duì)底板向左滑，即m1有相對(duì)底板向左滑動(dòng)的趨勢(shì)，因此m1受到的靜摩擦力方向一定向

8、右．,有一輛遙控電動(dòng)玩具汽車，已知車內(nèi)電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)玩具汽車的后輪、前輪分別放在平板小車甲、乙之上，如圖所示．按動(dòng)遙控器上的“前進(jìn)”、“后退”鍵，汽車就能前進(jìn)或后退，地面與甲、乙車之間的摩擦力不計(jì)．以下敘述正確的是(　　),A．按動(dòng)遙控器上的“前進(jìn)”鍵，甲車對(duì)后輪摩擦力向前，甲車相對(duì)地面向后退B．按動(dòng)遙控器上的“前進(jìn)”鍵，乙車對(duì)前輪摩擦力向前，乙車相對(duì)地面向前進(jìn)C．按動(dòng)遙控器上的“后退”鍵，甲車對(duì)后輪摩擦力向后，甲車相

9、對(duì)地面向前進(jìn)D．按動(dòng)遙控器上的“后退”鍵，乙車對(duì)前輪摩擦力向后，乙車相對(duì)地面向后退,[解析]　因?yàn)檐噧?nèi)電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，汽車前進(jìn)時(shí)，后輪受力向前，前輪受力向后，汽車后退時(shí)，后輪受力向后，前輪受力向前，根據(jù)牛頓第三定律知．選項(xiàng)AC正確．[答案] AC,[思路啟迪]　F撤去之前物塊M在斜面平面內(nèi)受到幾個(gè)力的作用？此時(shí)摩擦力大小為多少？能否判斷最大靜摩擦力的范圍？撤去F之后，在斜面平面內(nèi)又受到幾個(gè)力的作用？判斷物體的狀態(tài)及摩擦力的大小

10、．,解決本題的關(guān)鍵是由受力平衡判斷靜摩擦力的大小和方向，判斷最大靜摩擦力的范圍，進(jìn)一步判斷撤去F后物體的狀態(tài)．認(rèn)為摩擦力的方向只能沿斜面向下是很多同學(xué)經(jīng)常出現(xiàn)的錯(cuò)誤，應(yīng)引起足夠的重視．,(2012·南京期末)如圖甲所示，一物塊在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)F按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)，關(guān)于物塊與斜面間摩擦力的大小變化的說法中正確的是(　　),A．一定增大B．可能一直減小C．可能先減

11、小后增大D．可能一直增大[解析]　由于不知力F與mgsinθ(θ為斜面的傾角)的大小關(guān)系，故無法確定開始時(shí)摩擦力的方向，因此當(dāng)F>mgsinθ時(shí)，隨力F的減小，F(xiàn)f可能先向下減小再向上增大，當(dāng)F≤mgsinθ時(shí)，F(xiàn)f一直向上增大，故C、D正確．[答案] CD,(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P27)摩擦力的“突變”問題涉及摩擦力的各類問題是我們學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，要正確分析摩擦力，往往需要對(duì)物體的其他受力情況、運(yùn)動(dòng)情況等有全面的了解，進(jìn)行綜合考慮

12、．當(dāng)影響摩擦力的一些因素發(fā)生“突變”時(shí)，摩擦力也可能隨之改變．這類“突變”問題的剖析有助于暴露摩擦力分析中的思維弱點(diǎn)，加深對(duì)兩種摩擦力的理解，提高解題能力．,[嘗試解答]　(1)開始時(shí)，α＝0，F(xiàn)f靜＝0.(2)開始一段時(shí)間，物體相對(duì)木板靜止，所受的是靜摩擦力；木板緩慢豎起時(shí)，可認(rèn)為物體處于平衡狀態(tài)，由平衡關(guān)系可知，靜摩擦力大小等于物體重力沿斜面向下的分力：Ff靜＝mgsinα.因此，靜摩擦力隨α的增大而增大，它們呈正弦規(guī)律變化．圖線

13、為正弦函數(shù)圖象．(3)在物體剛好要滑動(dòng)而沒滑動(dòng)時(shí)，F(xiàn)f靜達(dá)到最大值．α繼續(xù)增大，物體將開始滑動(dòng)，靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，且滿足Ff靜>Ff滑．,物塊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．,[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，可知最大靜摩擦力Ffmax≥8 N．當(dāng)撤去力F1后，

14、F2＝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，故C選項(xiàng)正確．[答案] C,[易錯(cuò)分析] 沒有真正理解靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的概念，特別是最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的關(guān)系，錯(cuò)選A或D項(xiàng)．實(shí)際上當(dāng)物體剛剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)物體所受的拉力或推力，在數(shù)值上就等于最大靜摩擦力，一旦物體發(fā)生了運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的摩擦力就是滑動(dòng)摩擦力．,[正確解答]　 由題給條件知未施加力F

15、時(shí)，彈簧的彈力大小為f＝k·Δx＝400×0.02 N＝8 N物塊A與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小為fμA＝μFNA＝0.25×50 N＝12.5 N物塊B與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小為fμB＝μFNB＝0.25×60 N＝15 N,令施加力F后裝置仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，B受地面的摩擦力為fB，A受地面的摩擦力為fA，由平衡條件有：F＋f＝fB，fA＝f代入數(shù)據(jù)解得：fB＝9 N，fA＝8 N綜合

16、以上分析可知，所給選項(xiàng)中只有C項(xiàng)正確．,摩擦力是被動(dòng)力，它以其他力的存在為前提，并與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)，它會(huì)隨著其他力或者物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而變化，所以分析時(shí)，要謹(jǐn)防摩擦力隨著其他力或者物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化而發(fā)生突變．要分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，只有滑動(dòng)摩擦力才可以根據(jù)Fμ＝μFN來計(jì)算，而FN并不總等于物體的重力．,把重為G的物體用一水平力F壓在豎直的足夠高的平整墻壁上，F(xiàn)隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，則從t＝0時(shí)刻開始，物體所受

17、的摩擦力Fμ隨時(shí)間t變化的圖象是下圖中的哪一個(gè)(　　),易錯(cuò)點(diǎn)2：對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)不夠深刻導(dǎo)致錯(cuò)解,[易錯(cuò)分析] 錯(cuò)解一：對(duì)物塊P的受力分析不全面，對(duì)滑動(dòng)摩擦力的認(rèn)識(shí)不到位，認(rèn)為地面對(duì)物塊P的摩擦力就是動(dòng)摩擦因數(shù)與重力的乘積μmg，選D；錯(cuò)解二：對(duì)物塊P進(jìn)行受力分析時(shí)，只考慮到地面對(duì)P的摩擦力而忽略了物塊Q對(duì)物塊P的摩擦力，選B；錯(cuò)解三：對(duì)Q對(duì)P的摩擦力的方向判斷錯(cuò)誤，對(duì)物塊P利用平衡狀態(tài)分析時(shí)，得到答案是C.,[正確解答]　

18、 已知物塊P向右做勻速運(yùn)動(dòng)，由于輕繩的牽制，則物塊Q必然向左做勻速運(yùn)動(dòng)．由于物塊Q與物塊P間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以兩者間具有滑動(dòng)摩擦力，且物塊Q受到物塊P的摩擦力向右，物塊P受到物體Q的摩擦力向左設(shè)物塊P與物塊Q間輕繩的拉力為FT，對(duì)物塊Q進(jìn)行分析，根據(jù)二力平衡有：FT＝μmg對(duì)物塊P進(jìn)行受力分析，水平方向受力如圖所示，f1為物塊Q對(duì)物塊P的摩擦力，f2為物塊P與地面之間的摩擦力，由滑動(dòng)摩擦力公式得f1＝μmg，f2＝2μmg根據(jù)平衡

19、條件有F＝FT＋f1＋f2＝4μmg.答案為A.,摩擦力的大小不一定與正壓力成正比，由滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式f＝μFN可知滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比；最大靜摩擦力的大小也與正壓力成正比；而靜摩擦力的大小與正壓力沒有直接關(guān)系．,(2012·寧波檢測(cè))如右圖所示，物塊M在靜止的傳送帶上以速度v勻速下滑時(shí)，傳送帶突然啟動(dòng)，方向如圖中箭頭所示，若傳送帶的速度大小也為v，則傳送帶啟動(dòng)后(　　)A．M靜止在傳送帶上B．M可能沿斜面

20、向上運(yùn)動(dòng)C．M受到的摩擦力不變D．M下滑的速度不變,[解析]　由M勻速下滑可知其處于平衡狀態(tài)，受重力、摩擦力、支持力作用，合力為零，傳送帶啟動(dòng)以后滑動(dòng)摩擦力不變，對(duì)M受力情況沒有影響，自然也不會(huì)影響其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故C、D正確．[答案] CD,(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P28)1．一物體由圓錐和與它底面相同的半球組成(如下圖所示)，置于粗糙的水平地面上用水平外力拉它做圖中所示三種情況的運(yùn)動(dòng)．比較它所受的摩擦力大小分別為Ff1、Ff2、Ff3.則

21、(　　),A．Ff1>Ff2>Ff3 B．Ff3>Ff2>ff1C．Ff1＝Ff2＝Ff3 D．Ff3＝Ff2>Ff1[解析]　物體在三種不同的運(yùn)動(dòng)情況下，都相對(duì)水平面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故它受到滑動(dòng)摩擦力的作用．在三種情況下，水平地面對(duì)物體的支持力的大小都等于物體的重力，故物體對(duì)地面的正壓力的大小都等于其重力，即FN＝mg.由F＝μFN，知以上三種情況下摩擦力的大小相等．故選項(xiàng)C正確．[答案]

22、 C,2．水平桌面上一重為200 N的物體，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物體時(shí)，物體受到的摩擦力依次為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(　　)A．15 N　30 N　40 N B．15 N　30 N　80 NC．0　0　40 N D．40 N　40 N　40 N,[解析]　物體與桌面間的最大靜摩擦力Fm＝μmg＝40 N故F1＝15 NFm，物體受滑動(dòng)摩擦力Ff3＝μm

23、g＝40 N，故A項(xiàng)正確．[答案] A,3.如右圖所示是2008年殘奧會(huì)開幕式上我國殘疾田徑運(yùn)動(dòng)員侯斌即將點(diǎn)燃火炬的一幅感人的照片，關(guān)于侯斌在拉繩過程中繩對(duì)侯斌的摩擦力的敘述正確的是(　　),A．由于侯斌向上運(yùn)動(dòng)，繩對(duì)侯斌的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，方向向下B．由于侯斌向上運(yùn)動(dòng)，繩對(duì)侯斌的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，方向向上C．侯斌受的是靜摩擦力，方向向上D．侯斌受的是靜摩擦力，方向向下,[解析]　侯斌拉繩過程中，盡管向上運(yùn)動(dòng)，但手和繩相對(duì)

24、靜止，故受到的是靜摩擦力，A、B均錯(cuò)；侯斌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)繩有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故摩擦力的方向向上，即C正確，D錯(cuò)誤．[答案] C,4.(2012·洛陽四校聯(lián)考)如圖所示，物體P放在粗糙水平面上，左邊用一根輕彈簧與豎直墻相連，物體靜止時(shí)彈簧的長度小于原長．若再用一個(gè)從0開始逐漸增大的水平力F向右拉P，直到拉動(dòng)，那么在P被拉動(dòng)之前的過程中，彈簧對(duì)P的彈力FT的大小和地面對(duì)P的摩擦力f的大小的變化情況(　　),A. 彈簧對(duì)P的彈

25、力FT始終增大，地面對(duì)P的摩擦力始終減小B. 彈簧對(duì)P的彈力FT保持不變，地面對(duì)P的摩擦力始終增大C. 彈簧對(duì)P的彈力FT保持不變，地面對(duì)P的摩擦力先減小后增大 D. 彈簧對(duì)P的彈力FT先不變后增大，地面對(duì)P的摩擦力先增大后減小,[解析]　在P被拉動(dòng)之前的過程中，彈簧長度不變，彈簧對(duì)P的彈力FT的大小保持不變；由于彈簧長度小于原長，P有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力向左，用一個(gè)從0開始逐漸增大的水平力F向右拉P的過程中，地面對(duì)P的摩擦