高考物理一輪復(fù)習(xí) 2.1.2 摩擦力課件 粵教版必修1 .ppt

第一單元相互作用第2課時(shí)摩擦力 必修1第二章研究物體間的相互作用 基礎(chǔ)回顧 考點(diǎn)一滑動(dòng)摩擦力 1 滑動(dòng)摩擦力的定義 兩個(gè)相互接觸且擠壓的物體有 時(shí) 物體之間產(chǎn)生阻礙 的力 2 滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件 1 物體表面有 2 接觸面 3 物體之間要相互 4 有 3 滑動(dòng)摩擦力的方向 與接觸面 與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 4 滑動(dòng)摩擦力的大小 答案 1 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)2 1 接觸 2 粗糙 3 擠壓 4 相對(duì)運(yùn)動(dòng)3 相切相反4 fnfn 材料接觸面粗糙程度面積 滑動(dòng)摩擦力的大小 f 其中 是指正壓力 叫動(dòng)摩擦因數(shù) 它的大小是由 和 共同決定的 與接觸的 無(wú)關(guān) 要點(diǎn)深化 對(duì)滑動(dòng)摩擦力的理解首先要明確滑動(dòng)摩擦力是一種被動(dòng)力 在滑動(dòng)摩擦力的問(wèn)題中 某物體由于超前運(yùn)動(dòng)而會(huì)使另一物體產(chǎn)生對(duì)自己的摩擦力來(lái)迫使自己緩慢運(yùn)動(dòng) 相反 某物體由于運(yùn)動(dòng)落后而會(huì)使另一物體產(chǎn)生對(duì)自己的摩擦力來(lái)促使自已跟進(jìn)運(yùn)動(dòng) 根據(jù)以上道理 我們可分析上圖中滑動(dòng)摩擦力的方向 小物塊a因相對(duì)長(zhǎng)木板速度快而受到水平向左的摩擦力作用使其做勻減速運(yùn)動(dòng) 長(zhǎng)木板b 初速為零 因相對(duì)小物塊速度慢而受到水平向右的摩擦力作用而使其做勻加速運(yùn)動(dòng) 直到雙方的速度相同為止 基礎(chǔ)回顧 考點(diǎn)二靜摩擦力 1 靜摩擦力的定義 兩個(gè)相互接觸且擠壓的物體有 時(shí) 物體之間產(chǎn)生阻礙 的力 2 靜摩擦力產(chǎn)生的條件 1 物體表面有 2 接觸面 3 物體之間要相互 4 有 3 靜摩擦力的方向 與接觸面 與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 4 靜摩擦力的大小 答案 1 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)2 1 接觸 2 粗糙 3 擠壓 4 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)3 相切相反4 0 f fmax 靜摩擦力大小可以變化 要根據(jù)力的平衡條件確定 但一定壓力下存在一個(gè)最大值fmax 實(shí)際存在的靜摩擦力f的大小 取值范圍為 要點(diǎn)深化 對(duì)靜摩擦力的進(jìn)一步理解首先要明確靜摩擦力是一種被動(dòng)力 某物體由于有超前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而會(huì)使另一物體產(chǎn)生對(duì)自己的靜摩擦力來(lái) 咬住 自己帶他一起運(yùn)動(dòng) 某物體由于有落后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而會(huì)使另一物體產(chǎn)生對(duì)自己的靜摩擦力來(lái) 牽著 自己跟他一起運(yùn)動(dòng) 根據(jù)以上道理 我們可分析如下圖所示的靜摩擦力的方向 主動(dòng)輪a帶動(dòng)皮帶b 一起運(yùn)動(dòng) 則主動(dòng)輪邊緣與皮帶 相咬 處某二點(diǎn)上雙方各自所受靜摩擦力的方向如圖所示 主動(dòng)輪上p 的靜摩擦力 方向沿切線向上 皮帶上p的靜摩擦力方向沿切線向下 皮帶b又帶動(dòng)從動(dòng)輪c一起運(yùn)動(dòng) 則皮帶與從動(dòng)輪 相咬 處某二點(diǎn)上雙方各自所受靜摩擦力的方向如圖所示 皮帶上q 的靜摩擦力方向沿切線向下 從動(dòng)輪上q的靜摩擦力方向沿切線向上 方法一 假設(shè)接觸面光滑 看物體是否發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 則說(shuō)明物體原來(lái)的靜止是有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的靜止 且假設(shè)接觸面光滑后物體發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向即為相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 從而確定靜摩擦力的方向 方法二 根據(jù)物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 應(yīng)用動(dòng)力學(xué)規(guī)律判定 如兩個(gè)疊放在水平面上的物體 上面的物體跟下面的物體一起沿水平方向做勻加速運(yùn)動(dòng) 下面物體有施加拉力 上面的物體沒有 則根據(jù)牛頓第二定律 上面物體加速度是下面物體對(duì)它的靜摩擦力產(chǎn)生的 題型一判斷摩擦力是否存在的方法 a b c三物塊的質(zhì)量分別為m m和m0 作如圖所示的連接 繩子不可伸長(zhǎng) 且繩子和滑輪的質(zhì)量 滑輪的摩擦均可不計(jì) 若b隨a一起沿水平桌面做勻速運(yùn)動(dòng) 則可以斷定 a 物塊a與桌面之間有摩擦力 大小為m0gb 物塊a與b之間有摩擦力 大小為m0g c 桌面對(duì)a b對(duì)a 都有摩擦力 兩者方向相同 合力為m0gd 桌面對(duì)a b對(duì)a 都有摩擦力 兩者方向相反 合力為m0g 解析 a b c三物體均處于平衡狀態(tài) 合外力為零 對(duì)于c可知繩子的拉力t m0g 對(duì)于b 水平方向不受外力 即a b間無(wú)摩擦力 對(duì)于a b整體 或隔離a分析 水平方向受到繩子的拉力和桌面對(duì)a水平向左的滑動(dòng)摩擦力f作用 有f t m0g a選項(xiàng)正確 答案 a 題型訓(xùn)練 1 如右圖所示 水平地面上疊放著a b兩長(zhǎng)方形物塊 f是作用在物塊b的水平恒力 物塊a b以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng) 若在運(yùn)動(dòng)中突然將f改作用在物塊a上 則此后物塊a b的運(yùn)動(dòng)可能是 a a b仍以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)b a做加速運(yùn)動(dòng) b做減速運(yùn)動(dòng) a b最終分離 c a做加速運(yùn)動(dòng) b做減速運(yùn)動(dòng) a b最終沒有分離d a b最終以共同的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng) 答案 ab 解析 力作用在b上時(shí) a沒有受到摩擦 這時(shí)a b間接觸面可能是光滑的 可能是粗糙的 若是光滑的 當(dāng)力作用在b上時(shí) 上面的物體做勻加速運(yùn)動(dòng) 下面的物體由于受地面的摩擦力作用而做勻減速運(yùn)動(dòng) 雙方最終分離 若是粗糙的 一種情況是a b的摩擦力小于f 則情況與上述相同 另一種情況是雙方存在的是靜摩擦 則雙方保持原來(lái)的速度勻速前進(jìn) 題型二判斷摩擦力的方向 滑動(dòng)摩擦力的方向總是跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反 所謂相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 即被研究的物體相對(duì)于與它相互作用的另一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)方向 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向并不一定與該物體的運(yùn)動(dòng)方向相一致 也不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 像例2相對(duì)運(yùn)動(dòng)是檔板a和圓柱體的側(cè)面 就要在這里進(jìn)行研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切 并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 所謂相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向 就是假設(shè)不存在這個(gè)靜摩擦力時(shí) 物體間要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向 一質(zhì)量為m 2kg的物體置于水平傳送帶上 隨傳送帶一起以速度v1 2 0m s向前運(yùn)動(dòng) 中途因受到一光滑擋板的阻礙而停止向前 運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)要用一平行于擋板的水平力f將物體以速度v2 1 5m s沿著擋板拉離傳送帶 已知板與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向垂直 如圖所示 物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 3 試求拉力f和擋板對(duì)物體的彈力n的大小 解析 物體相對(duì)傳送帶的速度 v相 2 5m s與擋板的夾角 arcsin arcos由力的平衡關(guān)系得 f f滑cos mgcos 3 6nn f滑sin mgsin 4 8n 答案 3 6n4 8n 題型訓(xùn)練 2 如圖所示 質(zhì)量為m的物體放在水平放置的鋼板c上 與鋼板的動(dòng)摩擦因數(shù)為 由于受到相對(duì)于地面靜止的光滑導(dǎo)槽a b的控制 物體只能沿水平導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)使鋼板以速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng) 同時(shí)用力f拉動(dòng)物體 方向沿導(dǎo)槽方向 使物體以速度v2沿導(dǎo)槽勻速運(yùn)動(dòng) 以下說(shuō)法正確的是 a 拉力f一定等于物體所受的滑動(dòng)摩擦力b 拉力f一定小于物體所受的滑動(dòng)摩擦力 c 鋼板的速度v1越大 拉力f越小d 鋼板的速度v1越大 拉力f越大 答案 bc 解析 物體相對(duì)鋼板具有向左的速度分量v1和側(cè)向的速度分量v2 故相對(duì)鋼板的合速度v的方向如圖所示 滑動(dòng)摩擦力的方向與v的方向相反 根據(jù)平衡條件可得 f f cos mg從上式可以看出 鋼板的速度v1越大 拉力f越小 如右圖所示 水平面上一個(gè)物體在水平向右的力f作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) 已知物體的質(zhì)量m 1kg 與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 5 題型三摩擦力大小的計(jì)算 摩擦力是一種被動(dòng)力 它的大小與物體本身的狀態(tài)等有關(guān) 當(dāng)物體保持靜止時(shí) 其大小與其他力的合力相平衡 故隨其他力的合力的變化而變化 當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí) 其大小由公式f fn 若 不變 則f正比于fn 當(dāng)物體保持直線運(yùn)動(dòng)時(shí) 無(wú)論其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)怎樣改變 fn不變 f也不變 1 保持力f的方向不變 突然把力增大一倍 則物體所受的摩擦力變?yōu)槎嗌?物體做什么運(yùn)動(dòng) 2 保持力f的大小不變 突然把力改為豎直向上 則物體所受的摩擦力變?yōu)槎嗌?物體做什么運(yùn)動(dòng) 解析 物體受到四個(gè)力作用 重力mg 支持力fn 摩擦力ff 水平向右的力f 根據(jù)平衡條件 fn mg 10nf ff fn 5n 1 保持力f的方向不變 突然把力增大一倍 因支持力fn沒有變化 故摩擦力不變 故ff1 5n 但向右的合力變大 故物體將改做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 2 保持力f的大小不變 突然把力改為豎直向上 因而造成水平面對(duì)物體的支持力變小 即fn mg f 5n 根據(jù)ff fn 得ff2 2 5n 雖摩擦力變小 但水平方向沒有牽引動(dòng)力 故物體改做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 答案 見解析 題型訓(xùn)練 如右圖所示 abcd為一傾角 30 的粗糙斜面 ad邊與bc邊平行 有一重力g 10n的物體放在斜面上 當(dāng)對(duì)物體施加一個(gè)與ab邊平行的拉力f時(shí) 物體恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng) 已知物體與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù) 求 1 物體受到的摩擦力大小 2 拉力f的大小 3 物體運(yùn)動(dòng)方向與f方向之間的夾角 解析 物體在平行斜面的方向上 除了受摩擦力ff作用外 沿斜面向下還受重力的一個(gè)分力g1 gsin30 5n 物體所受的摩擦力等于f和g1的合力 將f和g1合成如右圖所示 答案 1 5n 2 5n 3 45 1 f n gcos30 5n 2 f 5n 3 運(yùn)動(dòng)方向與f方向相反 即與f合相同 設(shè)其與f的夾角為 則 tan 1 故 45 警示錯(cuò)套滑動(dòng)摩擦力公式求靜摩擦力 如圖所示 將一質(zhì)量為3m的長(zhǎng)木板靜止地放在水平地面上 另一質(zhì)量為m的木塊以水平初速度v0滑上長(zhǎng)木板 若木塊與木板 木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 則在木塊與長(zhǎng)木板相對(duì)靜止之前 長(zhǎng)木板受地面的摩擦力大小為 a mgb 2 mgc 3 mgd 4 mg 分析糾錯(cuò) 當(dāng)木塊在長(zhǎng)木板上滑行時(shí) 長(zhǎng)木板相對(duì)地面是滑動(dòng)還是靜止應(yīng)先進(jìn)行判斷 兩物體的受力分析如圖所示 長(zhǎng)木板對(duì)木塊水