2013屆高考物理(人教版)一輪復(fù)習(xí)課件第2單元相互作用第2講 摩擦力.ppt

第2講摩擦力 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 1 滑動摩擦力 兩個相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體 當(dāng)它們發(fā)生 相對滑動時 就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙 相對滑動的力 一 滑動摩擦力和靜摩擦力的定義 2 靜摩擦力 兩個相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體 當(dāng)它們具有 相對運動趨勢時 就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙 相對運動趨勢的力 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 二 兩種摩擦力的比較 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 2 受靜摩擦力作用的物體不一定靜止 受滑動摩擦力的物體不一定運動 點撥 1 摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢 但不一定阻礙物體的運動 3 接觸面處有摩擦力時一定有彈力 且彈力與摩擦力總垂直 反之不一定成立 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 1 關(guān)于摩擦力的作用 下列說法中正確的是 A 摩擦力總是阻礙物體間的相對運動或相對運動趨勢 B 摩擦力的方向與物體運動方向有時是一致的 C 摩擦力的方向與物體運動方向總是在同一直線上 D 摩擦力的方向總是與物體間相對運動或相對運動趨勢的方向相反 解析 摩擦力阻礙的是相對運動或相對運動趨勢與物體運動的方向不一定相反 答案 ABD 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 2 裝修工人在搬運材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出 如圖所示 則在勻加速拖出的過程中 A 材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小 摩擦力逐漸減小 B 材料與平臺之間的相對速度逐漸增大 摩擦力逐漸增大 C 平臺對材料的支持力逐漸減小 摩擦力逐漸減小 D 材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變 支持力也不變 因而工人拉力也不變 解析 滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小無關(guān) 只與壓力和動摩擦因數(shù)有關(guān) A B錯誤 在勻加速拖出的過程中 支持力始終等于重力 動摩擦因數(shù)又不變 因此工人的拉力也不變 C錯誤 D正確 答案 D 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 3 木塊A B分別重50N和60N 它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0 25 夾在A B之間的輕彈簧被壓縮了2cm 彈簧的勁度系數(shù)為400N m 系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動 現(xiàn)用F 1N的水平拉力作用在木塊B上 如圖所示 力F作用后 A 木塊A所受摩擦力大小是12 5N B 木塊A所受摩擦力大小是11 5N C 木塊B所受摩擦力大小是9N D 木塊B所受摩擦力大小是7N 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 靜止不動 所受摩擦力仍為8N 所以A B D錯誤 C正確 答案 C 解析 設(shè)靜摩擦力最大值等于滑動摩擦力 則FA GA 12 5N FB GB 15N 施加力F之前 靜摩擦力F kx 8N 施加力F之后 對B物體有F kx 9N 15N 即物體B靜止不動 所受摩擦力大小為9N A 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 4 如圖甲所示 一木塊放在動摩擦因數(shù)為的平板上 在板與水平面的夾角 由0 增大到90 的過程中 木塊所受的摩擦力F和傾角 的關(guān)系圖象是圖乙中的 乙 甲 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 解析 如圖丙所示 隨 增大 木塊將由靜止變?yōu)檫\動 當(dāng) 增大到某一定值時 假設(shè)木塊剛好滑動 此時木塊受到的靜摩擦力Fm mgcos 由平衡條件有 F mgsin mgcos 又 得 30 因此0 30 時 F mgsin 30 時 F mgcos 故正確的圖象是B 答案 B 丙 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 例1如圖甲所示 物體A置于傾斜的傳送帶上 它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運動 下列關(guān)于物體A在上述兩種情況下的受力描述 正確的是 A 物體A隨傳送帶一起向上勻速運動時 A所受的摩擦力沿斜面向下 B 物體A隨傳送帶一起向下勻速運動時 A所受摩擦力沿斜面向下 C 物體A隨傳送帶一起向下勻速運動時 A不受摩擦力作用 D 無論A隨傳送帶一起向上還是向下勻速運動 傳送帶對物體A的作用力均相同 一 摩擦力方向的判斷 甲 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 規(guī)范全解 無論傳送帶向上還是向下運動 物塊A隨傳送帶勻速運動處于平衡狀態(tài) 在重力作用下有相對于傳送帶沿斜面向下運動的趨勢 傳送帶對物塊有沿斜面向上的靜摩擦力 根據(jù)平衡條件可得f mgsin 所以D正確 答案 D 乙 名師點金 物體A無論隨傳送帶一起向上還是向下做勻速運動 均為平衡狀態(tài) 故可根據(jù)摩擦力的作用效果來判斷 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 1 滑動摩擦力的方向 與相對運動的方向相反 但與物體運動的方向不一定相反 方法概述 2 靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反 而相對運動趨勢不如相對運動直觀 它具有很強的隱蔽性 所以靜摩擦力的方向判定較困難 為此常用下面幾種方法 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 2 反推法 是從研究物體表現(xiàn)出的運動狀態(tài)反推它必須具有的條件 分析組成條件的相關(guān)因素中摩擦力所起的作用 就容易判斷摩擦力的方向了 1 假設(shè)法 假設(shè)接觸面光滑 看物體是否發(fā)生相對運動 若發(fā)生相對運動 則說明物體受靜摩擦力 且物體發(fā)生相對運動的方向即為相對運動趨勢的方向 從而確定靜摩擦力的方向 3 根據(jù)摩擦力的效果來判斷其方向 摩擦力的效果表現(xiàn)為 平衡其他力 做動力 做阻力 提供向心力等 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 1 若物體A隨傳送帶向上勻加速運動 其所受摩擦力方向如何 變式訓(xùn)練1在例1中其他條件不變時 2 若物體A隨傳送帶向下勻加速運動 其所受摩擦力方向又如何 規(guī)范全解 1 物體A沿斜面向上勻加速運動 取向上為正方向 根據(jù)牛頓第二定律可得 f mgsin ma 摩擦力沿斜面向上 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 2 物體A沿斜面向下勻加速運動 取向下為正方向 根據(jù)牛頓第二定律可得 f mgsin ma 如果a gsin 則摩擦力f 0 如果a gsin 則摩擦力f 0 摩擦力沿斜面向下 如果a gsin 則摩擦力f 0 摩擦力沿斜面向上 答案 見解析 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 例2如圖所示 輕繩兩端分別與A C兩物體相連接 mA 1kg mB 2kg mC 3kg 物體A B C及C與地面間的動摩擦因數(shù)均為 0 1 輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計 若要用力將C物體拉動 則作用在C物體上的 按最大靜摩擦力等于滑動摩擦力計算 水平向左的拉力F最小為 取g 10m s2 A 6NB 8NC 10ND 12N 二 摩擦力大小的計算方法 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 規(guī)范全解 滑輪兩邊繩上的力相等 設(shè)為T 先根據(jù)整體法 對A B C整體研究 剛好拉動時 F最小 有F 2T mAg mBg mCg 對A研究 A剛運動時 T mAg 聯(lián)立解得F 8N 答案 B 名師點金 F最小與剛好拉動對應(yīng) 剛好拉動時 物體之間達(dá)到最大靜摩擦力 分別以A和A B C整體為研究對象列平衡方程求解 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 1 靜摩擦力大小的計算 根據(jù)物體所受外力及所處的狀態(tài) 平衡或加速 可分為兩種情況 方法概述 計算摩擦力的大小 首先要判斷摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力 然后根據(jù)靜摩擦力和滑動摩擦力的特點計算其大小 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 2 物體有加速度時 若只有摩擦力 則Ff ma 例如勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上物塊靠摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度 若除摩擦力外 物體還受其他力 則F合 ma 先求合力再求摩擦力 這種與運動狀態(tài)有關(guān)的特點 區(qū)別于滑動摩擦力 1 物體處于平衡狀態(tài) 靜止或勻速 利用力的平衡條件來判斷其大小 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 1 為動摩擦因數(shù) 其大小與接觸面的材料 表面的粗糙程度有關(guān) FN為兩接觸面間的壓力 其大小不一定等于物體的重力 2 滑動摩擦力的計算 滑動摩擦力的大小用公式Ff FN來計算 應(yīng)用此公式時要注意以下幾點 2 滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關(guān) 與接觸面的大小也無關(guān) 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 3 最大靜摩擦力的計算 一般情況下 最大靜摩擦力大于滑動摩擦力 為了處理問題的方便 最大靜摩擦力可按近似等于滑動摩擦力處理 3 根據(jù)物體的運動狀態(tài)求解 若物體處于平衡狀態(tài) 利用平衡條件求解 若物體有加速度 利用牛頓第二定律和受力分析結(jié)合起來求解 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 變式訓(xùn)練2如圖所示 位于水平桌面上的物塊P 由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連 從滑輪到P Q的兩段繩都是水平的 已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是 兩物塊的質(zhì)量都是m 滑輪的質(zhì)量及滑輪軸上的摩擦都不計 若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動 則F的大小為 A 4 mgB 3 mgC 2 mgD mg 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 規(guī)范全解 設(shè)繩的拉力為T P Q之間的摩擦力為f1 P與地面之間的摩擦力為f2 對Q有 f1 mg T f1 對P進(jìn)行受力分析有 f2 2mg F T f1 f2 聯(lián)立解得 F 4 mg 答案 A 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 高考真題1 2011年高考 新課標(biāo)全國卷 如圖所示 在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板 其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊 假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等 現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F kt k是常數(shù) 木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2 下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 解析提示 先考慮木塊和木板相對靜止為臨界條件 再根據(jù)水平力變化進(jìn)行判斷 命題分析 本題以典型的板塊模型命題 較好的考查了學(xué)生分析問題的能力 有一定的區(qū)分度 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 規(guī)范全解 設(shè)木塊和木板相對靜止 由方程F m1 m2 a0 m2g m1a0 得F0 m1 m2 當(dāng)FF0時 木塊和木板發(fā)生相對運動 由于木板所受滑動摩擦力大小不變 所以木板a1保持不變 木塊受到水平力和滑動摩擦力作用 合力增大 所以a2增大 答案 A 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 考向預(yù)測1如圖所示 物體A與B相對靜止 共同沿固定斜面C勻速下滑 則下列說法正確的是 A A B間摩擦力為零 B B與斜面間的動摩擦因數(shù)為 tan C B受到的滑動摩擦力的大小為mBgsin D 斜面受到B施加的滑動摩擦力的方向沿斜面向上 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 等于整體的重力沿斜面向下的分力 計算可知B與斜面間的動摩擦因數(shù) tan B對C錯 斜面受到B的摩擦力方向沿斜面向下 D錯 答案 B 解析 對物體A分析知 B對A的摩擦力等于A的重力沿斜面方向的分力 一定不為零 A錯 對A B整體分析可知斜面對B的摩擦力 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 高考真題2 2010年高考 新課標(biāo)全國卷 如圖甲所示 一物塊置于水平地面上 當(dāng)用與水平方向成60 角的力F1拉物塊時 物塊做勻速直線運動 當(dāng)改用與水平方向成30 角的力F2推物塊時 物塊仍做勻速直線運動 若F1和F2大小相等 則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為 甲 A 1B 2 C D 1 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 解析提示 確定研究對象 然后按照已知力 重力 彈力 摩擦力順序分析物體所受的性質(zhì)力 再根據(jù)共點力作用下物體的平衡條件進(jìn)行求解 命題分析 題目以選擇題形式考查學(xué)生能否對研究對象進(jìn)行受力分析 應(yīng)用正交分解法解決共點力作用下物體的平衡問題 理解滑動摩擦力與壓力的關(guān)系 知識建構(gòu) 技能建構(gòu) 規(guī)范全解 如圖乙所示 由于物塊做勻速直線運動 根據(jù)平衡條件有 F1cos60 mg F1sin60 0 F2cos30 mg F2sin30 0 聯(lián)立可解得 2 故選項B