《摩擦力》人教版課件1

第2講摩擦力必備知識

·

整合

一、靜摩擦力(1)定義:兩個物體之間只有相對運動

趨勢

,而沒有相對運動時的摩擦力。(2)產生條件:接觸面粗糙;接觸處有彈力;兩物體間有相對運動

趨勢

。(3)方向:沿兩物體的

接觸面

,與相對運動趨勢的方向

相反

。(4)大小:0<Ff≤Fmax。(最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力)二、滑動摩擦力(1)定義:一個物體在另一個物體表面

相對滑動

時,受到另一物體

阻礙

它們相對滑動的力。(2)產生條件:接觸面粗糙;接觸處有彈力;兩物體間有

相對運動

。(3)方向:沿兩物體的接觸面,與

相對運動

的方向相反。(4)大小:Ff=

μFN

,μ為動摩擦因數(shù),其值與兩個物體的材料和接觸面的粗糙

程度有關。1.判斷下列說法對錯。(1)摩擦力總是阻礙物體的運動或運動趨勢。

()(2)受靜摩擦力作用的物體一定處于靜止狀態(tài)。

()(3)受滑動摩擦力作用的物體,可能處于靜止狀態(tài)。

()(4)接觸處有摩擦力作用時一定有彈力作用。

()(5)接觸處的摩擦力一定與彈力方向垂直。

()(6)兩物體接觸處的彈力越大,滑動摩擦力越大。

()(7)兩物體接觸處的彈力增大時,接觸面間的靜摩擦力大小可能不變。

(

)?√?√√?√2.下列關于摩擦力的說法正確的是

()A.摩擦力的方向總與物體的運動方向相反B.摩擦力的大小與相應的正壓力成正比C.運動的物體不可能受靜摩擦力作用,只能受滑動摩擦力作用D.靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動趨勢的方向相反D木塊開始運動前,拉力小于摩擦力水平傳送帶的速度v1>滑塊的速度v2,滑塊受滑動摩擦力方向水平向右,當傳送帶突然被卡住時,滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左如圖所示,一質量m=0.(1)A與B共同向右勻速運動;當長木板所受外力較小

時,長木板與物塊一起靜止,長木板與物塊之間為靜摩擦力;當長木板因所受

外力較大而運動起來后,物塊因棉線拉力仍然靜止,此時長木板與物塊之間為

滑動摩擦力。滑動摩擦力的大小用公式Ff=μFN來計算,應用此公式時要注意以下兩點:對A和B整體有F1=μ(M+m)g,方向向左(2)受靜摩擦力作用的物體一定處于靜止狀態(tài)。(1)A與B均做勻速運動,由平衡條件解析木塊受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,運動前處于靜止狀

態(tài),拉力等于靜摩擦力,隨著拉力增大,靜摩擦力逐漸變大,選項A正確,選項D

錯誤;當拉力等于最大靜摩擦力時,木塊開始運動,此時靜摩擦力會突然變?yōu)?/p>

滑動摩擦力,又因為滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力,所以木塊開始移動時拉

力會突然變小,選項B正確;木塊開始運動時的拉力等于最大靜摩擦力,所以該

裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小,選項C正確。解析因為P、Q都做勻速運動,因此可用整體法和隔離法求解。解析

μ>tanθ時,μmgcosθ>mgsinθ,滑塊將處于靜止,A錯誤;μ<tanθ時,μmg

cosθ<mgsinθ,滑塊將加速下滑,B錯誤;μ=tanθ時,μmgcosθ=mgsinθ,在沿斜

面向上的拉力作用下滑塊勻速上滑,即F拉=mgsinθ+μmgcosθ=2mgsinθ,C正

確;勻速下滑時,F拉+mgsinθ=μmgcosθ,由μ=tanθ可得F拉=0,D錯誤。(3)A與B共同向右減速運動,加速度大小為a。例6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和Q兩段繩都是水平的。木塊對斜面體的壓力大小是mgsinα一、如何判斷靜摩擦力的有無及其方向?摩擦力的方向總與物體的運動方向相反方向向右,大小不變

D.只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動摩擦因數(shù)(3)A與B共同向右減速運動3.如圖所示,一質量m=0.20kg的物體,在F1、F2兩水平力作用下靜止在粗糙的

水平面上,物體與水平面間的最大靜摩擦力為0.6N。若F1為0.6N,則F2不可

能是

()

A.0.2N

B.0.6N

C.0.7N

D.1.3ND4.如圖所示,在水平面上向右運動的物體,質量為20kg,與水平面間的動摩擦

因數(shù)μ=0.1。在運動過程中,還受到一個水平向左、大小為10N的拉力F作用,

則物體受到的滑動摩擦力為(g取10N/kg)

()

A.10N,水平向右

B.10N,水平向左C.20N,水平向右

D.20N,水平向左D在運動過程中,還受到一個水平向左、大小為10N的拉力F作用,

則物體受到的滑動摩擦力為(g取10N/kg)?()4μmg

B.(1)A與B均做勻速運動,由平衡條件木塊開始運動前,摩擦力逐漸增大7N

D.解析因為P、Q都做勻速運動,因此可用整體法和隔離法求解。例8

(多選)用如圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律,把木塊放在水平長木板

上,在彈簧測力計的指針下輕放一個小紙團,它只能被指針向左推動。在運動過程中,還受到一個水平向左、大小為10N的拉力F作用,

則物體受到的滑動摩擦力為(g取10N/kg)?()解析由于A隨傳送帶一起勻速運動,由力的平衡條件知,無論向上運動還

是向下運動,A受的靜摩擦力方向一定沿斜面向上,且大小為Ff=mgsinθ,選項

D正確。一、如何判斷靜摩擦力的有無及其方向?物體放在粗糙水平面上,作用在物體上的水平力F從零逐漸增大,當物體開始滑動時,物體受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力例7如圖所示,將質量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上。滑動摩擦力的大小用公式Ff=μFN來計算,應用此公式時要注意以下兩點:(4)接觸處有摩擦力作用時一定有彈力作用。一、如何判斷靜摩擦力的有無及其方向?(4)接觸處有摩擦力作用時一定有彈力作用。下列關于摩擦力的說法正確的是?()例4如圖所示,質量分別為m、M的矩形木塊A、B疊放在水平桌面上,用水

平力F作用在B上,使它們在水平桌面上運動。必備知識

·

整合解析設B與桌面之間的摩擦力為F1,A與B之間的摩擦力為F2,A及A、B整體

受力分析如圖所示。5.如圖所示,A、B兩物塊疊放在一起,在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右

做勻減速直線運動,運動過程中B受到的摩擦力

()

A.方向向左,大小不變

B.方向向左,逐漸減小C.方向向右,大小不變

D.方向向右,逐漸減小A關鍵能力

·

突破

考點一靜摩擦力一、如何判斷靜摩擦力的有無及其方向?(1)假設法:假設接觸面光滑→是否相對滑動→確定有無摩擦力及方向;(2)狀態(tài)法:運動狀態(tài)→平衡方程或牛頓運動定律→求解摩擦力;(3)相互作用法:“力是物體間的相互作用”,先確定受力較少的物體受到的

靜摩擦力的方向,再根據(jù)牛頓第三定律確定另一物體受到的靜摩擦力的方向。例1指明物體A在以下四種情況下所受的靜摩擦力的方向。①物體A靜止于斜面上,如圖甲所示;②物體A受到水平拉力F作用仍靜止在水平面上,如圖乙所示;③物體A放在車上,在剎車過程中,A相對于車廂靜止,如圖丙所示;④物體A在水平轉臺上,隨轉臺一起勻速轉動,如圖丁所示。解析運用假設法判斷出圖甲斜面上的物體A有沿斜面向下滑動的趨勢,所

受的靜摩擦力沿斜面向上;圖乙中的物體A有向右滑動的趨勢,所受靜摩擦力

沿水平面向左;判斷靜摩擦力方向,還可以根據(jù)共點力作用下物體的平衡條件

或牛頓第二定律判斷,圖丙中,A物體隨車一起向右減速運動,其加速度方向水

平向左,故A物體所受靜摩擦力水平向左(與加速度同向);圖丁中,A物體隨轉

臺勻速轉動,做勻速圓周運動,其加速度總指向圓心,則A受到的靜摩擦力也總

指向圓心。例2如圖所示,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隨傳送帶一起向下運動時,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物體A隨傳送帶一起向下運動時,A不受摩擦力作用D.無論物體A隨傳送帶一起向上還是向下運動,傳送帶對物體A的作用力均相同D解析由于A隨傳送帶一起勻速運動,由力的平衡條件知,無論向上運動還

是向下運動,A受的靜摩擦力方向一定沿斜面向上,且大小為Ff=mgsinθ,選項

D正確。二、如何計算靜摩擦力的大小?(1)最大靜摩擦力Ffmax的計算:最大靜摩擦力Ffmax只在剛好要發(fā)生相對滑動這一特定狀態(tài)下才表現(xiàn)出來,比滑動摩擦力稍大些,通常認為二者相等,即Ffmax=μFN。(2)一般靜摩擦力的計算①物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動),利用力的平衡條件來計算其大小。②物體有加速度時,根據(jù)牛頓第二定律進行分析。例如,水平圓盤上的物體隨

圓盤勻速轉動時靠靜摩擦力提供向心力產生向心加速度,若除靜摩擦力外,物體還受其他力,則F合=ma,先求合力再求靜摩擦力。例3傾角為α、質量為M的斜面體靜止在水平桌面上,質量為m的木塊靜止

在斜面體上。重力加速度為g,下列結論正確的是

()

A.木塊受到的摩擦力大小是mgcosαB.木塊對斜面體的壓力大小是mgsinαC.桌面對斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosαD.桌面對斜面體的支持力大小是(M+m)gD木塊受到的摩擦力大小是mgcosα物體放在粗糙水平面上,作用在物體上的水平力F從零逐漸增大,當物體開始滑動時,物體受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力(3)方向:沿兩物體的接觸面

,與相對運動趨勢的方向相反

。解析

μ>tanθ時,μmgcosθ>mgsinθ,滑塊將處于靜止,A錯誤;μ<tanθ時,μmg

cosθ<mgsinθ,滑塊將加速下滑,B錯誤;μ=tanθ時,μmgcosθ=mgsinθ,在沿斜

面向上的拉力作用下滑塊勻速上滑,即F拉=mgsinθ+μmgcosθ=2mgsinθ,C正

確;勻速下滑時,F拉+mgsinθ=μmgcosθ,由μ=tanθ可得F拉=0,D錯誤。實驗臺上固定一個力傳感器,傳感器用棉線拉住物塊,物塊放置在粗糙的長木

板上。下列說法正確的是?(

)解析由于A隨傳送帶一起勻速運動,由力的平衡條件知,無論向上運動還

是向下運動,A受的靜摩擦力方向一定沿斜面向上,且大小為Ff=mgsinθ,選項

D正確。對A和B整體有F1=μ(M+m)g,方向向左④物體A在水平轉臺上,隨轉臺一起勻速轉動,如圖丁所示。在水平力F作用下

物體靜止于斜面上,F突然增大時物體仍靜止,則物

體所受靜摩擦力

的大小或方向將

“突變”解析木塊受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,運動前處于靜止狀

態(tài),拉力等于靜摩擦力,隨著拉力增大,靜摩擦力逐漸變大,選項A正確,選項D

錯誤;當拉力等于最大靜摩擦力時,木塊開始運動,此時靜摩擦力會突然變?yōu)?/p>

滑動摩擦力,又因為滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力,所以木塊開始移動時拉

力會突然變小,選項B正確;木塊開始運動時的拉力等于最大靜摩擦力,所以該

裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小,選項C正確。小于μmg

D.求下列幾種情況

下桌面與B之間、B與A之間的摩擦力。6N,則F2不可

能是?()②物體A受到水平拉力F作用仍靜止在水平面上,如圖乙所示;滑動摩擦力的大小用公式Ff=μFN來計算,應用此公式時要注意以下兩點:對A和B整體有F1=μ(M+m)g,方向向左等于μmg

B.例2如圖所示,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,下列關于物體A在上述兩種情況下的受力描述,正確的是?(

)例5如圖所示,質量為m的物體放在水平放置的鋼板C上,與鋼板間的動摩擦

因數(shù)為μ,由于光滑導槽A、B的控制,物體只能沿水平導槽運動。解析對木塊受力分析,如圖所示,木塊靜止,由平衡條件得Ff=mgsinα,FN=

mgcosα,故選項A、B均錯誤;對斜面體和木塊整體分析,桌面對斜面體的摩

擦力為零,支持力與整體重力平衡,故選項C錯誤,選項D正確。

例4如圖所示,質量分別為m、M的矩形木塊A、B疊放在水平桌面上,用水

平力F作用在B上,使它們在水平桌面上運動。已知桌面與B之間、B與A之間

的動摩擦因數(shù)均為μ,A與B之間相對靜止,重力加速度為g。求下列幾種情況

下桌面與B之間、B與A之間的摩擦力。

(1)A與B共同向右勻速運動;(2)A與B共同向右加速運動,加速度大小為a;(3)A與B共同向右減速運動,加速度大小為a。解析設B與桌面之間的摩擦力為F1,A與B之間的摩擦力為F2,A及A、B整體

受力分析如圖所示。

(1)A與B均做勻速運動,由平衡條件對A和B整體有F1=μ(M+m)g,方向向左對A有F2=0(2)A與B共同向右加速運動對A和B整體有F1=μ(M+m)g,方向向左對A有F2=ma,方向向右(3)A與B共同向右減速運動對A和B整體有F1=μ(M+m)g,方向向左對A有F2=ma,方向向左考點二滑動摩擦力一、如何理解滑動摩擦力的方向與物體間相對運動的方向相反?例5如圖所示,質量為m的物體放在水平放置的鋼板C上,與鋼板間的動摩擦

因數(shù)為μ,由于光滑導槽A、B的控制,物體只能沿水平導槽運動?，F(xiàn)使鋼板以

速度v1向右運動,同時用力F沿導槽的方向拉動物體使物體以速度v2沿導槽運

動,重力加速度為g,則F的大小

()A.等于μmg

B.大于μmgC.小于μmg

D.不能確定C解析物體相對鋼板既有向左的速度v1,又有垂直于v1方向的速度v2,故物體

相對鋼板的速度應為這兩個速度的合速度v,如圖所示。物體所受滑動摩擦

力的方向與v的方向相反。力F的大小與f的分力f2大小相等,而f=μmg,故F<μmg,即C正確。

二、滑動摩擦力的大小與物體運動的速度、接觸面積有關嗎?滑動摩擦力的大小用公式Ff=μFN來計算,應用此公式時要注意以下兩點:①μ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;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滑動摩擦力的大小與物體的運動速度和接觸面的大小均無關。例6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和Q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μ,兩物塊的質量都是m,滑輪的質量、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,重力加速度為g,則F的大小為

(

)

A.4μmg

B.3μmgC.2μmg

D.μmgA解析因為P、Q都做勻速運動,因此可用整體法和隔離法求解。隔離Q分

析,Q在水平方向上受向左的拉力FT和向右的摩擦力Ff1=μmg,因此FT=μmg;對

整體進行分析,受繩向左的拉力2FT、地面對整體向左的摩擦力Ff2=2μmg及向

右的外力F,由平衡條件得,F=2FT+Ff2=4μmg。例7如圖所示,將質量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上?；瑝K與斜面

之間的動摩擦因數(shù)為μ。若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力大

小相等,重力加速度為g,則

()A.將滑塊由靜止釋放,如果μ>tanθ,滑塊將下滑B.給滑塊沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑塊將減速下滑C.用平行于斜面向上的力拉著滑塊向上勻速滑動,如果μ=tanθ,拉力大小應是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉著滑塊向下勻速滑動,如果μ=tanθ,拉力大小應是

mgsinθC解析

μ>tanθ時,μmgcosθ>mgsinθ,滑塊將處于靜止,A錯誤;μ<tanθ時,μmg

cosθ<mgsinθ,滑塊將加速下滑,B錯誤;μ=tanθ時,μmgcosθ=mgsinθ,在沿斜

面向上的拉力作用下滑塊勻速上滑,即F拉=mgsinθ+μmgcosθ=2mgsinθ,C正

確;勻速下滑時,F拉+mgsinθ=μmgcosθ,由μ=tanθ可得F拉=0,D錯誤?？键c三摩擦力的突變當物體的受力情況發(fā)生變化時,摩擦力的大小和方向往往會發(fā)生變化,有

可能導致靜摩擦力和滑動摩擦力之間的相互轉化。常見的摩擦力突變模型

如下:分類“靜—靜”突變“靜—動”突變“動—靜”突變“動—動”突變案例圖示

在水平力F作用下

物體靜止于斜面上,F突然增大時物體仍靜止,則物

體所受靜摩擦力

的大小或方向將

“突變”

物體放在粗糙水平面上,作用在物體上的水平力F從零逐漸增大,當物體開始滑動時,物體受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力

滑塊以v0沖上斜面做減速運動,當?shù)竭_某位置時速度減為零而后靜止在斜面上,滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力

水平傳送帶的速度v1>滑塊的速度v2,滑塊受滑動摩擦力方向水平向右,當傳送帶突然被卡住時,滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左例8

(多選)用如圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律,把木塊放在水平長木板

上,在彈簧測力計的指針下輕放一個小紙團,它只能被指針向左推動。用彈簧

測力計沿水平方向拉木塊,使拉力由零緩慢增大。下列說法正確的是

(

)

AA.木塊開始運動前,摩擦力逐漸增大