第二章第2講摩擦力

大一輪復(fù)習(xí)講義第2講摩擦力過好雙基關(guān)011兩種摩擦力的比較靜摩擦力與滑動摩擦力一名稱項目靜摩擦力滑動摩擦力定義兩

的物體間的摩擦力兩

的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件①接觸面_____②接觸處有壓力③兩物體間有_____________①接觸面_____②接觸處有壓力③兩物體間有_________大小0<Ff≤FfmFf＝μFN相對靜止相對運動粗糙粗糙相對運動趨勢相對運動方向與受力物體相對運動趨勢的方向_____與受力物體相對運動的方向_____作用效果總是阻礙物體間的____________總是阻礙物體間的_________相反相對運動趨勢相反相對運動1靜止的物體可以受到滑動摩擦力，運動的物體也可以受到靜摩擦力2物體所受的滑動摩擦力或靜摩擦力既可以充當(dāng)動力也可以充當(dāng)阻力3存在摩擦力的物體之間，正壓力增大，摩擦力也增大√√判斷正誤×2動摩擦因數(shù)1定義：彼此接觸的物體發(fā)生時，摩擦力和正壓力的比值公式μ＝2決定因素：接觸面的材料和粗糙程度相對運動“三點”注意二1摩擦力的方向總是與物體間或的方向相反，但不一定與物體的方向相反2摩擦力總是阻礙物體間的運動或趨勢，但不一定阻礙物體的運動，即摩擦力可以是阻力，也可以是力3受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，但一定與施力物體保持相對靜止相對運動相對運動趨勢相對相對運動動運動自測下列關(guān)于摩擦力的說法中錯誤的是A兩物體間有摩擦力時，一定有彈力，且摩擦力的方向和它們間的彈力方向垂直B兩物體間的摩擦力大小和它們間的壓力一定成正比C在兩個運動的物體之間可以存在靜摩擦力，且靜摩擦力的方向可以與運動方向成任意角度D滑動摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同，也可以相反√解析摩擦力方向沿接觸面，彈力方向垂直于接觸面，且有摩擦力時一定有彈力，A正確；靜摩擦力的大小與壓力無關(guān)，B錯誤；運動的物體間可能有靜摩擦力，且靜摩擦力的方向可以與運動方向成任意角度，例如，靜摩擦力提供向心力，C正確；滑動摩擦力可以是動力，也可以是阻力，D正確02研透命題點變式1多選如圖2所示，A、B、C三個物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)也相同三個物體隨傳送帶一起勻速運動，運動方向如圖中箭頭所示，則下列說法正確的是AA物體受到的摩擦力方向向右物體受到的摩擦力是零CB、C受到的摩擦力方向相同DB、C受到的摩擦力方向相反圖2√√解析A物體與傳送帶一起勻速運動，它們之間無相對運動或相對運動趨勢，即無摩擦力作用，A錯誤；B、C兩物體雖運動方向不同，但都處于平衡狀態(tài)，由沿傳送帶方向所受合力為零可知，B、C兩物體均受沿傳送帶方向向上的摩擦力作用，B、C正確，D錯誤靜摩擦力的有無及方向判斷“三法”1假設(shè)法基礎(chǔ)考點自主悟透命題點一2運動狀態(tài)法此法關(guān)鍵是先確定物體的運動狀態(tài)，再利用平衡條件或牛頓第二定律確定靜摩擦力的有無及方向3牛頓第三定律法“力是物體間的相互作用”，先確定受力較少的物體是否受到靜摩擦力及方向，再根據(jù)牛頓第三定律確定另一物體是否受到靜摩擦力及方向1靜摩擦力的分析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判斷靜摩擦力的大小2物體有加速度時，若只受靜摩擦力，則Ff＝ma若除受靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力2滑動摩擦力的分析滑動摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計算，應(yīng)用此公式時要注意以下幾點：1μ為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(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滑動摩擦力的大小與物體的運動速度和接觸面的大小均無關(guān)摩擦力的分析與計算高考熱點講透練熟命題點二例2多選2020·河北唐山市上學(xué)期期末如圖3所示，長木板A與物體B疊放在水平地面上，物體與木板左端立柱間放置水平輕質(zhì)彈簧，在水平外力F作用下，木板和物體都靜止不動，緩慢減小到零，物體始終不動，在此過程中A彈簧彈力不變所受摩擦力逐漸減小所受摩擦力始終向左所受地面的摩擦力逐漸減小題型1靜摩擦力的分析與計算圖3√√解析將外力F緩慢減小到零，物體始終不動，則彈簧的長度不變，彈力不變，選項A正確；對物體B，因開始時所受摩擦力的方向不確定，則有F彈＝F±Ff，則隨F的減小，物體B所受摩擦力的大小和方向都不能確定，選項B、C錯誤；對A、B與彈簧組成的整體，在水平方向，力F與地面對A的摩擦力平衡，則隨F的減小，木板A所受地面的摩擦力逐漸減小，選項D正確變式32020·廣東揭陽市第一次模擬如圖5所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三個物塊，物塊之間由兩根完全相同的輕彈簧相連接，兩彈簧的伸長量相同，且它們之間的夾角∠ABC＝120°，，則B物塊所受的摩擦力大小為圖5√解析物塊A水平方向上受彈簧的拉力FT和水平面的靜摩擦力Ff作用，根據(jù)共點力平衡條件可知：FT＝Ff，由于兩根彈簧相同，且伸長量相同，因此，兩彈簧上的彈力大小相等，物塊B水平方向受兩彈簧的拉力和水平面的靜摩擦力Ff′作用，根據(jù)共點力平衡條件可知：Ff′＝2FTcos60°＝Ff，故選項B正確例32019·全國卷Ⅱ·16物塊在輕繩的拉動下沿傾角為30°的固定斜面向上勻速運動，輕繩與斜面平行已知物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取10m/s2若輕繩能承受的最大張力為1500N，則物塊的質(zhì)量最大為A150g B100gC200g D200g題型2滑動摩擦力的分析與計算√解析設(shè)物塊的質(zhì)量最大為m，將物塊的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡條件，在沿斜面方向有F＝mgsin30°＋μmgcos30°，當(dāng)F＝1500N時，物塊的質(zhì)量最大，解得m＝150g，A項正確變式42017·全國卷Ⅱ·16如圖6，的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運動則物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為圖6√解析當(dāng)F水平時，根據(jù)平衡條件得F＝μmg；當(dāng)保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角時，由平衡條件得Fcos60°＝μmg－Fsin60°，聯(lián)立解得，μ＝，故選項C正確變式22019·河南安陽市下學(xué)期二模如圖4所示，傾角為θ＝30°的斜面體靜止在粗糙的水平面上，一質(zhì)量為m、可看成質(zhì)點的光滑小球在不可伸長的輕繩拉力的作用下靜止在斜面上已知輕繩與斜面間的夾角也為θ，重力加速度為g，則水平面對斜面體的摩擦力大小為圖4√變式5間的動摩擦因數(shù)可能為0BB與地面間的動摩擦因數(shù)可能為0，A與B一定會相對滑動，A與B間摩擦力逐漸減小√解析兩物塊在水平恒力F的作用下，共同向右做勻速直線運動，故B所受地面的滑動摩擦力與F平衡，B與地面間的動摩擦因數(shù)不可能為零；A在水平方向不受外力，故A不受摩擦力，A與B間的動摩擦因數(shù)可能為0，故A正確，B錯誤；若A、B之間的動摩擦因數(shù)不為0，且μAB>μ地，撤去F，A與B一起減速到零，A與B之間沒有相對運動，A、B之間的靜摩擦力保持不變，若μAB<μ地，撤去F后，A與B會發(fā)生相對運動，A與B之間是滑動摩擦力，在A的速度減為零之前，保持不變，故C、D錯誤摩擦力的三類典型突變問題微點講座系列203在滑動摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將不再受滑動摩擦力作用，滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力類型3“動—靜”突變例6如圖11所示，斜面固定在地面上，傾角為θ＝37°sin37°＝06，cos37°＝08質(zhì)量為1g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，該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為08，則該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象是下圖中的取初速度v0的方向為正方向，g＝10m/s2圖11√解析滑塊上升過程中受滑動摩擦力，F(xiàn)f＝μFN，F(xiàn)N＝mgcosθ，聯(lián)立得Ff＝64N，方向沿斜面向下當(dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsinθ＜μmgcosθ，滑塊靜止，滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得Ff′＝mgsinθ，代入數(shù)據(jù)可得Ff′＝6N，方向沿斜面向上，故選項B正確物體在靜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，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”成滑動摩擦力類型2“靜—動”突變例5多選在探究靜摩擦力變化規(guī)律及滑動摩擦力變化規(guī)律的實驗中，設(shè)計了如圖9甲所示的演示裝置，力傳感器A與計算機連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測力端通過細繩與一滑塊相連調(diào)節(jié)力傳感器高度可使細繩水平，滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕質(zhì)定滑輪系一只空沙桶調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部輕繩水平，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)實驗開始時打開力傳感器同時緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運動起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結(jié)合該圖象，下列說法正確的是圖9A可求出空沙桶的重力B可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小C可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D可判斷第50s后小車做勻速直線運動滑塊仍在車上√√√解析t＝0時刻，力傳感器顯示拉力為2N，則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為2N，由小車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A選項正確；t＝50s時靜摩擦力達到最大值，即最大靜摩擦力為35N，同時小車啟動，說明帶有沙子的沙桶重力等于35N，此時摩擦力立即變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ誓Σ亮ν蛔優(yōu)?N的滑動摩擦力，B、C選項正確；此后由于沙子和沙桶重力35N大于滑動摩擦力3N，故50s后小車將做勻加速運動，D選項錯誤思維拓展如圖10所示，為什么不能固定木板，用彈簧測力計拉著木塊運動來測定木塊和木板之間的動摩擦因數(shù)呢？答案如果固定木板，用彈簧測力計拉著木塊運動，要保證木塊勻速運動非常困難，且彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定，不能根據(jù)二力平衡求木塊與木板間的滑動摩擦力物體在靜摩擦力和其他力的共同作用下處于靜止?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，物體雖然仍保持相對靜止，但物體所受的靜摩擦力發(fā)生突變類型1“靜—靜”突變例42020·福建三明市質(zhì)檢如圖8所示，質(zhì)量為10g的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5N時，物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)若小車以1m/s2的加速度向右運動，則g＝10m/s2相對小車向右運動受到的摩擦力減小受到的摩擦力大小不變受到的彈簧的拉力增大√圖8解析由題意得，物體A與小車的上表面間的最大靜摩擦力Ffm≥5N，小車加速運動時，假設(shè)物體A與小車仍然相對靜止，則物體A所受合力F合＝ma＝10N，可知此時小車對物體A的摩擦力為5N，方向向右，且為靜摩擦力，所以假設(shè)成立，物體A受到的摩擦力大小不變，故選項A、B錯誤，C正確；物體A受到的彈簧的拉力大小不變，故D錯誤04課時精練12019·山東濱州市二模浙江烏鎮(zhèn)一帶的農(nóng)民每到清明時節(jié)將舉辦民俗活動，在一個巨型石臼上插入一根碩大的毛竹，表演者爬上竹梢表演各種驚險動作如圖1所示，下列說法正確的是A在任何位置表演者靜止時只受重力和彈力作用B在任何位置竹竿對表演者的作用力必定與竹竿垂直C表演者靜止時，竹竿對其作用力必定豎直向上D表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力就越小1234√雙基鞏固練5678圖1解析毛竹上的表演者靜止時受重力、彈力和摩擦力，故選項A錯誤；表演者靜止時，竹竿對其作用力彈力和摩擦力的合力與重力等大反向，即竹竿對表演者的作用力必定豎直向上，故選項B錯誤，C正確；表演者越靠近竹竿底部所受的摩擦力不一定越小，故選項D錯誤1234567822019·四川綿陽市第三次診斷一物塊放在水平桌面上，在水平輕彈簧的拉力F作用下，沿桌面做勻速直線運動，彈簧的伸長量為；將彈簧方向變成與水平面成60°角，物塊在拉力作用下仍沿桌面做勻速直線運動，此時彈簧的伸長量是物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)12345678解析當(dāng)彈簧水平拉力為F時，根據(jù)平衡條件得：＝Ff＝μFN＝μmg，當(dāng)彈簧方向變成與水平面成60°角時，豎直方向：′sin60°＋FN′＝mg，水平方向：′cos60°＝Ff′＝μFN′＝μmg－′sin60°，解得′＝，A、C、D錯誤，B正確√3多選如圖2所示，物體A在水平推力F的作用下緊靠豎直墻壁保持靜止不動，下列說法正確的是靜止，所以物體A受到靜摩擦力作用成正比C物體受到靜摩擦力的大小與其重力大小相等減小時，物體一定會下滑12345678圖2解析物體A靜止在墻壁上，豎直方向只受重力和靜摩擦力，兩個力大小相等方向相反，增大或減小，只要物體A靜止則物體A受到的靜摩擦力的大小就不會改變，推力F增大或減小只是改變了物體和墻壁間的最大靜摩擦力，故選A、C√√123442020·甘肅天水市調(diào)研如圖3所示，A、B兩個物體質(zhì)量分別為m1和m2，A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，物體向右運動，B保持靜止，則關(guān)于地面對B物體的摩擦力大小和方向，下列說法正確的是Aμ2m1＋m2g，方向水平向左Bμ2m1＋m2g，方向水平向右，方向水平向左，方向水平向左√圖356781234解析對A受力分析，A受到重力、支持力、拉力和B對A的摩擦力FfBA＝μ1m1g，方向水平向左；對B受力分析，在水平方向B受到A對B的摩擦力FfAB與地面對B的摩擦力，由于B保持靜止，所以地面對B的摩擦力與A對B的摩擦力大小相等，方向相反，又因為A對B的摩擦力和B對A的摩擦力是相互作用力，大小相等，方向相反，故地面對B物體的摩擦力大小為μ1m1g，方向水平向左，故D正確，A、B、C錯誤567852020·廣西梧州市聯(lián)考某活動小組利用如圖4所示的裝置測定物塊A與桌面間的最大靜摩擦力，步驟如下：①按圖組裝好器材，使連接物塊A的細線與水平桌面平行；②緩慢向礦泉水瓶內(nèi)加水，直至物塊A恰好開始運動；③用天平測出礦泉水瓶及水的總質(zhì)量m；④用天平測出物塊A的質(zhì)量M；圖4123456781該小組根據(jù)以上過程測得的物塊A與桌面間的最大靜摩擦力為___，本小組采用注水法的好處是___________________________________________當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間解析根據(jù)平衡條件可知，最大靜摩擦力Ff＝mg，好處是可以連續(xù)不斷地注入水，即連續(xù)不斷地改變拉力12345678mg可使物塊A所受拉力連續(xù)增加，使測量更加準(zhǔn)確2若認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)為___12362019·山東臨沂市2月檢測如圖5所示，甲、乙兩物塊質(zhì)量相同，靜止放在水平地面上甲、乙之間、乙與地面間的動摩擦因數(shù)均相同，現(xiàn)對甲施加一水平向右的由零開始不斷增大的水平拉力F物體間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則經(jīng)過一段時間后A甲相對于乙會發(fā)生相對滑動B乙相對于地面