適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第2章相互作用第2講摩擦力課件

第2講摩擦力考點(diǎn)一摩擦力強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分一、靜摩擦力1.定義:兩個(gè)相互接觸的物體之間只有

,而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)在接觸面上產(chǎn)生的阻礙

的力。

可能在一起運(yùn)動(dòng)2.產(chǎn)生條件:(1)接觸面

;(2)接觸處有

;(3)兩物體間有

。

3.方向:沿兩物體的

,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向

。

4.大小:0<F≤Fmax。相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)粗糙彈力相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)接觸面相反二、滑動(dòng)摩擦力

可能有一個(gè)物體靜止1.定義:兩個(gè)相互接觸的物體,發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。2.產(chǎn)生條件:(1)接觸面粗糙;(2)接觸處有彈力;(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.方向:沿兩物體的接觸面,與

的方向相反。

4.大小:f=

,μ為動(dòng)摩擦因數(shù),其值與兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。

特別提醒

(1)一般情況下最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力。(2)靜摩擦力與正壓力無(wú)關(guān),最大靜摩擦力與正壓力成正比。相對(duì)運(yùn)動(dòng)μFN

××√神舟返回艙在返回地面時(shí),會(huì)打開減速傘減速。設(shè)減速傘下落過(guò)程受到的空氣阻力與減速傘的橫截面積S成正比,與減速傘下落的速度v的二次方成正比,即f=kSv2(其中k為比例系數(shù))。減速傘在接近地面時(shí)近似看作勻速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度為g。如果返回艙和減速傘的總質(zhì)量為m,求返回艙接近地面勻速時(shí)的速度vm。解析

當(dāng)阻力等于傘和返回艙的重力時(shí),傘和返回艙做勻速運(yùn)動(dòng),即

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷方法(1)假設(shè)法(2)狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律,判斷靜摩擦力的方向。(3)牛頓第三定律法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。2.計(jì)算摩擦力大小的思維流程

考向一

摩擦力有無(wú)及方向的判斷典題1(2024四川遂寧期中)中國(guó)書法是一種藝術(shù)。在楷書筆畫中,長(zhǎng)橫的寫法要領(lǐng)如下:起筆時(shí)一頓,然后向右行筆,收筆時(shí)略向右按,再向左上回帶。某同學(xué)在水平桌面上平鋪一張白紙,為防止打滑,他在白紙的左側(cè)靠近邊緣處用鎮(zhèn)紙壓住。他手提毛筆書寫長(zhǎng)橫,在行筆過(guò)程中,各物體的受力情況正確的是(

)A.毛筆對(duì)紙的壓力等于毛筆所受重力B.鎮(zhèn)紙受到了向右的靜摩擦力C.白紙受到了3個(gè)摩擦力D.桌面受到了向右的靜摩擦力D解析

毛筆還受到手的作用力,故紙對(duì)毛筆的支持力不一定等于毛筆所受重力,即毛筆對(duì)紙的壓力不一定等于毛筆所受重力,A錯(cuò)誤;鎮(zhèn)紙?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài),水平方向上不受力的作用,故沒(méi)有受到摩擦力作用,B錯(cuò)誤;白紙受到了2個(gè)摩擦力,一個(gè)是毛筆施加的向右的摩擦力,一個(gè)是桌面施加的向左的摩擦力,C錯(cuò)誤;桌面對(duì)白紙有向左的靜摩擦力,則桌面受到了向右的靜摩擦力,D正確。典題2(2023湖北十堰模擬)如圖所示,A、B、C三個(gè)物體疊放在水平地面上,物體B受到大小為20N、方向水平向右的力F1的作用,物體C受到大小為5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均處于靜止?fàn)顟B(tài),則(

)A.物體B對(duì)物體A的摩擦力方向水平向右B.地面與物體C之間的摩擦力大小為5NC.物體C對(duì)物體B的摩擦力方向水平向左D.地面與物體C之間無(wú)摩擦力C解析

A處于靜止?fàn)顟B(tài),所受外力的合力為0,則A只受重力與支持力,物體B對(duì)物體A沒(méi)有摩擦力作用,A錯(cuò)誤;對(duì)A、B、C整體分析,由于F1=20

N>F2=5

N,所以地面對(duì)物體C的摩擦力方向水平向左,大小為f=F1-F2=15

N,B、D錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體分析,由于F1的作用,整體相對(duì)C有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),則物體C對(duì)物體B的摩擦力方向水平向左,C正確?？枷蚨?/p>

摩擦力大小的計(jì)算典題3(2024山東菏澤期中)防燙取物夾是生活中常用的工具,如圖甲所示,我們可以用夾子夾住長(zhǎng)方形托盤,其側(cè)視圖如圖乙所示。已知托盤的質(zhì)量為m=160g,托盤側(cè)邊與豎直方向的夾角為θ=53°,夾子與托盤兩側(cè)共有4個(gè)接觸點(diǎn),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。當(dāng)托盤水平靜止時(shí),下列說(shuō)法正確的是(

)A.托盤與取物夾每個(gè)接觸點(diǎn)處彈力的大小為0.24NB.托盤與取物夾每個(gè)接觸點(diǎn)處摩擦力的大小為0.32NC.取物夾與托盤側(cè)邊接觸點(diǎn)間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值為0.75D.取物夾與托盤側(cè)邊接觸點(diǎn)間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值為0.60C解析

對(duì)托盤進(jìn)行受力分析,在每個(gè)接觸點(diǎn),取物夾對(duì)托盤的彈力大小滿足4FN=mgsin

θ,摩擦力大小滿足4f=mgcos

θ,解得FN=0.32

N,f=0.24

N,A、B錯(cuò)誤;當(dāng)取物夾與托盤之間的摩擦力恰好為最大靜摩擦力時(shí),μ最小,則f=μFN,解得μ=0.75,C正確,D錯(cuò)誤。典題4(多選)質(zhì)量為10kg的木箱靜止在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它從原地開始運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)將一水平推力F作用在木箱上,F隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示。已知木箱在4~6s時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),重力加速度g取10m/s2。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.木箱與地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3B.0~2s時(shí)間內(nèi)木箱所受摩擦力大小為0C.2~4s時(shí)間內(nèi)木箱所受摩擦力大小為35ND.4~6s時(shí)間內(nèi)木箱所受摩擦力大小為30NAD解析

木箱在4~6

s時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡條件可得此時(shí)的摩擦力為f=F=30

N,木箱對(duì)地面的壓力大小等于木箱的重力,即FN=mg=10×10

N=100

N,所以動(dòng)摩擦因數(shù)

,A、D正確;0~2

s時(shí)間內(nèi),推力為20

N,因?yàn)?0

N<35

N,所以木箱處于靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)二力平衡條件可得,木箱所受摩擦力大小為20

N,B錯(cuò)誤;2~4

s時(shí)間內(nèi),推力為40

N,因?yàn)?0

N>35

N,所以木箱在2~4

s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng),受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力與推力大小無(wú)關(guān),因壓力大小和接觸面的粗糙程度均不變,所以木箱受到滑動(dòng)摩擦力的大小為30

N,C錯(cuò)誤?？枷蛉Σ亮Φ木C合分析與應(yīng)用典題5(2024廣東模擬)一些巧妙的工業(yè)設(shè)計(jì)能極大地為人們的生活提供便利。如圖是豎直放置的某款可調(diào)角度的簡(jiǎn)便磨刀器,該磨刀器左右兩側(cè)對(duì)稱,通過(guò)調(diào)整磨刀角度可以使該磨刀器的兩側(cè)面與刀片尖端的兩側(cè)面緊密貼合,就可以輕松滿足家庭日常的各種磨刀需求。關(guān)于在使用磨刀器的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(

)A.向后輕拉刀具,磨刀器受到的摩擦力向前B.若水平勻速向后拉動(dòng)刀具,則磨刀器對(duì)刀具的作用力豎直向上C.向后加速拉動(dòng)刀具,刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力D.對(duì)同一把刀具在豎直方向上施加相同壓力時(shí),磨刀器的夾角越小,越難被拉動(dòng)D解析

磨刀過(guò)程中,向后輕拉刀具,刀具受到的摩擦力向前,根據(jù)牛頓第三定律,磨刀器受到的摩擦力向后,故A錯(cuò)誤;若水平勻速向后拉動(dòng)刀具,從側(cè)面看,刀具受力如圖所示,磨刀器對(duì)刀具的作用力是支持力FN合與摩擦力f合的合力,方向應(yīng)向前方偏上,故B錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第三定律可知,刀具受到的摩擦力等于磨刀器受到的摩擦力,故C錯(cuò)誤;刀具對(duì)磨刀器正壓力的兩分力夾角應(yīng)為磨刀器的夾角的補(bǔ)角,故磨刀器的夾角越小,正壓力的兩分力夾角越大,當(dāng)施加相同的正壓力時(shí),兩分力越大,則最大靜摩擦力越大,刀具越難被拉動(dòng),故D正確。考點(diǎn)二摩擦力的四類突變問(wèn)題摩擦力的“四類典型”突變問(wèn)題

考向一

靜—靜突變典題6

如圖所示,放在粗糙水平桌面上的一個(gè)物體,受到水平方向的兩個(gè)力,F1=16N,方向向右,F2=10N,方向向左,當(dāng)F1從16N逐漸減小到零時(shí),物體始終保持靜止,物體與桌面間摩擦力大小變化情況是(

)A.先增大后減小,方向先向右后向左B.先減小后增大,方向先向左后向右C.逐漸減小,方向一直向右D.逐漸增大,方向一直向左B解析

物體處于平衡狀態(tài),所受合外力為零,所以摩擦力f=F1-F2,方向向左,隨著F1逐漸減小,摩擦力向左減小;當(dāng)F1<F2時(shí),摩擦力f=F2-F1,方向向右,隨著F1逐漸減小,摩擦力向右增大,故選B?？枷蚨?/p>

動(dòng)—?jiǎng)油蛔兊漕}7(多選)(2023湖北荊門調(diào)考)如圖所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為θ,以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tan

θ,若以沿傳送帶向下為正方向,則下列圖像中能客觀地反映小木塊的受力和運(yùn)動(dòng)情況的是(

)BD解析

當(dāng)小木塊速度小于傳送帶速度時(shí),小木塊相對(duì)于傳送帶向上滑動(dòng),小木塊受到的滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向下,加速度a=gsin

θ+μgcos

θ;當(dāng)小木塊速度達(dá)到傳送帶速度時(shí),由于μ<tan

θ,即μmgcos

θ<mgsin

θ,所以速度能夠繼續(xù)增加,此時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小不變,而方向突變?yōu)橄蛏?a=gsin

θ-μgcos

θ,加速度變小,則v-t圖像的斜率變小,所以B、D正確?？枷蛉?/p>

靜—?jiǎng)油蛔兊漕}8

如圖所示,接通電動(dòng)機(jī)電源,它通過(guò)細(xì)繩開始拉動(dòng)平板小車,小車上的長(zhǎng)方體木塊隨小車一起向左運(yùn)動(dòng),到一定程度,小車?yán)^續(xù)向左運(yùn)動(dòng)而木塊卻不再運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.木塊開始時(shí)隨小車一起向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,木塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力B.小車?yán)^續(xù)向左運(yùn)動(dòng)而木塊卻不再運(yùn)動(dòng),木塊受到的摩擦力為靜摩擦力C.保持木塊與小車間接觸面的粗糙程度不變,在木塊上方增加砝碼,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),木塊最后靜止下來(lái)時(shí)仍在原來(lái)的位置D.保持壓力不變,換用接觸面更粗糙的木塊,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),木塊最后靜止下來(lái)時(shí)位置離定滑輪更遠(yuǎn)D解析

木塊開始時(shí)隨小車一起向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,木塊相對(duì)小車靜止,受到的摩擦力為靜摩擦力,A錯(cuò)誤;小車?yán)^續(xù)向左運(yùn)動(dòng)而木塊卻不再運(yùn)動(dòng),木塊相對(duì)小車滑動(dòng),受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,B錯(cuò)誤;保持木塊與小車間接觸面的粗糙程度不變,在木塊上方增加砝碼,導(dǎo)致最大靜摩擦力增大,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),木塊最后靜止下來(lái)時(shí),彈簧彈力增大,則彈簧形變量增大,木塊靜止在原來(lái)的位置的左側(cè),C錯(cuò)誤;保持壓力不變,換用接觸面更粗糙的木塊,也會(huì)導(dǎo)致最大靜摩擦力增大,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),木塊最后靜止下來(lái)時(shí)位置離定滑輪更遠(yuǎn),D正確。考向四

動(dòng)—靜突變典題9

如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,從t=0開始物體以初速度v0沿水平地面向右滑行,同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2,以向右為正方向,則該物體受到的摩擦力

f隨時(shí)間變化的圖像是(

)A解析

物體向右減速過(guò)程中,受滑動(dòng)摩擦力作用,方向水平向左,大小為f1=μmg=2

N;物體速度減為0后,因F<μmg,物體將保持靜止,此時(shí)摩擦力大小f2=F