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1、第第2講摩擦力講摩擦力 知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)1.滑動(dòng)摩擦力:兩個(gè)相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體,當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)滑動(dòng)的力.一、滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的定義2.靜摩擦力:兩個(gè)相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體,當(dāng)它們具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)名稱項(xiàng)目 靜摩擦力 滑動(dòng)摩擦力 產(chǎn)生條件接觸面粗糙接觸處有彈力兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)接觸面粗糙接觸處有彈力兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)大小、方向大小:0F靜fm方向:與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反大小:F=FN方向:與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反二、兩種摩擦力的比較 作用效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨
2、勢(shì)總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)知識(shí)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(dòng)摩擦力的物體不一定運(yùn)動(dòng).點(diǎn)撥:(1)摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng).(3)接觸面處有摩擦力時(shí)一定有彈力,且彈力與摩擦力總垂直,反之不一定成立.知識(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)B.摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向有時(shí)是一致的C.摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反【解析】摩擦力阻礙的是相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與物體運(yùn)動(dòng)的方向不一定相反.【答
3、案】ABD知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)2.裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)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(tái)之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小B.材料與平臺(tái)之間的相對(duì)速度逐漸增大,摩擦力逐漸增大C.平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小D.材料與平臺(tái)之間的動(dòng)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(dòng)摩擦力的大小與接觸面積的大小無(wú)關(guān),只與壓力和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān),A、B錯(cuò)誤;在勻加速拖出的過程中,支持力始終等于重力,動(dòng)摩擦因數(shù)又不變,因此工人的拉力也不變,C錯(cuò)誤,D正確.【答案】D知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)3.木塊A、B分別重50 N和60 N,它們與水
4、平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25;夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2 cm,彈簧的勁度系數(shù)為400 N/m.系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng).現(xiàn)用F=1 N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12.5 NB.木塊A所受摩擦力大小是11.5 NC.木塊B所受摩擦力大小是9 ND.木塊B所受摩擦力大小是7 N知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)靜止不動(dòng),所受摩擦力仍為8 N.所以A、B、D錯(cuò)誤,C正確.【答案】C【解析】設(shè)靜摩擦力最大值等于滑動(dòng)摩擦力,則FA=GA=12.5 N、FB=GB=15 N.施加力F之前,靜摩擦力F=kx=8 N,施加力F之后,對(duì)B物體有F+kx=9 Ng
5、sin ,則摩擦力f0,摩擦力沿斜面向下;如果agsin ,則摩擦力f0,摩擦力沿斜面向上.【答案】見解析知識(shí)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=1 kg,mB=2 kg,mC=3 kg,物體A、B、C及C與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.1,輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計(jì).若要用力將C物體拉動(dòng),則作用在C物體上的(按最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力計(jì)算)水平向左的拉力F最小為(取g=10 m/s2)( )A.6 NB.8 NC.10 ND.12 N二、摩擦力大小的計(jì)算方法知識(shí)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(duì)A、B、C整體研究,剛好拉動(dòng)時(shí)
6、,F最小,有F=2T+(mAg+mBg+mCg),對(duì)A研究,A剛運(yùn)動(dòng)時(shí),T=mAg,聯(lián)立解得F=8 N.【答案】B【名師點(diǎn)金】F最小與剛好拉動(dòng)對(duì)應(yīng),剛好拉動(dòng)時(shí),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(duì)象列平衡方程求解.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)1.靜摩擦力大小的計(jì)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(jì)算摩擦力的大小,首先要判斷摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,然后根據(jù)靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的特點(diǎn)計(jì)算其大小.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(2)物體有加速度時(shí),若只有摩擦力,則Ff=ma,例如勻速轉(zhuǎn)動(dòng)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,
7、則F合=ma,先求合力再求摩擦力.這種與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的特點(diǎn),區(qū)別于滑動(dòng)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(lái)判斷其大小.知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)(1)為動(dòng)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(dòng)摩擦力的計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff=FN來(lái)計(jì)算,應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn):(2)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),與接觸面的大小也無(wú)關(guān).知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)3.最大靜摩擦力的計(jì)算一般情況下,最大靜摩擦力大于滑動(dòng)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(dòng)摩擦力處理.(3)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解:若
8、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(lái)求解.知識(shí)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(dòng)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(jì).若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng),則F的大小為( )A.4mg B.3mg C.2mg D.mg知識(shí)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(duì)Q有:f1=mg,T=f1 對(duì)P進(jìn)行受力分析有:f2=2mgF=T+f1+f2
9、 聯(lián)立解得:F=4mg.【答案】A知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)高考真題1 (2011年高考新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)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(dòng)摩擦力相等.現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)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(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【解析提示】先考慮木塊和木板相對(duì)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(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】設(shè)木塊和木板相對(duì)
10、靜止,由方程F=(m1+m2)a0,m2g= m1a0,得F0=(m1+m2),當(dāng)FF0時(shí),木塊和木板發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),由于木板所受滑動(dòng)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(dòng)摩擦力作用,合力增大,所以a2增大.【答案】A21m gm知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)考向預(yù)測(cè)1如圖所示,物體A與B相對(duì)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(dòng)摩擦因數(shù)為=tan C.B受到的滑動(dòng)摩擦力的大小為mBgsin D.斜面受到B施加的滑動(dòng)摩擦力的方向沿斜面向上知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)等于整體的重力沿斜面向下的分力,計(jì)算可知B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=tan ,B對(duì)C
11、錯(cuò);斜面受到B的摩擦力方向沿斜面向下,D錯(cuò).【答案】B【解析】對(duì)物體A分析知,B對(duì)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(cuò);對(duì)A、B整體分析可知斜面對(duì)B的摩擦力知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)高考真題2 (2010年高考新課標(biāo)全國(guó)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(shí),物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)改用與水平方向成30角的力F2推物塊時(shí),物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng).若F1和F2大小相等,則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( )甲A.-1 B.2- C.- D.1- 33321232知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)【解析提示】確定研究對(duì)象,然后按照已知力、重力、彈力、摩擦力順序分析物體所受的
12、性質(zhì)力,再根據(jù)共點(diǎn)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(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析、應(yīng)用正交分解法解決共點(diǎn)力作用下物體的平衡問題,理解滑動(dòng)摩擦力與壓力的關(guān)系.知識(shí)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(yùn)動(dòng),根據(jù)平衡條件有:F1cos 60-(mg-F1sin 60)=0,F2cos 30-(mg+F2sin 30)=0,聯(lián)立可解得=2-,故選項(xiàng)B正確.乙【答案】B3知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)考向預(yù)測(cè)2如圖所示,木板A的質(zhì)量為m,滑塊B的質(zhì)量為M,木板A用繩拴住,繩與斜面平行,B沿傾角為的斜面在A木板下勻速下滑.若M=2m,A、B間以及B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,試求此動(dòng)摩擦因數(shù).【解析】對(duì)A受力分析,得:FN1=mgcos 對(duì)B受力分析,得:FN2=(M+m)gcos Ff1+Ff2=Mgsin Ff1=FN1=mgcos Ff2=FN2=(M+m)gcos 又因?yàn)?M=2m所以=tan .12【答案】tan 12知識(shí)建構(gòu)技能建構(gòu)
天津市武清區(qū)楊村第四中學(xué)高三物理 第2講摩擦力復(fù)習(xí)課件
