2013高考一轮复习物理摩擦力-受力分析解析.ppt

课时课时5摩擦力受力分析摩擦力受力分析基础梳理基础梳理摩擦力分滑动摩擦力和静摩擦力：摩擦力分滑动摩擦力和静摩擦力：(1)一一个个物物体体在在另另一一个个物物体体表表面面上上发发生生相相对对运运动动的的时时候候，受受到到另另一一个个物物体体阻阻碍碍它它相相对对运运动动的的力力，这这个个力力叫叫做做滑滑动动摩摩擦力；擦力；(2)当当一一个个物物体体在在另另一一个个物物体体表表面面上上有有相相对对运运动动趋趋势势时时，受受到到另另一一个个物物体体阻阻碍碍它它相相对对运运动动趋趋势势的的力力，这这个个力力叫叫做做静静摩擦力摩擦力疑难详析疑难详析1摩擦力产生的条件摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的；接触面是粗糙的；(2)两物体有相两物体有相对对运运动动或相或相对对运运动动的的趋势趋势；(3)两物体接触面上有两物体接触面上有压压力力2摩擦力方向的确定摩擦力方向的确定摩摩擦擦力力的的方方向向必必定定和和接接触触面面相相切切，由由相相对对运运动动或或相相对对运运动动的的趋趋势势确确定定，总总与与相相对对运运动动或或相相对对运运动动趋趋势势的的方方向向相相反反通通常常情情况况下下摩摩擦擦力力的的方方向向可可能能和和物物体体运运动动方方向向相相反反，此此时时摩摩擦擦力力是是阻阻力力；摩摩擦擦力力方方向向也也可可能能和和物物体体运运动动方方向向相相同同，此此时时摩摩擦擦力力作作为为动动力力所所以以摩摩擦擦力力可可能能做做正正功功，也也可可能做能做负负功功(当物体的位移当物体的位移为为零零时时，摩擦力做功是零，摩擦力做功是零)不不管管摩摩擦擦力力的的方方向向与与运运动动方方向向是是不不是是相相同同，摩摩擦擦力力的的方方向向一一定定是是与与物物体体间间相相对对运运动动(或或相相对对运运动动趋趋势势)的的方方向向相相反反不不管管摩摩擦擦力力是是动动力力还还是是阻阻力力，摩摩擦擦力力一一定定总总是是阻阻碍碍物物体体间间的相的相对对运运动动或相或相对对运运动动的的趋势趋势一一般般情情况况下下，我我们们说说物物体体运运动动或或静静止止，是是以以地地面面为为参参照照物物的的而而牵牵涉涉到到“相相对对运运动动”，实实际际上上是是规规定定了了参参照照物物，如如“A相相对对于于B”，则则必必须须以以B为为参参照照物物，而而不不能能以以地地面面或或其其他物体他物体为为参照物参照物3摩擦力有无的确定摩擦力有无的确定(1)由由产产生生条条件件确确定定这这种种方方法法就就是是看看产产生生摩摩擦擦力力的的三三个条件是否个条件是否满满足有一个条件不足有一个条件不满满足，就没有摩擦力足，就没有摩擦力(2)根根据据运运动动状状态态确确定定由由物物体体的的运运动动状状态态，结结合合物物体体受其他外力的情况来受其他外力的情况来进进行判断行判断4摩擦力大小的确定摩擦力大小的确定(1)滑滑动动摩摩擦擦力力的的大大小小跟跟压压力力有有关关(成成正正比比)，与与引引起起滑滑动动摩摩擦擦力力的的外外力力的的大大小小无无关关滑滑动动摩摩擦擦力力的的大大小小常常用用公公式式fFN求求得得，其其中中的的FN表表示示正正压压力力(不不一一定定等等于于重重力力G)，叫叫做做动动摩摩擦擦因因数数，它它跟跟物物体体的的材材料料、接接触触面面的的情情况况有有关关，没没有有单单位位(2)静静摩摩擦擦力力的的大大小小随随着着相相对对运运动动的的趋趋势势强强弱弱变变化化而而在在0和和最最大大静静摩摩擦擦力力Fm之之间间变变化化一一般般认认为为，最最大大静静摩摩擦擦力力等等于于滑滑动动摩摩擦擦力力静静摩摩擦擦力力跟跟相相对对运运动动的的趋趋势势强强弱弱有有关关，但但是跟是跟压压力力FN没有直接关系，不能用没有直接关系，不能用fFN计计算算最大静摩擦力的大小跟最大静摩擦力的大小跟压压力力FN有关有关深化拓展深化拓展图图11物物体体受受到到滑滑动动摩摩擦擦力力时时，物物体体不不一一定定是是运运动动的的，也也可可能能是是静静止止的的，但但一一定定发发生生了了相相对对运运动动，如如图图1所所示示，水水平平传传送送带带以以速速度度v运运动动，物物体体相相对对地地面面静静止止，此此时时物物体体受受到到的是滑的是滑动动摩擦力摩擦力图图22同同样样，物物体体受受到到静静摩摩擦擦力力时时，物物体体不不一一定定是是静静止止的的，也也可可能能是是运运动动的的，但但一一定定是是相相对对静静止止的的如如图图2所所示示，物物体体随随传传送送带带一一起起以以速速度度v向向上上运运动动，物物体体相相对对传传送送带带静静止止，物体物体虽虽然运然运动动受到的却是静摩擦力受到的却是静摩擦力3汽汽车牵车牵引力的施力物体并非是引力的施力物体并非是发动发动机机汽汽车车的的发发动动机机工工作作时时，带带动动车车轮轮转转动动，主主动动轮轮与与地地面面接接触触的的部部分分有有相相对对于于地地面面向向后后运运动动的的趋趋势势，所所以以地地面面对对主主动动轮轮有有向向前前的的静静摩摩擦擦力力，此此即即为为汽汽车车的的牵牵引引力力所所以以说说，汽汽车车牵牵引引力力的的施施力力物物体体应应该该是是地地面面，而而不不是是发发动动机机，牵牵引引力的本力的本质质是地面提供的静摩擦力是地面提供的静摩擦力基础梳理基础梳理对物体进行受力分析的一般步骤：对物体进行受力分析的一般步骤：(1)首先确定研究首先确定研究对对象；象；(2)然然后后根根据据力力的的概概念念，从从物物体体所所处处的的环环境境以以及及与与其其他他物物体体的的联联系系，按按重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力及及其其他他力力等等顺顺序序依依次次分析分析(3)最最后后检检查查分分析析结结果果能能否否使使物物体体处处于于题题目目中中所所给给的的运运动动状状态态疑难详析疑难详析1对对物物体体进进行行受受力力分分析析是是解解决决力力学学问问题题的的基基础础，也也是是研研究究力力学学问问题题的的重重要要方方法法，受受力力分分析析时时必必须须明明确确的的程程序序是：是：(1)根根据据题题意意来来选选取取研研究究对对象象原原则则是是要要使使对对问问题题的的研研究究尽尽量量简简便便，研研究究对对象象可可以以是是一一个个物物体体或或一一个个物物体体的的某某一一部部分分，也也可可以以是是几几个个物物体体组组成成的的系系统统正正确确选选取取研研究究对对象象，对对能否能否顺顺利解决利解决问题问题往往起决定作用；往往起决定作用；(2)把把研研究究对对象象从从周周围围的的环环境境中中隔隔离离出出来来，按按照照先先场场力力、再再接接触触力力的的顺顺序序进进行行受受力力分分析析，并并画画出出物物体体的的受受力力图图，这这种分析方法称种分析方法称为为“隔离法隔离法”；(3)当当只只涉涉及及研研究究系系统统而而不不涉涉及及系系统统内内部部某某些些物物体体的的力力和和运运动动时时，一一般般可可采采用用“整整体体法法”用用整整体体法法的的简简便便之之处处在在于于不不需需要要涉涉及及内内部部各各物物体体之之间间的的作作用用力力，而而隔隔离离法法恰恰好好可可以以分分析析系系统统内内部部各各物物体体之之间间的的相相互互作作用用力力整整体体法法与与隔隔离离法法交交叉叉使使用用，往往往往可可以以优优化化解解题题思思路路和和方方法法，使使处处理理问问题题简洁简洁明快明快2怎怎样样避免在受力分析避免在受力分析时时漏掉或者多出一些力漏掉或者多出一些力在在分分析析物物体体受受力力时时，为为防防止止漏漏掉掉力力，应应养养成成按按一一定定步步骤骤分分析析的的习习惯惯，一一般般应应先先分分析析场场力力，再再分分析析接接触触处处的的弹弹力力和摩擦力和摩擦力为为防防止止受受力力分分析析时时出出现现多多力力的的情情况况，可可注注意意以以下下几几个个方面：方面：(1)每分析一个力，都每分析一个力，都应应找出施力物体；找出施力物体；(2)分分析析研研究究对对象象受受的的力力，不不要要把把研研究究对对象象对对其其他他物物体体施加的力也加在研究施加的力也加在研究对对象上；象上；(3)只只分分析析根根据据力力的的性性质质命命名名的的力力(场场力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力等等)，不不分分析析根根据据效效果果命命名名的的力力(向向心心力力、下下滑滑力力、回回复复力力等等)；(4)为为了了使使问问题题简简化化，忽忽略略某某些些次次要要的的力力，如如：微微小小粒粒子子的的重重力力、速速度度不不大大时时空空气气的的阻阻力力等等至至于于何何时时忽忽略略某某个个力的影响，要依据力的影响，要依据题题的目的、具体的目的、具体环环境和条件而定境和条件而定图图3例例1卡卡车车上上装装着着一一只只始始终终与与它它相相对对静静止止的的集集装装箱箱，不不计计空气阻力，下列空气阻力，下列说说法正确的是法正确的是 ()解解析析集集装装箱箱随随卡卡车车一一起起由由静静止止加加速速运运动动时时，假假设设二二者者的的接接触触面面是是光光滑滑的的，则则卡卡车车加加速速时时，集集装装箱箱由由于于惯惯性性要要保保持持原原有有的的静静止止状状态态，因因此此它它将将相相对对于于卡卡车车向向后后滑滑动动，而而实实际际上上集集装装箱箱没没有有滑滑动动，说说明明只只有有相相对对卡卡车车向向后后滑滑的的趋趋势势，所所以以集集装装箱箱受受到到向向前前的的静静摩摩擦擦力力故故A对对；集集装装箱箱随随卡卡车车一一起起匀匀速速运运动动时时，二二者者无无相相对对滑滑动动，假假设设集集装装箱箱受受水水平平向向右右的的摩摩擦擦力力，则则其其受受力力如如图图3所所示示，跟跟木木箱箱接接触触的的物物体体只只有卡车，卡车最多对它施加两个力有卡车，卡车最多对它施加两个力(支持力支持力F1和摩擦力和摩擦力F2)，由由二二力力平平衡衡条条件件知知：F1与与G抵抵消消，但但没没有有力力与与F2抵抵消消，力力是是改改变变物物体体运运动动状状态态的的原原因因，木木箱箱在在F2的的作作用用下下，速速度度将将发发生生变变化化，不不能能做做匀匀速速直直线线运运动动，这这与与题题意意矛矛盾盾，故故B错错C对对；卡卡车车刹刹车车时时，速速度度减减小小，假假设设木木箱箱与与卡卡车车的的接接触触面面是是光光滑滑的的，则则集集装装箱箱相相对对卡卡车车将将向向前前滑滑动动，而而实实际际没没动动，说说明集装箱受到向后的摩擦力故明集装箱受到向后的摩擦力故D错综上选错综上选AC.答案答案AC题题后后反反思思：摩摩擦擦力力的的判判断断比比较较复复杂杂，有有时时只只根根据据摩摩擦擦力力产产生生的的条条件件是是无无法法判判断断出出来来的的，要要结结合合物物体体的的运运动动情情况况来来进进行行判判断断，这这也也是是在在进进行行受受力力分分析析时时，要要把把摩摩擦擦力力放放在在最后分析的原因最后分析的原因.图图4如如图图4(a)、(b)所所示示，拉拉力力F使使叠叠放放在在一一起起的的A、B两两物物体一起以共同速度沿体一起以共同速度沿F方向做匀速直方向做匀速直线线运运动动，则则 ()A两两图图中中A物体受到的摩擦力方向均与物体受到的摩擦力方向均与F方向相同方向相同B两两图图中中A物体受到的摩擦力方向均与物体受到的摩擦力方向均与F方向相反方向相反C两两图图中中A物体均不受摩擦力作用物体均不受摩擦力作用D(a)图图中中的的A物物体体不不受受摩摩擦擦力力，(b)图图中中的的A物物体体受受到到的摩擦力方向与的摩擦力方向与F方向相同方向相同解解析析：分分别别对对两两图图中中的的A物物体体进进行行受受力力分分析析，(a)图图中中如如果果A受受到到摩摩擦擦力力，则则A物物体体受受到到的的合合力力不不为为0，A物物体体不不能能做做匀匀速速直直线线运运动动，故故(a)图图中中物物体体不不受受摩摩擦擦力力作作用用(b)图图中中，A物物体体相相对对于于B物物体体有有向向下下运运动动的的趋趋势势，故故A物物体体受受到到的的摩摩擦力方向与擦力方向与F方向相同方向相同答案：答案：D题型二摩擦力大小的计算题型二摩擦力大小的计算例例2重重100 N的的木木块块放放在在水水平平面面上上，它它与与水水平平面面的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.25，最最大大静静摩摩擦擦力力为为27 N现现用用水水平平拉拉力力拉拉木木块块，当当此此拉拉力力的的大大小小由由0增增大大到到26 N时时，木木块块受受到到的的摩摩擦擦力力大大小小为为f1，当当拉拉力力大大小小由由30 N减减小小到到27 N时时，木木块块受受到到摩摩擦力大小擦力大小为为f2，则则下列下列说说法正确的是法正确的是 ()Af125 N，f225 N Bf125 N，f227 NCf126 N，f225 N Df126 N，f227 N解解析析物物体体要要发发生生相相对对运运动动，拉拉力力应应克克服服最最大大静静摩摩擦擦力力，本本题题最最大大静静摩摩擦擦力力为为27 N，当当外外力力由由0增增大大到到26 N的的过过程程中中，拉拉力力小小于于最最大大静静摩摩擦擦力力，所所以以物物体体受受到到的的是是静静摩摩擦擦力力，大大小小与与拉拉力力相相等等，即即f126 N；当当拉拉力力为为30 N时时，物物体体发发生生相相对对运运动动，从从30 N减减小小到到27 N的的过过程程中中，拉拉力力一一直直大大于于滑滑动动摩摩擦擦力力(25 N)，所所以以物物体体受受到到的的是是滑滑动动摩摩擦擦力力，即即f2G25 N.答案答案C题题后后反反思思：在在求求摩摩擦擦力力的的时时候候，先先判判断断物物体体受受的的是是哪哪种种摩摩擦擦力力，如如果果是是静静摩摩擦擦力力，就就用用外外力力等等于于静静摩摩擦擦力力来来求求；如果是滑动摩擦力，就根据公式如果是滑动摩擦力，就根据公式F=FN来计算来计算.图图5如如图图5所所示示，A，B两两个个物物体体叠叠放放，在在外外力力F的的作作用用下下一一起起匀匀速速运运动动，已已知知A，B的的质质量量分分别别是是mA和和mB，A与与B间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为1，B，C间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为2，求求A与与B和和B与与C间间的摩擦力分的摩擦力分别别是多大是多大解解析析：根根据据题题知知，物物体体A，B一一起起匀匀速速直直线线运运动动，即即A，B之之间间没没有有发发生生相相对对运运动动，所所以以A，B间间不不存存在在摩摩擦擦力力作作用用；而而物物体体B，C之之间间发发生生了了相相对对运运动动，B受受到到一一个个与与它它运运动动方方向向相相反反的的滑滑动动摩摩擦擦力力的的作作用用，大大小小为为FFN2(mAmB)g.答案：答案：A，B之间摩擦力为之间摩擦力为0B，C之间的摩擦力为之间的摩擦力为2(mAmB)g题型三受力分析题型三受力分析图图6例例3如如图图6所所示示，物物体体A靠靠在在竖竖直直墙墙面面上上，在在力力F作作用下，用下，A、B保持静止物体保持静止物体B的受力个数的受力个数为为 ()A2 B3C4 D5图图7解解析析A、B保保持持静静止止，都都处处于于平平衡衡状状态态，合合外外力力应应该该是是零零首首先先对对A、B组组成成的的整整体体进进行行受受力力分分析析，竖竖直直方方向向受受重重力力(mAmB)g、A与与墙墙壁壁的的摩摩擦擦力力fA和和F，三三力力平平衡衡；水水平平方方向向可可判判断断墙墙壁壁和和A之之间间没没有有作作用用力力，否否则则不不能能保保持持水水平方向平衡平方向平衡如如图图7a所所示示，隔隔离离物物体体A，受受重重力力mAg和和B提提供供的的弹弹力力NBA，因因为为物物体体A保保持持静静止止，必必然然受受到到B提提供供的的摩摩擦擦力力fBA，且且沿沿AB的的接接触触面面向向上上；由由此此再再隔隔离离物物体体B，如如图图b所所示示，根根据牛顿第三定律和已知条件，物体据牛顿第三定律和已知条件，物体B共受四个力的作用共受四个力的作用答案答案C(2010.山山东东济济南南模模拟拟)如如图图8，物物体体M在在竖竖直直向向上上的的拉拉力力F的作用下静止在斜面上，关于的作用下静止在斜面上，关于M受受图图8力的个数，下列力的个数，下列说说法中正确的是法中正确的是 ()AM一定是受两个力作用一定是受两个力作用BM一定是受四个力作用一定是受四个力作用CM可能受三个力作用可能受三个力作用DM不是受两个力作用就是受四个力作用不是受两个力作用就是受四个力作用解解析析：若若拉拉力力F大大小小等等于于重重力力，则则物物体体与与斜斜面面之之间间没没有有相相互互作作用用力力，所所以以物物体体就就只只受受到到两两个个力力的的作作用用；若若拉拉力力F小小于于物物体体的的重重力力时时，则则斜斜面面对对物物体体产产生生支支持持力力和和静静摩摩擦擦力力，且且支支持持力力与与静静摩摩擦擦力力的的合合力力竖竖直直向向上上，故故物物体体就就受受到到四四个个力作用力作用答案：答案：D1如如图图9所所示示，P是是位位于于水水平平的的粗粗糙糙桌桌面面上上的的物物块块用用跨跨过过定定滑滑轮轮的的轻轻绳绳将将P与与小小盘盘相相连连，小小盘盘内内有有砝砝码码，小小盘盘与与砝砝码码的的总总质质量量为为m.在在P运运动动的的过过程程中中，若若不不计计空空气气阻阻力力，则则关关于于P在在水水平平方方向向受受到到的的作作用用力力与与相相应应的的施施力力物物体体，下下列列说说法正确的是法正确的是 ()图图9A拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面B拉力和摩擦力，施力物体是拉力和摩擦力，施力物体是绳绳和桌面和桌面C重力重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面和摩擦力，施力物体是地球和桌面D重力重力mg和摩擦力，施力物体是和摩擦力，施力物体是绳绳和桌面和桌面解解析析：物物块块P在在粗粗糙糙桌桌面面上上运运动动受受重重力力，方方向向竖竖直直向向下下，施施力力物物体体是是地地球球；受受桌桌面面对对物物体体的的弹弹力力，方方向向竖竖直直向向上上，施施力力物物体体是是桌桌面面；受受拉拉力力、方方向向水水平平向向右右，施施力力物物体体是是绳绳；受受滑滑动动摩摩擦擦力力，方方向向水水平平向向左左，施施力力物物体体是是桌桌面面故选故选B.答案：答案：B图图102.(2008.山山东东高高考考)用用轻轻弹弹簧簧竖竖直直悬悬挂挂质质量量为为m的的物物体体，静静止止时时弹弹簧簧伸伸长长量量为为L.现现用用该该弹弹簧簧沿沿斜斜面面方方向向拉拉住住质质量量为为2m的的物物体体，系系统统静静止止时时弹弹簧簧伸伸长长量量也也为为L.斜斜面面倾倾角角为为30，如如图图10所示，所示，则则物体所受摩擦力物体所受摩擦力 ()A等于零等于零B大小大小为为mg，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下C大小大小为为mg，方向沿斜面向上，方向沿斜面向上D大小大小为为mg，方向沿斜面向上，方向沿斜面向上解解析析：由由题题知知mgkL.设设物物体体所所受受摩摩擦擦力力大大小小为为f，方方向向沿沿斜斜面面向向上上，由由平平衡衡条条件件得得2mgsin30kLf，解解得得f0，故，故A正确，正确，B、C、D错误错误答案：答案：A图图113.(2008.全全国国卷卷)如如图图11，一一固固定定斜斜面面上上两两个个质质量量相相同同的的小小物物块块A和和B紧紧挨挨着着匀匀速速下下滑滑，A与与B的的接接触触面面光光滑滑已已知知A与与斜斜面面之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数是是B与与斜斜面面之之间间动动摩摩擦擦因因数数的的2倍，斜面倍，斜面倾倾角角为为.B与斜面之与斜面之间间的的动动摩擦因数是摩擦因数是()解解析析：因因为为A和和B紧紧挨挨着着匀匀速速下下滑滑，所所以以把把A、B作作为为一一个个整整体体由由平平衡衡方方程程2mgsinmgcos2mgcos，得得 tan，则，则A正确正确答案：答案：A4有有一一个个小小实实验验：当当向向两两片片竖竖直直放放置置的的纸纸片片的的中中间间吹吹气气时时，会会发发现现两两个个小小纸纸片片不不但但不不分分离离，反反而而靠靠拢拢了了这这一一现现象象告告诉诉我我们们，流流体体运运动动部部分分产产生生的的压压强强要要比比它它周周围围静静止止部部分分产产生生的的压压强强小小也也可可以以概概括括为为流流速速大大，压压强强小小，流流速速小小，压压强强大大飞飞机机上上天天就就是是由由于于机机翼翼上上下下空空气气流流速速不不同同造造成成的的压压力力差差所所致致F1赛赛车车在在尾尾部部都都装装有有尾尾冀冀板板，其其作作用用是是 ()图图12A减小摩擦减小摩擦 B抵消升力抵消升力C减小阻力减小阻力 D升高重心升高重心解解析析：赛赛车车装装尾尾冀冀板板，抵抵消消升升力力后后，使使其其在在地地面面高高速速行驶时稳定性更强，行驶时稳定性更强，B正确，正确，A、C、D错误错误答案：答案：B5.(2009.天天津津高高考考)物物块块静静止止在在固固定定的的斜斜面面上上，分分别别按按图图示示的的方方向向对对物物块块施施加加大大小小相相等等的的力力F，A中中F垂垂直直于于斜斜面面向向上上，B中中F垂垂直直于于斜斜面面向向下下，C中中F竖竖直直向向上上，D中中F竖竖直直向向下下，施施力力后后物物块块仍仍然然静静止止，则则物物块块所所受受的的静静摩摩擦擦力力增增大大的是的是 ()解解析析：本本题题考考查查了了共共点点力力平平衡衡及及静静摩摩擦擦力力等等知知识识，意意在在考考查查考考生生的的分分析析和和理理解解能能力力由由于于物物块块始始终终静静止止在在斜斜面面上上，物物块块所所受受静静摩摩擦擦力力与与正正压压力力无无直直接接关关系系，对对物物块块进进行行受力分析，沿斜面方向列平衡方程可判断出选项受力分析，沿斜面方向列平衡方程可判断出选项D正确正确答案：答案：D