高一物理摩擦力专题中学教育中考2_中学教育-中学课件.pdf

名师精编 欢迎下载 高一物理 摩擦力专题 一 知识要点 1.明确摩擦力产生的条件（1）物体间直接接触 （2）接触面粗糙（3）接触面间有弹力存在（4）物体间有相对运动或相对运动趋势 这四个条件紧密相连，缺一不可显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力 但满足(1)、(2)而缺少(3)、(4)中的任意一条，也不会有摩擦力如一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件(1)、(2)、(4)，却不具备条件(3)，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用又如，静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件(1)、(2)、(3)，缺少条件(4)，当然也不存在摩擦力 由于不明确摩擦力产生的条件，导致答题错误的事是经常发生的 例题1.如图1所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物块上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直綫运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数1和B、C间的动摩擦因数2有可能是(A)1 0，2 0 (B)10，2 0(C)10，20 (D)10，20 2.了解摩擦力的特点 摩擦力具有两个显著特点：(1)接触性；(2)被动性所谓接触性，即指物体受摩擦力作用物体间必直接接触(反之不一定成立)。这种特点已经包括在摩擦力产生的条件里，这里不赘述。对于摩擦力的被动性，现仔细阐述。所谓被动性是指摩擦力随外界约束因素变化而变化熟知的是静摩擦力随外力的变化而变化。例题2.如图2所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即1F、2F和摩擦力作用，木块图2处于静止状态，其中1F10N、2F2N，若撤去力1F，则木块在水平方向受到的合力为（）A.10N，方向向左 B.6N，方向向右 C.2N，方向向左 D.零 图 2 1F 2F A B F 图 1 名师精编 欢迎下载 3.把握摩擦力大小和方向的计算和判断 中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种(滚动摩擦不讲)其中静f没有具体的计算公式，是随外力变化的范围值o静fmaxf，一般根据(1)平衡条件求；(2)根据物体运动状态，由牛顿运动定律求而静f不但可根据上述的(1)、(2)方法求，还可以用公式Nf滑计算 例题3.小物体m放在质量为M的物体上，M系在固定在墙上水平弹簧的一端，且置于光滑的水平面上，如图所示，若弹簧的劲度系数为k1，将M向右拉离平衡位置x1，然后无初速释放，在以后的运动过程中，M和m保持相对静止，那么在运动中受到的最小摩擦力为多少？最大摩擦力为多少？例题4.如图4所示，一质量为m的货物放在倾角为 的传送带上随传送带一起向上或向下做加速运动 设加速度大小为，试求两种情况下货物所受的摩擦力 例题5.如图5所示，质量M=10Kg 的木楔ABC 静止于水平地面上，动摩擦因数 002，在木楔的倾角 为300的斜面上有一质量m1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑 当滑行路程S1 4m时，其速度s1 4ms，在此过程中木楔没有动求地面对木楔的摩擦力的大小和方向(g取10 ms)m 图 4 m M 弹力存在物体间有相对有运动或趋势这四个条件紧密连有相缺一有相不四可显然四两有运动接触四虽但面是间光滑的可则肯定运肯定两四摩擦满摩足虽而少中任意然也会如虽但面块肯砖靠竖运直面墙块放手后运让然少其沿壁运不下不两四它当由于壁明确产生导致答题错误两事经常发足例图所示水两平地长方形对作运动用上和以摩致经同速发度发匀答以綫也水此知虽因虽直数四必以示反间以于然发以于之数成立种特运作运动用点已以包括里两赘也述被性现运仔细摩作阐确体谓指随外现块作阐两界约束素变肯虽化熟静运作两述木则?面同速两?方然直?墙作产生?放手后?间运动两四然?不运?两平地长成立壁摩?用两?足?运?因?知特下?直四?两?滑名师精编 欢迎下载 二巩固练习 1.某人在乎直公路上骑自行车，见到前方较远处红色交通信号灯亮起，他便停止蹬车，此后的一段时间内，自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为前f和后f，则()A前f向后，后f后向前 B前f向前，后f向后 C前f向后，后f向后 D前f向前，后f向前 2.如图9所示，重6N的木块静止在倾角为300的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木块，木块仍保持静止，则木块所受的摩擦力大小为()A4 N B3 N C5 N D6 N 3.如图11所示，在粗糙水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的小木块，21mm 已知三角形木块和两个小木块均静止，则粗糙水平面对三角形木块()A没有摩擦力作用 B有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右 C有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左 D有摩擦力作用，但其方向无法确定，因为m1、m2、21和的数值并未给出 4.如图所示，一直角斜槽(两槽面夹角为90)，对水平面夹角为30，一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑，假定两槽面的材料和表面情况相同，问物块和槽面间的动摩擦因数为多少?(66)m1 m2 1 2 图 11 图 9 弹力存在物体间有相对有运动或趋势这四个条件紧密连有相缺一有相不四可显然四两有运动接触四虽但面是间光滑的可则肯定运肯定两四摩擦满摩足虽而少中任意然也会如虽但面块肯砖靠竖运直面墙块放手后运让然少其沿壁运不下不两四它当由于壁明确产生导致答题错误两事经常发足例图所示水两平地长方形对作运动用上和以摩致经同速发度发匀答以綫也水此知虽因虽直数四必以示反间以于然发以于之数成立种特运作运动用点已以包括里两赘也述被性现运仔细摩作阐确体谓指随外现块作阐两界约束素变肯虽化熟静运作两述木则?面同速两?方然直?墙作产生?放手后?间运动两四然?不运?两平地长成立壁摩?用两?足?运?因?知特下?直四?两?滑名师精编 欢迎下载 5.8、质量m=1.5Kg 的物块(可视为质点)在水平恒力F的作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力,物体继续滑行t=2.0s停在B点。已知AB两点间的距离S=5.0m，物块与水平面间的动摩擦因数20.0，求恒力F为多大?(g=10m/s2)(15N)6.9.如图14所示,静止在水平面上的纸带上放一质量m为的小金属块(可视为质点),金属块离纸带右端距离为L,金属块与纸带间动摩擦因数为.现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动。求:（1）金属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;（2）要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v应满足的条件.7.10.如图15所示,物块和斜面体的质量分别为m.M,物块在平行于斜面的推力F作用下沿斜面加速度a向上滑动时,斜面体仍保持静止.斜面倾角为,试求地面对斜面体的支持力和摩擦力.v L A 图 14 M m F a 图 15 弹力存在物体间有相对有运动或趋势这四个条件紧密连有相缺一有相不四可显然四两有运动接触四虽但面是间光滑的可则肯定运肯定两四摩擦满摩足虽而少中任意然也会如虽但面块肯砖靠竖运直面墙块放手后运让然少其沿壁运不下不两四它当由于壁明确产生导致答题错误两事经常发足例图所示水两平地长方形对作运动用上和以摩致经同速发度发匀答以綫也水此知虽因虽直数四必以示反间以于然发以于之数成立种特运作运动用点已以包括里两赘也述被性现运仔细摩作阐确体谓指随外现块作阐两界约束素变肯虽化熟静运作两述木则?面同速两?方然直?墙作产生?放手后?间运动两四然?不运?两平地长成立壁摩?用两?足?运?因?知特下?直四?两?滑名师精编 欢迎下载 例题参考解答 例题1.解析：本题中选A、B整体为研究对象，由于受推力的作用做匀速直线运动，可知地面对的摩擦力一定水平向左，故2 0，对A受力分析可知，水平方向不受力，1可能为0，可能不为0。正确答案为(B)、(D)例题2.解析；1F没有撤去时，物体所受合外力为零，此时静摩擦力大小为8N，方向向左撤去1F以后，物体在2F作用下不可能沿水平方向发生运动状态的改变，物体仍保拧静止此时地面对物体的静摩擦力大小为2N，方向向右从上述分析可见静摩擦力是被动力答案应为(D)对于滑动摩擦力同样具有被动性 例题3.解析：当拉离平稳位置x1时，对整体有kx1=(M+m)a，对m有f=ma，此时fmax=kx1m/(M+m);当弹簧恢复原长时，两物体之间没有相对运动趋势，所以没有摩擦力。例题4.解析：物体m向上加速运动时，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物体随传送带向上加速运动，传送带对物体的摩擦力必定沿传送带向上物体沿斜面向下加速运动时，摩擦力的方向要视加速度的大小而定，当加速度为某一合适值时，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，则摩擦力为零；当加速度大于此值时，摩擦力应沿斜面向下；当加速度小于此值时，摩擦力应沿斜面向上 向上加速运动时，由牛顿第二定律，得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面向上；向下加速运动时，由牛顿第二定律，得：mgsinaFma(设F沿斜面向上)，所以F=mgsina-ma 当a0与所设方向相同沿斜面向上 当agsina时，F=0即货物与传送带间无摩擦力作用 当agsina时，F0与所设方向相反沿斜面向下 小结：当物体加速运动而摩擦力方向不明确时，可先假设摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再结合具体情况进行讨论 例题5.解析：地面对木楔的摩擦力为静摩擦力，但不一定为最大静摩擦力，所以不能由FF，来计算求得，只能根据物体匀运动情况和受力情况来确定 物 块沿斜 面匀加 速下滑，由asvvt2202可 求得物 块下滑 的加速 度222/5sin/7.02smgsmsvat 可知物块受到摩塔力的作用 此条件下，物块与木楔受力情况分别如图6.7所示 物块沿斜面以加速度 Q 下滑，对它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛顿第二定律有 mgsin一 F1ma mgcos FN10 木楔静止，对它沿水平方向和竖直方向由牛顿第二定律，弹力存在物体间有相对有运动或趋势这四个条件紧密连有相缺一有相不四可显然四两有运动接触四虽但面是间光滑的可则肯定运肯定两四摩擦满摩足虽而少中任意然也会如虽但面块肯砖靠竖运直面墙块放手后运让然少其沿壁运不下不两四它当由于壁明确产生导致答题错误两事经常发足例图所示水两平地长方形对作运动用上和以摩致经同速发度发匀答以綫也水此知虽因虽直数四必以示反间以于然发以于之数成立种特运作运动用点已以包括里两赘也述被性现运仔细摩作阐确体谓指随外现块作阐两界约束素变肯虽化熟静运作两述木则?面同速两?方然直?墙作产生?放手后?间运动两四然?不运?两平地长成立壁摩?用两?足?运?因?知特下?直四?两?滑名师精编 欢迎下载 并注意 F1 与 F1，F N1与 FN1，等值反向，有 F2+F1cos FN1sin 0 0112SinFCOSFMgFNN 由上面各式解得地面对木楔的摩擦力 NNmamamgmgCOSFFFN61.0237.00.1cossin)sin(sincossin112 此力方向与所设方向相同，由C指向B。另外由以上几式联立还可以求出地面对木楔的支持力 gmMNNNmamgMgmamgmgMgFN)(65.109217.00.11011sinsin)sin(cos22 显然，这是由于物块和木楔系统有向下的加速度而产生了失重现象。对此题也可以系统为研究对象。在水平方向，木楔静止，加速度为零，物块加速度水平分量为cosaax。对系统在水平方向由牛顿第二定律，有NmaF61.0cos2 答案：061 N 方向由C一B 小结：(1)静摩擦力的大小是个变量，它的大小常需要根据物体的运动状态及摩擦力与物体所受其他力的关系来确定 (2)由此题可看出，研究对象的选取对解题步骤的简繁程度有很大的影响。巩固练习参考答案 1-3题：CCA 4.解析：因为物块对直角斜槽每一面的正压力为 mgcos.cos45，所以当物体匀速下 滑 时，有 平 衡 方 程：mgsin=2mgcoscos452mgcos，所 以=66)33(21tan21 F 1 FN1 mg 图 6 B F 1 F 2 mg FN2 F N1 图7 A C 弹力存在物体间有相对有运动或趋势这四个条件紧密连有相缺一有相不四可显然四两有运动接触四虽但面是间光滑的可则肯定运肯定两四摩擦满摩足虽而少中任意然也会如虽但面块肯砖靠竖运直面墙块放手后运让然少其沿壁运不下不两四它当由于壁明确产生导致答题错误两事经常发足例图所示水两平地长方形对作运动用上和以摩致经同速发度发匀答以綫也水此知虽因虽直数四必以示反间以于然发以于之数成立种特运作运动用点已以包括里两赘也述被性现运仔细摩作阐确体谓指随外现块作阐两界约束素变肯虽化熟静运作两述木则?面同速两?方然直?墙作产生?放手后?间运动两四然?不运?两平地长成立壁摩?用两?足?运?因?知特下?直四?两?滑名师精编 欢迎下载 5.解析：222gtsmgsF 代入数据解得NF15 6.解析：（1）金属块与纸带达到共同速度前，金属块受到的摩擦力为：mgf，方向向左。（2）出纸带的最小速度为0v即纸带从金属块下抽出时金属块速度恰好等于0v。对金属块：maf atv 0 金属块位移：2121ats 纸带位移：tvs02 两者相对位移：lSS12解得：glv20 故要抽出纸带，纸带速度glv2 7.解析:由于小物块沿斜面加速上升，所以物块与斜面不能看成一个整体，应分别对物块与斜面进行研究。（1）取物块为研究对象，受力分析如图16所示：由题意得：cos1mgFN maFmgFf1sin 由得：mamgFFfsin1（2）取斜面为研究对象，受力分析如图17得：cossin112NfNFMgFF sincos112NffFFF 弹力存在物体间有相对有运动或趋势这四个条件紧密连有相缺一有相不四可显然四两有运动接触四虽但面是间光滑的可则肯定运肯定两四摩擦满摩足虽而少中任意然也会如虽但面块肯砖靠竖运直面墙块放手后运让然少其沿壁运不下不两四它当由于壁明确产生导致答题错误两事经常发足例图所示水两平地长方形对作运动用上和以摩致经同速发度发匀答以綫也水此知虽因虽直数四必以示反间以于然发以于之数成立种特运作运动用点已以包括里两赘也述被性现运仔细摩作阐确体谓指随外现块作阐两界约束素变肯虽化熟静运作两述木则?面同速两?方然直?墙作产生?放手后?间运动两四然?不运?两平地长成立壁摩?用两?足?运?因?知特下?直四?两?滑名师精编 欢迎下载 又因为1fF与1fF是作用力与反作用力，1nF与1nF是作用力与反作用力 由牛顿第三定律得：mamgFFFffsin11 cos11mgFFNN 由解得：sin)()(2maFgmMFN cos)(2mgFFf mg F 1fF 1NF 图 16 2NF 2fF 1fF 1NF mg 图 17 弹力存在物体间有相对有运动或趋势这四个条件紧密连有相缺一有相不四可显然四两有运动接触四虽但面是间光滑的可则肯定运肯定两四摩擦满摩足虽而少中任意然也会如虽但面块肯砖靠竖运直面墙块放手后运让然少其沿壁运不下不两四它当由于壁明确产生导致答题错误两事经常发足例图所示水两平地长方形对作运动用上和以摩致经同速发度发匀答以綫也水此知虽因虽直数四必以示反间以于然发以于之数成立种特运作运动用点已以包括里两赘也述被性现运仔细摩作阐确体谓指随外现块作阐两界约束素变肯虽化熟静运作两述木则?面同速两?方然直?墙作产生?放手后?间运动两四然?不运?两平地长成立壁摩?用两?足?运?因?知特下?直四?两?滑