高三物理下学期摩擦力.ppt

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1、摩擦力专题摩擦力专题知识网络知识网络:力力概念概念定义：力是物体对物体的作用，定义：力是物体对物体的作用，效果：效果：要素：大小、方向、作用点（力的图示）要素：大小、方向、作用点（力的图示）使物体发生形变使物体发生形变改变物体运动状态改变物体运动状态分类分类效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力性质：性质：重力：方向、作用点（关于重心的位置）重力：方向、作用点（关于重心的位置）弹力：产生条件、方向、大小（胡克定律）弹力：产生条件、方向、大小（胡克定律）摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大小小运算运算平行四边形

2、定则平行四边形定则力的合成力的合成力的分解力的分解|F1F2|F合合F1F2共点作用下的平衡共点作用下的平衡 明确摩擦力产生的条件：明确摩擦力产生的条件：（1）、物体间直接接触）、物体间直接接触 （2）、接触面粗糙）、接触面粗糙（3）、接触面间有弹力存在）、接触面间有弹力存在（4）、物体间有相对运动或相对运动）、物体间有相对运动或相对运动趋势趋势高考要求：高考要求：这四个条件紧密相连，缺一不可显然，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滑的，则肯定不存在摩擦力但满足(1)、(2)而缺少而缺少(3)、(

3、4)中的任意一条，也不中的任意一条，也不会有摩擦力如一块砖紧靠在竖直墙，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，它满足条件放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件(1)、(2)、(4)，却不具备条件，却不具备条件(3)，即相互间，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用无压力，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又如，静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件了条件(1)、(2)、(3)，缺少条件，缺少条件(4)，当，当然也不存在摩擦力然也不存在摩擦力 由于不明确摩擦力产生的条件，导致答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题错误的事是经常发生的 (A

4、)0，0 (B)0，0(C)0，0 (D)0，0例例1 (1994年全国考题年全国考题)如图如图1所示，所示，C是水平地面，是水平地面，A、B是两个长方形物块，是两个长方形物块，F是是作用在物块上沿水平方向的作用在物块上沿水平方向的力，物体力，物体A和和B以相同的速以相同的速度作匀速直线运动，由此可度作匀速直线运动，由此可知，知，A、B间的动摩擦因数间的动摩擦因数B和和C间的动摩擦因数间的动摩擦因数 有有可能是：可能是：ABF图1C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匀速直线运动，可知地面对B的摩擦力一定水平向左，故 0，对A受力分析可知，水平方向不受力，可能为0

5、，可能不为0。正确答案为(B)、(D)二、了解摩擦力的特点二、了解摩擦力的特点 摩擦力具有两个显著特点：摩擦力具有两个显著特点：(1)接触接触性性；(2)被动性被动性所谓接触性，即指物所谓接触性，即指物体受摩擦力作用物体间体受摩擦力作用物体间必直接接触必直接接触(反反之不一定成立之不一定成立)。这种特点已经包括在。这种特点已经包括在摩擦力产生的条件里，这里不赘述。对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。所谓于摩擦力的被动性，现仔细阐述。所谓被动性是指被动性是指摩擦力随外界约束因素摩擦力随外界约束因素变化而变化变化而变化熟知的是静摩擦力随外熟知的是静摩擦力随外力的变化而

6、变化。力的变化而变化。图图2 例例2 (1992年全国考题年全国考题)如图如图2所示，一木块所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即F1、F2和摩擦力作用，木块图和摩擦力作用，木块图2处于静止状态，其处于静止状态，其中中F110N、F22N，若撤去力，若撤去力F1，则木块在水，则木块在水平方向受到的合力为平方向受到的合力为 (A)10N，方向向左，方向向左 (B)6N，方向向右，方向向右 (C)2N，方向向左，方向向左 (D)零零图图2F1F2解析；没有撤去时解析；没有撤去时F1，物体所受合外力为，物体所受合外力为零，此时静摩擦力大小为零

7、，此时静摩擦力大小为8N，方向向左，方向向左撤去以后，物体在作用下不可能沿水平方撤去以后，物体在作用下不可能沿水平方向发生运动状态的改变，物体向发生运动状态的改变，物体仍保拧静止仍保拧静止此时地面对物体的静摩擦力大小为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方向向右从上述分析可见静摩擦力是被静摩擦力是被动力动力答案应为答案应为(D)对于滑动摩擦力同样具有被动性把握摩擦力大小和方向的计算和判断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中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种(滚滚动摩擦不讲动摩擦不讲)其中没有具体的计算公式，其中没有具体的计算公式，是随外力变化的

8、范围值是随外力变化的范围值 ，o一般根据一般根据(1)平衡条件求；平衡条件求；(2)根据物体运动状态，由牛顿运动定根据物体运动状态，由牛顿运动定律求而律求而 不但可根据上述的不但可根据上述的(1)、(2)方法求，还可以用公式方法求，还可以用公式 计计算。算。计算依据：计算依据：例例3 如图如图3所示，质量为所示，质量为m、带电量为、带电量为+q的的小物体，放在磁感应强度为小物体，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，的匀强磁场中，粗糙挡板粗糙挡板ab的宽度略大于小物体厚度现给的宽度略大于小物体厚度现给带电体一个水平冲量带电体一个水平冲量I，试分析带电体所受摩，试分析带电体所受摩擦力的情况擦力的情况

9、图3ab 解析：带电体获得水平初速解析：带电体获得水平初速 它在它在磁场中受洛仑兹力磁场中受洛仑兹力 和重力和重力 ，若若 ，则带电体作匀速直线运动，不受，则带电体作匀速直线运动，不受摩擦力作用摩擦力作用 若若 ，则带电体贴着，则带电体贴着a板前进，滑动板前进，滑动摩擦力摩擦力 ，速度越来越小，速度越来越小，变小，当变小，当 减小到减小到 ，又有，又有 ,它又不它又不受摩擦力作用而匀速前进受摩擦力作用而匀速前进 若若 ，则带电体贴着，则带电体贴着b板前逆。滑动摩板前逆。滑动摩擦力擦力 ；,它减速运动动它减速运动动直至静止，而直至静止，而 却是变大的却是变大的这充分说明也是具有被动性，所以这充分

10、说明也是具有被动性，所以摩擦摩擦力是被动力力是被动力了解摩擦力的上述特点在解题时就能了解摩擦力的上述特点在解题时就能因题致宜，灵活地思考，少走弯路，因题致宜，灵活地思考，少走弯路，避免出错避免出错.对于对于滑动摩擦力的大小，还必须了解其滑动摩擦力的大小，还必须了解其与物体运动状态无关，与接触面积大小无与物体运动状态无关，与接触面积大小无关的特点关的特点例例4 如图如图4所示，一质量为所示，一质量为m的货物放的货物放在倾角为在倾角为的传送带上随传送带一起向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上或向下做加速运动设加速度大小为为，试求两种情况下货物所受的摩擦，试求两种情况下货物所受

11、的摩擦力力 m图4 解析：物体解析：物体m向上加速运动时，由于向上加速运动时，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体的摩擦力必定沿传送带向上物体沿物体沿斜面向下加速运动时，摩擦力的方向要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，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，则摩擦力为零；当加速度大于此值时，摩擦力应

12、沿斜面向下；当加速度小于此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，向上加速运动时，由牛顿第二定律，得：所以得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面，方向沿斜面向上；向上；向下加速运动时，由牛顿第二定律，得：向下加速运动时，由牛顿第二定律，得：mgsinaFma(设设F沿斜面向上沿斜面向上)所以所以F=mgsina-ma当当a0与所设方向相同与所设方向相同沿斜面向上沿斜面向上当当agsina时，时，F=0即货物与传送带即货物与传送带间无摩擦力作用间无摩擦力作用当当agsina时，时，F0与所设方向相反与所设方向相反沿斜

13、面向下沿斜面向下 小结：当物体加速运动而摩擦力小结：当物体加速运动而摩擦力方向方向不明确时不明确时，可，可先假设先假设摩擦力向某一方向，摩擦力向某一方向，然后应用牛顿第二定律导出表达式，再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结合具体情况进行讨论 例例5 如图如图5所示，质量所示，质量M=10Kg的木楔的木楔ABC静静止于水平地面上，动摩擦因数止于水平地面上，动摩擦因数002，在，在木楔的倾角木楔的倾角为为300的斜面上有一质量的斜面上有一质量m1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑当滑行路程的物块由静止开始沿斜面下滑当滑行路程S14m时，其速度时，其速度v14ms，在此过，在

14、此过程中木楔没有动求地面对木楔的摩擦力的大程中木楔没有动求地面对木楔的摩擦力的大小和方向小和方向(g取取10 ms)MmA图15BC 解析：地面对木楔的摩擦力为静摩擦力，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，来计算求得，只能根据物体匀运动情况和受力情况来确定情况和受力情况来确定 物块沿斜面匀加速下滑，由物块沿斜面匀加速下滑，由 可求得物块下滑的加速度可求得物块下滑的加速度可知物块受到摩擦力的作用可知物块受到摩擦力的作用此条件下，物块与木楔受力情况分别如图此条件下，物块与木楔受力情况分别如图6

15、.7所示所示 物块沿斜面以加速度物块沿斜面以加速度Q下滑，对它沿斜面方下滑，对它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛顿第二定律有向和垂直于斜面方向由牛顿第二定律有mgsin一一F1ma mgcosFN10 FN1mg图6F1BF1F2mgFN2F N1图7AC木楔静止，对它沿水平方向和竖直方向木楔静止，对它沿水平方向和竖直方向由牛顿第二定律，由牛顿第二定律，并注意并注意F1与与F1，FN1 与与FN1，等值反向，等值反向，有有F2+F1cosFN1sin0 由上面各式解得地面对木楔的摩擦由上面各式解得地面对木楔的摩擦力力 此力方向与所设方向相同，由此力方向与所设方向相同，由C指向指向B。另外由以上几

16、式联立还可以求出地面另外由以上几式联立还可以求出地面对木楔的支持力对木楔的支持力 显然，这是由于物块和木楔系统有向显然，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。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，物块加方向，木楔静止，加速度为零，物块加速度水平分量为速度水平分量为 。对系统在。对系统在水平方向由牛顿第二定律，有水平方向由牛顿第二定律，有答案：答案：061 N 方向由方向由C一一B 小结：小结：(1)静摩擦力的大小是个变量，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它的大小常需要

17、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。解题步骤的简繁程度有很大的影响。练习练习1、如图、如图8所示，位于斜面上的物块所示，位于斜面上的物块m在沿斜面向上在沿斜面向上的力的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的静摩擦力 方向可能沿斜面向上方向可能沿斜面向上 方向可能沿方向可能沿斜面向下斜面向下 大小可能为零大小可能为零 大小可能等于大小可能等于F以上以上判断正确的是判断正确的是()A只有只有 B

18、只有只有 C只有只有 D都正确都正确图8D2、(2004年连云港第二次调研题年连云港第二次调研题)某人在某人在乎直公路上骑自行车，见到前方较远处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，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和，则受到地面的摩擦力分别为和，则()A向后，后向前向后，后向前 B向前，向后向前，向后 C向后，向后向后，向后 D向前，向前向前，向前C3、如图、如图9所示，重所示，重6N的木块静止在倾角为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，的斜面上，若

19、用平行于斜面沿水平方向，大小等于大小等于4N的力的力F推木块，木块仍保持静止，推木块，木块仍保持静止，则木块所受的摩擦力大小为则木块所受的摩擦力大小为()A4 N B3 N C5 N D6 NC图94、(2004年乐山调研题年乐山调研题)如图如图10所示，所示，质量为质量为m的木的木块块P在质量为在质量为M的长木板的长木板A上滑行，长木板放在水平上滑行，长木板放在水平地面上，一直处于静止状态若长木板地面上，一直处于静止状态若长木板A与地面间的与地面间的动摩擦因数为动摩擦因数为,木块木块P与长板与长板A间的动摩擦因数为，则间的动摩擦因数为，则长木板长木板ab受到地面的摩擦力大小为受到地面的摩擦力

20、大小为 ()A B C D图10APVC5、(2004年黄冈调研题年黄冈调研题)如图如图11所示，在粗糙水平所示，在粗糙水平面上有一个三角形木面上有一个三角形木 块，在它的两个粗糙斜面上块，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为分别放两个质量为m1和和m2的小木块，已知三角形的小木块，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和两个小木块均静止，则粗糙水平面对三角形木块木块()A没有摩擦力作用没有摩擦力作用 B有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右有摩擦力作用，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，因为有摩

21、擦力作用，但其方向无法确定，因为m1、m2、的数值并未给出的数值并未给出m1m2A6、(2004年宁波期末试题年宁波期末试题)某空间存在着如图某空间存在着如图l2所示的水平所示的水平方向的匀强磁场，方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上，物块的绝缘水平地面上，物块A带正电，物块带正电，物块B为不带电的绝缘为不带电的绝缘块；水平恒力块；水平恒力F作用在物块作用在物块B上，使上，使A、B一起由静止开始水一起由静止开始水平向左运动在平向左运动在A、B一起水平向左运动的过程中，关于一起水平向左运动的过程中，关于A、B受力情况的以下说法，正确的

22、是受力情况的以下说法，正确的是()AA对对B的压力变小的压力变小 BB对对A的摩擦力保持不变的摩擦力保持不变 C。A对对B的摩擦力变大的摩擦力变大 DB对地面的压力保持不变对地面的压力保持不变图12B7、如图、如图13所示，一直角斜槽所示，一直角斜槽(两槽面夹两槽面夹角为角为90)，对水平面夹角为，对水平面夹角为30，一个，一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速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同，问物块和槽面间的动摩擦因数为多少少?如图13解析：因为物块对直角斜槽每一面的正压力为解析：因为物

23、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，所以当物体匀速下滑时，有平衡方程：有平衡方程：mgsin=2mgcoscos45 mgcos，所以，所以=8、质量、质量m=1.5Kg的物块的物块(可视为质点可视为质点)在水平在水平恒力恒力F的作用下的作用下,从水平面上从水平面上A点由静止开始点由静止开始运动运动,运动一段距离撤去该力运动一段距离撤去该力,物体继续滑行物体继续滑行t=2.0s停在停在B点点.已知已知AB两点间的距离两点间的距离S=5.0m,物块与水平面间的动摩擦因数物块与水平面间的动摩擦因数,求恒求恒力力F为多大为多大?(g=10m/s2)解析：设撤去力

24、解析：设撤去力 前物块的位移为前物块的位移为 ，撤去力时物，撤去力时物块的速度为块的速度为 ，物块受到的滑动摩擦力，物块受到的滑动摩擦力对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得由运动学公式得由运动学公式得对物块运动的全过程应用动能定理对物块运动的全过程应用动能定理由以上各式得由以上各式得代入数据解得代入数据解得9.如图如图14所示所示,静止在水平面上的纸带上放一质静止在水平面上的纸带上放一质量量m为的小金属块为的小金属块(可视为质点可视为质点),金属块离纸带金属块离纸带右端距离为右端距离为L,金属块与纸带间动摩擦因数为金属块与纸带间动摩擦因数为.现用力向左将纸带

25、从金属块下水平抽出现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带设纸带加速过程极短加速过程极短,可认为纸带在抽动过程中一直做可认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动匀速运动.求求:属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;vLA图14(2)要将纸带从金属块下水平抽出要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度纸带的速度v应满应满足的条件足的条件.解析：（解析：（1）金属块与纸带达到共同速度前，金属）金属块与纸带达到共同速度前，金属块受到的摩擦力为：块受到的摩擦力为：，方向向左。，方向向左。出纸带的最小速度为出纸带的最小速度为 即纸带从金属块下抽出时金即纸带从金属块下抽

26、出时金属块速度恰好等于属块速度恰好等于 。对金属块：对金属块：金属块位移：金属块位移：纸带位移：纸带位移：两者相对位移：两者相对位移：解得：解得：故要抽出纸带，纸带速度故要抽出纸带，纸带速度10.如图如图15所示所示,物块和斜面体的质量分物块和斜面体的质量分别为别为m.M,物块在平行于斜面的推力物块在平行于斜面的推力F作作用下沿斜面加速度用下沿斜面加速度a向上滑动时向上滑动时,斜面体斜面体仍保持静止仍保持静止.斜面倾角为斜面倾角为,试求地面对斜试求地面对斜面体的支持力和摩擦力面体的支持力和摩擦力.aMmF图15解析解析:由于小物块沿斜面加速上升，所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。取物块为研别对物块与斜面进行研究。取物块为研究对象，受力分析如图究对象，受力分析如图16所示：所示：由题意得：由题意得：由由得：得：mgF取斜面为研究对象，受力分析如图取斜面为研究对象，受力分析如图17得：得：又因为与是作用力又因为与是作用力 与反作用力与反作用力 ，与是作，与是作用力用力 与反作用力与反作用力 由牛顿第三定律得：由牛顿第三定律得：由由解得：解得：mg图17