一轮复习 摩擦力

第2课时摩擦力一、滑动摩擦力1．定义：两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。2.产生条件：（1）接触面粗糙（2）相互接触且形变（3）两物体间有相对运动——两物体间有弹力3.方向及大小：（1）方向：沿着两物体的接触面，与相对运动方向相反（2）大小：𝒇=𝝁𝑭𝑵𝑭𝑵为两物体间的弹力𝝁为动摩擦因数例1判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)受滑动摩擦力作用的物体一定处于运动状态(2)滑动摩擦力的方向总与正压力方向垂直(3)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反(4)滑动摩擦力一定阻碍物体的运动（×）（√）（×）（×）例2一块质量均匀分布的长方体木块按图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动。则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是()A．Ff甲＝Ff乙Ff丙B．Ff甲＝Ff丙Ff乙C．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙D．Ff丙Ff甲Ff乙答案C2．产生条件(1)接触面。(2)接触处有。(3)两物体有。粗糙弹力相对运动趋势相对运动趋势阻碍相对运动趋势二、静摩擦力1．定义：两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们具有时，就会在接触面上产生的力。(仍保持相对静止)3.方向及大小：（1）方向：沿着两物体接触面，与相对运动趋势方向相反（2）大小：𝟎𝒇≤𝒇𝒎𝒂𝒙（平衡条件或牛顿第二定律）𝒇𝒎𝒂𝒙略大于滑动摩擦力，通常认为𝒇𝒎𝒂𝒙近似等于滑动摩擦力例1下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是()A．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C．静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同D．静止的物体所受静摩擦力一定为零答案C例2(多选)人握住旗杆匀速上爬，然后沿杆滑下，则下列说法正确的是()A．上爬过程中摩擦力沿杆向下，下滑过程中摩擦力沿杆向上B．上爬过程中摩擦力沿杆向上，下滑过程中摩擦力沿杆向上C．上爬过程中人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大D．下滑过程中人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大答案BD考点一摩擦力的有无及方向的判断1.静摩擦力的有无及方向的判断(1)假设法：(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。例1(多选)如图3甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是()A．图甲中物块m受到摩擦力B．图乙中物块m受到摩擦力C．图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D．图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力答案BD若M和m相对静止，一起沿斜面加速下滑，其余条件不变考点一摩擦力的有无及方向的判断1.静摩擦力的有无及方向的判断(1)假设法：(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。(3)牛顿第三定律法：此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“相互作用”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。【突破训练1】如图，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是()答案：ADA．B物体对A物体的静摩擦力方向向下B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力考点一摩擦力的有无及方向的判断1.静摩擦力的有无及方向的判断(1)假设法：(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。2．滑动摩擦力方向判断的关键“相对运动”是指研究对象相对于与其接触的物体是如何运动，即选与其接触的物体作为参考系．(3)牛顿第三定律法：此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“相互作用”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。——对“相对运动”的理解1．滑动摩擦力的大小(1)公式法：𝒇=𝝁𝑭𝑵其中FN是两物体间的弹力，其大小不一定等于重力；μ为动摩擦因数，与材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面积无关。考点二摩擦力大小的计算例1(多选)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是()A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)gC．当Fμ2(m＋M)g时，木板便会开始运动D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动答案AD1．滑动摩擦力的大小(1)公式法：𝒇=𝝁𝑭𝑵其中FN是两物体间的弹力，其大小不一定等于重力；μ为动摩擦因数，与材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面积无关。(2)状态法：若μ未知，可结合物体的运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律求解滑动摩擦力的大小。考点二摩擦力大小的计算例2如图所示，质量为mB＝24kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝22kg的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5.现用水平向右、大小为200N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin37°＝0.6,cos37°＝0.8,重力加速度g取10m/s2)，则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为()A．0.3B．0.4C．0.5D．0.6答案A1．滑动摩擦力的大小(1)公式法：𝒇=𝝁𝑭𝑵其中FN是两物体间的弹力，其大小不一定等于重力；μ为动摩擦因数，与材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面积无关。(2)状态法：若μ未知，可结合物体的运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律求解滑动摩擦力的大小。2．静摩擦力的大小通常认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，而静摩擦力只能应用平衡条件或牛顿第二定律求解。考点二摩擦力大小的计算例3如图所示，两个等大反向的水平力F分别作用在物体B、C上，物体A、B、C都处于静止状态，各接触面与水平地面平行。物体A、C间的摩擦力大小为Ff1，物体B、C间的摩擦力大小为Ff2，物体C与地面间的摩擦力大小为Ff3，则()A．Ff1＝0，Ff2＝0，Ff3＝0B．Ff1＝0，Ff2＝F，Ff3＝0C．Ff1＝F，Ff2＝0，Ff3＝0D．Ff1＝0，Ff2＝F，Ff3＝F答案B关于计算摩擦力大小的三点注意(1)首先分清所求的是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析。(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关。考点三摩擦力的“突变”问题当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常发生突变，摩擦力的突变，又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性．对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点．1．问题特征(1)静摩擦力突变为静摩擦力(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力．(3)滑动摩擦力突变为滑动摩擦力2．常见类型例1(2013·全国新课标卷Ⅱ，15)如图7所示，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2＞0)。由此可求出()A．物块的质量B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的正压力答案C例2(多选)将力传感器A固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上。如图8甲所示，传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系砂桶，整个装置开始处于静止状态。在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂，力传感器采集的F－t图象如图乙所示。则()A．2.5s前小车做变加速运动B．2.5s后小车做变加速运动C．2.5s前小车所受摩擦力不变D．2.5s后小车所受摩擦力不变答案BD图7例3长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图7所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象是下列图中的()答案C(2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值．(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点．(1)题目中出现“最大”“最小”“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题．有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态．模型特征图说或：以初速度v0滑上传送带两者间有相对滑动水平或倾斜物体传送带往往匀速运动两者接触面上有摩擦力联系轻轻放于传送带上考点四传送带中的动力学问题例1图为仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A、B两端相距3m，另一台倾斜，传送带与地面的夹角θ=37˚，C、D两端相距4.45m，B、C相距很近。水平传送以5m/s的速度沿顺时针方向转动，现将质量为10kg的一袋大米无初速度地放在A端，它随传送带到达B端后，速度大小不变地传到倾斜送带的C点，米袋与两传送带间的动摩擦因数均为0.5，g取10m/s，sin37˚=0.6，cos37˚=0.8试求：(1)米袋沿传送带从A运动到B的时间(2)若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离；(3)若倾斜部分CD以4m／s的速率顺时针方向转动，求米袋从C运动到D所用的时间。t=t1+t2=1.1s1.25mt'=t'1+t'2=2.1s例2如图所示，传送带与水平面间的夹角为θ=37°，传送带以10m/s的速率沿顺时针运行，在传送带上端A处无初速地放上质量为0．5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数为0．5，若传送带A到B的长度为16m，则物体从A运动到B的时间为多少？t=t1+t2=2s若动摩擦因数为0.8，则时间为多长？先匀加速后匀速直线运动总结感悟研究传送带问题时，物体和传送带的等速时刻往往是摩擦力的类型、大小、方向及运动性质的分界点.物体与传送带间相互作用的摩擦力,是物体运动状态改变的主要原因.只有正确分析摩擦力及其变化情况,才能合理应用动力学方法解决问题.判断摩擦力时要注意分析、比较物体的运动与传送带的运动.1、2、摩擦力和运动情况的分析：“运动转折点”：练习一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ．初始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动．求此黑色痕迹的长度．