2012高考總復(fù)習(xí)物理課件5摩擦力受力分析.pptVIP

課時5 摩擦力 受力分析,基礎(chǔ)梳理 摩擦力分滑動摩擦力和靜摩擦力： (1)一個物體在另一個物體表面上發(fā)生相對運(yùn)動的時候，受到另一個物體阻礙它相對運(yùn)動的力，這個力叫做滑動摩擦力； (2)當(dāng)一個物體在另一個物體表面上有相對運(yùn)動趨勢時，受到另一個物體阻礙它相對運(yùn)動趨勢的力，這個力叫做靜摩擦力,疑難詳析 1摩擦力產(chǎn)生的條件 (1)接觸面是粗糙的； (2)兩物體有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢； (3)兩物體接觸面上有壓力 2摩擦力方向的確定 摩擦力的方向必定和接觸面相切，由相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢確定，總與相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的方向相反,通常情況下摩擦力的方向可能和物體運(yùn)動方向相反，此時摩擦力是阻力；摩擦力方向也可能和物體運(yùn)動方向相同，此時摩擦力作為動力所以摩擦力可能做正功，也可能做負(fù)功(當(dāng)物體的位移為零時，摩擦力做功是零) 不管摩擦力的方向與運(yùn)動方向是不是相同，摩擦力的方向一定是與物體間相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)的方向相反不管摩擦力是動力還是阻力，摩擦力一定總是阻礙物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢,一般情況下，我們說物體運(yùn)動或靜止，是以地面為參照物的而牽涉到“相對運(yùn)動”，實際上是規(guī)定了參照物，如“A相對于B”，則必須以B為參照物，而不能以地面或其他物體為參照物,3摩擦力有無的確定 (1)由產(chǎn)生條件確定這種方法就是看產(chǎn)生摩擦力的三個條件是否滿足有一個條件不滿足，就沒有摩擦力 (2)根據(jù)運(yùn)動狀態(tài)確定由物體的運(yùn)動狀態(tài)，結(jié)合物體受其他外力的情況來進(jìn)行判斷 4摩擦力大小的確定 (1)滑動摩擦力的大小跟壓力有關(guān)(成正比)，與引起滑動摩擦力的外力的大小無關(guān)滑動摩擦力的大小常用公式fFN求得，其中的FN表示正壓力(不一定等于重力G)，叫做動摩擦因數(shù)，它跟物體的材料、接觸面的情況有關(guān)，沒有單位,(2)靜摩擦力的大小隨著相對運(yùn)動的趨勢強(qiáng)弱變化而在0和最大靜摩擦力Fm之間變化一般認(rèn)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力靜摩擦力跟相對運(yùn)動的趨勢強(qiáng)弱有關(guān)，但是跟壓力FN沒有直接關(guān)系，不能用fFN計算 最大靜摩擦力的大小跟壓力FN有關(guān),深化拓展 圖1 1物體受到滑動摩擦力時，物體不一定是運(yùn)動的，也可能是靜止的，但一定發(fā)生了相對運(yùn)動，如圖1所示，水平傳送帶以速度v運(yùn)動，物體相對地面靜止，此時物體受到的是滑動摩擦力,圖2 2同樣，物體受到靜摩擦力時，物體不一定是靜止的，也可能是運(yùn)動的，但一定是相對靜止的如圖2所示，物體隨傳送帶一起以速度v向上運(yùn)動，物體相對傳送帶靜止，物體雖然運(yùn)動受到的卻是靜摩擦力,3汽車牽引力的施力物體并非是發(fā)動機(jī) 汽車的發(fā)動機(jī)工作時，帶動車輪轉(zhuǎn)動，主動輪與地面接觸的部分有相對于地面向后運(yùn)動的趨勢，所以地面對主動輪有向前的靜摩擦力，此即為汽車的牽引力所以說，汽車牽引力的施力物體應(yīng)該是地面，而不是發(fā)動機(jī)，牽引力的本質(zhì)是地面提供的靜摩擦力,基礎(chǔ)梳理 對物體進(jìn)行受力分析的一般步驟： (1)首先確定研究對象； (2)然后根據(jù)力的概念，從物體所處的環(huán)境以及與其他物體的聯(lián)系，按重力、彈力、摩擦力及其他力等順序依次分析 (3)最后檢查分析結(jié)果能否使物體處于題目中所給的運(yùn)動狀態(tài),疑難詳析 1對物體進(jìn)行受力分析是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)，也是研究力學(xué)問題的重要方法，受力分析時必須明確的程序是： (1)根據(jù)題意來選取研究對象原則是要使對問題的研究盡量簡便，研究對象可以是一個物體或一個物體的某一部分，也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)正確選取研究對象，對能否順利解決問題往往起決定作用； (2)把研究對象從周圍的環(huán)境中隔離出來，按照先場力、再接觸力的順序進(jìn)行受力分析，并畫出物體的受力圖，這種分析方法稱為“隔離法”；,(3)當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的力和運(yùn)動時，一般可采用“整體法”用整體法的簡便之處在于不需要涉及內(nèi)部各物體之間的作用力，而隔離法恰好可以分析系統(tǒng)內(nèi)部各物體之間的相互作用力整體法與隔離法交叉使用，往往可以優(yōu)化解題思路和方法，使處理問題簡潔明快,2怎樣避免在受力分析時漏掉或者多出一些力 在分析物體受力時，為防止漏掉力，應(yīng)養(yǎng)成按一定步驟分析的習(xí)慣，一般應(yīng)先分析場力，再分析接觸處的彈力和摩擦力 為防止受力分析時出現(xiàn)多力的情況，可注意以下幾個方面： (1)每分析一個力，都應(yīng)找出施力物體； (2)分析研究對象受的力，不要把研究對象對其他物體施加的力也加在研究對象上；,(3)只分析根據(jù)力的性質(zhì)命名的力(場力、彈力、摩擦力等)，不分析根據(jù)效果命名的力(向心力、下滑力、回復(fù)力等)； (4)為了使問題簡化，忽略某些次要的力，如：微小粒子的重力、速度不大時空氣的阻力等至于何時忽略某個力的影響，要依據(jù)題的目的、具體環(huán)境和條件而定,圖3 例1 卡車上裝著一只始終與它相對靜止的集裝箱，不計空氣阻力，下列說法正確的是 ( ),解析 集裝箱隨卡車一起由靜止加速運(yùn)動時，假設(shè)二者的接觸面是光滑的，則卡車加速時，集裝箱由于慣性要保持原有的靜止?fàn)顟B(tài)，因此它將相對于卡車向后滑動，而實際上集裝箱沒有滑動，說明只有相對卡車向后滑的趨勢，所以集裝箱受到向前的靜摩擦力故A對；集裝箱隨卡車一起勻速運(yùn)動時，二者無相對滑動，假設(shè)集裝箱受水平向右的摩擦力，則其受力如圖3所示，跟木箱接觸的物體只有卡車，卡車最多對它施加兩個力(支持力F1和摩擦力F2)，,由二力平衡條件知：F1與G抵消，但沒有力與F2抵消，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，木箱在F2的作用下，速度將發(fā)生變化，不能做勻速直線運(yùn)動，這與題意矛盾，故B錯C對；卡車剎車時，速度減小，假設(shè)木箱與卡車的接觸面是光滑的，則集裝箱相對卡車將向前滑動，而實際沒動，說明集裝箱受到向后的摩擦力故D錯綜上選AC. 答案 AC,題后反思：摩擦力的判斷比較復(fù)雜，有時只根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件是無法判斷出來的，要結(jié)合物體的運(yùn)動情況來進(jìn)行判斷，這也是在進(jìn)行受力分析時，要把摩擦力放在最后分析的原因.,圖4 如圖4(a)、(b)所示，拉力F使疊放在一起的A、B兩物體一起以共同速度沿F方向做勻速直線運(yùn)動，則 ( ),A兩圖中A物體受到的摩擦力方向均與F方向相同 B兩圖中A物體受到的摩擦力方向均與F方向相反 C兩圖中A物體均不受摩擦力作用 D(a)圖中的A物體不受摩擦力，(b)圖中的A物體受到的摩擦力方向與F方向相同 解析：分別對兩圖中的A物體進(jìn)行受力分析，(a)圖中如果A受到摩擦力，則A物體受到的合力不為0，A物體不能做勻速直線運(yùn)動，故(a)圖中物體不受摩擦力作用(b)圖中，A物體相對于B物體有向下運(yùn)動的趨勢，故A物體受到的摩擦力方向與F方向相同 答案：D,題型二 摩擦力大小的計算 例2 重100 N的木塊放在水平面上，它與水平面的動摩擦因數(shù)為0.25，最大靜摩擦力為27 N現(xiàn)用水平拉力拉木塊，當(dāng)此拉力的大小由0增大到26 N時，木塊受到的摩擦力大小為f1，當(dāng)拉力大小由30 N減小到27 N時，木塊受到摩擦力大小為f2，則下列說法正確的是 ( ) Af125 N，f225 N Bf125 N，f227 N Cf126 N，f225 N Df126 N，f227 N,解析 物體要發(fā)生相對運(yùn)動，拉力應(yīng)克服最大靜摩擦力 ，本題最大靜摩擦力為27 N，當(dāng)外力由0增大到26 N的過程中，拉力小于最大靜摩擦力，所以物體受到的是靜摩擦力，大小與拉力相等，即f126 N；當(dāng)拉力為30 N時，物體發(fā)生相對運(yùn)動，從30 N減小到27 N的過程中，拉力一直大于滑動摩擦力(25 N)，所以物體受到的是滑動摩擦力，即f2G25 N. 答案 C,題后反思：在求摩擦力的時候，先判斷物體受的是哪種摩擦力，如果是靜摩擦力，就用外力等于靜摩擦力來求；如果是滑動摩擦力，就根據(jù)公式F=FN來計算.,圖5 如圖5所示，A，B兩個物體疊放，在外力F的作用下一起勻速運(yùn)動，已知A，B的質(zhì)量分別是mA和mB，A與B間的動摩擦因數(shù)為1，B，C間的動摩擦因數(shù)為2，求A與B和B與C間的摩擦力分別是多大,解析：根據(jù)題知，物體A，B一起勻速直線運(yùn)動，即A，B之間沒有發(fā)生相對運(yùn)動，所以A，B間不存在摩擦力作用；而物體B，C之間發(fā)生了相對運(yùn)動，B受到一個與它運(yùn)動方向相反的滑動摩擦力的作用，大小為FFN2(mAmB)g. 答案：A，B之間摩擦力為0 B，C之間的摩擦力為2(mAmB)g,題型三 受力分析 圖6 例3 如圖6所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止物體B的受力個數(shù)為 ( ) A2 B3 C4 D5,圖7 解析 A、B保持靜止，都處于平衡狀態(tài)，合外力應(yīng)該是零首先對A、B組成的整體進(jìn)行受力分析，豎直方向受重力(mAmB)g、A與墻壁的摩擦力fA和F，三力平衡；水平方向可判斷墻壁和A之間沒有作用力，否則不能保持水平方向平衡,如圖7a所示，隔離物體A，受重力mAg和B提供的彈力NBA，因為物體A保持靜止，必然受到B提供的摩擦力fBA，且沿AB的接觸面向上；由此再隔離物體B，如圖b所示，根據(jù)牛頓第三定律和已知條件，物體B共受四個力的作用 答案 C,(2010.山東濟(jì)南模擬)如圖8，物體M在豎直向上的拉力F的作用下靜止在斜面上，關(guān)于M受 圖8 力的個數(shù)，下列說法中正確的是 ( ),AM一定是受兩個力作用 BM一定是受四個力作用 CM可能受三個力作用 DM不是受兩個力作用就是受四個力作用 解析：若拉力F大小等于重力，則物體與斜面之間沒有相互作用力，所以物體就只受到兩個力的作用；若拉力F小于物體的重力時，則斜面對物體產(chǎn)生支持力和靜摩擦力，且支持力與靜摩擦力的合力豎直向上，故物體就受到四個力作用 答案：D,1如圖9所示，P是位于水平的粗糙桌面上的物塊用跨過定滑輪的輕繩將P與小盤相連，小盤內(nèi)有砝碼，小盤與砝碼的總質(zhì)量為m.在P運(yùn)動的過程中，若不計空氣阻力，則關(guān)于P在水平方向受到的作用力與相應(yīng)的施力物體，下列說法正確的是 ( ),圖9,A拉力和摩擦力，施力物體是地球和桌面 B拉力和摩擦力，施力物體是繩和桌面 C重力mg和摩擦力，施力物體是地球和桌面 D重力mg和摩擦力，施力物體是繩和桌面 解析：物塊P在粗糙桌面上運(yùn)動受重力，方向豎直向下，施力物體是地球；受桌面對物體的彈力，方向豎直向上，施力物體是桌面；受拉力、方向水平向右，施力物體是繩；受滑動摩擦力，方向水平向左，施力物體是桌面故選B. 答案：B,圖10 2.(2008.山東高考)用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時彈簧伸長量為L.現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時彈簧伸長量也為L.斜面傾角為30，如圖10所示，則物體所受摩擦力 ( ),A等于零 B大小為 mg，方向沿斜面向下 C大小為 mg，方向沿斜面向上 D大小為mg，方向沿斜面向上 解析：由題知mgkL.設(shè)物體所受摩擦力大小為f，方向沿斜面向上，由平衡條件得2mgsin30kLf，解得f0，故A正確，B、C、D錯誤 答案：A,圖11 3.(2008.全國卷)如圖11，一固定斜面上兩個質(zhì)量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑，A與B的接觸面光滑已知A與斜面之間的動摩擦因數(shù)是B與斜面之間動摩擦因數(shù)的2倍，斜面傾角為.B與斜面之間的動摩擦因數(shù)是( ),解析：因為A和B緊挨著勻速下滑，所以把A、B作為一個整體由平衡方程2mgsinmgcos2mgcos，得 tan，則A正確 答案：A,4有一個小實驗：當(dāng)向兩片豎直放置的紙片的中間吹氣時，會發(fā)現(xiàn)兩個小紙片不但不分離，反而靠攏了這一現(xiàn)象告訴我們，流體運(yùn)動部分產(chǎn)生的壓強(qiáng)要比它周圍靜止部分產(chǎn)生的壓強(qiáng)小也可以概括為流速大，壓強(qiáng)小，流速小，壓強(qiáng)大飛機(jī)上天就是由于機(jī)翼上下空氣流速不同造成的壓力差所致F1賽車在尾部都裝有尾冀板，其作用是 ( ) 圖12,A減小摩擦 B抵消升力 C減小阻力 D升高重心 解析：賽車裝尾冀板，抵