高中物理 問題原型與延伸 專題3.3 摩擦力學(xué)案

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精專題3。3 摩擦力知識(shí)點(diǎn)撥一、彈力的概念（1）定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來的形狀，對(duì)與它接觸的物體發(fā)生力的作用，這種力叫做彈力（2）產(chǎn)生條件:直接接觸發(fā)生彈性形變（3）一切物體在力的作用下都會(huì)發(fā)生形變。二、彈力方向的判定方法如下：1。 根據(jù)物體形變的方向判定；物體受到的彈力的方向與施力物體的形變方向相反。2. 根據(jù)使物體發(fā)生形變的外力方向判定;彈力的方向與作用在施力物體上，使物體發(fā)生形變的外力方向相反.3. 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用物體的平衡條件(或動(dòng)力學(xué)規(guī)律）判定.4. 判定彈力方向時(shí)常見的幾種典型情況：（1）輕質(zhì)彈簧兩端的彈力方向，與彈簧中心軸線相重合，

2、指向彈簧恢復(fù)原狀的方向.（2）輕繩對(duì)物體的彈力（即繩對(duì)物體的拉力）方向，總是沿著繩指向繩收縮的方向。（3)輕質(zhì)桿對(duì)物體的拉力或支持力的方向,不一定沿著桿的方向。（4）面與面接觸的彈力方向，垂直于接觸面指向受力物體.（5）點(diǎn)與面接觸的彈力方向，過接觸點(diǎn)垂直于接觸面（或接觸面的切線），指向受力物體。(6）球與面接觸的彈力方向,過接觸點(diǎn)垂直于接觸面（即在接觸點(diǎn)與球心的連線上）,而指向受力物體。（7)球與球相接觸的彈力方向，垂直于過接觸點(diǎn)的公切面（即在兩球心的連線上），而指向受力物體。三、彈力大小的計(jì)算：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。公式: f kx 其中：k彈簧的

3、勁度系數(shù),單位：牛每米， 符號(hào)n/mx彈簧伸長（或縮短）的長度四、彈力有無的判斷接觸不一定存在彈力，只有發(fā)生彈性形變的兩相互接觸的物體間才存在彈力，彈力有無的判斷主要有以下兩種方法:1。 直接法：對(duì)于形變效果明顯的情況，可由形變情況直接判斷彈力的存在與否。如彈簧、橡皮筋等產(chǎn)生彈力的情況.2. 假設(shè)法：撤掉與之接觸的物體，看被研究物體的狀態(tài)是否改變，若改變則存在彈力，否則不存在彈力。 【原型】摩擦力的基本概念關(guān)于彈力和摩擦力，下列說法中正確的是 （1）兩個(gè)物體相互接觸并擠壓就一定存在摩擦力（2）運(yùn)動(dòng)的物體也可能受到靜摩擦力（3）兩物體間的摩擦力和壓力方向一定互相垂直（4）兩物體間的摩擦力大小與它

4、們之間的彈力大小有關(guān)（5)兩物體間存在摩擦力時(shí)，彼此間一定有彈力(6）摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)（7)運(yùn)動(dòng)的物體受到的摩擦力的方向總是與運(yùn)動(dòng)方向相反（8）相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間,也可能有摩擦力的相互作用（9）摩擦力既可以是動(dòng)力，也可以是阻力（10）在兩個(gè)接觸面不變的情況下，壓力越大，靜摩擦力越大（11）只有靜止的物體才受靜摩擦力作用，運(yùn)動(dòng)的物體不會(huì)受靜摩擦力作用（12)在兩個(gè)接觸面不變的情況下,滑動(dòng)摩擦力與物體間壓力成正比解析：1、兩個(gè)接觸面粗糙物體相互接觸并擠壓，且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),才一定存在摩擦力，故a錯(cuò)誤；2、11、靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力，運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力作用，比

5、如正在傳送帶上升的物體，物體在運(yùn)動(dòng)，但受到靜摩擦作用，故2正確,11錯(cuò)誤；3、兩物體間的摩擦力和壓力方向一定互相垂直，故3正確;4、靜摩擦力的大小與支持力的大小無關(guān)；故4錯(cuò)誤；5、只要物體間存在摩擦力時(shí)，彼此間一定有彈力;故5正確；6、摩擦力總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；故6錯(cuò)誤；7、運(yùn)動(dòng)物體所受的摩擦力的方向可跟運(yùn)動(dòng)方向相反,也可以與運(yùn)動(dòng)方向相同；故7錯(cuò)誤；8、相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間,也可能有摩擦力的相互作用,也可能沒有摩擦力作用，故8正確；9、摩擦力阻礙的是物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可能充當(dāng)動(dòng)力也可能充當(dāng)阻力,故9正確；10、兩個(gè)接觸面不變的情況下，壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大，而靜摩擦力可能不變,故10

6、錯(cuò)誤;12、根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式f=n,當(dāng)兩個(gè)接觸面不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力與物體間壓力成正比,故12正確;故答案為：2、3、5、8、9、12。點(diǎn)評(píng):摩擦力的基本概念常以選擇題的形式考查，本題提示讀者要牢記摩擦力的相關(guān)概念。 變型1、靜摩擦力大小的計(jì)算 【延伸1】如圖所示，物體a放在水平桌面上，通過定滑輪懸掛一個(gè)重為10n的物體b，且已知物體a與桌面間的最大靜摩擦力為4n要使a靜止，需加一水平向左的力f1,則力f1的取值可以為（ ) a6n b8n c10n d40n解析：a、當(dāng)f1=6 n時(shí),靜摩擦力為f=f2f1=4 n，即達(dá)到最大值且方向向左，故a正確；b、當(dāng)f1=8 n時(shí)，靜摩擦力為f=

7、f2f1=2 n4 n,物體仍能靜止,且f的方向向左，故b正確；c、當(dāng)f1=10 n,靜摩擦力為f=f2f1=0，故c正確；d、當(dāng)f1=40n時(shí)，由于最大靜摩擦力為4 n,所以4 nf1f2,物體不平衡，將加速向左移動(dòng),故d錯(cuò)誤故選：abc 點(diǎn)評(píng)：靜摩擦力的大小是可變的,靜摩擦力大小的計(jì)算與滑動(dòng)摩擦力不同，他沒有計(jì)算公式,應(yīng)根據(jù)平衡條件求解靜摩擦力的大小。 變型2、滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算 【延伸2】一個(gè)重為200n的物體,放在水平面上，物體與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，試求物體在下列幾種情況下受到的摩擦力（1）物體靜止時(shí)用f=8n的水平力向右拉物體；（2)物體靜止時(shí)用f=30n的水平力向右拉物體

8、；(3）物體以15m/s的初速度向左運(yùn)動(dòng),用f=18n水平向右的力拉物體;（4)物體開始時(shí)靜止，現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)水平力，當(dāng)拉力大小由零逐漸增大到18n時(shí),物體受到的摩擦力是多大？當(dāng)拉力大小由28n逐漸減小到18n時(shí)，物體受到的摩擦力又是多大？解析:物體的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力fmax=n=20n（1）由于f=8 nfmax，物體仍靜止，所受靜摩擦力為8 n，方向水平向左(2）由于f=30 nfmax,所以物體相對(duì)水平面向右運(yùn)動(dòng),這時(shí)物體所受滑動(dòng)摩擦力大小為f滑=n=20 n，方向水平向左（3）由于物體向左運(yùn)動(dòng)，所受滑動(dòng)摩擦力方向水平向右，大小仍等于20 n（4)當(dāng)拉力大小由零逐漸增大到18

9、n時(shí)，物體靜止，受到的摩擦力是18n,當(dāng)拉力大小由28n逐漸減小到18n時(shí)，物體受到的滑動(dòng)摩擦力20n點(diǎn)評(píng)：滑動(dòng)摩擦力大小用公式f=fn計(jì)算，由接觸面性質(zhì)決定，fn表示接觸面間的正壓力. 變型3、摩擦力方向的判斷 【延伸3】有三個(gè)相同的物體疊放在一起,置于粗糙水平地面上，物體之間不光滑，如圖所示現(xiàn)用一水平力f作用在乙物體上,物體仍保持靜止，下列說法正確的是( ） a丙受到地面的摩擦力大小為f，方向水平向左b甲受到水平向右的摩擦力作用c乙對(duì)丙的摩擦力大小為f，方向水平向右d丙對(duì)乙的摩擦力大小為f,方向水平向右解析：a、對(duì)整體受力分析，水平方向整體受到拉力與受到地面對(duì)丙的水平向左的靜摩擦力，故a正

10、確；b、對(duì)甲受力分析，受重力和支持力，不受到摩擦力作用，故b錯(cuò)誤；cd、對(duì)甲、乙整體受力分析，水平方向受拉力和向左的摩擦力，根據(jù)平衡條件，丙對(duì)乙的摩擦力大小為f，方向水平向左，那么乙對(duì)丙的摩擦力大小為f,方向水平向右，故c正確，d錯(cuò)誤；故選：ac。點(diǎn)評(píng)：“相對(duì)”是對(duì)研究對(duì)象與其接觸的物體而言的，不要把“物體的運(yùn)動(dòng)方向和“物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向”等同起來。 跟蹤練習(xí)：1關(guān)于靜摩擦力，下列說法正確的是（ )a只有靜止的物體才可能受靜摩擦力b有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的相互接觸的物體間有可能產(chǎn)生靜摩擦力c產(chǎn)生靜摩擦力的兩個(gè)物體間一定相對(duì)靜止d兩個(gè)相對(duì)靜止的物體間一定有靜摩擦力產(chǎn)生2關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生，下列說法正確

11、的是( ） a只有相互接觸且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間才可能產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力 b只有運(yùn)動(dòng)的物體才可能受到滑動(dòng)摩擦力c受彈力作用的物體一定會(huì)受到滑動(dòng)摩擦力d受滑動(dòng)摩擦力作用的物體一定會(huì)受到彈力作用3關(guān)于摩擦力，下列說法正確的是( ）a人走路時(shí)，腳和地面之間的摩擦力是阻礙人運(yùn)動(dòng)的b滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體運(yùn)動(dòng)方向相反c受靜摩擦力作用的物體一定是靜止不動(dòng)的d摩擦力的方向可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同4。如圖所示，a、b疊放在水平面上，水平力f作用在a上，使二者一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是( ) aa、b之間無摩擦力ba受到的摩擦力水平向右cb受到a的摩擦力水平向左d地面對(duì)b的摩擦力為靜摩擦力,水平向

12、右5如圖所示，甲、乙兩位同學(xué)做“拔河”游戲，兩人分別用伸平的手掌托起長凳的一端，保持凳子的水平，然后各自向兩側(cè)拖拉。若凳子下表面各處的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四塊磚,則下列判斷正確的是( ） a凳子向甲方移動(dòng)b凳子向乙方移動(dòng)c凳子在原處不會(huì)被移動(dòng)d凳子向體重大的一方移動(dòng)6如圖所示，在甲圖中,小孩用80n的水平力推木箱，木箱不動(dòng)，則木箱此時(shí)受到的靜摩擦力大小為_n；在乙圖中，小孩用至少100n的水平力推木箱，木箱才能被推動(dòng)，則木箱與地面間的最大靜摩擦力大小為_n；在丙圖中,小孩把木箱推動(dòng)了，若此時(shí)木箱與地面間摩擦力大小為90n，木箱對(duì)地面的壓力大小為200n，則木箱與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為_

13、依次填入以上空格的正確答案是（ ) a0、80、0.45 b80、100、0。45c80、80、0。90 d80、100、0。907滑雪是北方地區(qū)人們喜愛的一種運(yùn)動(dòng)。有的地方，人們用鹿拉滑雪板進(jìn)行滑雪比賽（如圖).已知滑雪板與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，滑雪板和人的總質(zhì)量為180kg。如果鹿拉著滑雪板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求鹿的拉力大小。 答案與解析： 1 答案:bc解析：對(duì)照產(chǎn)生靜摩擦力的條件可以看出：選項(xiàng)b、c正確，而d錯(cuò)誤。產(chǎn)生靜摩擦力的兩個(gè)物體之間一定“相對(duì)靜止”，但物體不一定“靜止”例如當(dāng)用傳送帶把貨物由低處送往高處時(shí)，物體是運(yùn)動(dòng)的，但物體和傳送帶間相對(duì)靜止，傳送帶對(duì)物體的摩擦力是靜摩擦力?？梢娺x項(xiàng)a錯(cuò)誤。 2 答案：ad解析: 對(duì)照產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條件可以看出；選項(xiàng)a、d正確，而c錯(cuò)誤。產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的條