高一物理摩擦力專題

1、高一物理摩擦力專題一知識(shí)要點(diǎn)1.明確摩擦力產(chǎn)生的條件（1）物體間直接接觸（2）接觸面粗糙（3）接觸面間有彈力存在（4）物體間有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢這四個(gè)條件緊密相連，缺一不可顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是光滑的，則肯定不存在摩擦力但滿足(1)、(2)而缺少(3)、(4)中的任意一條，也不會(huì)有摩擦力如一塊磚緊靠在豎直墻，放手后讓其沿墻壁下滑，它滿足條件(1)、(2)、(4)，卻不具備條件(3)，即相互間無壓力，故磚不可能受到摩擦力作用又如，靜止在粗糙水平面上的物體它滿足了條件(1)、(2)、(3)，缺少條件(4)，當(dāng)然也不存在摩擦力由于不明確摩擦力產(chǎn)生的條件，導(dǎo)致答題錯(cuò)誤的事是經(jīng)常發(fā)生

2、的例題1.如圖1所示，C是水平地面，A、B是兩個(gè)長方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊上沿水平方向的力，物體A和FAB以相同的速度作勻速直綫運(yùn)動(dòng)，由B此可知，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)和1B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)有可能是2(A)0，0(B)0，01212(C)0，0(D)0，012122.了解摩擦力的特點(diǎn)圖1摩擦力具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：(1)接觸性；(2)被動(dòng)性所謂接觸性，即指物體受摩擦力作用物體間必直接接觸(反之不一定成立)。這種特點(diǎn)已經(jīng)包括在摩擦力產(chǎn)生的條件里，這里不贅述。對于摩擦力的被動(dòng)性，現(xiàn)仔細(xì)闡述。所謂被動(dòng)性是指摩擦力隨外界約束因素變化而變化熟知的是靜摩擦力隨外力的變化而變化。例題2.如圖2所示，一木塊放在水

3、平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力，即F、F和摩擦力作用，木塊圖2處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F10N、121F2N，若撤去力F，則木塊在水平21方向受到的合力為（）A.10N，方向向左F1F2B.6N，方向向右C.2N，方向向左D.零圖23.把握摩擦力大小和方向的計(jì)算和判斷中學(xué)物理只談靜摩擦和滑動(dòng)摩擦兩種(滾動(dòng)摩擦不講)其中f沒靜有具體的計(jì)算公式，是隨外力變化的范圍值off靜max，一般根據(jù)(1)平衡條件求；(2)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求而f不但可靜根據(jù)上述的(1)、(2)方法求，還可以用公式f滑N計(jì)算例題3.小物體m放在質(zhì)量為M的物體上，M系在固定在墻上水平彈簧的一端，且置于光滑的水平面上，

4、如圖所示，若彈簧的勁度系數(shù)為k1，將M向右拉離平衡位置x1，然后無初速釋放，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，M和m保持相對靜止，那么在運(yùn)動(dòng)中受到的最小摩擦力為多少？最大摩擦力為多少？mM例題4.如圖4所示，一質(zhì)量為m的貨物放在傾角為的傳送帶上隨傳送帶一起向上或向下做加速運(yùn)動(dòng)設(shè)加速度大小為，試求兩種情況下貨物所受的摩擦力m圖4例題5.如圖5所示，質(zhì)量M=10Kg的木楔ABC靜止于水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)002，在木楔的傾角為300的斜面上有一質(zhì)量m1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑當(dāng)滑行路程S14m時(shí)，其速度s14ms，在此過程中木楔沒有動(dòng)求地面對木楔的摩擦力的大小和方向(g取10ms)二鞏固練習(xí)1.某人在

5、乎直公路上騎自行車，見到前方較遠(yuǎn)處紅色交通信號(hào)燈亮起，他便停止蹬車，此后的一段時(shí)間內(nèi)，自行車前輪和后輪受到地面的摩擦力分別為f和f，則()前后Af向后，f后向前Bf向前，f向后前后前后Cf向后，f向后Df向前，f向前前后前后2.如圖9所示，重6N的木塊靜止在傾角為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推木塊，木塊仍保持靜止，則木塊所受的摩擦力大小為()A4NB3NC5ND6N圖93.如圖11所示，在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊，在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放兩個(gè)質(zhì)量為m1和m2的小木塊，m1m2已知三角形木塊和兩個(gè)小木塊均靜止，則粗糙水平面對三角形木塊()A沒有摩擦力作用m1

6、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1m22D有摩擦力作用，但其方向無法確定，因?yàn)閙1、m2、1和2的數(shù)值并未給出圖114.如圖所示，一直角斜槽(兩槽面夾角為90)，對水平面夾角為30，一個(gè)橫截面為正方形的物塊恰能沿此槽勻速下滑，假定兩槽面的材料和表面情況相同，問物塊和槽面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少?(6)65.8、質(zhì)量m=1.5Kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平恒力F的作用下，從水平面上A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力,物體繼續(xù)滑行t=2.0s停在B點(diǎn)。已知AB兩點(diǎn)間的距離S=5.0m，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.20，求恒力F為多大?(g=10m/s2)(1

7、5N)6.9.如圖14所示,靜止在水平面上的紙帶上放一質(zhì)量m為的小金屬塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),v金屬塊離紙帶右端距離為L,金屬塊與紙帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用力向左將紙帶從A金屬塊下水平抽出,設(shè)紙帶加速過程極短,可認(rèn)為紙帶在抽動(dòng)過程中一直做勻速運(yùn)L圖14動(dòng)。求:（1）金屬塊剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力的大小和方向;（2）要將紙帶從金屬塊下水平抽出,紙帶的速度v應(yīng)滿足的條件.7.10.如圖15所示,物塊和斜面體的質(zhì)量分別為m.M,物塊在平行于斜面的推力F作用下沿斜面加速度aa向上滑動(dòng)時(shí),斜面體仍保持靜止.斜面傾角為,試求地面對斜面體的支持力和摩擦力.FmM圖15例題2.解析；F沒有撤去時(shí)，物體所受合外力為零，

8、此時(shí)靜摩擦力大小例題參考解答例題1.解析：本題中選A、B整體為研究對象，由于受推力的作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知地面對的摩擦力一定水平向左，故0，對A受2力分析可知，水平方向不受力，可能為0，可能不為0。正確答案為1(B)、(D)1為8N，方向向左撤去F以后，物體在F12作用下不可能沿水平方向發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，物體仍保擰靜止此時(shí)地面對物體的靜摩擦力大小為2N，方向向右從上述分析可見靜摩擦力是被動(dòng)力答案應(yīng)為(D)對于滑動(dòng)摩擦力同樣具有被動(dòng)性例題3.解析：當(dāng)拉離平穩(wěn)位置x1時(shí)，對整體有kx1=(M+m)a，對m有f=ma，此時(shí)fmax=kx1m/(M+m);當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí)，兩物體之間沒有相對運(yùn)動(dòng)趨

9、勢，所以沒有摩擦力。例題4.解析：物體m向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物體隨傳送帶向上加速運(yùn)動(dòng)，傳送帶對物體的摩擦力必定沿傳送帶向上物體沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力的方向要視加速度的大小而定，當(dāng)加速度為某一合適值時(shí)，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，則摩擦力為零；當(dāng)加速度大于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)沿斜面向下；當(dāng)加速度小于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)沿斜面向上向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面向上；向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得：mgsinaFma(設(shè)F沿斜面向上)，所以F=mgsina-ma當(dāng)a0與所設(shè)方向相同沿斜面向上當(dāng)agsina時(shí)

10、，F(xiàn)=0即貨物與傳送帶間無摩擦力作用當(dāng)agsina時(shí)，F(xiàn)0與所設(shè)方向相反沿斜面向下小結(jié)：當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)而摩擦力方向不明確時(shí)，可先假設(shè)摩擦力向某一方向，然后應(yīng)用牛頓第二定律導(dǎo)出表達(dá)式，再結(jié)合具體情況進(jìn)行討論例題5.解析：地面對木楔的摩擦力為靜摩擦力，但不一定為最大靜摩擦力，所以不能由FF，來計(jì)算求得，只能根據(jù)物體勻運(yùn)動(dòng)情況和受力情況來確定物塊沿斜面勻加速下滑，由v2v22as可求得物塊下滑的加速度t0v2at0.7m/s2gsin5m/s22s可知物塊受到摩塔力的作用此條件下，物塊與木楔受力情況分別如圖6.7所示物塊沿斜面以加速度Q下滑，對它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛頓第二定律有mgsin一

11、F1mamgcosFN10木楔靜止，對它沿水平方向和豎直方向由牛頓第二定律，F(xiàn)N1FN22C并注意F1與F1，F(xiàn)N1與FN1，等值反向，有F2+F1cosFN1sin0FMgFCOSFSin0N2N11AF1F1FN1BFmg圖6由上面各式解得地面對木楔的摩擦力mg圖7F2FsinFCOSmgcossin(mgsinma)sinN112macos0.61N3macos1.00.7N0.61N2此力方向與所設(shè)方向相同，由C指向B。另外由以上幾式聯(lián)立還可以求出地面對木楔的支持力FMgmgcos2(mgsinma)sinMgmgmasinN211110N1.00.7N109.65N(Mm)g2顯然，

12、這是由于物塊和木楔系統(tǒng)有向下的加速度而產(chǎn)生了失重現(xiàn)象。對此題也可以系統(tǒng)為研究對象。在水平方向，木楔靜止，加速度為零，物塊加速度水平分量為aacos。對系統(tǒng)在水平方向由牛頓第二定x律，有F答案：061N方向由C一B小結(jié)：(1)靜摩擦力的大小是個(gè)變量，它的大小常需要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及摩擦力與物體所受其他力的關(guān)系來確定(2)由此題可看出，研究對象的選取對解題步驟的簡繁程度有很大的影響。鞏固練習(xí)參考答案1-3題：CCA4.解析：因?yàn)槲飰K對直角斜槽每一面的正壓力為mgcos.cos45，所以當(dāng)物體勻速下滑時(shí)，有平衡方程：mgsin=2mgcoscos45=1tan1(3)622362mgcos，所以5.解析：F2mgs2sgt2代入數(shù)據(jù)解得F15N6.解析：（1）金屬塊與紙帶達(dá)到共同速度前，金屬塊受到的摩擦力為：fmg，方向向左。（2）出紙帶的最小速度為v即紙帶從金屬塊下抽出時(shí)金屬塊速度恰好0等于v。0對金屬塊：fmavat0金屬塊位移：s112at2紙帶位移：svt20兩者相對位移：SSl解得：v2102gl故要抽出紙帶，紙帶速度v2gl7.解析:由于小物塊沿斜面加速上升，所以物塊與斜面不能看成一個(gè)整體，應(yīng)分別對物塊與斜面進(jìn)行研究。（1）取物塊為研究對象，受力分析如圖16所示：由題意得：FN1mgcosFmgsin