高考物理一輪復(fù)習(xí)-第17章-第2課時(shí)-摩擦力-受力分析

考綱要求三年考情熱點(diǎn)考向考點(diǎn)要求2007年2008年2009年靜摩擦力、最大靜摩擦力Ⅰ山東理綜(T16·選擇)天津·T1浙江·T14高考主要考查對(duì)摩擦力的理解及計(jì)算，熱點(diǎn)題題型是摩擦力與平衡或與牛頓第二定律相結(jié)合的選擇題.滑動(dòng)摩擦、動(dòng)摩擦因數(shù)Ⅱ說(shuō)明：不要求知道靜摩擦因數(shù)第2課時(shí)摩擦力受力分析1．產(chǎn)生：兩個(gè)相互接觸的物體，有

時(shí)產(chǎn)生的摩擦力．2．作用效果：總是起著阻礙物體間

的作用．3．產(chǎn)生條件：①相互接觸且

；②有

；③

．相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)擠壓相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)接觸面粗糙 受靜摩擦力作用的物體一定靜止嗎？提示：受靜摩擦力作用的物體不一定靜止；可能靜止，可能運(yùn)動(dòng)．4．大?。弘S外力的變化而變化，大小在零到最大靜摩擦力之間．5．方向：總是與物體的

方向相反．6．最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值，叫做最大靜摩擦力．相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 如何理解靜摩擦力？1．其大小、方向都跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力密切相關(guān)，但跟接觸面相互擠壓力FN無(wú)直接關(guān)系．2．最大靜摩擦力Fm是物體將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力，它的數(shù)值與FN成正比，在FN不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力略小于

Fm，而靜摩擦力可在0～Fm間變化．在粗糙水平面上有一斜面體A，在A的粗糙斜面上放一小物體B，如 圖1－2－1所示，已知A、B靜止，則水平面對(duì)斜面體(

) A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右

B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左

C．沒(méi)有摩擦力的作用

D．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能確定解析：分析水平面對(duì)斜面體的摩擦力時(shí)，因A、B靜止，所以可用整體法，將A、B看成一個(gè)整體，豎直方向受重力、支持力作用平衡，水平方向也處于平衡狀態(tài)，不可能受摩擦力，故選C.答案：C1．產(chǎn)生：兩個(gè)相互接觸的物體發(fā)生

時(shí)產(chǎn)生的摩擦力．2．作用效果：總是起著阻礙物體間

的作用．3．產(chǎn)生條件：①相互接觸且

；②有

運(yùn)動(dòng)；③

．4．大小：滑動(dòng)摩擦力大小與

成正比，即：F＝

.5．方向：跟接觸面相切，并跟物體

相反．相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)擠壓相對(duì)接觸面粗糙壓力μFN相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向 1．滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的面積大小有關(guān)嗎？2．滑動(dòng)摩擦力一定是阻力嗎？提示：1.沒(méi)關(guān)系．2．無(wú)論是靜摩擦力，還是滑動(dòng)摩擦力，即可以是動(dòng)力，也可以是阻力．

1．如何理解公式“Ff＝μFN”？

滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來(lái)計(jì)算，應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： (1)μ為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力． (2)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，與接觸面的大小也無(wú)關(guān)．2．如何理解滑動(dòng)摩擦力的特點(diǎn)？ (1)物體受到滑動(dòng)摩擦力時(shí)，物體不一定是運(yùn)動(dòng)的，也可能是靜止的， 但一定發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)．

(2)滑動(dòng)摩擦力一定與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，一定阻礙物體的相對(duì)運(yùn) 動(dòng)，并不是說(shuō)一定與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反，即不一定阻礙物體的運(yùn) 動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力可以作動(dòng)力，對(duì)物體做正功，也可以作阻力，對(duì)物體做負(fù)功．受滑動(dòng)摩擦力的物體如果沒(méi)有發(fā)生位移，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體不做功． 正確理解摩擦力產(chǎn)生條件中“相對(duì)”的含義：“相對(duì)”既不是對(duì)“地”，也不是對(duì)“觀察者”，“相對(duì)”的是跟它接觸的物體．2． 要使一粗糙的木塊在水平木桌的表面上滑動(dòng)受到的滑動(dòng)摩擦力盡可能小些．下列措施中有效的是() A．將木塊和木桌的接觸面刨光滑些 B．在木桌表面上墊一張光滑平整的鐵皮 C．使木塊的滑動(dòng)速度增大 D．取木塊表面積最小的那個(gè)面向下放在桌面上，減小與桌面的接觸面積解析：滑動(dòng)摩擦力與接觸面的粗糙程度、接觸面的材料有關(guān)，而與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度大小、接觸面積的大小無(wú)關(guān)．答案：AB 受力分析是把物體(研究對(duì)象)在給定的物理情景中所受的外力找出來(lái)，并畫好受力圖．1．什么是整體法和隔離法？ (1)隔離法：保持物體的受力情景不變，而將物體隔離研究的方法． (2)整體法：將具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體構(gòu)成的物體系作為研究對(duì)象 方法．2．受力分析的順序：先場(chǎng)力(重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等)，再?gòu)椓Γ詈蠓治瞿Σ亮Γ?．對(duì)物體受力分析時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) (1)不要把研究對(duì)象所受的力與它對(duì)其他物體的作用力相混淆； (2)對(duì)于作用在物體上的每一個(gè)力，都必須明確它的來(lái)源，不能無(wú)中生有； (3)分析的是物體受到哪些“性質(zhì)力”(按性質(zhì)分類的力)，不能把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析．3．畫出圖1－2－2中物體A受到的重力、彈力及摩擦力的示意圖 (圖中物體表面均不光滑)．

答案：受力如下圖所示：【例1】如圖1－2－3所示，平板車上的物體P總和平板車保持相對(duì)靜止，試 分析平板車在以下幾種情況下，物體P受到的摩擦力． (1)勻速運(yùn)動(dòng)；(2)加速或減速向前；(3)勻速轉(zhuǎn)彎．解析：三種情況下的物體P和車都保持相對(duì)靜止，且物體P有形變，因此有無(wú)摩擦力只要看有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)即可．(1)當(dāng)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體P和車之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故物體P不受摩擦力．(2)當(dāng)車加速或減速向前時(shí)，物體P與車之間分別有向后或向前的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故物體P受到向前或向后的摩擦力．(3)當(dāng)車轉(zhuǎn)彎時(shí)，物體P有向彎道外滑動(dòng)的趨勢(shì)，故物體P受到指向彎道內(nèi)的摩擦力，且與物體P運(yùn)動(dòng)方向垂直．答案：(1)不受摩擦力(2)受到向前或向后的摩擦力(3)受到指向彎道內(nèi)的摩擦力，且與物體P運(yùn)動(dòng)方向垂直1．靜摩擦力方向的判斷方法 (1)假設(shè)法(2)狀態(tài)法：根據(jù)二力平衡條件、牛頓第二定律或牛頓第三定律，可以判斷靜摩擦力的方向．假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上靜止不動(dòng)，這時(shí)地面會(huì)對(duì)桌子施一靜摩擦力．根據(jù)二力平衡條件可知，該靜摩擦力的方向與推力的方向相反，加速狀態(tài)時(shí)物體所受的靜摩擦力可由牛頓第二定律確定．(3)利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來(lái)判斷．此法關(guān)鍵是抓住“力是成對(duì)出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力方向，再根據(jù)“牛頓第三定律”確定另一物體受到的靜摩擦力．2．滑動(dòng)摩擦力方向的判定 (1)其依據(jù)是“滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反”． (2)其步驟為： ①選研究對(duì)象(即受摩擦力作用的物體)． ②選跟研究對(duì)象接觸的物體為參考系． ③找出研究對(duì)象相對(duì)參考系的速度方向． ④滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反．1－1如圖1－2－4所示，傾角θ＝30°的粗糙斜面上放一個(gè)物體，物體的重力為G，靜止在斜面上，現(xiàn)用一個(gè)平行于斜面底邊的力F＝G/2拉該物體使其恰好在斜面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則物體與斜面間的滑動(dòng)摩擦力的方向() A．沿斜面向上 B．沿斜面向下 C．沿斜面向左上方，且與底邊成45° D．沿斜面向右上方，且與底邊成45°解析：畫出m在斜面上的俯視圖如右圖，因?yàn)槲矬w做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故合力為零，即拉力F(G/2)與重力沿斜面向下的分力(G/2)的合力與滑動(dòng)摩擦力平衡．在相對(duì)滑動(dòng)的兩個(gè)接觸面之間只能存在滑動(dòng)摩擦力，又因滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，所以摩擦力的方向沿斜面向左上方，且與底邊成45°.答案：C【例2】(14分)一質(zhì)量不計(jì)的彈簧原長(zhǎng)為10cm，一端固定于質(zhì)量m＝2kg的物體上，另一端施一水平拉力F.(g＝10m/s2) (1)若物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)彈簧拉長(zhǎng)到12cm時(shí)，物體恰好勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧的勁度系數(shù)多大？ (2)若將彈簧拉長(zhǎng)到11cm時(shí)，物體所受到的摩擦力大小為多少？ (3)若將彈簧拉長(zhǎng)到13cm時(shí)，物體所受的摩擦力大小為多少？ (設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)解析：(1)物體勻速前進(jìn)時(shí)，k(x－x0)＝μmg(2分)則k＝＝N/m＝200N/m(2分)(2)F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10)N＝2N(2分)最大靜摩擦力可看做等于滑動(dòng)摩擦力Ffm＝0.2×2×10N＝4N(2分)故物體沒(méi)動(dòng)，所受靜摩擦力Ff1＝F1＝2N．(2分)(3)彈簧彈力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10)N＝6N．(2分)物體將加速前進(jìn)，此時(shí)所受到的滑動(dòng)摩擦力為Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10N＝4N．(2分)答案：(1)200N/m

(2)2N

(3)4N 在計(jì)算摩擦力的大小之前，必須首先分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，判明是滑動(dòng)摩擦力，還是靜摩擦力．1．靜摩擦力大小的計(jì)算 (1)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)(靜止或勻速)，利用力的平衡條件來(lái)判斷其大?。?(2)物體有加速度時(shí)，若只有摩擦力，則Ff＝ma；若除摩擦力外，物體還受其他力，則根據(jù)F合＝ma先求合力再求摩擦力．2．滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算 滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來(lái)計(jì)算．2－1質(zhì)量為m的物體放在水平面上，在大小相等，互相垂直的水平力F1和

F2的作用下，從靜止開(kāi)始沿水平面運(yùn)動(dòng)，如圖1－2－5所示，若物體與水平面 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體() A．在F1的反方向上受到Ff1＝μmg的摩擦力B．在F2的反方向上受到Ff2＝μmg的摩擦力 C．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力為Ff合＝μmgD．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力為Ff＝μmg解析：由于F1和F2的合力是恒力，物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，必沿F1和F2的合力方向做直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力的方向必沿F1和F2的合力的反方向．摩擦力的大小為Ff＝μFN，又因?yàn)镕N＝mg，故Ff＝μmg.答案：D【例3】如圖1－2－6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(gè)數(shù)為() A．2B．3 C．4D．5解析：以A為研究對(duì)象，受力情況如圖甲所示，此時(shí)，墻對(duì)物體A沒(méi)有支持力(此結(jié)論可利用整體法得出)

再以B為研究對(duì)象，結(jié)合牛頓第三定律，其受力情況如圖乙所示，即要保持物體B平衡，B應(yīng)受到重力、壓力、摩擦力、力F四個(gè)力的作用．答案：C(1)若物體A被固定在墻上，其他條件不變，則物體B可能受幾個(gè)力的作用．(2)若將力F改為水平向左的力作用在物體B上，其他條件不變，則物體A、B分別受幾個(gè)力的作用．解析：(1)若A被固定在墻上，則B可能只受重力和力F兩個(gè)力的作用，也可能受到重力、力F、A對(duì)B的壓力、A對(duì)B的摩擦力四個(gè)力的作用．(2)若將力F改為水平向左，則A、B受力分別如圖(甲)、(乙)所示，A受到重力、B對(duì)A的壓力和摩擦力、墻壁對(duì)A的壓力和摩擦力五個(gè)力的作用．B受到重力、力F、A對(duì)B的壓力和摩擦力四個(gè)力的作用．答案：(1)2個(gè)，4個(gè)(2)5個(gè)4個(gè)受力分析的基本思路3－1如圖1－2－7所示，在固定的斜面上疊放A、B兩物體，若在B物體上加一水平向右的推力F(F≠0)，兩物體均靜止，則B物體受力的個(gè)數(shù)為()A．一定是6個(gè)B．可能是4個(gè)C．可能是5個(gè)D．可能是6個(gè)圖1－2－7解析：以A為研究對(duì)象分析可知A一定受B對(duì)它的靜摩擦力的作用，所以B也要受A對(duì)它的靜摩擦力的作用，以B為研究對(duì)象受力分析由平衡條件可知，B和斜面之間的靜摩擦力可能有，可能無(wú)，所以B物體受力個(gè)數(shù)可能是5個(gè)，還可能是6個(gè)．答案：CD 如圖1－2－8所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過(guò)定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的．已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是