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文檔簡介
第二章相互作用第2課時摩擦力1.定義:兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時,在接觸面上產生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力.2.作用:阻礙相對運動或相對運動趨勢.不一定阻礙物體的運動。摩擦力可以充當動力或阻力。3.產生條件(1)接觸面粗糙;(2)接觸處有擠壓作用;(3)兩物體間有相對運動或相對運動趨勢。接觸、有壓力不一定有摩擦力,但有摩擦力一定有壓力。4.方向:與受力物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反與運動方向無必然關系,可能與運動方向相同或相反或不共線。5.大小(1)滑動摩擦力:F=μN;(2)靜摩擦力:0<f≤Fmax.滑動摩擦力、最大靜摩擦力與正壓力成正比。最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。摩擦力6.臨界條件在摩擦力突變問題中的應用1.問題特征當物體受力或運動發(fā)生變化時,摩擦力常發(fā)生突變,摩擦力的突變,又會導致物體的受力情況和運動性質的突變,其突變點(時刻或位置)往往具有很深的隱蔽性.對其突變點的分析與判斷是物理問題的切入點.2.常見類型(1)靜摩擦力突變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ?2)滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力.用臨界法解決摩擦力突變問題的三點注意(1)題目中出現“最大”“最小”“剛好”等關鍵詞時,一般隱藏著臨界問題.有時,有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術語”,但審題時發(fā)現某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變,則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài).(2)靜摩擦力是被動力,其存在及大小、方向取決于物體間的相對運動的趨勢,而且靜摩擦力存在最大值.存在靜摩擦的連接系統,相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達到最大值.(3)研究傳送帶問題時,物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運動性質的分界點.【典例】一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力即F1、F2和摩擦力的作用,木塊處于靜止狀態(tài),如圖所示,其中F1=10N,F2=2N,若撤去F1,則木塊受到的摩擦力為()
A.10N,方向向左B.6N,方向向右
C.2N,方向向右D.零靜摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力CF1F2f【變式訓練】如圖2所示,在水平面上,質量為10kg的物塊A拴在一水平被拉伸彈簧的一端,彈簧的另一端固定在小車上,當它們都處于靜止時,彈簧對物塊的彈力大小為3N,若小車以的加速度a=0.5m/s2水平向右勻加速運動時()A.物塊A相對于小車仍然靜止;B.物塊A受到的摩擦力方向不變;C.物塊A受到的摩擦力變??;D.物塊A受到的彈簧的拉力將增大。
A、C【典例】長直木板的上表面的一端放有一個木塊,如圖所示,木板由水平位置緩慢向上轉動(即木板與地面的夾角α變大),另一端不動,則木塊受到的摩擦力f隨角度α的變化圖像是下列圖中的()靜摩擦力突變?yōu)榛瑒幽Σ亮【變式訓練1】如圖所示,長方體物塊A放在長方體物塊B上,B置于水平地面上。A、B質量分別為mA=6kg,mB=2kg,A、B之間,B與水平地面之間動摩擦因數均為0.2,現用大小為10N的水平恒力F向右拉A,若最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力,則以下說法正確的是()A.A、B兩物塊將一起沿水平地面勻速運動B.物塊B保持靜止,物塊A相對B勻速滑動C.物塊A所受的摩擦力大小為10ND.物塊B所受的摩擦力大小為20NC比較各接觸面的最大靜摩擦力【變式訓練2】如圖1所示,物體A和B疊放在光滑的水平面上,A、B的質量分別為mA=2Kg,mB=6Kg,為了保持A與B相對靜止在水平面上做加速運動,作用在B上的水平拉力F不能超過4N。如果將水平拉力F=4N作用在物體A上,則()A、B仍相對靜止一起加速運動;B.A、B將發(fā)生相對運動;C.A做勻速運動,B做加速運動;D.A、B一起做勻速運動。B【典例】把一重為G的物體,用一個水平的推力F=kt(k為恒量,t為時間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上(如圖甲所示),從t=0開始物體所受的摩擦力f隨t的變化關系是圖中的()滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力B【變式訓練】如圖所示,質量M=8kg的小車B放在光滑的水平面上,在小車右端加一個水平向右的恒力F=8N。當小車向右運動的速度達到v0=1.5m/s時,在小車右端輕輕地放上一個大小不計、質量m=2kg的小物塊A,物塊與小車間的動摩擦因數為μ=0.2,小車足夠長,g=10m/s2。求從A放上小車經過t=1.5s后A的位移大小?!镜淅咳鐖D所示,傳送帶長度L=3.25m,與水平方向成角θ=300,傳送帶的兩輪逆時針轉動,使傳送帶始終以v=2m/s的速率運動。將一物體輕放在傳送帶的上端A,物體與傳送帶之間的動摩擦因數,g=10m/s2,求物體從傳送帶的上端A運動到下端B所用的時間。滑動摩擦力突變?yōu)榛瑒幽Σ亮键c一靜摩擦力方向的判斷解題指導假設法D靜摩擦力方向的判斷方法方法提煉思路點撥“先隔離,后整體”(mA+mB)gfAmBgmAgfAfBAfABAD圖4考點二摩擦力大小的計算1.靜摩擦力大小的計算2.滑動摩擦力的計算審題與關聯圖5題目解析B圖5CBf3FTf2=f1規(guī)律總結審題與關聯不計質量,從而不計重力A、B之間發(fā)生相對滑動,存在滑動摩擦力,并且A、B兩個物體處于平衡狀態(tài),受力分析時可將兩個物體看做一個整體圖6題目解析圖6A圖6高考模擬
CDF1F2圖8mgFFfFNCD圖8圖9AB4.有三個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.現用一水平力F作用在乙物體上,物體之間仍保持靜止,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.乙對丙的摩擦力大小為F,方向水平向右D.丙對乙的摩擦力大小為F,方向水平向右AC5.木塊A、B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動摩擦因數均為0.25,夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數為400N/m,系統置于水平地面上靜止不動,如圖所示.現將F=1N的水平拉力作用在木塊B上,則下列說法正確的是(
)A.木塊A所受摩擦力大小是12.5NB.木塊A所受摩擦力大小是11.5NC.木塊B所受摩擦力大小是9ND.木塊B所受摩擦力大小是7NC6.如圖3所示,楔形物塊a固定在水平地面上,在其斜面上靜止著小物塊b.現用大小一定的力F分別沿不同方向作用在小物塊b上,小物塊b仍保持靜止,如圖所示.則a、b之間的靜摩擦力一定增大的是(
)A7.如圖6所示,斜面固定在地面上,傾角為37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8).質量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長,該滑塊與斜面間的動摩擦因數為0.8),則該滑塊所受摩擦力F隨時間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向為正方向)(g=10m/s2)(
)B8.(多選)用水平力F拉著一物體在水平地面上做勻速直線運動,從t=0時刻起水平力F的大小隨時間均勻減小,到t1時刻F減小為零.則物體所受的摩擦力Ff隨時間t的變化圖象可能是下列圖中的(
).解析若F減小為零之前物體始終運動,則摩擦力始終為滑動摩擦力,大小不變,選項A正確;若F減小為零之前物體停止運動,則停止前摩擦力為滑動摩擦力,大小不變,停止后摩擦力為靜摩擦力,大小隨F的減小而減小,選項D正確.AD1.輕桿的一端安裝有一個小輕滑輪P,用手握住桿的另一端支撐著懸掛重物的繩子,如圖所示.現保持滑輪的位置不變,使桿向下轉動一個角度到虛線位置,則下列關于桿對滑輪P的作用力的判斷正確的是(
)A.變大
B.不變C.變小
D.無法確定B專題解說一.命題趨向與考點傳送帶問題是以真實物理現象為依據的問題,它既能訓練學生的科學思維,又能聯系科學、生產和生活實際,因而,這種類型問題具有生命力,當然也就是高考命題專家所關注的問題.二.知識概要與方法傳送帶類分水平、傾斜兩種;按轉向分順時針、逆時針轉兩種。(1)受力和運動分析:1.受力分析中的摩擦力突變(大小、方向)——發(fā)生在V物與V帶相同的時刻2.運動分析中的速度變化——相對運動方向和對地速度變化。分析關鍵是:一是V物、V帶的大小與方向
二是mgsinθ與f的大小與方向。二.知識概要與方法(2)傳送帶問題中的功能分析①功能關系:WF=△EK+△EP+Q②對WF、Q的正確理解(a)傳送帶做的功:WF=F·S帶功率P=F×V帶(F由傳送帶受力平衡求得)(b)產生的內能:Q=f·S相對(c)如物體無初速,放在水平傳送帶上,則在整個加速過程中物體獲得的動能EK,因為摩擦而產生的熱量Q有如下關系:A/xxA例.某商場安裝了一臺傾角為θ=300的自動扶梯,該扶梯在電壓為u=380V的電動機帶動下以v=0.4m/s的恒定速率向斜上方移動,電動機的最大輸出功率P=4.9kW.不載人時測得電動機中的電流為I=5A,若載人時扶梯的移動速率和不載人時
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