摩擦力(习题课)

1、人教版高中物理必修人教版高中物理必修1 第三章第三章 相互作用相互作用 1.1.静摩擦力静摩擦力 产生：两个相互接触的物体，有产生：两个相互接触的物体，有_时产生的摩擦力时产生的摩擦力. . 作用效果：总是起着阻碍物体间作用效果：总是起着阻碍物体间_的作用的作用. . 产生条件：产生条件：a.a.相互接触且相互接触且_； b.b.有有_； c.c._. . 随外力的变化而变化，即：只与外力有关而与正随外力的变化而变化，即：只与外力有关而与正 压力无关压力无关. .计算时只能根据物体所处的状态（平衡计算时只能根据物体所处的状态（平衡 或加速），由平衡条件或牛顿运动定律求解或加速），由平衡条件或牛

2、顿运动定律求解. . 方向：总是与物体的方向：总是与物体的_方向相反方向相反. . 相对运动趋势相对运动趋势 挤压（有弹力）挤压（有弹力） 相对运动趋势相对运动趋势 接触面粗糙接触面粗糙 相对运动趋势相对运动趋势 相对运动趋势相对运动趋势 大小：大小： 0FfFfm 且总跟接触面相切且总跟接触面相切 一、概念复习一、概念复习 例：物体例：物体m放在平板小车放在平板小车M上，随车一起做变速运上，随车一起做变速运 动，当车的加速度逐渐减小时，物体动，当车的加速度逐渐减小时，物体m受静摩擦力受静摩擦力 也逐渐减小也逐渐减小 静摩擦力在达到最大以前与接触面的性质、接触面之间静摩擦力在达到最大以前与接触

3、面的性质、接触面之间 的正压力无关。的正压力无关。 与其它力的合力、以及自身的运动状态有关。与其它力的合力、以及自身的运动状态有关。 接触面的性质和接触面间的压力一定的情况下，静摩擦接触面的性质和接触面间的压力一定的情况下，静摩擦 力可以变化。力可以变化。 最大静摩擦力最大静摩擦力 （1）与接触面的性质有关）与接触面的性质有关 （2）与压力有关）与压力有关 （3）同一对接触面，在压力相同的条件下，）同一对接触面，在压力相同的条件下， 最大静摩擦力略大于滑动摩擦力最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 Nf MAX0 静摩擦因数，略大于滑动摩擦因数静摩擦因数，略大于滑动摩擦因数 2.2.滑动摩擦力滑动摩擦

4、力 产生：两个相互接触的物体，有产生：两个相互接触的物体，有_时产生的摩擦力时产生的摩擦力. . 作用效果：总是起着阻碍物体间作用效果：总是起着阻碍物体间_的作用的作用. . 产生条件：产生条件：a.a.相互接触且相互接触且_； b.b.有有_； c.c._. . 滑动摩擦力大小与滑动摩擦力大小与_成正比，即：成正比，即：F Ff= =_， F FN N指接触面的压力，并不总是等于物体的重力；指接触面的压力，并不总是等于物体的重力；是是 动摩擦因数，与相互接触的两个物体的材料有关，还动摩擦因数，与相互接触的两个物体的材料有关，还 跟接触面的情况（如粗糙程度）有关跟接触面的情况（如粗糙程度）有关

5、. . 方向：总是与物体的方向：总是与物体的_方向相反方向相反. . 相对运动相对运动 挤压（有弹力）挤压（有弹力） 相对运动相对运动 接触面粗糙接触面粗糙 相对运动相对运动 相对运动相对运动 大小：大小： 且总跟接触面相切且总跟接触面相切 但与接触面的面积无关但与接触面的面积无关 压力压力 FN 如图所示，放在斜面上的小木块，沿不同方向如图所示，放在斜面上的小木块，沿不同方向 以不同速度滑行时，小木块受到的滑动摩擦力均为以不同速度滑行时，小木块受到的滑动摩擦力均为 cosmgNf 例：如图所示，有倾角例：如图所示，有倾角=30的粗糙斜面上放一物的粗糙斜面上放一物 体，重力为体，重力为G，现用

6、与斜面底边平行的力，现用与斜面底边平行的力F=G/2推物推物 体，物体恰能沿斜面斜向下作匀速直线运动，求物体体，物体恰能沿斜面斜向下作匀速直线运动，求物体 与斜面间的动摩擦因素与斜面间的动摩擦因素。 F F F F F F GsinGsin 反思：反思：注意摩擦力的方向，学会图形转换注意摩擦力的方向，学会图形转换 3 6 弹力和摩擦力关系如何？弹力和摩擦力关系如何？ 方向：互相垂直方向：互相垂直 产生：有摩擦力必有弹力，产生：有摩擦力必有弹力， 有弹力不一定有摩擦力有弹力不一定有摩擦力 讨论讨论1 1： 在分析受力时，必须先分析弹力，再分析与其对应的摩擦力在分析受力时，必须先分析弹力，再分析与

7、其对应的摩擦力 摩擦力的方向一定与运动方向相反吗？摩擦力的方向一定与运动方向相反吗？讨论讨论2 2： （2 2）一个一个摩擦力（包括动和静）可以做摩擦力（包括动和静）可以做正正功，功， 也可以做也可以做负负功，还可以功，还可以不做不做功功。 摩擦力一定起阻碍作用吗？一定做负功吗？摩擦力一定起阻碍作用吗？一定做负功吗？ （1 1）作用效果作用效果可以是阻力，也可以是动力。可以是阻力，也可以是动力。 讨论讨论3 3： 运动的物体只能受滑动摩擦力，运动的物体只能受滑动摩擦力， 静止的物体只能受静摩擦力静止的物体只能受静摩擦力吗？吗？ 作用对象：作用对象：运动的物体也可以受静摩擦力，静运动的物体也可以

8、受静摩擦力，静 止的物体也可以受滑动摩擦力。止的物体也可以受滑动摩擦力。 讨论讨论4: 1 1、一对、一对静静摩擦力对系统摩擦力对系统不不做功：只发生能量的转移，做功：只发生能量的转移， 不发生能量的转化；方式不发生能量的转化；方式一正一负一正一负或或均为零均为零 一对摩擦力做功情况又如何呢？一对摩擦力做功情况又如何呢？ 2 2、一对、一对滑动滑动摩擦力对系统做摩擦力对系统做负负功：能量既发生转移，功：能量既发生转移， 又发生转化；方式又发生转化；方式一正一负（且正功小于负功）一正一负（且正功小于负功）或或 一零一负一零一负或或均为负均为负 拓展：一对作用力和反作用力做功情况又如何？拓展：一对

9、作用力和反作用力做功情况又如何？ 讨论讨论5 5： 二、题型分析二、题型分析 1、静摩擦力有无及方向的判定、静摩擦力有无及方向的判定 （1）假设法：假设没有摩擦力存在（即光滑），看两个）假设法：假设没有摩擦力存在（即光滑），看两个 物体会发生怎样的相对运动。根据物体会发生怎样的相对运动。根据“静摩擦力与物体相静摩擦力与物体相 对运动的趋势方向相反对运动的趋势方向相反”来判断静摩擦力方向。来判断静摩擦力方向。 （2）根据物体的运动状态，由牛顿定律或平衡条件判断。）根据物体的运动状态，由牛顿定律或平衡条件判断。 例例1 1：如图所示，物体：如图所示，物体B B叠放在叠放在A A上，物体上，物体A

10、A置于地面上，若置于地面上，若 在物体在物体A A上施加一个力上施加一个力F F，分析以下几种情况下，物体，分析以下几种情况下，物体A A和和B B 所受的摩擦力。所受的摩擦力。 （1 1）一起静止；）一起静止； （2 2）一起向右匀速直线运动；）一起向右匀速直线运动； （3 3）一起以加速度）一起以加速度a a水平向右运动水平向右运动. . 例例2 2：下图中的三个物体正在匀速直线向左运动，那么各接：下图中的三个物体正在匀速直线向左运动，那么各接 触面的摩擦力大小和方向如何？触面的摩擦力大小和方向如何？ 例例3：试判断下述各图中摩擦力的方向：试判断下述各图中摩擦力的方向 注意多解注意多解 A

11、 A随传送带一起随传送带一起 匀速向右运动匀速向右运动 A A随传送带一起随传送带一起 匀速向上运动匀速向上运动 问：若问：若A随传送带一起匀随传送带一起匀 速向下运动？速向下运动？ 2、摩擦力大小的计算、摩擦力大小的计算 在研究摩擦力大小之前，必须先分析物体的运动状在研究摩擦力大小之前，必须先分析物体的运动状 态，判断发生的是滑动摩擦，还是静摩擦。态，判断发生的是滑动摩擦，还是静摩擦。 （1）若是滑动摩擦，可用）若是滑动摩擦，可用F =FN来计算，公式中的来计算，公式中的FN指指 两接触面间的压力，并不总是等于物体的重力。两接触面间的压力，并不总是等于物体的重力。 mgFFN FFN （2）

12、若是静摩擦，则不能用）若是静摩擦，则不能用F =FN来计算，只能根据物来计算，只能根据物 体所处的状态（平衡、加速），由平衡条件或牛顿定律体所处的状态（平衡、加速），由平衡条件或牛顿定律 来求解。来求解。 例例1：如图，物体：如图，物体M静止于倾斜放置的木板上，当倾角静止于倾斜放置的木板上，当倾角由很由很 小缓慢增大到小缓慢增大到90的过程中，木块对物体的支持力的过程中，木块对物体的支持力FN和摩擦和摩擦 力力Ff的变化情况是的变化情况是 AFN、Ff都增大都增大 BFN、Ff都减小都减小 CFN增大，增大，Ff减小减小 DFN减小，减小，Ff先增大后减小先增大后减小 D 例例2：把一重为：把

13、一重为G的物体，用一水平的推力的物体，用一水平的推力Fk t （k为恒量，为恒量，t 为时间）压在竖直的足够高的平整为时间）压在竖直的足够高的平整 墙上，从墙上，从t0开始物体所受的摩擦力开始物体所受的摩擦力Ff 随随 t 的变化的变化 关系是下图中的哪一个关系是下图中的哪一个 B 例例3：一个重为：一个重为G的粗细均匀的圆柱体放在的粗细均匀的圆柱体放在“V”型槽中，槽型槽中，槽 的侧面与水平方向的夹角均为的侧面与水平方向的夹角均为，圆柱体与槽的动摩擦因数，圆柱体与槽的动摩擦因数 为为，要使圆柱体沿水平轴线方向以，要使圆柱体沿水平轴线方向以v的速度匀速运动，沿轴的速度匀速运动，沿轴 线方向的水

14、平推力线方向的水平推力F应是多大？应是多大？ cos2 21 G NNN cos 22 G NfF 例例4：如图所示，板：如图所示，板A的质量为的质量为m，滑块，滑块B的质量是的质量是2m，板，板A用用 轻绳拴住，绳与斜面平行，滑块轻绳拴住，绳与斜面平行，滑块B沿斜面角为沿斜面角为的斜面在的斜面在A板板 中间一段匀速下滑，若中间一段匀速下滑，若AB之间以及之间以及B与斜面之间的动摩擦因与斜面之间的动摩擦因 数相同，求动摩擦因数。数相同，求动摩擦因数。 tan 2 1 例例5：如图所示，人与板一起匀速向左运动，板与地面间：如图所示，人与板一起匀速向左运动，板与地面间 的摩擦因数为的摩擦因数为，求

15、：，求： （1）地面对木板的摩擦力）地面对木板的摩擦力 （2）人对木板的摩擦力）人对木板的摩擦力 （1）(M+m)g 向右向右 （2） 向左向左 gmM)( 2 1 例例5（变式）：如图，人坐在小车上，用力拉动绳子，（变式）：如图，人坐在小车上，用力拉动绳子， 使人与车相对静止，共同向右运动，绳与滑轮质量使人与车相对静止，共同向右运动，绳与滑轮质量 不计，不计滑轮摩擦与地面摩擦，人的质量大于车不计，不计滑轮摩擦与地面摩擦，人的质量大于车 的质量，则人受到车的摩擦力是（的质量，则人受到车的摩擦力是（ ） A、人受到车向右的静摩擦力、人受到车向右的静摩擦力 B、人受到车向左的静摩擦力、人受到车向左

16、的静摩擦力 C、人与车间无摩擦、人与车间无摩擦 D、无法确定、无法确定 A 3、皮带传送中的摩擦力问题、皮带传送中的摩擦力问题 例例1：如图所示，传送带与水平面的夹角为：如图所示，传送带与水平面的夹角为370并以并以 10m/s的速度匀速运动着，在传送带的的速度匀速运动着，在传送带的A端轻轻放一端轻轻放一 小物体，若已知物体与传送带间的动摩擦因数为小物体，若已知物体与传送带间的动摩擦因数为 =0.5，AB间距离间距离S=16m，则小物体从，则小物体从A端运动到端运动到B 端所需的时间为：端所需的时间为： （1）传送带顺时针方向转动？）传送带顺时针方向转动？ （2）传送带逆时针方向转动？）传送带

17、逆时针方向转动？ A、2.8s B、2.0s C、2.1s D、4.0s D B 【解析【解析】（1 1）对物体受力分析，沿皮带所在）对物体受力分析，沿皮带所在 的斜面方向有的斜面方向有a =gsin370-gcos370=2m/s2，因因 物体沿皮带向下运动而皮带向上运动，所以物体沿皮带向下运动而皮带向上运动，所以 整个过程物体对地匀加速运动整个过程物体对地匀加速运动16m， 据据 得得t=4.0s，D选项正确。选项正确。 2 2 1 atS （2）当物体下滑速度小于传送带时，物体的加速度为）当物体下滑速度小于传送带时，物体的加速度为 a1,（此时滑动摩擦力沿斜面向下）则：（此时滑动摩擦力沿

18、斜面向下）则： 2 1 m/s10 cossin m mgmg a 当物体下滑速度大于传送带当物体下滑速度大于传送带v=10m/s时，物体的加速度为时，物体的加速度为 a2（此时（此时f沿斜面向上）则：沿斜面向上）则： 2 2 m/s2 cossin m mgmg a s 1 1 1 a v tm5 2 1 2 111 taS m11 2 1 1 2 2222 SStavtS 解得解得t2=1s 因此总时间因此总时间t=t1+t2=2s，B选项正确选项正确 例例2：对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正：对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正 确的是：确的是： AA轮带动轮带动B轮沿逆时针方向

19、旋转轮沿逆时针方向旋转 BB轮带动轮带动A轮沿逆时针方向旋转轮沿逆时针方向旋转 CC轮带动轮带动D轮沿顺时针方向旋转轮沿顺时针方向旋转 DD轮带动轮带动C轮沿顺时针方向旋转轮沿顺时针方向旋转 BD 例例3：小物块自光滑曲面上：小物块自光滑曲面上P点滑下，通过粗糙的静点滑下，通过粗糙的静 止的水平传送带后落于地面上止的水平传送带后落于地面上Q点，如图所示。现点，如图所示。现 让传送带在皮带轮带动下逆时针转动，让让传送带在皮带轮带动下逆时针转动，让m仍从仍从P 处滑下，则物块处滑下，则物块m的落地点：的落地点： A、 仍在仍在Q点点 B、 在在Q点右边点右边 C、 在在Q点左边点左边 D、 木块可能落不到地面木块可能落不到地面 A 补充题：补充题： 1、如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，、如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形， BC水平，水平，AC边竖直，边竖直，ABC，AB及及AC两边上两边上 分别套有细线套着的铜环，当它们静止时，细线跟分别套有细线套着的铜环，当它们静止时，细线跟 AB所成的角所成的角的大小为（