物理静摩擦力和滑动摩擦力的相互转化问题

1、1 物理静摩擦力和滑动摩擦力的物理静摩擦力和滑动摩擦力的 相互转化问题相互转化问题 2021/3/232 目录 基础扫描基础扫描 核心突破核心突破 热点题型热点题型 2021/3/233 基基 础础 扫扫 描描 2021/3/234 相对运动趋势相对运动趋势 相对运动趋势相对运动趋势 挤压挤压 相对运动趋势相对运动趋势 接触面粗糙接触面粗糙 一、静摩擦力一、静摩擦力 1产生：两个相互接触的物体，有产生：两个相互接触的物体，有 时产生的摩时产生的摩 擦力擦力 2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 3产生条件：产生条件：相互接触且相互接触且 ；有 有 ； ； 4

2、大小：随外力的变化而变化，大小在零和最大静摩擦力之间大小：随外力的变化而变化，大小在零和最大静摩擦力之间 2021/3/235 相对运相对运 动趋势动趋势 2021/3/236 相对运动相对运动 相对运动相对运动 挤压挤压 相对运动相对运动 接触面粗糙接触面粗糙 压力压力 FN 相对运动方向相对运动方向 2021/3/237 针针 对对 训训 练练 1.受静摩擦力的物体一定静止吗?举例说明 解析： 不一定如加速列车的车厢内的物体与车厢不一定如加速列车的车厢内的物体与车厢 保持相对静止但对地是加速运动的保持相对静止但对地是加速运动的 2021/3/238 2.怎样正确的理解相对的含义? 解析：

3、“相对相对”既不是对既不是对“地地”，也不是对，也不是对“观观 察者察者”，“相对相对”的是跟它接触的物体，即把其的是跟它接触的物体，即把其 中一个物体作参考系，分析另一个物体相对于参中一个物体作参考系，分析另一个物体相对于参 考系的运动考系的运动 返回目录 2021/3/239 核心突破核心突破 2021/3/2310 考点一考点一 静摩擦力静摩擦力 1.静摩擦力有无及方向的判断 2021/3/2311 (1)(1)静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，二者一定具静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，二者一定具 有相对运动的趋势，如有相对运动的趋势，如(a)(a)图中，物体图中，物体A A有

4、相对于传送带下有相对于传送带下 滑的趋势滑的趋势 (2)静摩擦力的方向一定与相对运动趋势方向相反，如图静摩擦力的方向一定与相对运动趋势方向相反，如图 (c) 中，中，A 相对于竖直墙有下滑的趋势，它受到的静摩擦力方向相对于竖直墙有下滑的趋势，它受到的静摩擦力方向 却向上却向上 (3)还可以根据物体的运动状态来判断，如图还可以根据物体的运动状态来判断，如图(e)中，物体中，物体 A 受的静摩擦力起着动力作用，使受的静摩擦力起着动力作用，使 A 与与 B 一起加速即静摩一起加速即静摩 擦力可能是动力，也可能是阻力擦力可能是动力，也可能是阻力 (4)受静摩擦力作用的物体不一定静止受静摩擦力作用的物体

5、不一定静止 2021/3/2312 (5)静摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反，静摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反， 也可能成任意夹角，如图也可能成任意夹角，如图(d)中手拿瓶子可以向任意一个方向中手拿瓶子可以向任意一个方向 运动运动 2.静摩擦力大小的计算静摩擦力大小的计算 (1)最大静摩擦力最大静摩擦力 Ffm是物体将要发生相对滑动这一临界状态是物体将要发生相对滑动这一临界状态 时的摩擦力，它的数值与时的摩擦力，它的数值与 FN成正比；在成正比；在 FN不变的情况下，不变的情况下， 滑动摩擦力略小于滑动摩擦力略小于 Ffm，而静摩擦力可在，而静摩擦力可在 0F

6、fm间变化间变化 (2)物体处于平衡状态时物体处于平衡状态时(静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动)，利用力的平，利用力的平 衡条件求解衡条件求解 (3)若有加速度时，可由动力学规律建立方程求解若有加速度时，可由动力学规律建立方程求解 2021/3/2313 2021/3/2314 1.用轻弹簧竖直悬挂的质量为m m物体,静止时弹簧伸 长量为L0现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L0斜面倾角为 30,如图所示则物体所受摩擦力 变变 式式 训训 练练 2021/3/2315 答案答案A 2021/3/2316 2.（2010全国新课标）如图所示,一物块置于水平地

7、面上,当 用与水平方向成60角的力F1拉物块时,物块做匀速直线 运动;当改用与水平方向成30角的力F2推物块时,物块仍 做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间 的动摩擦因数为 13 32 2 1 2 3 2 3 1 AB CD 2021/3/2317 答案答案B 返回目录 2021/3/2318 热热 点点 题题 型型 2021/3/2319 题型一题型一 静摩擦力和滑动摩擦力的相互转化静摩擦力和滑动摩擦力的相互转化 1.1.问题界定问题界定 当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小 和方向往往会发生变化,有可能会导致静摩擦力和 滑动摩擦力之间的相互转化. . 2021/3/

8、2320 2.注意事项注意事项 (1)如题干中无特殊说明,一般认为最大静摩擦力略 大于滑动摩擦力. (2)由于此类问题涉及的过程较为复杂,采用特殊位 置法解题往往比采用过程分析法解题更为简单. 2021/3/2321 【例例1 1】长直木板的上表面的一端放有一个木块长直木板的上表面的一端放有一个木块, ,如图所示如图所示, , 木板由水平位置缓慢向上转动木板由水平位置缓慢向上转动( (即木板与地面的夹角即木板与地面的夹角变变 大大) ), ,另一端不动另一端不动, ,则木块受到的摩擦力则木块受到的摩擦力F Ff f随角度随角度的变化图的变化图 象是下列图中的象是下列图中的( )( ) 2021

9、/3/2322 【思路点拨思路点拨】解决本题的关键在于理清物理过程解决本题的关键在于理清物理过程, ,分析物体所受分析物体所受 摩擦力的类型摩擦力的类型, ,然后分阶段或选用恰当的位置进行分析然后分阶段或选用恰当的位置进行分析. . 下面通过下面通过“过程分析法过程分析法”和和“特殊位置法特殊位置法”分别求解分别求解: : 解法一解法一: :过程分析法过程分析法 (1)(1)木板由水平位置刚开始运动时木板由水平位置刚开始运动时: :=0=0, ,F Ff f静 静=0. =0. (2)(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前: :木块所受的木块所受

10、的 是静摩擦力是静摩擦力. .由于木板缓慢转动由于木板缓慢转动, ,可认为木块处于平衡状态可认为木块处于平衡状态, ,受力受力 分析如图分析如图: : 2021/3/2323 由平衡关系可知由平衡关系可知, ,静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分 力力: :F Ff f静 静=mgsin. =mgsin.因此因此, ,静摩擦力随静摩擦力随的增大而增大的增大而增大, ,它们满足正它们满足正 弦规律变化弦规律变化. . (3)(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时, ,木块此时所受的静木块此时所受的静 摩擦力为最大静摩擦力

11、摩擦力为最大静摩擦力F Ffm fm. .继续增大继续增大, ,木块将开始滑动木块将开始滑动, ,静摩静摩 擦力变为滑动摩擦力擦力变为滑动摩擦力. .且满足且满足: :F Ffm fm F Ff f滑 滑. . (4)(4)木块相对于木板开始滑动后木块相对于木板开始滑动后, ,F Ff f滑 滑=mgcos =mgcos, ,此时此时, ,滑动摩擦滑动摩擦 力随力随的增大而减小的增大而减小, ,满足余弦规律变化满足余弦规律变化. . (5)(5)最后最后, ,F Ff f滑 滑=0 =0 综上分析可知选项综上分析可知选项C C正确正确. . 2021/3/2324 解法二解法二: :特殊位置法

12、特殊位置法 本题选两个特殊位置也可方便地求解本题选两个特殊位置也可方便地求解, ,具体分析见表具体分析见表: : 由以上分析知由以上分析知, ,选项选项C C正确正确. . 特殊位置特殊位置分析过程分析过程 木板刚开始运动时木板刚开始运动时 此时木块与木板无摩擦此时木块与木板无摩擦, ,即即F Ff f静 静=0, =0,故故A A 选项错误选项错误. . 木块相对于木板刚好木块相对于木板刚好 要滑动而没滑动时要滑动而没滑动时 木块此时所受的静摩擦力为最大静摩木块此时所受的静摩擦力为最大静摩 擦力擦力, ,且大于刚开始运动时所受的滑动且大于刚开始运动时所受的滑动 摩擦力摩擦力, ,即即F Ffm fm F Ff f滑 滑, ,故 故B B、D D选项错误选项错误. . 2021/3/2325 2021/3/2326 2021/3/2327 2021/3/2328 甲甲 2021/3/2329 乙乙 2021/3/2330 随随 堂堂 巩巩 固固 1如图如图 所示，质量为所示，质量为m的物体，在沿斜 的物体，在沿斜 面向上的拉力面向上的拉力F作用下，沿放在水平地作用下，沿放在水平地 面上的质量为面上的质量为M的倾角为的倾角为?的粗糙斜面的粗糙斜面 匀速下滑，此过程中斜