高考物理力学复习再回首摩擦力课件

1、高考物理力学复习再回首摩擦力力学复习力学复习江苏省常州高级中学江苏省常州高级中学 刘立亮刘立亮高考物理力学复习再回首摩擦力学习目标：学习目标： 进一步理解和掌握摩擦力的概念，掌进一步理解和掌握摩擦力的概念，掌握摩擦力的分析方法及其做功特点握摩擦力的分析方法及其做功特点学习重点：学习重点：摩擦力的分析和计算摩擦力的分析和计算学习难点：学习难点：摩擦力的分析和计算摩擦力的分析和计算更多资源更多资源 高考物理力学复习再回首摩擦力一：从现象说起：一：从现象说起： 高考物理力学复习再回首摩擦力启示一：启示一： 摩擦力是高中力学中的常见力，也是力学学习摩擦力是高中力学中的常见力，也是力学学习过程中的重点和

2、难点之一，能否正确认识摩擦力，过程中的重点和难点之一，能否正确认识摩擦力，对学习后面相关的知识起着至关重要的作用。由例对学习后面相关的知识起着至关重要的作用。由例1 1可见，摩擦力具有两个显著特点：可见，摩擦力具有两个显著特点：(1)(1)接触性；接触性； (2)(2)被动性被动性所谓接触性，即指物体受摩擦力作用物体所谓接触性，即指物体受摩擦力作用物体间必直接接触间必直接接触( (反之不一定成立反之不一定成立) )。所谓被动性是指。所谓被动性是指摩擦力随外界约束因素变化而变化熟知的是摩擦力随外界约束因素变化而变化熟知的是静摩静摩擦力随外力的变化而变化，大小擦力随外力的变化而变化，大小0f0fm

3、 m。滑动摩擦力也滑动摩擦力也随正压力的变化而变化，大小随正压力的变化而变化，大小f f滑滑= =N N 。一般情况下一般情况下f fm m略大于略大于 f f滑滑高考物理力学复习再回首摩擦力启示二：启示二： 摩擦力产生的条件：摩擦力产生的条件： （1 1）物体间直接接触）物体间直接接触 （2 2）接触面粗糙）接触面粗糙 （3 3）接触面间有弹力存在）接触面间有弹力存在 （4 4）物体间有相对运动或相对运动趋势）物体间有相对运动或相对运动趋势 这四个条件紧密相连，缺一不可显然，两物体不接触，这四个条件紧密相连，缺一不可显然，两物体不接触，或虽接触但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力但满或虽接触

4、但接触面是光滑的，则肯定不存在摩擦力但满足足(1)(1)、(2)(2)而缺少而缺少(3)(3)、(4)(4)中的任意一条，也不会有摩擦中的任意一条，也不会有摩擦力如一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它力如一块砖紧靠在竖直墙，放手后让其沿墙壁下滑，它满足条件满足条件(1)(1)、(2)(2)、(4)(4)，却不具备条件，却不具备条件(3)(3)，即相互间无，即相互间无压力，故砖不可能受到摩擦力作用又如，静止在粗糙水压力，故砖不可能受到摩擦力作用又如，静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件平面上的物体它满足了条件(1)(1)、(2)(2)、(3)(3)，缺少条件，缺少条件(4)(4)，当然也

5、不存在摩擦力当然也不存在摩擦力高考物理力学复习再回首摩擦力 例例2 (2 (高考题高考题) )如图如图1 1所示，所示，C C是水平地面，是水平地面，A A、B B是两个长方形物块，是两个长方形物块，F F是作用在物块上沿水平方是作用在物块上沿水平方向的力，物体向的力，物体A A和和B B以相同的速度作匀速直线运动，以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，由此可知，A A、B B间的动摩擦因数间的动摩擦因数1 1和和B B、C C间的动间的动摩擦因数摩擦因数2 2有可能是（有可能是（ ）(A) (A) 1 1 =0=0 ， 2 2 =0 =0(B) (B) 1 1 = = 0 0 ， 2 2 0

6、 0(C) (C) 1 1 00， 2 2 = 0 = 0 (D) (D) 1 1 00， 2 2 0 0ABF图1CBD高考物理力学复习再回首摩擦力从误区说起从误区说起误区之一：误区之一：摩擦力方向总是与物体的运动方向在同一摩擦力方向总是与物体的运动方向在同一直线上。直线上。 例例33、如图所示，质量为、如图所示，质量为m m的物块与转台之间能出的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的现的最大静摩擦力为物块重力的k k倍，它与转台转轴倍，它与转台转轴OOOO相距相距R R，物块随转台由静止开始转动，当转速增，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块

7、由加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为物块做的功为 （ ）A A0 0 B B大于大于kmgR/2 kmgR/2 C C等于等于kmgR/2kmgR/2 D D小于小于kmgR/2kmgR/2高考物理力学复习再回首摩擦力解：解：因为物块随转台一起做加速度圆周运动，所以因为物块随转台一起做加速度圆周运动，所以转台施给物块的静摩擦力有两个作用效果：转台施给物块的静摩擦力有两个作用效果：一是提一是提供做圆周运动的向心力供做圆周运动的向心力（并且随转速增大而增大）；（并且随转速增大而增大）；二是

8、提供切向力用来增大线速度的大小。二是提供切向力用来增大线速度的大小。受力如图：受力如图：f fm m=kmg=kmg， f f心心 f fm m=kmg=kmgfmf心f切由动能定理：由动能定理：W=mvW=mv2 2/2/2（1 1）f f心心=mv=mv2 2/R/R（2 2）所以得：所以得： W=fW=f心心R/2 R/2 kmgR/2kmgR/2高考物理力学复习再回首摩擦力从误区说起从误区说起误区之一：误区之一：摩擦力方向总是与物体的运动方向在同一摩擦力方向总是与物体的运动方向在同一直线上。直线上。 例例33、如图所示，质量为、如图所示，质量为m m的物块与转台之间能出的物块与转台之间

9、能出现的最大静摩擦力为物块重力的现的最大静摩擦力为物块重力的k k倍，它与转台转轴倍，它与转台转轴OOOO相距相距R R，物块随转台由静止开始转动，当转速增，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为物块做的功为 （ ）A A0 0 B B大于大于kmgR/2 kmgR/2 C C等于等于kmgR/2kmgR/2 D D小于小于kmgR/2kmgR/2D高考物理力学复习再回首摩擦力启示三：启示三： 摩擦力的方向既可以

10、跟物体的运动方向相同（动摩擦力的方向既可以跟物体的运动方向相同（动力），也可以跟物体的运动方向相反（阻力）；即力），也可以跟物体的运动方向相反（阻力）；即摩擦力方向可以跟物体运动方向在同一条直线上摩擦力方向可以跟物体运动方向在同一条直线上。 由本例可知：摩擦力的方向又可以跟物体的运动方由本例可知：摩擦力的方向又可以跟物体的运动方向垂直（匀速圆周运动），也可以跟物体的运动方向垂直（匀速圆周运动），也可以跟物体的运动方向成一个定角度（加速圆周运动）向成一个定角度（加速圆周运动） 。即。即摩擦力方向摩擦力方向可以跟物体运动方向不在同一条直线上可以跟物体运动方向不在同一条直线上。 但但“摩擦力的方向总

11、是跟物体的摩擦力的方向总是跟物体的相对相对运动或运动或相对相对运动趋势方向相反运动趋势方向相反”的的高考物理力学复习再回首摩擦力从误区说起从误区说起误区之二：误区之二：认为相互接触的物体间存在两个摩擦力认为相互接触的物体间存在两个摩擦力 。 例例44、如图、如图2 2所示，在倾角所示，在倾角=30=30的的粗糙斜面上放一重量为粗糙斜面上放一重量为G G的物体，物体的物体，物体能保持静止。现在用与斜面底边平行的能保持静止。现在用与斜面底边平行的力力F=G/2F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线推物体，物体恰能做匀速直线运动，则物体与斜面之间的滑动摩擦因运动，则物体与斜面之间的滑动摩擦因数是多少？

12、数是多少？A A同学的解同学的解：因为物体有沿斜面下滑的趋势，所以受：因为物体有沿斜面下滑的趋势，所以受到一个沿斜面向上的静摩擦力到一个沿斜面向上的静摩擦力f f1 1=GSin=GSin。 又因为物体在推力又因为物体在推力F F的作用下的作用下, ,应沿水平方向匀速应沿水平方向匀速滑动受到一个与滑动受到一个与F F方向相反的滑动摩擦力作用方向相反的滑动摩擦力作用f f2 2=N=mgcos= F =N=mgcos= F 所以所以 =3/3=3/3f1f2高考物理力学复习再回首摩擦力解：解：受力如图：受力如图： 物体在推力及重力平行斜面的分力作用下，沿斜物体在推力及重力平行斜面的分力作用下，沿

13、斜面斜下方向作匀速直线运动，故物体面斜下方向作匀速直线运动，故物体只受到一个与其只受到一个与其运动方向相反运动方向相反（沿斜面斜上方向）的滑动摩擦力作用。（沿斜面斜上方向）的滑动摩擦力作用。f=N=Gcos=Ff=N=Gcos=F2 2+ +（GSinGSin）2 2 1/21/2得：得： = =（2/32/3）1/21/2高考物理力学复习再回首摩擦力启示四：启示四： 由例由例3 3和例和例4 4可知：物体相对接触面有相对运可知：物体相对接触面有相对运动或相对运动趋势时，一个接触面动或相对运动趋势时，一个接触面只能受到只能受到一个与相对运动或相对运动趋势方向相反的一个与相对运动或相对运动趋势方

14、向相反的摩擦力摩擦力的作用，这个摩擦力的作用，这个摩擦力可以有两个作用可以有两个作用效果效果，但不是同时受到两个摩擦力。，但不是同时受到两个摩擦力。 高考物理力学复习再回首摩擦力从误区说起从误区说起误区之三：误区之三：静止的物体受到静摩擦力的作静止的物体受到静摩擦力的作用，运动的物体受到滑动摩擦力的作用。用，运动的物体受到滑动摩擦力的作用。VBAFa a高考物理力学复习再回首摩擦力启示五：启示五： 静止的物体受到摩擦力不一定是静静止的物体受到摩擦力不一定是静摩擦力，只有摩擦力，只有与接触面相对静止的物体与接触面相对静止的物体受到摩擦力才是静摩擦力受到摩擦力才是静摩擦力；运动的物体；运动的物体受

15、到摩擦力不一定是滑动摩擦力，只有受到摩擦力不一定是滑动摩擦力，只有与接触面相对滑动的物体受到摩擦力与接触面相对滑动的物体受到摩擦力才才是滑动静摩擦力。是滑动静摩擦力。高考物理力学复习再回首摩擦力从误区说起从误区说起误区之四：误区之四：摩擦力大小总与物体间正压力成正比。摩擦力大小总与物体间正压力成正比。 例例66：小明手握着一个装有水的瓶子，小明：小明手握着一个装有水的瓶子，小明越用力，小明对瓶子的摩擦力就越大。越用力，小明对瓶子的摩擦力就越大。 例例77：如图所示：如图所示, ,把一重为把一重为G G的物体的物体, ,用一个用一个F=ktF=kt的水平推力压在足够高而平整的竖直墙壁的水平推力压

16、在足够高而平整的竖直墙壁上上,t=0,t=0时物体的速度为零时物体的速度为零, ,试画出物体所受的摩试画出物体所受的摩擦力擦力f f随时间随时间t t变化的图象。变化的图象。FftoG2G高考物理力学复习再回首摩擦力高一物理新教材必修高一物理新教材必修1 1（人教版）（人教版）第第6161页的两副图。页的两副图。能反映出摩擦力的什么特点？能反映出摩擦力的什么特点？高考物理力学复习再回首摩擦力启示六：启示六： 在研究摩擦力时，要特别注意物体间的摩擦力在研究摩擦力时，要特别注意物体间的摩擦力是是静摩擦力静摩擦力还是还是滑动摩擦力滑动摩擦力，因为二者的大小计算，因为二者的大小计算是不同的。是不同的。

17、 滑动摩擦力的大小跟压力滑动摩擦力的大小跟压力 N N有关，与引起滑动有关，与引起滑动摩擦力的外力的大小无关；而静摩擦力的大小跟压摩擦力的外力的大小无关；而静摩擦力的大小跟压力力 N N无关，由引起这个摩擦力的外力决定（但最大无关，由引起这个摩擦力的外力决定（但最大静摩擦力的大小跟压力静摩擦力的大小跟压力 N N有关）。有关）。 因此，在确定摩擦力的大小时，因此，在确定摩擦力的大小时，静摩擦力的大静摩擦力的大小应由引起静摩擦力的外力大小和运动状态来确定小应由引起静摩擦力的外力大小和运动状态来确定，不能用不能用f=Nf=N计算计算 高考物理力学复习再回首摩擦力动静摩擦，首先分清；动静摩擦，首先分

18、清；状态求静，公式求动；状态求静，公式求动； 压力大小，定要分明；压力大小，定要分明；若论方向，相对为要。若论方向，相对为要。高考物理力学复习再回首摩擦力从误区说起从误区说起误区之五：误区之五：只要有摩擦力做功，就会只要有摩擦力做功，就会“生生热热” 。 例例88：质量为：质量为2 2千克的物体千克的物体A A 叠放在叠放在4 4千克的长千克的长木板木板B B上，已知上，已知A A、B B间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为0.50.5，在，在水平拉力水平拉力F F的作用下在光滑水平面上由静止开始的作用下在光滑水平面上由静止开始运动。运动。（1 1）当）当F=12NF=12N时，时，1 1秒内系统

19、摩擦生热情况如何？秒内系统摩擦生热情况如何？（2 2）当）当F=18NF=18N时，时，1 1秒内系统摩擦生热情况如何？秒内系统摩擦生热情况如何？FAB高考物理力学复习再回首摩擦力FAB解：先判断解：先判断A A、B B间的摩擦力是哪种摩擦力。间的摩擦力是哪种摩擦力。设外力为设外力为F F时，时，A A、B B恰好出现相对滑动。恰好出现相对滑动。则对则对A A：F-mF-m1 1g=mg=m1 1a a1 1；则对则对B B：mm1 1g=mg=m2 2a a2 2；有：有：a a1 1=a=a2 2；代入数据解得：代入数据解得：F=15NF=15N；高考物理力学复习再回首摩擦力解解: :（1

20、 1）所以当）所以当F=12NF=12N时，时，A A、B B相对静止相对静止（虽然此时虽然此时F F大于大于mm1 1g g）则对则对ABAB整体：整体：F=F=（m m1 1+m+m2 2）a a；代入数据解得：代入数据解得：a=2m/sa=2m/s2 2；于是：于是：S=atS=at2 2/2=1m/2=1m；V=at=2m/sV=at=2m/s则对则对A A：W WF F+W+Wf f=m=m1 1v v2 2/2-0/2-0得：得：W Wf f=-8J=-8J则对则对B B：W Wf f/ /=m=m2 2v v2 2/2-0/2-0得：得：W Wf f/ /=8J=8J系统内摩擦力

21、做的总功为：系统内摩擦力做的总功为：W W总总= W= Wf f +W +Wf f/ /=0=0热热Q=Q=FS-mFS-m1 1v v2 2/2-m/2-m2 2v v2 2/2/2 =0J=W =0J=W总总可见可见一对静摩一对静摩擦力做功系统擦力做功系统不产生不产生“热热”FAB高考物理力学复习再回首摩擦力FAB（2 2）所以当）所以当F=18NF=18N时，时，A A、B B相对滑动相对滑动代入数据解得：代入数据解得：a a1 1=4m/s=4m/s2 2；于是：于是：S S1 1=a=a1 1t t2 2/2=2m/2=2m；V V1 1=a=a1 1t=4m/st=4m/s则对则对

22、A A：W Wf f=-m=-m1 1gSgS1 1 =-20J=-20J系统内摩擦力做的系统内摩擦力做的总功为：总功为：W W总总= W= Wf f +W +Wf f/ /=-7.5J=-7.5J可见可见一一对滑动对滑动摩擦力摩擦力做功系做功系统产生统产生“热热”则对则对A A：F-mF-m1 1g=mg=m1 1a a1 1；得：得：a a2 2=2.5m/s=2.5m/s2 2；于是：于是：S S2 2=a=a2 2t t2 2/2=1.25m/2=1.25m；V V2 2=a=a2 2t=2.5m/st=2.5m/s则对则对B B：W Wf f/ /=m=m1 1gSgS2 2 =12

23、.5J=12.5J则对则对B B：mm1 1g=mg=m2 2a a2 2；热热Q=FSQ=FS1 1-m-m2 2v v2 22 2/2-/2-m m1 1v v1 12 2/2 =7.5J=-W/2 =7.5J=-W总总且且fSfS相相=f=f（S S1 1-S-S2 2）7.5J= W7.5J= W总总= = Q Q高考物理力学复习再回首摩擦力启示七：启示七： 一对静摩擦力做的总功为一对静摩擦力做的总功为0 0，不生，不生“热热”。静摩擦力只是起着。静摩擦力只是起着“转手转手”作作用，通过摩擦力做功，把机械能从用，通过摩擦力做功，把机械能从A A转转移给移给B B； 而一对滑动摩擦力做功才生而一对滑动摩擦力做功才生“热热”，其值其值等于摩擦力的大小与相对位移的乘等于摩擦力的大小与相对位移的乘积积。 即即: :Q=fQ=f滑滑S S相