2022-2023年高考物理一轮复习 摩擦力课件 (2)(重点难点易错点核心热点经典考点)

摩擦力必备知识

·

整合

一、静摩擦力(1)定义:两个物体之间只有相对运动

趋势

,而没有相对运动时的摩擦力.(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动

趋势

.(3)方向:沿两物体的

接触面

,与相对运动趋势的方向

相反

.(4)大小:0<Ff≤Fmax.(最大静摩擦力略大于滑动摩擦力)二、滑动摩擦力(1)定义:一个物体在另一个物体表面

相对滑动

时,受到另一物体

阻碍

它们相对滑动的力.(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有

相对运动

.(3)方向:沿两物体的接触面,与

相对运动

的方向相反.(4)大小:Ff=

μFN

,μ为动摩擦因数,其值与两个物体的材料和接触面的粗糙

程度有关.1.判断下列说法对错.(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势.

()(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态.

()(3)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态.

()(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用.

()(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直.

()(6)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大.

()(7)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变.

(

)✕√✕√√✕√2.下列关于摩擦力的说法正确的是

()A.摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B.摩擦力的大小与相应的正压力成正比C.运动的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动趋势的方向相反D3.如图所示,一质量m=0.20kg的物体,在F1、F2两水平力作用下静止在粗糙的

水平面上,物体与水平面间的最大静摩擦力为0.6N.若F1为0.6N,则F2不可

能是

()

A.0.2N

B.0.6N

C.0.7N

D.1.3ND4.如图所示,在水平面上向右运动的物体,质量为20kg,与水平面间的动摩擦

因数μ=0.1.在运动过程中,还受到一个水平向左、大小为10N的拉力F作用,

则物体受到的滑动摩擦力为(g取10N/kg)

()

A.10N,水平向右

B.10N,水平向左C.20N,水平向右

D.20N,水平向左D5.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右

做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力

()

A.方向向左,大小不变

B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变

D.方向向右,逐渐减小A关键能力

·

突破

考点一静摩擦力一、如何判断静摩擦力的有无及其方向?(1)假设法:假设接触面光滑→是否相对滑动→确定有无摩擦力及方向;(2)状态法:运动状态→平衡方程或牛顿运动定律→求解摩擦力;(3)相互作用法:“力是物体间的相互作用”,先确定受力较少的物体受到的

静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向.例1指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向.①物体A静止于斜面上,如图甲所示;②物体A受到水平拉力F作用仍静止在水平面上,如图乙所示;③物体A放在车上,在刹车过程中,A相对于车厢静止,如图丙所示;④物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动,如图丁所示.解析运用假设法判断出图甲斜面上的物体A有沿斜面向下滑动的趋势,所

受的静摩擦力沿斜面向上;图乙中的物体A有向右滑动的趋势,所受静摩擦力

沿水平面向左;判断静摩擦力方向,还可以根据共点力作用下物体的平衡条件

或牛顿第二定律判断,图丙中,A物体随车一起向右减速运动,其加速度方向水

平向左,故A物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向);图丁中,A物体随转

台匀速转动,做匀速圆周运动,其加速度总指向圆心,则A受到的静摩擦力也总

指向圆心.例2如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下

做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是

(

)A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论物体A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同D解析由于A随传送带一起匀速运动,由力的平衡条件知,无论向上运动还

是向下运动,A受的静摩擦力方向一定沿斜面向上,且大小为Ff=mgsinθ,选项

D正确.二、如何计算静摩擦力的大小?(1)最大静摩擦力Ffmax的计算:最大静摩擦力Ffmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来,比滑动摩擦力稍大些,通常认为二者相等,即Ffmax=μFN.(2)一般静摩擦力的计算①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件来计算其大小.②物体有加速度时,根据牛顿第二定律进行分析.例如,水平圆盘上的物体随

圆盘匀速转动时靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度,若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.例3倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止

在斜面体上.重力加速度为g,下列结论正确的是

()

A.木块受到的摩擦力大小是mgcosαB.木块对斜面体的压力大小是mgsinαC.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosαD.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)gD解析对木块受力分析,如图所示,木块静止,由平衡条件得Ff=mgsinα,FN=

mgcosα,故选项A、B均错误;对斜面体和木块整体分析,桌面对斜面体的摩

擦力为零,支持力与整体重力平衡,故选项C错误,选项D正确.

例4如图所示,质量分别为m、M的矩形木块A、B叠放在水平桌面上,用水

平力F作用在B上,使它们在水平桌面上运动.已知桌面与B之间、B与A之间

的动摩擦因数均为μ,A与B之间相对静止,重力加速度为g.求下列几种情况

下桌面与B之间、B与A之间的摩擦力.

(1)A与B共同向右匀速运动;(2)A与B共同向右加速运动,加速度大小为a;(3)A与B共同向右减速运动,加速度大小为a.解析设B与桌面之间的摩擦力为F1,A与B之间的摩擦力为F2,A及A、B整体

受力分析如图所示.

(1)A与B均做匀速运动,由平衡条件对A和B整体有F1=μ(M+m)g,方向向左对A有F2=0(2)A与B共同向右加速运动对A和B整体有F1=μ(M+m)g,方向向左对A有F2=ma,方向向右(3)A与B共同向右减速运动对A和B整体有F1=μ(M+m)g,方向向左对A有F2=ma,方向向左考点二滑动摩擦力一、如何理解滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反?例5如图所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动摩擦

因数为μ,由于光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以

速度v1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v2沿导槽运

动,重力加速度为g,则F的大小

()A.等于μmg

B.大于μmgC.小于μmg

D.不能确定C解析物体相对钢板既有向左的速度v1,又有垂直于v1方向的速度v2,故物体

相对钢板的速度应为这两个速度的合速度v,如图所示.物体所受滑动摩擦

力的方向与v的方向相反.力F的大小与f的分力f2大小相等,而f=μmg,故F<μmg,即C正确.

二、滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、接触面积有关吗?滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算,应用此公式时要注意以下两点:①μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接

触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.例6如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,

从滑轮到P和Q两段绳都是水平的.已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩

擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若

用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,重力加速度为g,则F的大小为

(

)

A.4μmg

B.3μmgC.2μmg

D.μmgA解析因为P、Q都做匀速运动,因此可用整体法和隔离法求解.隔离Q分

析,Q在水平方向上受向左的拉力FT和向右的摩擦力Ff1=μmg,因此FT=μmg;对

整体进行分析,受绳向左的拉力2FT、地面对整体向左的摩擦力Ff2=2μmg及向

右的外力F,由平衡条件得,F=2FT+Ff2=4μmg.例7如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面

之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大

小相等,重力加速度为g,则

()A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑C.用平行于斜面向上的力拉着滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉着滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是

mgsinθC解析

μ>tanθ时,μmgcosθ>mgsinθ,滑块将处于静止,A错误;μ<tanθ时,μmg

cosθ<mgsinθ,滑块将加速下滑,B错误;μ=tanθ时,μmgcosθ=mgsinθ,在沿斜

面向上的拉力作用下滑块匀速上滑,即F拉=mgsinθ+μmgcosθ=2mgsinθ,C正

确;匀速下滑时,F拉+mgsinθ=μmgcosθ,由μ=tanθ可得F拉=0,D错误.考点三摩擦力的突变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

可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化.常见的摩擦力突变模型

如下:分类“静—静”突变“静—动”突变“动—静”突变“动—动”突变案例图示

在水平力F作用下

物体静止于斜面上,F突然增大时物体仍静止,则物

体所受静摩擦力

的大小或方向将

“突变”

物体放在粗糙水平面上,作用在物体上的水平力F从零逐渐增大,当物体开始滑动时,物体受水平面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力

滑块以v0冲上斜面做减速运动,当到达某位置时速度减为零而后静止在斜面上,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力

水平传送带的速度v1>滑块的速度v2,滑块受滑动摩擦力方向水平向右,当传送带突然被卡住时,滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左例8

(多选)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板

上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动.用弹簧

测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大.下列说法正确的是

(

)

AA.木块开始运动前,摩擦力逐渐增大B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力ABC解析木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,运动前处于静止状

态,拉力等于静摩擦力,随着拉力增大,静摩擦力逐渐变大,选项A正确,选项D

错误;当拉力等于最大静摩擦力时,木块开始运动,此时静摩擦力会突然变为

滑动摩擦力,又因为滑动摩擦力略小于最大静摩擦力,所以木块开始移动时拉

力会突然变小,选项B正确;木块开始运动时的拉力等于最大静摩擦力,所以该

装置可以记录最大静摩擦