高中物理第3章力与相互作用习题课摩擦力的综合分析课件沪科版必修第一册

习题课:摩擦力的综合分析第3章2021学习目标思维导图1.进一步学习摩擦力的有无及方向的判断。(科学思维)2.会计算摩擦力的大小。(科学思维)3.会解决摩擦力的突变问题。(科学思维)课堂篇探究学习探究一对摩擦力的理解及方向的判断关键能力1.对摩擦力的理解(1)静摩擦力:受静摩擦力的物体不一定静止,只是两物体接触面保持相对静止。例如:在倾斜传送带上匀速传送的物体,虽然运动,但受静摩擦力。(如图1)(2)滑动摩擦力:受滑动摩擦力的物体不一定运动,而是两物体发生相对滑动。例如:把A物体抽出来,B物体受到了滑动摩擦力却没有运动。(如图2)2.摩擦力的方向(1)静摩擦力的方向与物体的相对滑动趋势方向相反。可利用假设法判断,即假设接触面光滑,物体相对与它接触的物体运动的方向,就是相对滑动趋势的方向;例如静止在斜面上的物体受到的静摩擦力的方向沿斜面向上。(如图3)静摩擦力的方向有可能与物体运动方向成任意角度。如图4所示,用手握住一根竖直棒,若使手与棒一起沿不同方向匀速运动,棒所受的静摩擦力竖直向上,而手与棒的运动方向可以是任意的,所以f的方向与匀速运动中速度的方向可成任意夹角。(2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,与物体运动方向无关。例如:如图5所示,快速把B向右拉离的过程中,A相对B向左运动,B对A的摩擦力向右,A却相对地面向右运动,摩擦力的方向与物体运动方向相同。3.摩擦力作用效果是阻碍物体的相对运动,但摩擦力却不一定是阻力,有时会是动力。探究应用例1如图所示,一辆汽车在平直公路上向右行驶,车上有一木箱,试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向,是阻力还是动力。(1)汽车由静止向右加速运动时(木箱和车无相对滑动);(2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动);(3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动);(4)汽车刹车,木箱在车上滑动时;(5)汽车突然加速,木箱在车上滑动时。解析

(1)木箱随汽车一起由静止加速运动,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加速时,木箱将相对于汽车向左滑动,说明木箱有相对汽车向左滑动的趋势,所以木箱受到向右的静摩擦力,此静摩擦力为动力。(2)汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对汽车向右滑动,说明木箱有相对汽车向右滑动的趋势,所以木箱受到向左的静摩擦力,此静摩擦力为阻力。(3)木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对运动或相对运动趋势,因而木箱不受摩擦力。(4)汽车刹车,木箱相对于汽车向右滑动,可知木箱受到向左的滑动摩擦力,此滑动摩擦力为阻力。(5)汽车突然加速,木箱相对于汽车向左滑动,可知木箱受到向右的滑动摩擦力,此滑动摩擦力为动力。答案

(1)静摩擦力、向右

动力

(2)静摩擦力、向左阻力

(3)无摩擦力

(4)滑动摩擦力、向左

阻力

(5)滑动摩擦力、向右

动力探究二摩擦力的突变问题关键能力摩擦力突变的类型(1)静摩擦力大小或方向发生突变。(2)静摩擦力突然变为滑动摩擦力。(3)滑动摩擦力突然变为静摩擦力。可概括为“静—静”突变,“静—动”突变,“动—静”突变,其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值。探究应用例2如图所示,物体A的质量为1kg,置于水平地面上,物体A与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始,物体A以一定的初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1N的作用力,则反映物体A受到的摩擦力f随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向,g取10m/s2)(

)解析

物体A向右滑动时,受到地面向左的滑动摩擦力,由f1=μmg,得f1=2

N;物体静止后,因受到向左的拉力F0=1

N<f1,故物体A不再运动,由二力平衡可知,物体A受到向右的静摩擦力,f2=F0=1

N,故C正确。答案

C变式训练如图所示,一滑块静止在粗糙的水平木板上,现将木板的一端缓慢抬高,直至木板与水平面成90°角。在0<θ<90°过程中,关于滑块所受的摩擦力,下列说法正确的是(

)A.滑块先受静摩擦力,然后受滑动摩擦力B.滑块先不受摩擦力,然后受滑动摩擦力C.滑块始终受静摩擦力D.滑块始终受到滑动摩擦力答案

A随堂检测1.(多选)下列说法中正确的是(

)A.有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力B.摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向C.摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比D.摩擦力的方向总是与运动方向相反,起阻碍物体运动的作用解析

产生摩擦力的条件是存在弹力、接触面粗糙,并且有相对滑动或相对滑动趋势,有摩擦力一定有弹力,但是有弹力不一定有摩擦力,因为两者之间可能没有相对滑动或相对滑动趋势,A正确;摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向,B正确;静摩擦力与重力无关,滑动摩擦力与两物体接触面间的压力有关,C错误;摩擦力方向总是与相对滑动方向或者相对滑动趋势方向相反,与物体运动方向无关,D错误。答案

AB2.(多选)用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。把木块A放在长木板B上,长木板B放在光滑水平地面上,长木板B在大小为F的水平拉力作用下在水平面上以速度v匀速运动,稳定时,水平测力计的示数为T,下列说法正确的是(

)A.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于TB.长木板B受到的滑动摩擦力的大小等于FC.若长木板以2v的速度匀速运动,则木块A受到的摩擦力的大小等于2TD.若用大小为2F的水平力拉长木板B,则木块A受到的摩擦力的大小等于2F解析

木块A在水平方向上受测力计的拉力和木板对其向左的滑动摩擦力作用而处于静止状态,根据二力平衡知识得,木块A受到的滑动摩擦力大小等于测力计的拉力T,选项A正确;长木板B在水平方向上受拉力和A对其向右的滑动摩擦力作用而处于匀速运动状态,根据二力平衡知识,木板B受到的滑动摩擦力大小等于F,选项B正确;滑动摩擦力f=μN,无论长木板受到的拉力有多大,也无论匀速运动的速度有多大,A、B之间的滑动摩擦力都不变,选项C、D错误。答案

AB3.如图所示,物体A的重力为40N,物体B的重力为20N,A与B、A与地面间的动摩擦因数相同,物体B用水平细绳系在竖直墙面上,当水平力F=32N时,才能将A匀速拉出,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)接触面间的动摩擦因数;(2)物体A受物体B的摩擦力的大小和方向;(3)物体A受地面的摩擦力的大小和方向。解析

物体B对物体A的压力N2=GB,地面对A的支持力N1=GA+GB,所以A受B的滑动摩擦力f2=μN2=μGB,A受地面的摩擦力f1=μN1=μ(GA+GB),由题意得F=f1