高中物理必修《摩擦力》教学课件9

1.关于弹力和摩擦力,下列说法中正确的是()A.两物体间的摩擦力和压力方向一定互相垂直B.两物体间的摩擦力大小与它们间的弹力大小无关C.物体间的摩擦力大小跟接触面积有关D.物体间有弹力作用,并有相对运动,就一定有摩擦力【解析】选A.弹力方向垂直接触面,摩擦力方向平行接触面,二力一定垂直,A对.静摩擦力大小与所受外力有关,滑动摩擦力大小与压力和动摩擦因数有关.二者均与接触面积无关,B错,C错.物体间有弹力说明它们接触挤压,但因不知接触面是否粗糙,故虽有相对运动,也不一定有摩擦力,D错.2.下列关于摩擦力大小的有关说法正确的是()A.摩擦力的大小与接触面处的压力无关B.运动物体受到的摩擦力一定等于μFNC.在水平地面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力成正比D.物体间的压力增大时,摩擦力的大小可能不变【解析】选D.滑动摩擦力的大小与压力成正比,A错.μFN只是滑动摩擦力的计算式,B错.只有压力等于重力时,滑动摩擦力大小才与重力成正比,C错.静摩擦力的大小取决于物体的受力情况,压力增大,静摩擦力大小可能不变,D对.3.(2010·哈师大附中高一检测）关于摩擦力,以下说法正确的是()A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B.相互接触物体间的滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动C.摩擦力的大小一定与接触面之间的压力成正比D.摩擦力的方向可以与物体的运动方向垂直【解析】选B、D.滑动摩擦力的方向沿接触面,与物体间的相对运动方向相反,它总是阻碍物体间的相对运动,A错,B对.滑动摩擦力的大小与接触面间的压力成正比,但静摩擦力大小与接触面间的压力无关,C错.摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反,与物体的运动方向没有必然关系,摩擦力方向与物体运动方向可能相同、相反,也可能垂直,D对.4.下列说法中正确的是()A.人走路时,会受到静摩擦力作用B.武警战士双手握住竖立的竹竿匀速攀上时,所受的摩擦力的方向是向下的C.举重运动员举杠铃时先在手上擦一些镁粉是为了增加手与杠铃间的最大静摩擦力D.在结冰的水平路面上洒些细土,人走上去不易滑倒,是因为此时人与路面间的最大静摩擦力增大了【解析】选A、C、D.人走路时,前、后脚分别受到地面不同方向的静摩擦力,A对.向上爬竹竿时,双手有向下滑动的趋势,手受到向上的静摩擦力,B错.运动员举重时,手擦镁粉是为了消除汗液，增加手与杠铃杆的动摩擦因数,从而增大最大静摩擦力,C对.结冰的路面很滑,在上面洒些细土,增加了人与地面间的动摩擦因数,也就增加了最大静摩擦力,人就不易摔跤了,D对.5.在图3-3-2中,质量为20kg的物体在动摩擦因数为0.1的水平面上向右运动,在运动过程中受到水平向左、大小为10N的拉力作用,求物体所受的摩擦力.(取g=10N/kg)【解析】物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1,压力FN=mg=200N

故物体受到的摩擦力大小F=μFN=0.1×200N=20N摩擦力方向水平向左.答案：20N方向水平向左【典例1】关于摩擦力,下列说法中正确的是A.两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力B.受静摩擦作用的物体一定是静止的C.滑动摩擦力方向可能与运动方向相同D.物体间正压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度【思路点拨】求解该题应注意以下三点:【自主解答】选C、D.两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力,还要看它们之间是否有相对运动趋势.例如静止在水平地面上的汽车,它们之间就没有静摩擦力.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体,物体与输送带之间有相对滑动的趋势,所以有静摩擦力存在,但物体并不是静止的.产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了.上述的输送带如果突然加速,物体就可能受到与运动方向一致的滑动摩擦力.所以A、B错误,C正确.在正压力一定时,静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化,但不能超过最大静摩擦力,这就是一个限度,D正确.【变式训练】（2010·株洲高一检测）下列说法中正确的是（）A.两个互相接触的物体之间一定有弹力作用B.一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用C.两个物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用D.两个物体之间如果有摩擦力的作用，就一定有弹力的作用【解析】选D.弹力的产生条件为两物体接触且发生弹性形变，A错.一个物体静止在另一物体表面上，它们之间可能存在静摩擦力，B错.根据弹力及摩擦力的产生条件可知，两物体间若有摩擦力，则一定有弹力，两物体间有弹力但不一定有摩擦力，C错，D对.【典例2】如图3-3-3所示，A、B两物块竖直叠放在水平面上.今用水平力F拉B物块，两物块均静止，那么物块A和B是否受静摩擦力作用呢？【标准解答】本题可以用假设法判断，假设A受到静摩擦力作用，该摩擦力方向一定与接触面相切，即沿水平方向.根据力的作用效果知，A物体在摩擦力作用下不可能处于静止状态.因此与题意是相矛盾的，故A物体不受静摩擦力作用.再对B进行分析，B受到向右的拉力F作用处于平衡状态，由二力平衡特点，则B一定受到地面产生的向左的静摩擦力作用.【互动探究】若力F作用在A上且两物块仍静止，试分析A、B受摩擦力的情况.【解析】对于A物体，假设A、B之间接触面光滑，在力F作用下，不可能保持静止状态，将会向右运动，故A相对B有向右运动的趋势，所以物块A受到向左的静摩擦力作用.对于B物体，由于B给A一个向左的静摩擦力作用，根据力的相互性，A物体将给B物体一个向右的静摩擦力作用.假设B与地面间光滑，B物体将在此静摩擦力作用下向右运动而不可能处于静止状态，因此B物体受到地面对它向左的静摩擦力作用.综上分析，A物体受到B物体对它向左的静摩擦力作用，B物体受到A物体和地面两个静摩擦力作用.答案：见解析【典例3】质量为2kg的物体静止在水平地面上，如图3-3-4所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力.（取g=10N/kg）(1)当推力大小为5N时,地面对物体的摩擦力是多大?(2)当推力大小为12N时,地面对物体的摩擦力是多大?【思路点拨】该题可按如下思路分析：【标准解答】在地面上,FN=mg,则滑动摩擦力(最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax=μFN=μmg=0.5×2×10N=10N.(1)当拉力F=5N时,F<Fmax,物体静止,则由二力平衡知:F静=F=5N.(2)当拉力F=12N时,F>Fmax,物体滑动.则F滑=μFN=μmg=10N.【互动探究】(1)物体运动后将推力变为20N,地面对物体的摩擦力多大.(2)物体运动过程中突然把推力去掉,此时地面对物体的摩擦力多大.【解析】(1)推力变为20N时,物体仍在滑动,摩擦力大小不变,仍为10N.(2)去掉推力短暂时间内物体仍滑动,物体受到地面的摩擦力仍为10N.答案：(1)10N

(2)10N【典例4】如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态.其中F1=10N、F2=2N.若撤去F1,则木块在水平方向上受到的摩擦力为A.2N,方向向右B.6N,方向向右C.2N,方向向左D.零【思路点拨】静摩擦力的大小在0～Fm内变化,具体值用二力平衡来求解.【标准解答】选A.未撤去F1前,木块静止,说明木块所受的静摩擦力F静=F1-F2=8N,方向向左,即最大静摩擦力Fmax≥8N.当撤去F1后,木块在F2作用下有向左运动的趋势,地面给木块的静摩擦力方向变为向右,大小与F2相等,即F静′=F2=2N.恰好在静摩擦力的范围之内(0<F≤Fmax),木块处于静止状态.故正确选项为A.1.（2010·银川高一检测）下面关于摩擦力的说法中正确的是()A.静摩擦力有最大值，说明静摩擦力的值在一定范围内是可变的B.相对静止的两物体之间一定有摩擦力C.物体运动快时受到的滑动摩擦力比运动慢时受到的滑动摩擦力大D.在水平拉力F作用下沿水平面滑动的物体受到的摩擦力随拉力F的变化而变化【解析】选A.静摩擦力的大小随相对运动趋势方向上的外力的变化而变化，它的大小范围为0＜F≤Fm,A正确.相对静止的两物体之间可能有静摩擦力，也可能没有摩擦力，B错.滑动摩擦力的大小只与物体和接触面间的动摩擦因数及正压力有关,与它们相对运动的速度大小、相对运动方向上的外力大小无关，C、D错误.2.（2010·虹口区高一检测）五本书叠放在水平桌面上，用水平力F拉中间的书c但未拉动，各书仍静止（如图3-3-5）.关于它们所受摩擦力的情况，以下判断中正确的是()A.书e受到两个摩擦力作用B.书b受到一个摩擦力作用C.书c受到一个摩擦力作用D.书a不受摩擦力作用【解析】选A、C、D、.d相对e有向右运动的趋势，d、e之间有摩擦力，同理c、d之间有摩擦力，e与桌面间有摩擦力，a、b之间，b、c之间无相对运动趋势，它们之间无摩擦力，故a、b均不受摩擦力，B错，D对.d、e各受两个摩擦力，A对，c受一个摩擦力，C对.3.（2010·株洲高一检测）如图3-3-6所示，用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上，下列说法正确的是（）A.若物体保持静止，则F越大，物体所受摩擦力越大B.若物体保持静止，则质量越大，物体所受摩擦力越小C.若物体沿墙壁向下滑动，则F越大，物体所受摩擦力越大D.若物体沿墙壁向下滑动，则质量越大，物体所受摩擦力越大【解析】选C.物体静止时，物体受静摩擦力，大小等于其重力，与水平力F无关，物体质量越大，所受摩擦力越大，故A、B错.物体向下滑动时，受到滑动摩擦力作用，大小为Ff=μFN=μF，故F越大，摩擦力越大，且与物体的质量无关，C对、D错.4.（2010·兰州高一检测）马拉着自重600N的雪橇在水平冰面上做匀速直线运动,马需用的水平拉力为18N.若在雪橇上载货500kg,马要用多大的水平力可使雪橇仍做匀速直线运动?雪橇和冰面间的滑动摩擦因数为多大?【解析】Ff=μFN得雪橇和货物对冰面的压力FN1=600N+500×10N=5600N马的拉力应等于摩擦力,则F=μFN1=0.03×5600N=168N答案：168N0.031.（2010·兰州高一检测）(5分)关于摩擦力的方向,下列说法中不正确的是()A.滑动摩擦力的方向,总是和物体运动的方向相反B.滑动摩擦力的方向,可能和物体运动的方向相同C.物体所受的摩擦力方向总是和接触面相切D.滑动摩擦力的方向,可能和物体运动的方向相反【解析】选A.滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,与物体的实际运动方向可能相同,也可能相反,A错,B、D对.且摩擦力的方向一定与接触面相切,C对,故选择A.2.(5分)有关滑动摩擦力的下列说法中,正确的是()A.物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比B.滑动摩擦力总是与压力垂直C.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动D.滑动摩擦力随着压力的增大而增大【解析】选B、D.滑动摩擦力与压力成正比,而不是与重力成正比,所以A选项错误,D选项正确.滑动摩擦力的方向总是与接触面相切,而压力总是垂直接触面,故摩擦力一定垂直压力,B选项正确.滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动,但不一定阻碍物体的运动,因此C选项错误.3.（2010·莆田高一检测）(5分)如图1所示，A、B两均匀直杆上端分别用绳悬挂于天花板上，下端搁在水平地面上处于静止状态，悬挂A杆的绳倾斜，悬挂B杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有（）A.A、B杆都受三个力作用B.A、B杆都受四个力作用C.A杆受三个力，B杆受四个力D.A杆受四个力，B杆受三个力【解析】选D.A杆除受到重力、支持力和拉力外，由于有向左运动的趋势，故还受到水平向右的摩擦力，即A杆共受到四个作用力.B杆所受的三个力重力、支持力和拉力均为竖直方向，故它没有相对地面的运动趋势，B不受摩擦力，即B杆共受三个作用力，所以D选项正确.4.(2010·南阳高一检测）（5分）一质量为m的物体放在水平地面上,在与水平面成θ角的力F的作用下由静止开始沿水平地面向右运动,物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ,如图2所示.则物体所受的摩擦力Ff()A.Ff=μmgB.Ff<μmgC.Ff＞μmgD.不能确定【解析】选B.据题图知,物体对水平地面的压力FN<mg,而摩擦力Ff=μFN,所以Ff<μmg,B项正确.5.(5分)如图3所示,A物体静止于斜面B上,B静止于水平地面上,A、B之间的摩擦力大小为F1,B与地面间的摩擦力大小为F2,下列说法正确的是()A.F1=0,F2=0B.F1≠0,F2=0C.F1=0,F2≠0D.F1≠0,F2≠0【解析】选B.物体A有沿斜面向下滑动的趋势,故A受到平行斜面向上的摩擦力,F1≠0;A、B均静止,把它们看成一个整体,它们只受重力和地面的支持力两个力,整体没有运动趋势,地面对B无摩擦力,即F2=0,故选项B正确.6.（2010·济南高一检测）(5分)水平桌面上一重为200N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15N,30N,80N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.15N30N40NB.15N30N80NC.0040ND.40N40N40N【解析】选A.物体的最大静摩擦力Fm=μmg=40N故F1=15N<Fm,物体受静摩擦力Ff1=F1=15NF2=30N<Fm,物体受静摩擦力Ff2=F2=30NF3=80N>Fm,物体受滑动摩擦力Ff3=μmg=40N,故A项正确.7.（2010·银川高一检测）（10分）如图4所示，当水平拉力为F=40N时，质量为m=10kg的木板可以在水平面上匀速前进.若在木板上再放一个质量为M的铁块，为使它们匀速前进，需加的水平拉力为60N，求铁块的质量M.（取g=10N/kg）【解析】拉力F=40N时，滑动摩擦力Ff=40N，木板对水平面的压力FN=mg=100N,由Ff=μFN得，动摩擦因数当拉力F′=60N时，木板对水平面的压力F′N=（10+M）g=100+10M,摩擦力F′f=60N，由F′f=μF′N得60=0.4×(100+10M),解得M=5kg答案：5kg8.（新题快递）(10分)我国邹德俊先生发明了吸附式挂衣钩.挂衣钩的主要部分是用橡胶制成的皮碗,挂衣钩可以吸附在平整墙壁或木板上,与墙壁接触时,只有皮碗的与墙壁接触,中空部分是真空的,如图5所示,若皮碗的整个截面面积为S,外界大气压强为p0,皮碗与墙面间的动摩擦因数为μ,问挂衣钩最多能挂多大重量的衣服?(最大静摩擦力约等于滑动摩擦力)【解析】皮碗对墙壁的压力FN=p0S,故皮碗与墙壁间的最大静摩擦力Fm=μFN=μp0S所挂衣服的重量G≤Fm=μp0S答案：μp0S1.如图所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时,要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则()A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.以上情况均有可能【解析】选A.两种情况下,物体相对于传送带均向右运动,物体都受传送带给它的向左的滑动摩擦力Ff=μmg,根据二力平衡条件有:F1=F2=Ff.2.如图所示在水平桌面上放一木块,用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动,则木块所受的摩擦力Ff随拉力F变化的图象正确的是()【解析】选D.当F小于最大静摩擦力Fm时,木块静止不动,它受的静摩擦力Ff=F,即Ff与F成正比.Ff-F图象为过原点的倾斜直线,A错.当F>Fm时,木块受到滑动摩擦力Ff动=μFN,且Ff动<Fm,即F>Fm时,Ff-F的关系图线为水平直线,且其纵坐标值小于Fm,故B、C错,D对.3.一条纸带（质量不计）夹在书本内，书对纸带的压力为2N，纸带与书之间的动摩擦因数为0.4，要将纸带从书本中匀速拉出来，拉力应为（）A.0.4NB.0.8NC.1.6ND.0.2N【解析】选C.纸带两面都有摩擦力，故Ff=Ff1+Ff2,Ff1=Ff2=μFN=0.8N，所以F=Ff=1.6N.4.如图所示,攀岩运动员双手紧握竖直绳匀速攀上和匀速滑下时,所受的摩擦力分别为F1和F2,则下列情况中正确的是()A.F1向下,F2向上,且F1=F2B.F1向下,F2向上,且F1>F2C.F1向下,F2向上,且F1<F2D.F1向上,F2向上,且F1=F2【解析】选D.运动员无论是匀速上爬,还是匀速下滑,在竖直方向上只受到两个力——重力和摩擦力,且二力等大、反向.即两种情况下运动员受到的摩擦力大小相等,方向均是竖直向上的,故D选项正确.5.如图所示,A、B、C三个相同的物体叠加在一起,放在水平地面上,B物体虽受水平力F作用,但三个物体都没有运动,下列说法中正确的是()A.A受到B施加的摩擦力作用B.B受到A、C施加的摩擦力作用C.B只受到C施加的摩擦力作用D.C只受到地面施加的摩擦力作用【解析】选C.假设A物体受水平向右的摩擦力,则其受力如图所示,跟物体A接触的物体只有B,B最多能对A施加两个力(支持力FN和摩擦力Ff),由二力平衡条件知:FN