物理必修一摩擦力习题课

物理必修一摩擦力习题课摩擦力基本概念与分类摩擦力大小计算公式及应用物体在水平面上受摩擦力作用分析斜面上物体受摩擦力作用分析摩擦力做功与能量转化关系复杂场景下摩擦力综合问题求解策略contents目录01摩擦力基本概念与分类摩擦力定义两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。摩擦力产生条件物体间相互接触并挤压；接触面粗糙；物体间有相对运动或相对运动趋势。摩擦力定义及产生条件当物体具有相对运动趋势时，产生的摩擦力为静摩擦力。静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力，其大小与正压力成正比。静摩擦力当物体发生相对运动时，产生的摩擦力为滑动摩擦力。滑动摩擦力的大小与正压力成正比，方向与物体相对运动方向相反。滑动摩擦力静摩擦力与滑动摩擦力区分当物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫“滚动摩擦”。它的实质是变形物体在另一物体表面的滑动。滚动摩擦力滚动摩擦力远小于滑动摩擦力，因此滚动是减少摩擦的一种有效方法。滚动摩擦力的特点滚动摩擦力简介与物体相对运动趋势方向相反。静摩擦力方向与物体相对运动方向相反。滑动摩擦力方向与物体滚动方向相反。滚动摩擦力方向摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能与物体运动方向相反，还可能与物体运动方向成一定夹角。注意摩擦力方向判断方法02摩擦力大小计算公式及应用

静摩擦力大小计算静摩擦力产生条件相互接触、挤压、粗糙、有相对运动趋势。静摩擦力大小范围0<F_f静≤F_max（最大静摩擦力）。静摩擦力大小计算根据二力平衡计算，与正压力无关。123相互接触、挤压、粗糙、有相对运动。滑动摩擦力产生条件F_f=μF_N（μ为动摩擦因数，F_N为正压力）。滑动摩擦力大小公式与接触面的材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面间的相对速度等因素无关。动摩擦因数μ滑动摩擦力大小计算公式相对运动速度一般情况下，相对运动速度对滑动摩擦力大小影响不大，但在某些特殊情况下（如高速运动时），相对运动速度可能会影响摩擦力大小。接触面材料不同材料的接触面具有不同的摩擦系数。接触面粗糙程度接触面越粗糙，摩擦力越大。正压力大小正压力越大，摩擦力越大。影响摩擦力大小因素探讨实际应用中摩擦力计算问题计算传送带上物体所受的摩擦力大小和方向。计算斜面上物体所受的摩擦力大小和方向，以及斜面的倾角对摩擦力的影响。计算刹车时车轮与地面间的摩擦力大小，以及刹车距离与摩擦力的关系。分析滑动变阻器中滑片所受摩擦力的大小和方向，以及摩擦力对电路的影响。传送带问题斜面问题刹车问题滑动变阻器问题03物体在水平面上受摩擦力作用分析物体处于静止或匀速直线运动状态物体所受合力为零水平方向上，物体所受摩擦力与外力平衡水平面上物体受力平衡条件010204静止状态下物体受静摩擦力分析静摩擦力产生条件：物体间有相对运动趋势静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反静摩擦力大小根据二力平衡计算最大静摩擦力略大于滑动摩擦力03滑动摩擦力产生条件：物体间发生相对运动滑动摩擦力方向与相对运动方向相反滑动摩擦力大小与正压力和动摩擦因数有关滑动摩擦力与物体运动状态无关01020304运动状态下物体受滑动摩擦力分析加速运动时，摩擦力方向与物体运动方向可能相同或相反摩擦力大小可能随正压力变化而变化减速运动时，摩擦力方向与物体运动方向一定相反摩擦力大小与物体加速度大小无直接关系加速运动和减速运动时摩擦力变化情况04斜面上物体受摩擦力作用分析重力沿斜面向下分力与摩擦力平衡当物体静止在斜面上时，重力沿斜面向下的分力与摩擦力大小相等、方向相反，保持物体受力平衡。垂直斜面方向受力平衡物体在垂直斜面方向上受到的支持力与重力垂直斜面的分力相平衡。斜面上物体受力平衡条件03最大静摩擦力当静摩擦力达到最大值时，物体将开始相对斜面滑动，此时静摩擦力转变为滑动摩擦力。01静摩擦力产生条件当物体有相对斜面运动的趋势时，会产生静摩擦力以阻止物体相对运动。02静摩擦力大小与方向静摩擦力大小根据受力平衡条件确定，方向与物体相对运动趋势方向相反。静止状态下物体受静摩擦力分析滑动摩擦力大小与方向滑动摩擦力大小与物体对斜面的正压力成正比，方向与物体相对运动方向相反。滑动摩擦力与运动状态关系滑动摩擦力阻碍物体在斜面上的运动，使物体减速直至停止。滑动摩擦力产生条件当物体在斜面上滑动时，受到滑动摩擦力的作用。运动状态下物体受滑动摩擦力分析倾角增大，重力沿斜面向下分力增大01当斜面倾角增大时，重力沿斜面向下的分力随之增大，导致摩擦力相应增大。倾角增大，支持力减小02斜面倾角增大导致物体对斜面的压力（即支持力）减小，进而影响滑动摩擦力的大小。倾角变化对静摩擦力影响03在物体保持静止的情况下，斜面倾角的变化会影响静摩擦力的大小和方向，但静摩擦力始终与重力沿斜面向下的分力相平衡。斜面倾角变化对摩擦力影响05摩擦力做功与能量转化关系摩擦力做功分类摩擦力做功可分为静摩擦力做功和滑动摩擦力做功，其中静摩擦力做功与路径无关，只与始末位置有关；滑动摩擦力做功与路径有关。摩擦力做功定义当两个物体之间存在相对运动或相对运动趋势时，摩擦力会对物体做功，其大小等于摩擦力与相对位移的乘积。计算方法在计算摩擦力做功时，需先判断摩擦力的方向，再确定相对位移的大小和方向，最后根据公式$W=Fscostheta$进行计算。摩擦力做功概念及计算方法在摩擦力做功的过程中，能量是守恒的。摩擦力做功会导致机械能转化为内能，同时内能也可能转化为机械能。能量守恒定律摩擦力做功是实现机械能与内能相互转化的桥梁。当摩擦力做负功时，机械能减少，内能增加；当摩擦力做正功时，机械能增加，内能减少。能量转化与摩擦力做功关系例如，在刹车过程中，刹车片与车轮之间的摩擦力做功将汽车的动能转化为内能，使汽车减速直至停止。应用实例能量转化原理在摩擦力问题中应用例题一：一物体在水平地面上滑动，受到地面的滑动摩擦力作用。分析物体运动过程中摩擦力做功与能量转化的关系。解析：物体在滑动过程中，滑动摩擦力对物体做负功，物体的机械能减少，转化为内能。同时，地面也会对物体施加静摩擦力，但静摩擦力不做功，因为物体的位移方向与静摩擦力的方向垂直。例题二：两个物体A和B叠放在一起，在水平外力F的作用下一起在水平面上做匀加速直线运动。分析物体A和B之间的静摩擦力做功与能量转化的关系。解析：物体A和B之间的静摩擦力对物体A做正功，对物体B做负功。由于静摩擦力做功与路径无关，只与始末位置有关，因此物体A和B之间的静摩擦力做功的总和为零。在这个过程中，外力F对系统做正功，系统的机械能增加。同时，物体A和B之间的静摩擦力做功实现了机械能在物体A和B之间的转移。典型例题解析：摩擦力做功与能量转化关系06复杂场景下摩擦力综合问题求解策略确定研究对象，进行受力分析在多物体系统中，首先明确研究对象，分析其受到的外力和内力，特别注意摩擦力的方向和大小。利用牛顿运动定律列方程求解根据牛顿第二定律列出动力学方程，联立求解各物体的加速度和摩擦力。注意摩擦力的变化随着物体运动状态的变化，摩擦力的大小和方向可能发生变化，需要时刻关注并调整受力分析。多物体系统中摩擦力问题求解思路分析物体的运动过程变速运动中摩擦力问题求解方法在变速运动中，物体可能经历加速、减速或匀速等不同阶段，需要分阶段进行受力分析。利用运动学公式求解加速度根据物体的运动情况，选择合适的运动学公式求解加速度。将求得的加速度代入牛顿第二定律方程中，求解出摩擦力的大小和方向。结合牛顿第二定律求解摩擦力分析物体的受力情况在曲线运动中，物体受到合外力作用，需要分析合外力的方向和大小。利用圆周运动知识求解向心力如果物体做圆周运动，需要利用圆周运动知识求解向心力的大小和方向。结合牛顿第二定律求解摩擦力将求得的向心力和其他外力代入牛顿第二定律方程中，求解出摩擦力的大小和方向。曲线运动中摩擦力问题求解技巧030201多物体系统中的摩擦