适用于新高考新教材备战2025届高考物理一轮总复习第2章相互作用第2讲摩擦力课件

第2讲摩擦力考点一摩擦力强基础•固本增分一、静摩擦力1.定义:两个相互接触的物体之间只有

,而没有相对运动时在接触面上产生的阻碍

的力。

可能在一起运动2.产生条件:(1)接触面

;(2)接触处有

;(3)两物体间有

。

3.方向:沿两物体的

,与相对运动趋势的方向

。

4.大小:0<F≤Fmax。相对运动趋势相对运动趋势粗糙弹力相对运动趋势接触面相反二、滑动摩擦力

可能有一个物体静止1.定义:两个相互接触的物体,发生相对运动时,在接触面上产生的阻碍相对运动的力。2.产生条件:(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有相对运动。3.方向:沿两物体的接触面,与

的方向相反。

4.大小:f=

,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。

特别提醒

(1)一般情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。(2)静摩擦力与正压力无关,最大静摩擦力与正压力成正比。相对运动μFN

××√神舟返回舱在返回地面时,会打开减速伞减速。设减速伞下落过程受到的空气阻力与减速伞的横截面积S成正比,与减速伞下落的速度v的二次方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数)。减速伞在接近地面时近似看作匀速直线运动,重力加速度为g。如果返回舱和减速伞的总质量为m,求返回舱接近地面匀速时的速度vm。解析

当阻力等于伞和返回舱的重力时,伞和返回舱做匀速运动,即

研考点•精准突破1.静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。(3)牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。2.计算摩擦力大小的思维流程

考向一

摩擦力有无及方向的判断典题1(2024四川遂宁期中)中国书法是一种艺术。在楷书笔画中,长横的写法要领如下:起笔时一顿,然后向右行笔,收笔时略向右按,再向左上回带。某同学在水平桌面上平铺一张白纸,为防止打滑,他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。他手提毛笔书写长横,在行笔过程中,各物体的受力情况正确的是(

)A.毛笔对纸的压力等于毛笔所受重力B.镇纸受到了向右的静摩擦力C.白纸受到了3个摩擦力D.桌面受到了向右的静摩擦力D解析

毛笔还受到手的作用力,故纸对毛笔的支持力不一定等于毛笔所受重力,即毛笔对纸的压力不一定等于毛笔所受重力,A错误;镇纸处于静止状态,水平方向上不受力的作用,故没有受到摩擦力作用,B错误;白纸受到了2个摩擦力,一个是毛笔施加的向右的摩擦力,一个是桌面施加的向左的摩擦力,C错误;桌面对白纸有向左的静摩擦力,则桌面受到了向右的静摩擦力,D正确。典题2(2023湖北十堰模拟)如图所示,A、B、C三个物体叠放在水平地面上,物体B受到大小为20N、方向水平向右的力F1的作用,物体C受到大小为5N、方向水平向左的力F2的作用,三者均处于静止状态,则(

)A.物体B对物体A的摩擦力方向水平向右B.地面与物体C之间的摩擦力大小为5NC.物体C对物体B的摩擦力方向水平向左D.地面与物体C之间无摩擦力C解析

A处于静止状态,所受外力的合力为0,则A只受重力与支持力,物体B对物体A没有摩擦力作用,A错误;对A、B、C整体分析,由于F1=20

N>F2=5

N,所以地面对物体C的摩擦力方向水平向左,大小为f=F1-F2=15

N,B、D错误;对A、B整体分析,由于F1的作用,整体相对C有向右运动的趋势,则物体C对物体B的摩擦力方向水平向左,C正确。考向二

摩擦力大小的计算典题3(2024山东菏泽期中)防烫取物夹是生活中常用的工具,如图甲所示,我们可以用夹子夹住长方形托盘,其侧视图如图乙所示。已知托盘的质量为m=160g,托盘侧边与竖直方向的夹角为θ=53°,夹子与托盘两侧共有4个接触点,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。当托盘水平静止时,下列说法正确的是(

)A.托盘与取物夹每个接触点处弹力的大小为0.24NB.托盘与取物夹每个接触点处摩擦力的大小为0.32NC.取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值为0.75D.取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值为0.60C解析

对托盘进行受力分析,在每个接触点,取物夹对托盘的弹力大小满足4FN=mgsin

θ,摩擦力大小满足4f=mgcos

θ,解得FN=0.32

N,f=0.24

N,A、B错误;当取物夹与托盘之间的摩擦力恰好为最大静摩擦力时,μ最小,则f=μFN,解得μ=0.75,C正确,D错误。典题4(多选)质量为10kg的木箱静止在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。现将一水平推力F作用在木箱上,F随时间t变化的图线如图所示。已知木箱在4~6s时间内做匀速直线运动,重力加速度g取10m/s2。则下列说法正确的是(

)A.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3B.0~2s时间内木箱所受摩擦力大小为0C.2~4s时间内木箱所受摩擦力大小为35ND.4~6s时间内木箱所受摩擦力大小为30NAD解析

木箱在4~6

s时间内做匀速直线运动,根据二力平衡条件可得此时的摩擦力为f=F=30

N,木箱对地面的压力大小等于木箱的重力,即FN=mg=10×10

N=100

N,所以动摩擦因数

,A、D正确;0~2

s时间内,推力为20

N,因为20

N<35

N,所以木箱处于静止状态,根据二力平衡条件可得,木箱所受摩擦力大小为20

N,B错误;2~4

s时间内,推力为40

N,因为40

N>35

N,所以木箱在2~4

s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,因压力大小和接触面的粗糙程度均不变,所以木箱受到滑动摩擦力的大小为30

N,C错误。考向三摩擦力的综合分析与应用典题5(2024广东模拟)一些巧妙的工业设计能极大地为人们的生活提供便利。如图是竖直放置的某款可调角度的简便磨刀器,该磨刀器左右两侧对称,通过调整磨刀角度可以使该磨刀器的两侧面与刀片尖端的两侧面紧密贴合,就可以轻松满足家庭日常的各种磨刀需求。关于在使用磨刀器的过程中,下列说法正确的是(

)A.向后轻拉刀具,磨刀器受到的摩擦力向前B.若水平匀速向后拉动刀具,则磨刀器对刀具的作用力竖直向上C.向后加速拉动刀具,刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力D.对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时,磨刀器的夹角越小,越难被拉动D解析

磨刀过程中,向后轻拉刀具,刀具受到的摩擦力向前,根据牛顿第三定律,磨刀器受到的摩擦力向后,故A错误;若水平匀速向后拉动刀具,从侧面看,刀具受力如图所示,磨刀器对刀具的作用力是支持力FN合与摩擦力f合的合力,方向应向前方偏上,故B错误;根据牛顿第三定律可知,刀具受到的摩擦力等于磨刀器受到的摩擦力,故C错误;刀具对磨刀器正压力的两分力夹角应为磨刀器的夹角的补角,故磨刀器的夹角越小,正压力的两分力夹角越大,当施加相同的正压力时,两分力越大,则最大静摩擦力越大,刀具越难被拉动,故D正确。考点二摩擦力的四类突变问题摩擦力的“四类典型”突变问题

考向一

静—静突变典题6

如图所示,放在粗糙水平桌面上的一个物体,受到水平方向的两个力,F1=16N,方向向右,F2=10N,方向向左,当F1从16N逐渐减小到零时,物体始终保持静止,物体与桌面间摩擦力大小变化情况是(

)A.先增大后减小,方向先向右后向左B.先减小后增大,方向先向左后向右C.逐渐减小,方向一直向右D.逐渐增大,方向一直向左B解析

物体处于平衡状态,所受合外力为零,所以摩擦力f=F1-F2,方向向左,随着F1逐渐减小,摩擦力向左减小;当F1<F2时,摩擦力f=F2-F1,方向向右,随着F1逐渐减小,摩擦力向右增大,故选B。考向二

动—动突变典题7(多选)(2023湖北荆门调考)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan

θ,若以沿传送带向下为正方向,则下列图像中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是(

)BD解析

当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加速度a=gsin

θ+μgcos

θ;当小木块速度达到传送带速度时,由于μ<tan

θ,即μmgcos

θ<mgsin

θ,所以速度能够继续增加,此时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为向上,a=gsin

θ-μgcos

θ,加速度变小,则v-t图像的斜率变小,所以B、D正确。考向三

静—动突变典题8

如图所示,接通电动机电源,它通过细绳开始拉动平板小车,小车上的长方体木块随小车一起向左运动,到一定程度,小车继续向左运动而木块却不再运动。下列说法正确的是(

)A.木块开始时随小车一起向左运动过程中,木块受到的摩擦力为滑动摩擦力B.小车继续向左运动而木块却不再运动,木块受到的摩擦力为静摩擦力C.保持木块与小车间接触面的粗糙程度不变,在木块上方增加砝码,重复上述实验,木块最后静止下来时仍在原来的位置D.保持压力不变,换用接触面更粗糙的木块,重复上述实验,木块最后静止下来时位置离定滑轮更远D解析

木块开始时随小车一起向左运动过程中,木块相对小车静止,受到的摩擦力为静摩擦力,A错误;小车继续向左运动而木块却不再运动,木块相对小车滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,B错误;保持木块与小车间接触面的粗糙程度不变,在木块上方增加砝码,导致最大静摩擦力增大,重复上述实验,木块最后静止下来时,弹簧弹力增大,则弹簧形变量增大,木块静止在原来的位置的左侧,C错误;保持压力不变,换用接触面更粗糙的木块,也会导致最大静摩擦力增大,重复上述实验,木块最后静止下来时位置离定滑轮更远,D正确。考向四

动—静突变典题9

如图所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,从t=0开始物体以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,以向右为正方向,则该物体受到的摩擦力

f随时间变化的图像是(

)A解析

物体向右减速过程中,受滑动摩擦力作用,方向水平向左,大小为f1=μmg=2

N;物体速度减为0后,因F<μmg,物体将保持静止,此时摩擦力大小f2=F