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1、第4讲 PART 04 摩擦力 教材知识梳理 考点互动探究 教师备用习题 教材知识梳理 相对滑动 弹力 粗糙 相对运动 FN 相反 教材知识梳理 相对静止 粗糙 弹力 相对运动趋势 相反 教材知识梳理 辨别明理 1 摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势 2 受滑动摩擦力作用的物体一定处于运动状态 3 同一接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直 4 摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同 5 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线 6 静摩擦力一定是阻力 滑动摩擦力不一定是阻力 教材知识梳理 答案 1 2 3 4 5 6 考点一 关于滑动摩擦力的分析与计算 考点互动探究 1 滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力的方
2、向总与物体间的相对运动方向相反 判断滑动摩擦力的方向时一 定要明确 相对 的含义是指相对跟它接触的物体 所以滑动摩擦力的方向可能与 物体实际运动 对地运动 方向相反 也可能与实际运动方向相同 还可能与物体实 际运动方向成一定的夹角 考点互动探究 2 滑动摩擦力的大小 1 滑动摩擦力的大小可以用公式f FN计算 2 结合研究对象的运动状态 静止 匀速运动或变速运动 利用平衡条件或牛顿运 动定律列方程求解 考点互动探究 例1 物块M在静止的传送带上匀速下滑时 传送带突然转动 转动方向如图4 1中箭 头所示 则传送带转动后 A M将减速下滑 B M仍匀速下滑 C M受到的摩擦力变小 D M受到的摩擦
3、力变大 图4 1 考点互动探究 答案 B 考点互动探究 图4 2 考点互动探究 答案 D 考点互动探究 要点总结 应用滑动摩擦力的决定式f FN时要注意以下几点 1 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面积均无关 其方向一定与物体 间相对运动方向相反 与物体运动 对地 的方向不一定相反 考点二 关于静摩擦力的分析与计算 考点互动探究 1 静摩擦力的方向 静摩擦力的方向与接触面相切 与物体间的相对运动趋势的方向相反 即与受力物 体相对施力物体的运动趋势方向相反 常用的判断静摩
4、擦力方向的方法主要有 1 假设法 接触面间不存在摩擦力时的相对运动方向 即为物体的相对运动趋势方 向 2 利用牛顿运动定律来判定 考点互动探究 2 静摩擦力的大小 1 两物体间实际产生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力fmax之间 即0 f fmax 最大静 摩擦力fmax是物体将要发生相对运动 临界状态 时的摩擦力 它的数值与正压力FN 成正比 在FN不变的情况下 最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力 在一般情况下 可 近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受到的滑动摩擦力 2 静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算 如果物体处于平衡状态 可根 据平衡条件求解静摩擦力 如果物体处于非平衡状态
5、 可根据牛顿第二定律求解静 摩擦力 考点互动探究 例2 如图4 3所示 在水平桌面上放置一斜面体P 两长方体物块a和b叠放在P的斜面 上 整个系统处于静止状态 若将a与b b与P P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1 f2和f3表示 则 A f1 0 f2 0 f3 0 B f1 0 f2 0 f3 0 C f1 0 f2 0 f3 0 D f1 0 f2 0 f3 0 图4 3 考点互动探究 答案 C 考点互动探究 变式题 如图4 4所示 一根原长为10 cm 劲度系数为1000 N m的弹簧一端固定在 倾角为30 的粗糙斜面底端 弹簧轴线与斜面平行 弹簧处于自然伸直状态 将重80 N的 物体
6、A放在斜面上 放置物体A后 弹簧长度缩短为8 cm 现用一弹簧测力计沿斜面向上 拉物体 若物体与斜面间的最大静摩擦力为25 N 当弹簧的长度仍为8 cm时 弹簧测力 计示数不可能为 A 10 N B 20 N C 40 N D 60 N 图4 4 考点互动探究 答案 D 考点互动探究 要点总结 1 在分析两个或两个以上物体间的相互作用时 一般采用整体法与隔离法进行分析 2 受静摩擦力作用的物体不一定是静止的 受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动 的 3 摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势 但摩擦力不一定阻碍物体的 运动 即摩擦力不一定是阻力 考点三 关于摩擦力的综合分析与计算 考点互动
7、探究 关于摩擦力的综合分析 我们重点研究摩擦力的突变问题 摩擦力发生突变的原因具 有多样性 可能是物体的受力情况发生变化 也可能是物体的运动状态发生变化 还可 能是物体间的相对运动形式发生了变化 因此要全面分析物体的受力情况和运动状 态 抓住摩擦力突变的原因 才能正确地处理此类问题 1 静摩擦力突变为滑动摩擦力 静摩擦力达到最大值的状态是物体恰好保持相对静 止的临界状态 考点互动探究 2 滑动摩擦力突变为静摩擦力 滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间 因此两 物体的速度达到相同时 滑动摩擦力要发生突变 变为零或变为静摩擦力 3 由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力 静摩擦力是被动力 其大小 方
8、向取决于 物体间的相对运动趋势 而相对运动趋势取决于主动力 若主动力发生突变而物体仍 然处于相对静止状态 则其静摩擦力将由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力 考点互动探究 例3 长直木板的上表面的一端放有一个木块 如图4 5所示 木板由水平位置缓慢向 上转动 另一端不动 即木板与地面间的夹角 变大 则木块受到的摩擦力f随角度 变 化的图像符合实际的是图4 6中的 图4 5 图4 6 考点互动探究 答案 C 考点互动探究 考点互动探究 变式题1 如图4 7所示 斜面固定在地面上 倾角为 37 sin 37 0 6 cos 37 0 8 质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底 端沿斜面向上滑行 斜
9、面足够长 滑块与斜面间的动摩擦因数 为0 8 则滑块所受摩擦力f随时间变化的图像是图4 8中的 取 初速度v0的方向为正方向 g取10 m s2 图4 7 图4 8 考点互动探究 答案 B 考点互动探究 变式题2 如图4 9所示 完全相同的A B两物体放在水平地面上 与水平地面间的动 摩擦因数均为 0 2 每个物体重G 10 N 设物体A B与水平地面间的最大静摩擦力 均为fm 2 5 N 现对A施加一个向右的由0均匀增大 到6 N的水平推力F 有四位同学将A物体所受到的摩擦 力fA随水平推力F的变化情况在图4 10中表示出来 其中 正确的是 图4 9 图4 10 考点互动探究 答案 D 教师
10、备用习题 教师备用习题 教师备用习题 答案 A 教师备用习题 2 多选 人教版必修1改编 重量为100 N的木箱放在水平地板上 至少要用35 N的水 平推力才能使它从原地开始运动 木箱从原地移动以后 用30 N的水平推力就可以使 木箱做匀速运动 由此可知 A 木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N B 木箱与地板间的动摩擦因数为0 3 C 若用33 N的水平推力推静止的木箱 摩擦力为30 N D 若用36 N的水平推力推静止的木箱 摩擦力为36 N 教师备用习题 答案 AB 教师备用习题 教师备用习题 答案 B 教师备用习题 4 如图所示 质量为2 kg的物体与水平地面间的动摩擦因数为0 2 水
11、平地面足够大 t 0 时 物体以2 m s的初速度向右运动 同时对物体施加一个水平向左的大小恒为2 N的拉 力F 若取向右为正方向 则之后 g取10 m s2 A 物体所受摩擦力不会变化 B 物体所受摩擦力会由 4 N变为 2 N C 物体所受摩擦力会由 4 N变为 2 N D 物体所受摩擦力会由 4 N变为 2 N 教师备用习题 答案 B 教师备用习题 5 多选 如图所示 在粗糙水平面上依次放有两块质量分别为m2 15 kg m3 10 kg而 高度完全相同的木板A B 已知质量m1 20 kg的货物C与木板间的动摩擦因数为 1 木 板A与地面间的动摩擦因数 2 0 3 木板B与地面间的动摩擦因数 3 0 2 最大静摩擦力 与滑动摩擦力大小相等 g取10 m s2 要使货物C滑上木板A时 木板A不动 而滑上木板B 时 木板B开始滑动 则 1的大小可能是 A 0 2 B 0 4 C 0 6 D 0 8 教师备用习题 答案 BC 教师备用习题 教师备用习题 答案 B
