《物理高考专题复习：力与运动专题之一——神奇多变的摩擦力的常见题型和解题方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理高考专题复习：力与运动专题之一——神奇多变的摩擦力的常见题型和解题方法（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、六盘山高中物理组高效课堂高考二轮复习专题系列 第 1 页 共 14 页 力与运动专题之一力与运动专题之一 神奇多变的摩擦力的常见题型和解题方法神奇多变的摩擦力的常见题型和解题方法 综述 综述 摩擦力是常见力中大小方向确定都有难度的一种力 历来都是高考命 题考察的重点和热点 既可以单独命题考察 也可与其它力的处理共同命题 可 以出现在不同的运动状态中 也可以出现在不同物理科学思想方法中 例如即可 以考察平衡态中的摩擦力 也可以考察非平衡态中的摩擦力 既可以考察动力学 问题 也可以考察功能问题 呈现形式多样 变化层出不穷 主要考察摩擦力有 无 方向的判断 静摩擦力大小范围 临界问题 动摩擦参与的运
2、动 摩擦力相 关的功能问题 叠加体的相对运动问题等诸多方面 可以以选择 计算题形式呈 现 也可以出现在实验考察中 14年高考理综全国2卷中涉及摩擦力的考题有3道 共38分 其中16题考察了摩擦力做功的相关问题 24题考察了空气阻力参与下的 动力学问题 作为压轴题出现的25题考察中摩擦力参与下的力电综合应用问题 而14年高考理综全国1卷中涉及摩擦力的考题也有3道 共20分 其中实验题21题 考察了摩擦力对实验测量结果的影响以及如何消除摩擦力的影响 13年高考课标 卷中涉及摩擦力的考题有3道 共计30分 其中第25题作为压轴题出现 有很高 的科学素养要求 12年高考新课标卷在24题考察动摩擦力相关
3、的平衡和静摩擦力 的极值临界问题 由此可见 摩擦力作为传统命题的热点在新课标卷中也有极高 的要求 课时分配 课时分配 本专题计划分2课时完成 第1课时第1课时 一 明确摩擦力产生的条件 1 物体间直接接触 2 3 接触面间有弹力存在 4 这四个条件紧密相连 缺一不可 例1例1 全国考题 如图1所示 C是水平地面 A B是两个长方形物块 F 是作用在物块上沿水平方向的力 物体A和B以相同的速度作匀速直线运动 由 此可知 A B间的动摩擦因数 1 和B C间的动摩擦因数 2 有可能是 A 1 0 2 0 B 1 0 2 0 C 1 0 2 0 D 1 0 2 0 解析 本题中选A B整体为研究对象
4、 由于受推力的作用做匀速直线运动 可知 图 1C B A 六盘山高中物理组高效课堂高考二轮复习专题系列 第 2 页 共 14 页 地面对的摩擦力一定水平向左 故 2 0 对A受力分析可知 水平方向不受力 1 可能为0 可能不为0 正确答案为 B D 练1 全国卷 如图所示 位于水平桌面上的物块P 由跨过定滑轮的轻 绳与物块Q相连 定滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的 已知Q与P之间以及P与桌 面之间的动摩擦因数都是 两物块的质量都是m 滑轮的质 量 滑轮轴上的摩 擦都不计 若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动 则F的大小为 A 4 mgB 3 mgC 2 mgD mg 二 了解摩擦力的特点 摩
5、擦力具有两个显著特点 1 接触性 2 被动性 所谓被动性是指摩擦力随外界约束因素 变化而变化 熟知的是静摩擦力随外力的变化而变化 例2例2 全国考题 如图2所示 一木块放在水平桌面上 在水平方向共受到三 个力 即 1 F 2 F和摩擦力作用 木块图2处于静止状态 其 中 1 F 10N 2 F 2N 若撤去力 1 F 则木块在水平方向受到 的合力为 A 10N 方向向左 B 6N 方向向右 C 2N 方向向左 D 零 解析 1 F没有撤去时 物体所受合外力为零 此时静摩擦力大小为8N 方向 向左 撤去 1 F以后 物体在 2 F作用下不可能沿水平方向发生运动状态的改变 物体仍保拧静止 此时地面
6、对物体的静摩擦力大小为2N 方向向右 从上述分析 可见静摩擦力是被动力 答案应为 D 对于滑动摩擦力同样具有被动性 练2 某空间存在着如图l2所示的水平方向的匀强磁场 A B两个物块叠放在 一起 并置于光滑的绝缘水平地面上 物块A带正电 物块B为不带电的绝缘块 水平恒力F作用在物块B上 使A B一起由静止开始水平向左运动 在A B一起水 平向左运动的过程中 关于A B受力情况的以下说法 正确的是 A A对B的压力变小B B对A的摩擦力保持不变 C A对B的摩擦力变大D B对地面的压力保持不变 三 会判摩擦力的方向 摩擦力的方向为与 与物体间的运动方向或 运动趋势的方向相反 但相对运动趋势不如相
7、对运动直观 具有很强 的隐蔽性 常用下列方法判断 学法指导 学法指导 1 用 假设法 2 根据 物体的运动状态 反推 3 牛顿第三定律来分析 滑动摩擦力的方向与物体对运动的方向相反 例例 3 如图 1 9 所示为皮带传送装置 甲为主动轮 传动过程中皮带不打滑 P Q 分 图 2 1 F 2 F 图 12 F Q P 六盘山高中物理组高效课堂高考二轮复习专题系列 第 3 页 共 14 页 别为两轮边缘上的两点 下列说法正确的是 A P Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相反 B P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方向相反 Q 点 的摩擦力方向与乙轮的转动方向相同 C P 点的摩擦力方向与甲轮的转动方
8、向相同 Q 点 的摩擦力方向与乙轮的转动方向相反 D P Q 两点的摩擦力方向均与轮转动方向相同 解析 正确答案为 B 练3 水平皮带传输装置如图所示 皮带的速度保持不变 物体被轻轻地放在 皮带A端 开始时物体在皮带上滑动 当它到达位置 C后滑动停止 之后就随皮带一起匀速运动 直至传 送到目的地B端 在传送过程中 物体受到的摩擦力 A 在AC段为水平向左的滑动摩擦力 B 在AC段为水平向右的滑动摩擦力 C 在CB段不受静摩擦力 D 在CB段受水平向右的静摩擦力 四 把握摩擦力大小的计算 中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种 滚动摩擦不讲 其中 静 f没有具体的计 算公式 是随外力变化的范围值o 静
9、 f max f 一般根据 1 条件求 2 根据物体运动状态 由牛顿运动定律求 而动摩擦力不但可根据上述的 1 2 方法求 还可以用公式Nf 滑 计算 对于滑动摩擦力的大小 还必须了解其与 物体运动状态 与接触面积大小的特点 1 静摩擦力的大小 例4例4 如图8所示 位于斜面上的物块m在沿斜面向上的 力F作用下 处于静止状态 则斜面作用于物块的静摩擦力 方向可能沿斜面向上 方向可能沿斜面向下 大小 可能为零 大小可能等于F 以上判断正确的是 A 只有 B 只有 C 只有 D 都正确 解析 正确答案为 D 练 4 2013 宁夏 如图 在固定斜面上的一物块受到一外 力的作用 F 平行于斜面上 若
10、要物块在斜面上保持静止 F 的 取值应有一定范围 已知其最大值和最小值分别为 F1和 F2 F2 0 由此可求出 A 物块的质量B 斜面的倾角 图 8 A O1O2 B C 图 8 图 1 9 六盘山高中物理组高效课堂高考二轮复习专题系列 第 4 页 共 14 页 甲乙 图 1 14 图1 16 C 物块与斜面间的最大静摩擦力D 物块对斜面的正压力 例例 5 如图 1 14 甲所示 质量均为 m 的 叠放于水平地面上 加一水平力 三物体仍静止 确定 所受力的大小方向 解析 A B C 三物体的受力 如图图 1 14 乙所示 学法指导 学法指导 用隔离法分析物体受 力分析最常用的方法 分析时应将
11、研 究的物体单独拿出来 不要都画在一 起 以免出现混乱 同时应根据牛顿第三定律分析 A 对 B 的压力及 B 对 C 的压力应以 和 表示 不要用 和 表示 因中它们跟 是不同的 此 题也可以用先整体后部分 由下向上的方法分析 练 5 如图 1 16 所示 用两相同的夹板夹住三个重为 G 的物体 A B C 三个物体均 保持静止 求 A 对 B 的摩擦力 2 滑动摩擦力的大小 学法指导 学法指导 用公式Nf 滑 计算时应注意对正压力N的确定 对于滑动摩擦力的 大小 还必须了解其与物体运动状态 与接触面积大小的特点 例6例6 如图所示 质量为m的物体放在水平放置的钢板 C上 与钢板的动摩擦因素为
12、 由于受到相对于地面静 止的光滑导槽A B的控制 物体只能沿水平导槽运动 现 使钢板以速度v1向右匀速运动 同时用力F拉动物体 方 向沿导槽方向 使物体以速度v2沿导槽匀速运动 求拉力 F大小 解析 物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2 故相对钢板的合 速度v的方向如图所示 滑动摩擦力的方向与v的方向相反 根 据平衡条件可得 v1 v2 C AB V1 V2 Ff V 2 2 2 1 2 cos vv v mgFF f 六盘山高中物理组高效课堂高考二轮复习专题系列 第 5 页 共 14 页 练6 如图9所示 重6N的木块静止在倾角为30 0的斜面上 若用平行于斜面沿水 平方向
13、 大小等于4N的力F推木块 木块仍保持静止 则木 块所受的摩擦力大小为 A 4 NB 3 NC 5 ND 6 N 3 摩擦力参与的动力学问题3 摩擦力参与的动力学问题 例例 7 水平传送带被广泛地应用于车站 码头 工厂 车间 如图所示为水平传送带 装置示意图 绷紧的传送带 AB 始终保持 v 2 m s 的恒定速率运行 一质量为 m 的工件无 初速度地放在 A 处 传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动 设工件与 传送带间的动摩擦因数为 0 2 AB的之间距离为L 10m g 取 10m s2 求工件从 A 处运动到 B 处所用的时间 解析 对物块受力分析 刚开始受水平向前的滑动摩
14、擦力 速度和皮带一样时相对静止 不受摩擦力作用 因而先做用加 速 后做匀速运动 a f m 2m s2t1 v a 1sx1 at2 2 1m x2 L x1 9mt2 x2 v 4 5st 5 5s 练 7 如图所示 传送带与地面倾角 37 AB 长为 16m 传送带以 4m s 向下运动 在传送带上端 A 无初速地释放一个质 量为 0 5Kg 的物体 它与传送带之间的动摩擦系数为 0 5 求 1 物体从 A 运动到 B 所需时间 2 物体从 A 运动到 B 的过程中 摩擦力对物体所做的功 g 10m s2 学法指导 学法指导 斜面上自由滑动的物块 若 tan 滑块相对斜面速度为零后将相对斜
15、面静止 若 2 物体与地面 则速度相同后会保持相对静止 以相同的加速度滑动 若若 1 2 则 速度相同后不会保持相对静止 2 13 分 七 重视实验中摩擦力问题的考察 例 12例 12 2012 年山东理综 某同学利用图甲所示的 实验装置 探究物块在水平桌面上的运动规律 物块在 重物的牵引下开始运动 重物落地后 物块再运动一段 距离停在桌面上 尚未到达滑轮处 从纸带上便于测量 的点开始 每 5 个点取 1 个计数点 相邻计数点间的距 离如图议所示 打点计时器电源的频率为 50Hz 六盘山高中物理组高效课堂高考二轮复习专题系列 第 10 页 共 14 页 通过分析纸带数据 可判断物块在相邻计数点
16、和之间某时刻开始减速 计数点 5 对应的速度大小为m s 计数点 6 对应的速度大小为m s 保 留三位有效数字 物块减速运动过程中加速度的大小为a m s 2 若用 a g来计算物块与桌面间的动 摩擦因数 g为重力加速度 则计算结果比动摩擦因数的真实值 填 偏大 或 偏小 练 12 14 年山东卷 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺 测量滑块在木板上运动的最大 速度 实验步骤 用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力 记作 G 将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上 通过水平细绳和固定弹簧秤相连 如图甲所示 在 A 端向右拉动木板 等 弹簧秤求数稳定后 将计数记叙 F 改变尚志上橡皮泥的质量 重复步骤 实验数据如下表所示 G N1 502 002 503 003 504 00 F N0 590 830 991 221 371 61 如图乙所示 将木板固定在水平桌面上 滑块置于木板上左端 C 处 细绳跨过定滑轮分 别与滑块和重物 P 连接 保持滑块静止 测量重物 P 离地面的高度 h 滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的 D 点 未与滑轮碰撞 测量 C D 间的 距离 S 完成下列作图和填空 1 根
