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1、第2讲 摩擦力,知识梳理一、静摩擦力和滑动摩擦力 1.静摩擦力:两个有相对 运动趋势 的物体间在接触面上产生的 阻碍 相对运动趋势的力叫静摩擦力。,2.滑动摩擦力:两个相对 运动 的物体间在接触面上产生的阻碍 相对运动 的力叫滑动摩擦力。,二、两种摩擦力的对比,1.如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下 做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是 ( ) A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿传送带斜向下 B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿传送带斜向下 C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用 D.无论物体A随传
2、送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用 力均相同,D,答案 D 由于A随传送带一起匀速运动,相对静止,由力的平衡条件知, 无论向上运动还是向下运动,A受的静摩擦力方向一定都是沿传送带斜 向上的,且大小为Ff=mg sin ,选项D正确。,2.如图所示,一质量m=0.20 kg的物体,在F1、F2两水平力作用下静止在粗 糙的水平面上,物体与水平面间的最大静摩擦力为0.6 N。若F1为0.6 N, 则F2不可能是 ( )A.0.2 N B.0.6 N C.0.7 N D.1.3 N,答案 D 最大静摩擦力为0.6 N,F1=0.6 N,则物体在三个力作用下处于 平衡状态,F2大小的范围应该
3、为静摩擦力和F1的合力大小范围,故0F2 1.2 N。,D,3.如图所示,弹簧测力计一端固定在墙壁上,另一端与小木块A相连,当用 力加速抽出长木板B的过程中,观察到弹簧测力计的示数为3.0 N,若匀 速抽出木板B,弹簧测力计的示数大小 ( )A.一定大于3.0 N B.一定小于3.0 N C.一定等于3.0 N D.一定为零,C,答案 C 由于无论长木板是被加速抽出还是匀速抽出,长木板给小木 块A的力均为滑动摩擦力,大小没有变化,而且两种情况下小木块均受力 平衡,所以弹簧测力计的示数都等于滑动摩擦力的大小,所以两次示数 相等,即C正确。,4.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保
4、持相对静止 地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力 ( )A.方向向左,大小不变 B.方向向左,逐渐减小 C.方向向右,大小不变 D.方向向右,逐渐减小,答案 A B向右做匀减速直线运动,则加速度方向向左,由F=ma可知,B 受到的摩擦力方向应向左,大小不变,故A项正确。,A,深化拓展,考点一 静摩擦力,考点二 滑动摩擦力,考点三 摩擦力的突变,深化拓展 考点一 静摩擦力 1.静摩擦力的有无及其方向的判断 (1)假设法:假设接触面光滑是否相对滑动确定有无力及方向; (2)状态法:运动状态平衡方程或牛顿运动定律求解摩擦力; (3)相互作用:作用力 反作用力。 【情景素材教师备用】汽车加
5、速运动时,货物会受到摩擦力作用吗?,2.静摩擦力大小的计算 (1)静摩擦力的大小与使物体产生相对运动趋势的外力密切相关,但与 两接触面间的弹力FN无直接关系。 (2)物体处于平衡状态时(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件求 解。 (3)若有加速度时,可由动力学规律建立方程求解。,1-1 (2017北京西城期末,2)下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正 确的是 ( )答案 B 物体静止在水平面上,没有相对运动趋势,不存在摩擦力,A 选项不符合题意;汽车停在斜坡上,受力平衡,存在沿斜坡向上的静摩擦 力,B选项正确;物体贴着竖直墙面自由下落,与墙壁之间无弹力,不存在 摩擦力,C选项不符合题意
6、;瓶子静止在手中,静摩擦力与瓶子重力平衡, 摩擦力方向竖直向上,D选项不符合题意。,B,1-2 物块静止在固定的斜面上,分别按图所示的方向对物块施加大小 相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向 上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的 是 ( ),答案 D 对物块受力分析,由平衡条件知A、B两种情况不会改变摩 擦力的大小,C中F竖直向上,静摩擦力减小,D中F竖直向下,静摩擦力由 mg sin 变为(mg+F)sin ,其值增大,故D对。,D,1-3 如图所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙 相连,物体静止时弹簧的长度小于
7、原长。若再用一个从0开始逐渐增大 的水平力F向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的 弹力F1的大小和地面对P的摩擦力F2的大小的变化情况是 ( )A.弹簧对P的弹力始终增大,地面对P的摩擦力始终减小 B.弹簧对P的弹力保持不变,地面对P的摩擦力一直增大 C.弹簧对P的弹力保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大 D.弹簧对P的弹力先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小,B,答案 B 物体P始终静止不动,故弹簧的形变量没有变化,弹力F1保持 不变。由力的平衡知F=F2-F1,力F逐渐增大时,F2也逐渐增大,故选项B正 确。,考点二 滑动摩擦力1.滑动摩擦力一定与物体间相对运
8、动的方向相反。,2.计算公式:F=FN,其中为动摩擦因数,它与材料、接触面粗糙程度有 关;FN为两接触面的正压力,不一定等于重力。,3.滑动摩擦力的大小与物体运动的速度、接触面积无关。,2-1 如图所示,一物块置于水平地面上。当用与水平方向成60角的力 F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30角的力F2推 物块时,物块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等,则物块与地面之 间的动摩擦因数为( ) A. -1 B.2- C. - D.1-,B,答案 B 由力的平衡条件,F1 cos 60=(mg-F1sin 60),F2 cos 30=(mg +F2sin 30),又F1=F2
9、,解得=2- 。故B项正确。,2-2 如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与 斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑 动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则 ( ) A.将滑块由静止释放,如果tan ,滑块将下滑 B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果tan 时,mg cos mg sin ,滑块将处于静止,A错误;tan 时,mg cos mg sin ,滑块将加速下滑,B错误;=tan 时,mg cos =mg sin ,在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑,即F拉=mg sin +mg cos =2mg sin ,C正确;匀速下滑时,F拉+mg sin =
10、mg cos ,由=tan 可 得F拉=0,D错误。,2-3 如图所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动 摩擦因数为,由于光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动。现 使钢板以速度v1向右运动,同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以 速度v2沿导槽运动,则F的大小 ( )A.等于mg B.大于mg C.小于mg D.不能确定,C,答案 C 物体相对钢板既有向左的速度v1,又有垂直于v1方向的速度v2, 故物体相对钢板的速度应为这两个速度的合速度v,如图所示。物体所 受滑动摩擦力的方向与v的方向相反。拉力F的大小与f的分力f2大小相 等,而f=mg,故Fmg,即C正确。,考
11、点三 摩擦力的突变 当物体受力或运动状态发生变化时,摩擦力常常会发生突变。摩擦力的 突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变的临界点(时 刻或位置)往往具有很深的隐蔽性。解决摩擦力的“突变”问题,关键 是找出摩擦力发生突变的临界点和临界条件。也就是突变前后摩擦力 的分界点,再利用相应规律分别对突变前后进行分析求解。 【情景素材教师备用】,3-1 一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到三个力即F1、F2和 摩擦力作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N。若撤,去力F1,则木块受到的摩擦力为 ( )A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右 C.2 N,方
12、向向右 D.0,答案 C 当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡 条件可知木块所受摩擦力的大小为8 N且方向向左,可知最大静摩擦力 Ffm8 N,当撤去力F1后,F2=2 NFfm,木块仍处于静止状态,由平衡条件可 知木块所受的静摩擦力与F2等大反向,C正确。,C,3-2 长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上 转动(即木板与水平面的夹角变大),另一端不动,如图所示。则铁块受 到的摩擦力Ff随角度的变化图像可能正确的是下图中的(设最大静摩 擦力等于滑动摩擦力) ( ),C,答案 C 设木板与水平面间的夹角增大到时,铁块开始滑动,显然当 时,铁块与木板相对静止
13、。由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦 力的大小为Ff=mg sin ;当时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力, 设动摩擦因数为,由滑动摩擦力公式得,铁块受到的滑动摩擦力为Ff= mg cos 。通过上述分析知道:时,静摩擦力随角增大按正弦函数增 加;当 时,滑动摩擦力随角增大按余弦规律减小,所以正确选项为 C。,3-3 (2018北京海淀期中,6,6分)(多选)用如图所示装置研究摩擦力的变 化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小 纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉 力由零缓慢增大。下列说法正确的是 ( )A.木块开始运动前,摩擦力逐渐增大 B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小 C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小 D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力,ABC,答案 ABC 木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用,运动前处 于静止状态,拉力等于静摩擦力,随着拉力增大,静摩擦力逐渐变大,选项 A正确,选项D错误;当拉力等于最大静摩擦力时,木块开始运动,此时静 摩擦力会突然变为滑动摩擦力,又因为滑动摩擦力略小于最大静摩擦 力,所以木块开始移动时拉力会突然变小,选项B正确;木块开始运动时 的拉力等于最大静摩擦力,所以该装置可以记录最大静摩擦力的大小, 选项C正确。,
