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1、第一章力物体的平衡第二课时摩擦力第一关：基础关展望高考基 础 知 识一、摩擦力的定义知识讲解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,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力.二、静摩擦力知识讲解1.定义:两个相互接触的物体间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫做静摩擦力.2.产生条件：接触面粗糙，有弹力，有相对运动趋势.如图所示,汽车沿水平路面匀速运动时箱子与汽车具有相同的速度;由于它们之间既无相对运动又无相对运动趋势,所以它们的接触面上没有静摩擦力.3.静摩擦力的方向静摩擦力的方向与接触面相切，并与物体的相对运动趋势方向相反.4.静
2、摩擦力的大小a. 静摩擦力的大小随着运动趋势的强弱变化而在0到最大静摩擦力Fmax之间变化,跟相对运动趋势强弱程度有关,跟接触面相互挤压力FN无直接联系.b.最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,若无特殊说明可认为它们数值相等.5.静摩擦力的特点a.大小与正压力无关,但最大静摩擦力的大小与正压力成正比.b.静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力,如斜面传送带上的物体随传送带一起运动,此时的静摩擦力是动力.活学活用1.卡车上装着一只始终与它相对静止的集装箱,不计空气阻力,下列说法正确的是（）A.当卡车开始运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动B.当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱
3、随卡车一起运动C.当卡车匀速运动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零D.当卡车制动时,卡车对集装箱的静摩擦力等于零解析：集装箱随卡车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,则卡车加速时,集装箱由于惯性要保持原有的静止状态,因此它将相对于卡车向后滑动,而实际上集装箱没有滑动,说明只有相对卡车向后滑的趋势,所以集装箱受到向前的静摩擦力.故A对.集装箱随卡车一起匀速运动时,二者无相对滑动,假设集装箱受水平向右的摩擦力,则其受力如图所示,跟木箱接触的物体只有卡车,卡车最多对它施加两个力(支持力F1和摩擦力F2),由二力平衡条件知:F1与G抵消,但没有力与F2抵消,力是改变物体运动状态的原因,木箱在
4、F2的作用下,速度将发生变化,不能做匀速直线运动,这与题意矛盾,故B错C对.卡车刹车时,速度减小,假设木箱与卡车的接触面是光滑的,则集装箱相对卡车将向前滑动,而实际没动,说明集装箱受到向后的摩擦力.故D错.综上选AC.答案：AC点评：摩擦力的判断比较复杂,有时只根据摩擦力产生的条件是无法判断出来的,要结合物体的运动情况来进行判断,这也是在进行受力分析时,要把摩擦力放在最后分析的原因.三、滑动摩擦力知识讲解（1）定义：当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力.（2）产生条件相互接触的物体间有弹力；接触面粗糙；两物体间有相对运动.（3）滑动摩擦力的大小
5、两个物体间滑动摩擦力的大小F与正压力FN成正比，即F=FN.说明：叫做动摩擦因数，它与接触面的材料、粗糙程度有关，没有单位.滑动摩擦力F的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小也无关.公式F=FN中的FN是两个物体表面间的压力，称为正压力（垂直于接触面的力），性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的运动状态加以确定.滑动摩擦力可以充当动力，也可以充当阻力.（4）滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总是跟它们的接触面相切，并且跟它们相对运动的方向相反.注意：不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来.如放在汽车上的物体，在汽车启动的过程中，车辆内的物体可能相对汽车向
6、后滑动，但在路边上的人看来，物体总是向前运动的.概念中的“相对”两字要准确理解.“相对”指的是研究对象相对与其接触的物体而言.滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反，也可能跟物体运动方向相同，还可以与运动方向有任意夹角.活学活用2.（全国高考题）如图，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，从滑轮到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.4mgB.3mgC.2mgD.mg解析：在外力F作用下，使P向右做匀速运动的同时，Q也向左做
7、匀速运动，设绳上的弹力大小为T，对Q水平方向受到向左的绳的拉力T和P对Q向右的滑动摩擦力mg作用，由Q匀速运动得T=mg.对P水平方向受到水平向右的力F,水平向左的绳的拉力T,水平向左的地面对P的滑动摩擦力2mg,水平向左的Q对P的滑动摩擦力mg作用,由P匀速运动得F=T+mg+2mg得F=4mg,所以A项正确.相互叠加的几个物体放在水平面上有相对运动或有相对运动趋势时,有多个接触面,即有多对摩擦力存在.对每一个物体,每一个接触面上摩擦力的大小,尤其摩擦力的方向,要非常清晰,否则,把P,Q受的摩擦力混为一淡,常易出错.答案：A第二关：技法关解读高考解 题 技 法一、静摩擦力有无及方向的判定方法
8、技法讲解静摩擦力是否存在及其方向的确定，通常采用的方法有：（1）根据“静摩擦力与物体相对运动的趋势方向相反”来判断.此法关键是先利用“假设法”判出物体相对运动趋势的方向，即先假定没有摩擦力存在（即光滑）时，看两物体会发生怎样的相对运动.（2）根据物体的运动状态，用牛顿第二定律或平衡条件来判断.此法关键是先判明物体的运动状态（即加速度方向），再利用牛顿第二定律（F=ma）确定合力的方向，然后进行受力分析来决定静摩擦力的方向.如例题中的丙图（3）利用牛顿第三定律来判断：此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力的方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向.如例题中的丁图典例剖
9、析例1指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向.物体A静止于斜面上，如图甲所示；物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如图乙所示；物体A放在车上，在刹车过程中A相对于车厢静止，如图丙所示；物体A在水平转台上，随转台一起匀速转动，如图丁所示.解析：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，判断相对运动趋势的方向可采用“假设法”，即先假设接触面光滑，然后分析在假设条件下物体是否发生相对滑动，若滑动，说明原来物体有相对运动趋势，且相对运动趋势与假设条件下的滑动方向相同；若不滑动，则说明原来物体就没有相对运动的趋势.运用假设法不难判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦
10、力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左.判断静摩擦力方向，还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断；图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，故A物体所受静摩擦力水平向左（与加速度同向）；图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心.二、摩擦力大小的计算方法技法讲解(1)静摩擦力是被动力,静摩擦力的大小与外界条件有关,静摩擦力的作用是为了阻止物体间的相对运动,为了达到这一目的,需要多大的静摩擦力就产生多大的静摩擦力.当然是在不超过最大静摩擦力的前提下.静摩擦力大小的计算可根据物体所
11、处的状态,根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律建立方程求解.(2)滑动摩擦力的大小与两物体接触面的粗糙程度有关,与两接触面间正压力有关,即Ff=FN.典例剖析例2在粗糙的水平面上放一物体A，A上再放一质量为m的物体B.A、B间的动摩擦因数为(如图)，施一水平力F于A，计算下列情况下A对B的摩擦力的大小：（1）当A、B一起做匀速运动时；（2）当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时；（3）当力F足够大而使A、B发生相对滑动时；（4）当A、B发生相对滑动，且B物体的15长伸到A的外面时.解析：（1）因A、B向右匀速运动，因此对B物体来说合力为零，所以B物体受到的摩擦力为零.（2）因A、B无相对滑动，所
12、以B受到的摩擦力是静摩擦力，这种情况下不能用滑动摩擦力公式Ff=FN来计算.对B物体用牛顿第二定律有：Ff=ma（3）因A、B发生相对滑动，B受到的摩擦力是滑动摩擦力，所以Ff=FN=mg（4）因滑动摩擦力大小与物体间的接触面积大小无关，所以Ff=mg第三关：训练关笑对高考随 堂 训 练1.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中正确的是( )A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直D.静止物体所受静摩擦力一定为零解析：静摩擦力总是与相对运动趋势方向相反，但可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方
13、向垂直（匀速转动的圆盘上相对静止的物块受到的静摩擦力提供向心力），所以选项A、B错误，C正确.静摩擦力的大小介于0Fm之间，所以选项D错误.答案：C2.如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形的物块，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动，A、B间的动摩擦因数1,B,C间的动摩擦因数2由此可知( )A.物块B对物块A有摩擦力作用B.地面对物块B有摩擦力作用C.地面对物块B没有摩擦力作用D.地面对物块B的摩擦力小于F答案：B3.如图所示，一质量为m的木块靠在粗糙竖直的墙上，且受到水平力F的作用.下列说法正确的是( )A.若木块静止，则受到的静摩擦力大小等于mg,
14、方向竖直向上B.若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块与墙壁的动摩擦因数为,则撤去F后，木块受到的滑动摩擦力大小等于mgD.若撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块受滑动摩擦力作用解析：木块静止时，受静摩擦力f=mg，方向竖直向上，且保持不变，选项A正确；撤去水平力后，木块滑动,滑动摩擦力为F=N=0，选项D错误.答案：A4.如图所示，一长木板B的上表面的一端放有一个质量为m的铁块A，木板由水平位置缓慢向上抬起（即木板与水平面的夹角变大），另一端不动.则铁块受到的摩擦力F随夹角的变化图象可能正确的是下图中的( ) 解析：当较小时，铁块相对于木板静止，铁块受静摩擦力的作用，由平衡条
15、件知，F=mgsin;当铁块相对于木板刚要滑动时，铁块受到的静摩擦力为最大静摩擦力；此时再增大，铁块将相对于木板向下滑动，最大静摩擦力突变为滑动摩擦力，此后F=mgcos,直至木板竖直，选项C正确.答案：C5.用弹簧测力计测定木块A、B间的动摩擦因数，如下图所示.（1）为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动？（2）若木块A在拉力FT的作用下做匀速运动，甲图中A、B间的摩擦力是否等于拉力FT?（3）若A、B的重力分别为100 N和150 N，甲图中弹簧测力计读数为60 N（当A被拉动时），FT=110 N，求A、B间的动摩擦因数.解析：（1）甲图中，因为B静止，不论A是匀速，还是加速运动，对B都受力平衡，弹簧测力计的读数等于滑动摩擦力；而乙图是通过物体A测动摩擦因数，必须使弹簧测力计的读数等于滑动摩擦力，才能计算，所以A必须匀速.即甲图中，A可以不匀速，而乙图中A必须匀速.（2）若木块A在拉力作用下匀速运动，B静止，设A、B之间的弹力为FN，由受力平衡得,kx=FN，FN=mBg；对A木块，设A与地面
