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1、第2讲摩擦力第第2讲摩擦力讲摩擦力1 1摩擦力是重要的性质力，分为滑动摩擦力和静摩擦力由于摩擦力是重要的性质力，分为滑动摩擦力和静摩擦力由于静摩擦力的大小、方向具有较强的隐蔽性，在今后的高考试题中肯定静摩擦力的大小、方向具有较强的隐蔽性，在今后的高考试题中肯定会成为命题专家所关注的一个知识点摩擦力在后续知识如动力学、会成为命题专家所关注的一个知识点摩擦力在后续知识如动力学、功能关系及曲线运动等知识中多有涉及，所以本讲教学中要充分调查功能关系及曲线运动等知识中多有涉及，所以本讲教学中要充分调查学生存在的误区，进行针对性补充强化学生存在的误区，进行针对性补充强化2 2在教学中要引导学生掌握摩擦力产
2、生的条件，知道摩擦力的在教学中要引导学生掌握摩擦力产生的条件，知道摩擦力的大小和方向，特别是静摩擦力的大小和方向大小和方向，特别是静摩擦力的大小和方向3 3对于静摩擦力要求学生会根据物体的运动情况、受力情况分对于静摩擦力要求学生会根据物体的运动情况、受力情况分析静摩擦力的大小和方向，能够分析外界条件变化时静摩擦力的变化，析静摩擦力的大小和方向，能够分析外界条件变化时静摩擦力的变化，理解静摩擦力的最大值理解静摩擦力的最大值1掌握摩擦力产生的条件，知道摩擦力的大小和方向，特别是静摩擦力的大小和方向2会根据物体的运动情况、受力情况分析静摩擦力的大小和方向，能够分析外界条件变化时静摩擦力的变化，理解静
3、摩擦力的最大值1摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动趋势时，受到阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫做摩擦力摩擦力可分为静摩擦力和滑动摩擦力2摩擦力产生的条件(1)相互接触的物体间有压力存在(2)接触面粗糙(3)接触面间有相对运动或相对运动趋势3.摩擦力的大小(1)滑动摩擦力的大小跟压力成正比，即FFN，FN指接触面的压力，不一定等于重力G，是动摩擦因数，与接触面的_材料、_结构(如粗糙程度)有关，与接触面积、接触面上受力情况和物体运动状态无关(2)静摩擦力大小不能用滑动摩擦力公式FFN计算，而由物体的受力情况和运动情况共同决定静摩擦力的大小可以在_零和最大静摩擦力之间变化
4、，即0FFm，静摩擦力的大小与物体间的_压力无关，只与外力有关，但物体间的最大静摩擦力与物体间的_压力有关(3)静摩擦力与滑动摩擦力的区别产生原因不同：静摩擦力是由于一个物体在另一个不光滑物体表面具有相对运动的趋势时产生的；滑动摩擦力是由于一个物体在另一个不光滑的物体表面上发生相对滑动时产生的影响两者大小的因素不同：滑动摩擦力的大小跟接触面间的压力FN大小和动摩擦因数有关，与引起滑动摩擦力的外力的大小无关；而静摩擦力的大小跟压力而静摩擦力的大小跟压力F FN N( (不为零不为零) )无关，由引起这个摩擦力的外力无关，由引起这个摩擦力的外力决定，但最大静摩擦力的大小跟压力决定，但最大静摩擦力的
5、大小跟压力F FN N有关，有关，F FFFN N只适用于滑动只适用于滑动摩擦力计算摩擦力计算4 4摩擦力的方向摩擦力的方向跟接触面相切，并跟物体间相对运动或相对运动趋势方向跟接触面相切，并跟物体间相对运动或相对运动趋势方向_相相反反1 1图示是图示是20082008年残奥会开幕式上我国残疾田径运动员侯斌将点年残奥会开幕式上我国残疾田径运动员侯斌将点燃火炬的一幅感人的照片关于侯斌在拉绳过程中绳对侯斌的摩擦力燃火炬的一幅感人的照片关于侯斌在拉绳过程中绳对侯斌的摩擦力的叙述正确的是的叙述正确的是( () )A由于侯斌向上运动，绳对侯斌的摩擦力是滑动摩擦力，方向向下B由于侯斌向上运动，绳对侯斌的摩擦
6、力是滑动摩擦力，方向向上C侯斌受的是静摩擦力，方向向上D侯斌受的是静摩擦力，方向向下【解析】运动员上升时，手相对于绳静止且具有相对于绳向下运动的趋势，所以运动员受到静摩擦力作用，方向向上，C正确【答案】C2装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀加速拖出的过程中()A材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小B材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增大C平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小D材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变【解析】滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关，只与压力和动摩擦因数有关，A、B错误；在匀加
7、速拖出的过程中，支持力始终等于重力，动摩擦因数又不变，因此工人的拉力也不变，C错误，D正确【答案】D3木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动现用F1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示力F作用后()A木块A所受摩擦力大小是12.5 NB木块A所受摩擦力大小是11.5 NC木块B所受摩擦力大小是9 ND木块B所受摩擦力大小是7 N【解析】设静摩擦力最大值等于滑动摩擦力，则FAGA12.5 N、FBGB15 N施加力F之前，静摩擦力Fkx8 N，施加力F之后
8、，对B物体有Fkx9 N g gsinsin ，则摩擦力，则摩擦力f f00，摩擦力沿斜面向下；如果，摩擦力沿斜面向下；如果a a g gsinsin ，则摩擦力，则摩擦力f f00，摩擦力一定沿斜面向上，摩擦力一定沿斜面向上【模拟试解模拟试解】【答案答案】见解析见解析二、摩擦力大小的计算方法二、摩擦力大小的计算方法【例例2 2】如图甲所示，斜面固定在地面上，倾角为如图甲所示，斜面固定在地面上，倾角为3737(sin (sin 37370.60.6，coscos 37 370.8)0.8)，质量为，质量为1 kg1 kg的滑块以一定的初速度沿的滑块以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与
9、斜面间的动摩擦因数斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数0.8.0.8.该滑该滑块所受摩擦力块所受摩擦力F Ff f随时间变化的图象是图乙中的随时间变化的图象是图乙中的( (取初速度方向为正方取初速度方向为正方向，取向，取g g10 m/s10 m/s2 2)()() )【名师点金】解答本题时要首先分析滑块的运动，判断是加速下滑还是减速下滑，其次要明确摩擦力的方向与题目所规定正方向的关系，最后要理解斜面足够长的含义【规范全解】由于重力的下滑分力小于滑动摩擦力，即mgsin 371mgcos ，即12mgcos ，即2tan .所以要顺利地卸干净全部沙子，应满足tan 2，满足2tan
10、 1时只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，A、C正确【答案】AC1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静止物体所受摩擦力一定为零【解析】静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反，而物体此时可能相对地面是运动的，也可能是静止的，A、D错，B对在圆盘上与圆盘一起做匀速圆周运动的物体，受的静摩擦力指向圆心，与物体运动方向垂直，C对【答案】BC3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大于原长若再用一个从0开始逐渐增大的
11、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FT的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是()AFT始终增大，Ff始终减小BFT保持不变，Ff始终增大CFT保持不变，Ff先减小后增大DFT先不变后增大，Ff先增大后减小【解析】对物体进行受力分析可知，开始时物体受到向左的弹力和向右的静摩擦力弹力FTkx，物体静止不动则弹簧的形变不变，弹力不变，故A、D错误施加向右的水平拉力时，根据共点力平衡条件FTFfF，当FFT时，摩擦力为负值，方向向左，且随力F的增大摩擦力增大，所以B错误、C正确【答案】C4在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰
12、链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接下列说法正确的是()A图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(2)B图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(3)C图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(3)D图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(4)【解析】如果杆端受拉力作用，则可用等长的绳代替，若杆端受到沿杆的压力作用，则杆不可用等长的轻绳代替，如图(1)、(3)、(4)中的AB杆受拉力作用，而(1)、(2)、(4)中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C、D均错误，只有B正确【答案】BA绳子的张力将变大绳子的张力将变大B物体物体P受到的静摩擦力将变小受到的静摩擦
13、力将变小C物体物体P对斜板的压力将变小对斜板的压力将变小D绳子张力和物体绳子张力和物体P受到的摩擦力均不变受到的摩擦力均不变6如图所示，在水平力作用下，木块如图所示，在水平力作用下，木块A、B保持静止若木块保持静止若木块A与与B 的接触面是水平的，且的接触面是水平的，且F0，则关于木块，则关于木块B的受力个数可能是的受力个数可能是()A3 个或4个 B3 个或5 个C4 个或5 个 D4 个或6 个【解析】对A、B分别进行受力分析可知：当(mAmB)gsin Fcos 时B受4个力的作用否则，B受5个力作用【答案】C7如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状
14、态的弹簧物体A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是()AB受到向左的摩擦力BB对A的摩擦力向右C地面对A的摩擦力向右D地面对A没有摩擦力【解析】弹簧被压缩，给物体B的弹力水平向左，因此物体B平衡时必受到水平向右的摩擦力，而B对A的摩擦力水平向左，故A、B均错误；取A、B为一整体，因系统静止，水平方向合力为零，地面对A的摩擦力一定为零，故D正确，C错误【答案】D8如图甲所示，重为80 N的物体A放在倾角为30的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm、劲度系数为1000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm.现用一测力计沿斜面向上拉物体A，若物体与斜面间最大
15、静摩擦力为25 N，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计的读数不可能为()A10 N B20 NC40 N D60 N【解析】对物体A受力分析，如图乙所示，当弹簧长度为8 cm时，弹力大小F1kx110000.02 N20 NGsin 40 N故A所受静摩擦力f1Gsin 30F120 N25 N当拉力向上时，向上的拉力最大为F，有FF1Gsin 30fmFGsin 30fmF140252045 N故拉力0F45 N.【答案】D9把一重为G的物体，用一个水平推力Fkt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，如图甲所示从t0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图乙中的()【解析】开始时
16、推力F为零，物体和墙面间没有挤压，摩擦力为零，物体在重力作用下开始沿竖直墙面下滑，所以开始时为滑动摩擦力，由fFN，又FNkt，所以fkt，即f随时间t成正比增加，当f增大到等于G时，物体具有一定速度，由于惯性仍然滑行，随着滑行的继续，最后物体静止于墙面，变为静摩擦力，竖直方向根据二力平衡，则有fG，故选B.【答案】B10某同学用传感器来探究摩擦力，他的实验步骤如下：将力传感器接入数据采集器，再连接到计算机上；将一质量m3.75 kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来；打开计算机，使数据采集器工作，然后沿水平方向缓慢地拉动细绳，木块运动一段时间后停止拉动；将实验得到的数据经计算
17、机处理后在屏幕上显示出如图所示的图象.下列有关这个实验的几个说中，正确的是()A06 s内木块一直受到静摩擦力的作用B最大静摩擦力比滑动摩擦力大C木块和桌面间的动摩擦因数为0.08D木块和桌面间的动摩擦因数为0.11【解析】根据图线可知02 s内拉力F为零，物体不受静摩擦力作用，所以A错误；力F始终与摩擦力平衡，在第6 s时力F瞬间减小，此时物体开始滑动，可知静摩擦力最大值为4 N，滑动摩擦力为3 N，B正确；根据摩擦力公式有FFNmg，解得0.08，所以C正确，D错误【答案】BC11如图所示，物块P静止在水平面上分别对它施加互相垂直的两个水平拉力F1、F2时(F1F2)，物块将分别沿F1、F2方向滑动，对应的滑动摩擦力大小分别是f1、f2；若从静止开始同时施加这两个水平拉力，物块受到的摩擦力大小是f3.则比较这三个摩擦力的大小，有f1_f2，f1_f3.【解析】因为三种情况下，摩擦力大小均为mg，故f1f2f3.【答案】12如图所示，在倾角为的光滑斜面上，劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着，两弹簧之间有一质量为m1的重物A，最下端挂一质量为m2的重物B.试求：(1)用力沿斜面向上缓慢推动B，当两弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时，A、B各上移的距离(2)用力沿斜面向上缓慢推动B，当上面弹簧处于原长时，推力F的大小
