2019版高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章相互作用第6課時(shí)摩擦力學(xué)案

1、第6課時(shí)摩擦力考點(diǎn)1摩擦力的分析與判斷1兩種摩擦力的對比2靜摩擦力有無及方向的判斷“三法”(1)假設(shè)法：利用假設(shè)法判斷的思維程序如下：(2)狀態(tài)法：先判明物體的運(yùn)動狀態(tài)(即加速度的方向)，再利用牛頓第二定律(Fma)確定合力，然后通過受力分析確定靜摩擦力的大小及方向。(3)牛頓第三定律法：先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。3理解摩擦力應(yīng)注意的問題 (1)摩擦力的方向總是與物體間相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)的方向相反，但不一定與物體的運(yùn)動方向相反。 (2)摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)，但不一定阻礙物體的運(yùn)動。即摩擦力可

2、以是阻力使物體減速，也可以是動力使物體加速。 (3)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，但一定與施力物體保持相對靜止。例1如圖所示，在水平桌面上放置一斜面體P，兩長方體物塊a和b疊放在P的斜面上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將a與b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用f1、f2和f3表示。則()Af10，f20，f30 Bf10，f20，f30Cf10，f20，f30 Df10，f20，f30解析首先對整體受力分析可知，整體相對地面沒有相對運(yùn)動趨勢，故f30。再將a和b看成一個(gè)整體，ab整體有相對斜面向下運(yùn)動的趨勢，故b與P之間有摩擦力，即f20。再對a進(jìn)行受力可知，由于a處于靜止?fàn)顟B(tài)，故a相對于

3、b有向下運(yùn)動的趨勢，故a和b之間存在摩擦力作用，即f10，故C正確。答案C(1)分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí)，一般整體法與隔離法綜合使用。(2)判斷靜摩擦力主要采用狀態(tài)分析法，即弄清物體的運(yùn)動狀態(tài)，然后由受力情況進(jìn)行分析，其次采用假設(shè)法。(多選)如圖所示，A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)也相同。三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動，運(yùn)動方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是()AA物體受到的摩擦力方向向右B三個(gè)物體中只有A物體受到的摩擦力是零CB、C受到的摩擦力方向相同DB、C受到的摩擦力方向相反答案BC解析A物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動，它們之間無相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，即

4、無摩擦力作用，A錯(cuò)誤；B、C兩物體雖運(yùn)動方向不同，但都處于平衡狀態(tài)，由沿傳送帶方向所受合力為零可知，B、C兩物體均受沿傳送帶方向向上的摩擦力作用，故B、C正確，D錯(cuò)誤。考點(diǎn)2摩擦力大小的計(jì)算1靜摩擦力大小的計(jì)算(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動)，利用力的平衡條件來求解其大小。(2)物體有加速度時(shí)，若只有摩擦力，則Ffma，例如，勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上物塊靠摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度。若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合ma，先求合力再求摩擦力。(3)最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，為了處理問題的方便，最大靜摩擦力常常按近似等于滑動摩擦力處理。2計(jì)算摩擦力時(shí)的三點(diǎn)注意(1)首先分清摩

5、擦力的性質(zhì)，因?yàn)橹挥谢瑒幽Σ亮Σ庞杏?jì)算公式，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓定律來求解。(2)公式FFN中FN為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān)，與接觸面積的大小也無關(guān)。例2(多選)物體A和B相對靜止，以共同的速度沿斜面勻速下滑，則()AA、B間無摩擦力的作用BB受到滑動摩擦力的大小為(mAmB)gsinCB受到的靜摩擦力的大小為mAgsinD取走A物體后，B物體將勻加速下滑解析以A為研究對象，A處于平衡狀態(tài)，因此有fmAgsin，所以A受到B對其沿斜面向上的摩擦力作用，故A錯(cuò)誤；以整體為研究對象，根據(jù)平衡狀態(tài)有：(

6、mAmB)gsinfB，故B正確；A對B的靜摩擦力與B對A的靜摩擦力大小相等，故有ffmAgsin，C正確；由前面分析知：(mAmB)gsinfB，根據(jù)滑動摩擦力公式有fB(mAmB)gcos，得tan，取走A物體后，物體B所受滑動摩擦力為mBgcos，代入tan，得mBgcosmgsin，即物體B受力仍然平衡，則物體B仍將沿斜面勻速下滑，故D錯(cuò)誤。答案BC(1)求摩擦力必須分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力。(2)靜摩擦力的大小要依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算。(3)滑動摩擦力計(jì)算時(shí)一定要注意正壓力的變化。(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上，木塊m受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長

7、木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為2。下列說法正確的是()A木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)gC當(dāng)F2(mM)g時(shí)，木板便會開始運(yùn)動D無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動答案AD解析由于木塊在木板上運(yùn)動，所以木塊受到木板的滑動摩擦力的作用，其大小為1mg，根據(jù)牛頓第三定律可得木塊對木板的滑動摩擦力也為1mg。又由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，木板在水平方向上受到木塊的摩擦力1mg和地面的靜摩擦力的作用，二力平衡，A正確，B錯(cuò)誤；若增大F的大小，只能使木塊加速運(yùn)動，但木塊對木板的滑動摩擦力大小不變，因而也就不可

8、能使木板運(yùn)動起來，C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)3摩擦力的突變1通常用臨界法分析摩擦力突變問題(1)題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時(shí)，一般隱藏著臨界問題。有時(shí)，有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術(shù)語”，但審題時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過程中會發(fā)生突變，則該物理量突變時(shí)物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。(2)靜摩擦力是被動力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對運(yùn)動的趨勢，而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)研究傳送帶問題時(shí)，物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動性質(zhì)的分界點(diǎn)。2摩擦力的突變問題，在分析中很容易出錯(cuò)

9、，在解決此類問題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)如題干中無特殊說明，一般認(rèn)為最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。(2)此類問題涉及的過程較為復(fù)雜，一般采用過程分析法，有時(shí)也可用特殊位置分析法解題。3常見分類例3(多選)木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為0.25，夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2 cm，彈簧的勁度系數(shù)為400 N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動，現(xiàn)用F1 N的水平拉力作用在木塊B上，如圖所示，設(shè)滑動摩擦力與最大靜摩擦力相等，則力F作用后()A木塊A所受摩擦力大小是8 NB木塊A所受摩擦力大小是11.5 NC木塊B所受摩擦力大小是9 ND木塊B所受摩擦力大小是7

10、 N解析未加F時(shí)，木塊A在水平方向上受彈簧的彈力F1及靜摩擦力FA作用，且FAF1kx8 N，木塊B在水平方向上受彈簧彈力F2和靜摩擦力FB作用，且FBF2kx8 N，在木塊B上施加F1 N的向右的拉力后，由于F2Fv1，則()At2時(shí)刻，小物塊離A處的距離達(dá)到最大Bt2時(shí)刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大C0t2時(shí)間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左D0t3時(shí)間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用答案B解析當(dāng)小物塊速度為零時(shí)，小物塊離A處的距離達(dá)到最大，為t1時(shí)刻，A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達(dá)到最大，B正確；0t2時(shí)間內(nèi)，小物塊受到的摩擦力方向一直向右，C錯(cuò)誤；0

11、t2時(shí)間內(nèi)，小物塊始終受到大小不變的滑動摩擦力作用，t2t3時(shí)間內(nèi)，由于小物塊與傳送帶速度相同，二者相對靜止，小物塊不受摩擦力作用，D錯(cuò)誤。9. (2015山東高考)如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數(shù)為1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為()A. B.C. D.答案B解析B恰好不下滑時(shí)，設(shè)作用在B上的水平力為F，則有1FmBg；A恰好不滑動，由A、B整體，得F2(mAgmBg)，所以，選項(xiàng)B正確。10. (2017臨汾調(diào)研)(多選)如圖所示，傾角為的

12、斜面c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接，連接b的一段細(xì)繩與斜面平行。在a中的沙子緩慢流出的過程中，a、b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()Ab對c的摩擦力一定減小Bb對c的摩擦力方向可能平行斜面向上C地面對c的摩擦力方向一定向右D地面對c的摩擦力一定減小答案BD解析若magmbgsin，則b對c的摩擦力平行于斜面向上，且隨a中的沙子緩慢流出，b對c的摩擦力減?。蝗鬽agmBg，故隨著角度的減小，摩擦力依舊沿斜面向上，大小逐漸減小，C正確，D錯(cuò)誤。12(2017湖北棗陽一中三模)如圖所示，在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為m的木板A、B以及木塊C，初始時(shí)刻木板與木塊均處于

13、靜止?fàn)顟B(tài)，A、B、C之間以及B與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g?，F(xiàn)將水平輕繩一端固定在A上，另一端繞過光滑滑輪系一質(zhì)量為m的小物塊D，則以下判斷正確的是()A當(dāng)mg 3mg時(shí)，木板B開始滑動BB受到桌面的摩擦力大小不可能等于mgCA、C之間的摩擦力大小一定等于mgD不管m多大，木板B一定保持靜止答案D解析先對木板B進(jìn)行受力分析，豎直方向受重力、壓力和支持力，水平方向受A對B向右的摩擦力f和地面對B向左的摩擦力f，由于A對B的最大摩擦力為(mm)g，小于桌面對B的最大摩擦力(m2m)g，故木板B一定保持靜止，故A錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)小物塊D的質(zhì)量m較小時(shí)

14、，A、B、C保持靜止，根據(jù)平衡條件可知，B受到桌面的摩擦力大小等于mg，故B錯(cuò)誤；當(dāng)A、C不發(fā)生相對滑動時(shí)，A、C之間的摩擦力為零，故C錯(cuò)誤。13(2018衡水檢測)(多選)如圖甲所示，A、B兩個(gè)物體疊放在水平面上，B的上下表面均水平，A物體與一拉力傳感器相連接，連拉力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平。從t0時(shí)刻起，用一水平向右的力Fkt(k為常數(shù))作用在B的物體上，力傳感器的示數(shù)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，已知k、t1、t2，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。據(jù)此可求()AA、B之間的最大靜摩擦力B水平面與B之間的滑動摩擦力CA、B之間的動摩擦因數(shù)ABDB與水平面間的動摩擦因數(shù)答案AB解析由圖乙知t1時(shí)刻后傳感器才有示數(shù)，即在t1時(shí)刻后地面對B達(dá)到最大靜摩擦力，地面對B的最大靜摩擦力為Ffmkt1，t1t2內(nèi)傳感器示數(shù)逐漸增大，說明B對A有向右的靜摩擦力，且逐漸增大，t2時(shí)刻后傳感器示數(shù)不變，A、B發(fā)生相對滑動，則FfABkt2Ffmk(t2t1)，A、B正確；由于A、B的質(zhì)量未知，則AB和不能求出，C、D錯(cuò)誤。14. (2017天津南開區(qū)期末)如圖所示，質(zhì)量為mB24 kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為mA22 kg的木箱A放在木板B上。一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為37。已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)