2011屆物理高考一輪復習專題二：摩擦力受力分析.ppt

1產生：兩個相互接觸的物體，有 時產生的摩擦力 2作用效果：總是起著阻礙物體間 的作用 3產生條件：相互接觸且 ；有 ； ,相對運動趨勢,相對運動趨勢,擠壓,相對運動趨勢,接觸面粗糙,摩擦力 受力分析,受靜摩擦力作用的物體一定靜止嗎？ 提示：受靜摩力作用的物體不一定靜止；可能靜止，可能運動 4大?。弘S外力的變化而變化，大小在零和最大靜摩擦力之間 5方向：與接觸面相切，且總是與物體的 方向相反 6最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值，叫做最大靜摩擦力,相對運動趨勢,1. 物體受到靜摩擦力時，物體不一定是靜止的，也可能 是運動的，但一定是相對靜止的如圖221所示， 物體隨傳送帶一起以速度v向上運動，物體相對傳送 帶靜止物體雖然運動受到的卻是靜摩擦力 2其大小、方向都跟產生相對運動趨勢的外力密切相關，但跟接觸面相互間壓力FN無直接關系因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，變化性強是它的特點，其大小只能依據(jù)物體的運動狀態(tài)進行計算，若為平衡態(tài)，靜摩擦力將由平衡條件建立方程求解；若為非平衡態(tài)，可由動力學規(guī)律建立方程求解,圖221,3最大靜摩擦力Ffm是物體將要發(fā)生相對滑動這一臨界狀態(tài)時的摩擦力，它的數(shù)值與FN成正比，在FN不變的情況下，滑動摩擦力略小于Ffm，而靜摩擦力可在0Ffm間變化,1. 如圖222所示，物體m靜止于傾角為的斜面上，現(xiàn)用垂直于斜面的推力 Fkt(k為比例常量、t為時間)作用在物體上從t0開始，物體所受摩擦力f隨時間t的變化關系是( ),圖222,解析：物體原來就靜止在斜面上，所受合力為零，施加推力F，使物體對斜面的壓力增大，沿斜面方向上的力沒有變化，合力仍為零，即靜摩擦力等于物體的重力沿斜面向下的分力，D正確 答案：D,1產生：兩個相互接觸的物體發(fā)生 時產生的摩擦力 2作用效果：總是起著阻礙物體間 的作用 3產生條件：相互接觸且 ；有 運動； 4大?。夯瑒幽Σ亮Υ笮∨c 成正比，即：Ff . 5方向：跟接觸面相切，并跟物體 相反,相對運動,相對運動,擠壓,相對,接觸面粗糙,壓力,FN,相對運動方向,要正確理解摩擦力產生條件中“相對”的含義：“相對”既不是對“地”，也不是對“觀察者”，“相對”的是跟它接觸的物體，即把其中一個物體作參考系，分析另一個物體相對于參考系的運動,對FfFN的理解 (1)將Ff /FN定義為動摩擦因數(shù)，即Ff /FN，只與接觸面的粗糙程度、接觸面的材料有關，與接觸面積和接觸面上受力、運動狀態(tài)無關 (2)“FfFN”中FN“并不總是等于物體的重力”，是易錯點，例如，質量為m的物塊沿傾角為的斜面下滑，則壓力大小FNmgcos，只有物體置于水平接觸面上且在豎直方向上處于平衡狀態(tài)時，才有FNmg成立,2. (2010田家炳實驗中學模擬)某同學在探究摩擦力的實驗中采用了如圖223所示的操作，將一個長方體木塊放在水平桌面上，然后用一個力傳感器對木塊施加一個水平拉力F，并用另外一個傳感器對木塊的運動狀態(tài)進行監(jiān)測，表中是她記錄的實驗數(shù)據(jù)木塊的重力為10.00 N，重力加速度g9.80 m/s2，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)回答下列問題(答案保留3位有效數(shù)字)：,圖223,(1)木塊與桌面間的最大靜摩擦力Ffm_ N； (2)木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)_； (3)木塊勻加速運動時受到的摩擦力Ff_ N.,解析：(1)木塊勻速運動時的滑動摩擦力為4.01 N， 因此最大靜摩擦力Ffm一定大于4.01 N. (2)由Ffmg得：0.401. (3)木塊勻加速運動時所受的摩擦力為滑動摩擦力， 故Ff4.01 N. 答案：(1)4.01 (2)0.401 (3)4.01,1概念：把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出 來，并畫出物體所受力的 ，這個過程就是受力分析 2受力分析的一般順序 先分析 ，再分析 (彈力、摩擦力)，最后分析其他力 (電磁力、浮力等),示意圖,重力,接觸力,對物體受力分析時應注意以下幾點 (1)不要把研究對象所受的力與它對其他物體的作用力相混淆； (2)對于作用在物體上的每一個力，都必須明確它的來源，不能無中生有； (3)分析的是物體受到哪些“性質力”(按性質分類的力)， 不能把“效果力”與“性質力”混淆重復分析 假設法是受力分析有效的輔助方法當不容易確定某力的有無或方向時，可先 假設該力有或無(或方向)，看引起的結果是否符合給定的運動狀態(tài)或形變效果,【例1】如圖224所示，一斜面體靜止在粗糙的水平地面上，一物體恰能在斜面體上沿斜面勻速下滑，可以證明此時斜面不受地面的摩擦力作用若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體，使物體加速下滑，斜面體依然和地面保持相對靜止，則斜面體受地面的摩擦力( ) A大小為零 B方向水平向右 C方向水平向左 D大小和方向無法判斷,圖224,解析：物體由斜面上勻速下滑時，斜面體對物體的作用力與物體的重力等大反向，因此斜面體對物塊的作用力豎直向上，根據(jù)物體間相對作用，物體對斜面體的作用力豎直向下；若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物體，使物體加速下滑，物體對斜面體的作用力大小方向不變，因此地面對斜面體的摩擦力仍然為零，A正確 答案：A,靜摩擦力方向的判斷方法 1假設法,2狀態(tài)法：根據(jù)二力平衡條件、牛頓第二定律或牛頓第三定律，可以判斷靜摩擦力的方向假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上靜止不動，這時地面會對桌子施一靜摩擦力根據(jù)二力平衡條件可知，該靜摩擦力的方向與推力的方向相反，加速狀態(tài)時物體所受的靜摩擦力可由牛頓第二定律確定 3利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關系)來判斷此法關鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力方向，再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力,11如圖225所示，一個木塊放在固定的粗糙斜面上，今對木塊施一個既與斜面底邊平行又與斜面平行的推力F，木塊處于靜止狀態(tài)，如將力F撤消，則木塊( ) A仍保持靜止 B將沿斜面下滑 C受到的摩擦力大小不變 D受到的摩擦力方向不變,圖225,解析：有力F作用時，木塊在斜面內的受力如圖，且Ff 當撤去力F后，木塊只受mgsin和Ff，且FfFf ，故仍靜止，摩擦力的方向變?yōu)檠匦泵嫦蛏?答案：A,【例2】一質量不計的彈簧原長為10 cm，一端固定于質量m2 kg的物體上，另一端施一水平拉力F.(g10 m/s2) (1)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2， 當彈簧拉長12 cm時，物體恰好勻速運動，彈簧的勁度系數(shù)多大？ (2)若將彈簧拉長11 cm時，物體所受到的摩擦力大小為多少？ (3)若將彈簧拉長13 cm時，物體所受的摩擦力大小為多少？ (設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等),圖226,解析：(1)物體勻速前進時，k(xx0)mg 則k 200 N/m (2)F1k(x1x0)200(0.110.10)2 N 最大靜摩擦力可看做等于滑動摩擦力fm0.22104 N 故物體沒動，所受靜摩擦力f1F12 N. (3)彈簧彈力F2k(x2x0)200(0.130.10)6 N. 物體將加速前進，此時所受到的滑動摩擦力為f2FNmg0.22104 N. 答案：(1)200 N/m (2)2 N (3)4 N,摩擦力大小的計算方法：在計算摩擦力的大小之前，必須首先分析物體的運動情況，判明是滑動摩擦，還是靜摩擦 (1)滑動摩擦力的計算方法： 可用FfFN計算最關鍵的是對相互擠壓力FN的分析，并不總是等于物體的重力，它跟研究物體受到的垂直于接觸面方向的力密切相關 (2)靜摩擦力的計算方法 一般應根據(jù)物體的運動情況(靜止、勻速運動或加速運動)，利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解,21 如圖227所示，質量分別為m和M兩物體P和Q疊放在傾角為的斜面上，P、Q之間的動摩擦因數(shù)為1，Q與斜面間的動摩擦因數(shù)為2.當它們從靜止開始沿斜面滑下時，兩物體始終保持相對靜止，則物體P受到的摩擦力大小為( ) A0 B1mgcos C2mgcos D(12)mgcos,圖227,解析：當物體P和Q一起沿斜面加速下滑時，其加速度agsin2gcos 因為P和Q相對靜止，所以P和Q之間的摩擦力為靜摩擦力 對物體P應用牛頓第二定律得mgsin Ffma 所以Ff2mgcos，故選C. 答案：C,【例3】如圖228所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止物體B的受力個數(shù)為( ) A2 B3 C4 D5,圖228,解析：以A為研究對象，受力情況如下圖甲所示，此時，墻對物體A沒有支持力(此結論可利用整體法得出) 再以B為研究對象，結合牛頓第三定律，其受力情況如上圖乙所示，即要保持物體B平衡，B應受到重力、壓力、摩擦力、力F四個力的作用，正確選項為C. 答案：C,(1)若物體A被固定在墻上，其他條件不變，則物體B可能受幾個力的作用 (2)若將力F改為水平向左的力作用在物體B上，其他條件不變， 則物體A、B分別受幾個力的作用 解析：(1)若A被固定在墻上，則B可能只受重力和力F兩個力的作用， 也可能受到重力、力F、A對B的壓力、A對B的摩擦力四個力的作用 (2)把A、B作為一個整體受力情況如圖甲所示，即整體受到重力、力F、 墻對整體的壓力和摩擦力四個力的作用,以B為研究對象，受力情況如圖乙所示，即B受到重力、力F、A對B的壓力和摩擦力四個力的作用 以A為研究對象，受力情況如上圖丙所示，即A受到重力、墻對A的彈力和摩擦力、B對A的支持力和摩擦力共五個力的作用 答案：(1)2個或4個 (2)5個 4個,受力分析的步驟,31 如圖229所示，傾斜天花板平面與豎直方向夾角為，推力F垂直天花板平面作用在木塊上，使其處于靜止狀態(tài)，則( ) A木塊一定受三個力作用 B天花板對木塊的彈力FNF C木塊受的靜摩擦力等于mgcos D木塊受的靜摩擦力等于mg/cos,圖229,解析：把木塊所受的力沿平行天花板平面和垂直天花板平面分解：mgcosFf ，mgsinFNF.所以木塊一定受四個力作用，天花板對木塊的彈力FNF，因此A、B、D錯誤，C正確 答案：C,如圖2210所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是，兩物塊的質量都是m，滑輪的質量、滑輪軸上的摩擦都不計，若用一水平向右的力F拉P使它做勻速直線運動，求F的大小.,圖2210,【考卷實錄】,【教師點評】,錯誤之處：對物塊P的受力分析不全面 缺少方程FfFN. 解答中式研究對象不明確 錯因剖析：平時沒有養(yǎng)成按一定順序分析受力的習慣， 造成對物體受力分析不全面 處理連接體問題，沒能明確各研究對象、得分方程不全，造成錯誤,思路突破：,正確解答：對Q受力分析如右圖所示 由平衡條件得：F1