高考物理一輪復習 2.1.2 摩擦力課件 粵教版必修1 .ppt

第一單元相互作用第2課時摩擦力 必修1第二章研究物體間的相互作用 基礎回顧 考點一滑動摩擦力 1 滑動摩擦力的定義 兩個相互接觸且擠壓的物體有 時 物體之間產(chǎn)生阻礙 的力 2 滑動摩擦力產(chǎn)生的條件 1 物體表面有 2 接觸面 3 物體之間要相互 4 有 3 滑動摩擦力的方向 與接觸面 與相對運動的方向 4 滑動摩擦力的大小 答案 1 相對運動相對運動2 1 接觸 2 粗糙 3 擠壓 4 相對運動3 相切相反4 fnfn 材料接觸面粗糙程度面積 滑動摩擦力的大小 f 其中 是指正壓力 叫動摩擦因數(shù) 它的大小是由 和 共同決定的 與接觸的 無關(guān) 要點深化 對滑動摩擦力的理解首先要明確滑動摩擦力是一種被動力 在滑動摩擦力的問題中 某物體由于超前運動而會使另一物體產(chǎn)生對自己的摩擦力來迫使自己緩慢運動 相反 某物體由于運動落后而會使另一物體產(chǎn)生對自己的摩擦力來促使自已跟進運動 根據(jù)以上道理 我們可分析上圖中滑動摩擦力的方向 小物塊a因相對長木板速度快而受到水平向左的摩擦力作用使其做勻減速運動 長木板b 初速為零 因相對小物塊速度慢而受到水平向右的摩擦力作用而使其做勻加速運動 直到雙方的速度相同為止 基礎回顧 考點二靜摩擦力 1 靜摩擦力的定義 兩個相互接觸且擠壓的物體有 時 物體之間產(chǎn)生阻礙 的力 2 靜摩擦力產(chǎn)生的條件 1 物體表面有 2 接觸面 3 物體之間要相互 4 有 3 靜摩擦力的方向 與接觸面 與相對運動趨勢的方向 4 靜摩擦力的大小 答案 1 相對運動趨勢相對運動趨勢2 1 接觸 2 粗糙 3 擠壓 4 相對運動趨勢3 相切相反4 0 f fmax 靜摩擦力大小可以變化 要根據(jù)力的平衡條件確定 但一定壓力下存在一個最大值fmax 實際存在的靜摩擦力f的大小 取值范圍為 要點深化 對靜摩擦力的進一步理解首先要明確靜摩擦力是一種被動力 某物體由于有超前運動的趨勢而會使另一物體產(chǎn)生對自己的靜摩擦力來 咬住 自己帶他一起運動 某物體由于有落后運動的趨勢而會使另一物體產(chǎn)生對自己的靜摩擦力來 牽著 自己跟他一起運動 根據(jù)以上道理 我們可分析如下圖所示的靜摩擦力的方向 主動輪a帶動皮帶b 一起運動 則主動輪邊緣與皮帶 相咬 處某二點上雙方各自所受靜摩擦力的方向如圖所示 主動輪上p 的靜摩擦力 方向沿切線向上 皮帶上p的靜摩擦力方向沿切線向下 皮帶b又帶動從動輪c一起運動 則皮帶與從動輪 相咬 處某二點上雙方各自所受靜摩擦力的方向如圖所示 皮帶上q 的靜摩擦力方向沿切線向下 從動輪上q的靜摩擦力方向沿切線向上 方法一 假設接觸面光滑 看物體是否發(fā)生相對運動 若發(fā)生相對運動 則說明物體原來的靜止是有運動趨勢的靜止 且假設接觸面光滑后物體發(fā)生的相對運動方向即為相對運動趨勢的方向 從而確定靜摩擦力的方向 方法二 根據(jù)物體所處的運動狀態(tài) 應用動力學規(guī)律判定 如兩個疊放在水平面上的物體 上面的物體跟下面的物體一起沿水平方向做勻加速運動 下面物體有施加拉力 上面的物體沒有 則根據(jù)牛頓第二定律 上面物體加速度是下面物體對它的靜摩擦力產(chǎn)生的 題型一判斷摩擦力是否存在的方法 a b c三物塊的質(zhì)量分別為m m和m0 作如圖所示的連接 繩子不可伸長 且繩子和滑輪的質(zhì)量 滑輪的摩擦均可不計 若b隨a一起沿水平桌面做勻速運動 則可以斷定 a 物塊a與桌面之間有摩擦力 大小為m0gb 物塊a與b之間有摩擦力 大小為m0g c 桌面對a b對a 都有摩擦力 兩者方向相同 合力為m0gd 桌面對a b對a 都有摩擦力 兩者方向相反 合力為m0g 解析 a b c三物體均處于平衡狀態(tài) 合外力為零 對于c可知繩子的拉力t m0g 對于b 水平方向不受外力 即a b間無摩擦力 對于a b整體 或隔離a分析 水平方向受到繩子的拉力和桌面對a水平向左的滑動摩擦力f作用 有f t m0g a選項正確 答案 a 題型訓練 1 如右圖所示 水平地面上疊放著a b兩長方形物塊 f是作用在物塊b的水平恒力 物塊a b以相同的速度做勻速直線運動 若在運動中突然將f改作用在物塊a上 則此后物塊a b的運動可能是 a a b仍以相同的速度做勻速直線運動b a做加速運動 b做減速運動 a b最終分離 c a做加速運動 b做減速運動 a b最終沒有分離d a b最終以共同的加速度做勻加速運動 答案 ab 解析 力作用在b上時 a沒有受到摩擦 這時a b間接觸面可能是光滑的 可能是粗糙的 若是光滑的 當力作用在b上時 上面的物體做勻加速運動 下面的物體由于受地面的摩擦力作用而做勻減速運動 雙方最終分離 若是粗糙的 一種情況是a b的摩擦力小于f 則情況與上述相同 另一種情況是雙方存在的是靜摩擦 則雙方保持原來的速度勻速前進 題型二判斷摩擦力的方向 滑動摩擦力的方向總是跟物體相對運動的方向相反 所謂相對運動的方向 即被研究的物體相對于與它相互作用的另一個物體的運動方向 相對運動的方向并不一定與該物體的運動方向相一致 也不能簡單地認為與物體的運動方向相反 像例2相對運動是檔板a和圓柱體的側(cè)面 就要在這里進行研究相對運動的方向 靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切 并且跟物體相對運動趨勢的方向相反 所謂相對運動趨勢的方向 就是假設不存在這個靜摩擦力時 物體間要發(fā)生相對運動的方向 一質(zhì)量為m 2kg的物體置于水平傳送帶上 隨傳送帶一起以速度v1 2 0m s向前運動 中途因受到一光滑擋板的阻礙而停止向前 運動 現(xiàn)要用一平行于擋板的水平力f將物體以速度v2 1 5m s沿著擋板拉離傳送帶 已知板與傳送帶運動方向垂直 如圖所示 物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為 0 3 試求拉力f和擋板對物體的彈力n的大小 解析 物體相對傳送帶的速度 v相 2 5m s與擋板的夾角 arcsin arcos由力的平衡關(guān)系得 f f滑cos mgcos 3 6nn f滑sin mgsin 4 8n 答案 3 6n4 8n 題型訓練 2 如圖所示 質(zhì)量為m的物體放在水平放置的鋼板c上 與鋼板的動摩擦因數(shù)為 由于受到相對于地面靜止的光滑導槽a b的控制 物體只能沿水平導槽運動 現(xiàn)使鋼板以速度v1向右勻速運動 同時用力f拉動物體 方向沿導槽方向 使物體以速度v2沿導槽勻速運動 以下說法正確的是 a 拉力f一定等于物體所受的滑動摩擦力b 拉力f一定小于物體所受的滑動摩擦力 c 鋼板的速度v1越大 拉力f越小d 鋼板的速度v1越大 拉力f越大 答案 bc 解析 物體相對鋼板具有向左的速度分量v1和側(cè)向的速度分量v2 故相對鋼板的合速度v的方向如圖所示 滑動摩擦力的方向與v的方向相反 根據(jù)平衡條件可得 f f cos mg從上式可以看出 鋼板的速度v1越大 拉力f越小 如右圖所示 水平面上一個物體在水平向右的力f作用下向右做勻速直線運動 已知物體的質(zhì)量m 1kg 與水平面的動摩擦因數(shù)為 0 5 題型三摩擦力大小的計算 摩擦力是一種被動力 它的大小與物體本身的狀態(tài)等有關(guān) 當物體保持靜止時 其大小與其他力的合力相平衡 故隨其他力的合力的變化而變化 當物體運動時 其大小由公式f fn 若 不變 則f正比于fn 當物體保持直線運動時 無論其運動狀態(tài)怎樣改變 fn不變 f也不變 1 保持力f的方向不變 突然把力增大一倍 則物體所受的摩擦力變?yōu)槎嗌?物體做什么運動 2 保持力f的大小不變 突然把力改為豎直向上 則物體所受的摩擦力變?yōu)槎嗌?物體做什么運動 解析 物體受到四個力作用 重力mg 支持力fn 摩擦力ff 水平向右的力f 根據(jù)平衡條件 fn mg 10nf ff fn 5n 1 保持力f的方向不變 突然把力增大一倍 因支持力fn沒有變化 故摩擦力不變 故ff1 5n 但向右的合力變大 故物體將改做勻加速直線運動 2 保持力f的大小不變 突然把力改為豎直向上 因而造成水平面對物體的支持力變小 即fn mg f 5n 根據(jù)ff fn 得ff2 2 5n 雖摩擦力變小 但水平方向沒有牽引動力 故物體改做勻減速直線運動 答案 見解析 題型訓練 如右圖所示 abcd為一傾角 30 的粗糙斜面 ad邊與bc邊平行 有一重力g 10n的物體放在斜面上 當對物體施加一個與ab邊平行的拉力f時 物體恰能做勻速直線運動 已知物體與斜面的動摩擦因數(shù) 求 1 物體受到的摩擦力大小 2 拉力f的大小 3 物體運動方向與f方向之間的夾角 解析 物體在平行斜面的方向上 除了受摩擦力ff作用外 沿斜面向下還受重力的一個分力g1 gsin30 5n 物體所受的摩擦力等于f和g1的合力 將f和g1合成如右圖所示 答案 1 5n 2 5n 3 45 1 f n gcos30 5n 2 f 5n 3 運動方向與f方向相反 即與f合相同 設其與f的夾角為 則 tan 1 故 45 警示錯套滑動摩擦力公式求靜摩擦力 如圖所示 將一質(zhì)量為3m的長木板靜止地放在水平地面上 另一質(zhì)量為m的木塊以水平初速度v0滑上長木板 若木塊與木板 木板與地面間的動摩擦因數(shù)均為 則在木塊與長木板相對靜止之前 長木板受地面的摩擦力大小為 a mgb 2 mgc 3 mgd 4 mg 分析糾錯 當木塊在長木板上滑行時 長木板相對地面是滑動還是靜止應先進行判斷 兩物體的受力分析如圖所示 長木板對木塊水