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1、2022年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)學(xué)案 摩擦力一、 明確摩擦力產(chǎn)生的條件（1） 物體間直接接觸 （2） 接觸面粗糙（3） 接觸面間有彈力存在（4） 物體間有相對運動或相對運動趨勢這四個條件緊密相連，缺一不可顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是光滑的，則肯定不存在摩擦力但滿足(1)、(2)而缺少(3)、 (4)中的任意一條，也不會有摩擦力如一塊磚緊靠在豎直墻，放手后讓其沿墻壁下滑，它滿足條件(1)、(2)、(4)，卻不具備條件(3)，即相互間無壓力，故磚不可能受到摩擦力作用又如，靜止在粗糙水平面上的物體它滿足了條件(1)、 (2)、(3)，缺少條件(4)，當(dāng)然也不存在摩擦力ABF圖1 由于不明確
2、摩擦力產(chǎn)生的條件，導(dǎo)致答題錯誤的事是經(jīng)常發(fā)生的 例1 (1994年全國考題)如圖1所示，C是水平地面，、是兩個長方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊上沿水平方向的力，物體和以相同的速度作勻速直綫運動，由此可知，、間的動摩擦因數(shù)和、間的動摩擦因數(shù)有可能是(A) 0， 0 (B) 0， 0(C) 0，0 (D) 0，0解析：本題中選、整體為研究對象，由于受推力的作用做勻速直線運動，可知地面對的摩擦力一定水平向左，故 0，對A受力分析可知，水平方向不受力，可能為0，可能不為0。正確答案為(B)、(D)二、了解摩擦力的特點 摩擦力具有兩個顯著特點：(1)接觸性； (2)被動性所謂接觸性，即指物體受摩擦力作用物體間
3、必直接接觸(反之不一定成立)。這種特點已經(jīng)包括在摩擦力產(chǎn)生的條件里，這里不贅述。對于摩擦力的被動性，現(xiàn)仔細(xì)闡述。所謂被動性是指摩擦力隨外界約束因素變化而變化熟知的是靜摩擦力隨外力的變化而變化。圖2 例2 (1992年全國考題)如圖2所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力，即、和摩擦力作用，木塊圖2處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中10N、2N，若撤去力，則木塊在水平方向受到的合力為 (A)10N，方向向左 (B)6N，方向向右 (C)2N，方向向左 (D)零解析；沒有撤去時，物體所受合外力為零，此時靜摩擦力大小為8N，方向向左撤去以后，物體在作用下不可能沿水平方向發(fā)生運動狀態(tài)的改變，物體仍保擰靜止
4、此時地面對物體的靜摩擦力大小為2N，方向向右從上述分析可見靜摩擦力是被動力答案應(yīng)為(D)對于滑動摩擦力同樣具有被動性三、 把握摩擦力大小和方向的計算和判斷 中學(xué)物理只談靜摩擦和滑動摩擦兩種(滾動摩擦不講)其中沒有具體的計算公式，是隨外力變化的范圍值o，一般根據(jù)(1)平衡條件求；(2)根據(jù)物體運動狀態(tài)，由牛頓運動定律求而不但可根據(jù)上述的 (1)、(2)方法求，還可以用公式計算圖3ab 例3 如圖3所示，質(zhì)量為、帶電量為+q的小物體，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，粗糙擋板ab的寬度略大于小物體厚度現(xiàn)給帶電體一個水平?jīng)_量，試分析帶電體所受摩擦力的情況 解析：帶電體獲得水平初速它在它在磁場中受洛侖茲
5、力和重力，若，則帶電體作勻速直線運動，不受摩擦力作用 若，則帶電體貼著a板前進(jìn)，滑動摩擦力，速度越來越小，變小，當(dāng)減小到，又有,它又不受摩擦力作用而勻速前進(jìn) 若，則帶電體貼著b板前逆。滑動摩擦力；,它減速運動動直至靜止，而卻是變大的這充分說明也是具有被動性，所以摩擦力是被動力了解摩擦力的上述特點在解題時就能因題致宜，靈活地思考，少走彎路，避免出錯. 對于滑動摩擦力的大小，還必須了解其與物體運動狀態(tài)無關(guān)，與接觸面積大小無關(guān)的特點 m圖4例4 如圖4所示，一質(zhì)量為m的貨物放在傾角為的傳送帶上隨傳送帶一起向上或向下做加速運動設(shè)加速度大小為，試求兩種情況下貨物所受的摩擦力 解析：物體m向上加速運動時，
6、由于沿斜面向下有重力的分力，所以要使物體隨傳送帶向上加速運動，傳送帶對物體的摩擦力必定沿傳送帶向上物體沿斜面向下加速運動時，摩擦力的方向要視加速度的大小而定，當(dāng)加速度為某一合適值時，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，則摩擦力為零；當(dāng)加速度大于此值時，摩擦力應(yīng)沿斜面向下；當(dāng)加速度小于此值時，摩擦力應(yīng)沿斜面向上向上加速運動時，由牛頓第二定律，得：所以F-mgsina=ma，方向沿斜面向上向下加速運動時，由牛頓第二定律，得： mgsinaFma(設(shè)F沿斜面向上)所以F=mgsina-ma當(dāng)a0與所設(shè)方向相同沿斜面向上當(dāng)agsina時，F(xiàn)=0即貨物與傳送帶間無摩擦力作用當(dāng)agsina時，F(xiàn)0
7、與所設(shè)方向相反沿斜面向下 小結(jié)：當(dāng)物體加速運動而摩擦力方向不明確時，可先假設(shè)摩擦力向某一方向，然后應(yīng)用牛頓第二定律導(dǎo)出表達(dá)式，再結(jié)合具體情況進(jìn)行討論 例5 如圖5所示，質(zhì)量M=10Kg的木楔ABC靜止于水平地面上，動摩擦因數(shù)002，在木楔的傾角為300的斜面上有一質(zhì)量m1.0 kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑當(dāng)滑行路程S14m時，其速度s14ms，在此過程中木楔沒有動求地面對木楔的摩擦力的大小和方向(g取10 ms) 解析：地面對木楔的摩擦力為靜摩擦力，但不一定為最大靜摩擦力，所以不能由FF，來計算求得，只能根據(jù)物體勻運動情況和受力情況來確定 物塊沿斜面勻加速下滑，由可求得物塊下滑的加速度可知物
8、塊受到摩塔力的作用此條件下，物塊與木楔受力情況分別如圖6.7所示BF1F2mgFN2F N1圖7ACFN1mg圖6F1 物塊沿斜面以加速度Q下滑，對它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛頓第二定律有mgsin一F1ma mgcosFN10 木楔靜止，對它沿水平方向和豎直方向由牛頓第二定律，并注意F1與F1，F(xiàn) N1與FN1，等值反向，有F2+ F1cosFN1sin0 由上面各式解得地面對木楔的摩擦力 此力方向與所設(shè)方向相同，由C指向B。另外由以上幾式聯(lián)立還可以求出地面對木楔的支持力 顯然，這是由于物塊和木楔系統(tǒng)有向下的加速度而產(chǎn)生了失重現(xiàn)象。對此題也可以系統(tǒng)為研究對象。在水平方向，木楔靜止，加速度
9、為零，物塊加速度水平分量為。對系統(tǒng)在水平方向由牛頓第二定律，有答案：061 N 方向由C一B 小結(jié)：(1)靜摩擦力的大小是個變量，它的大小常需要根據(jù)物體的運動狀態(tài)及摩擦力與物體所受其他力的關(guān)系來確定 (2)由此題可看出，研究對象的選取對解題步驟的簡繁程度有很大的影響。練習(xí)圖81、如圖8所示，位于斜面上的物塊m在沿斜面向上的力F作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力 方向可能沿斜面向上 方向可能沿斜面向下 大小可能為零 大小可能等于F以上判斷正確的是( D ) A只有 B只有 C只有 D都正確2、(xx年連云港第二次調(diào)研題)某人在乎直公路上騎自行車，見到前方較遠(yuǎn)處紅色交通信號燈亮起，他
10、便停止蹬車，此后的一段時間內(nèi)，自行車前輪和后輪受到地面的摩擦力分別為和，則 ( C )A向后，后向前 B向前，向后 圖9 C向后，向后 D向前，向前3、如圖9所示，重6N的木塊靜止在傾角為300的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木塊，木塊仍保持靜止，則木塊所受的摩擦力大小為( C ) A4 N B3 N C5 N D6 N圖10APV4、(xx年樂山調(diào)研題)如圖10所示， 質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長木板A上滑行，長木板放在水平地面上，一直處于靜止?fàn)顟B(tài)若長木板A與地面間的動摩擦因數(shù)為,木塊P與長板A間的動摩擦因數(shù)為，則長木板ab受到地面的摩擦力大小為 ( C ) A B
11、 C Dm1m2圖115、(xx年黃岡調(diào)研題)如圖11所示，在粗糙水平面上有一個三角形木 塊，在它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質(zhì)量為m1和m2的小木塊，已知三角形木塊和兩個小木塊均靜止，則粗糙水平面對三角形木塊( A )A沒有摩擦力作用 B有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右C有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左D有摩擦力作用，但其方向無法確定，因為m1、m2、 的數(shù)值并未給出圖126、(xx年寧波期末試題)某空間存在著如圖l2所示的水平方向的勻強(qiáng)磁場，A、B兩個物塊疊放在一起，并置于光滑的絕緣水平地面上，物塊A帶正電，物塊B為不帶電的絕緣塊；水平恒力F作用在物塊B上，使A、B一起由靜止開始水平向左運動
12、在A、B一起水平向左運動的過程中，關(guān)于A、B受力情況的以下說法，正確的是( B ) AA對B的壓力變小 BB對A的摩擦力保持不變 C。A對B的摩擦力變大 DB對地面的壓力保持不變?nèi)鐖D137、如圖13所示，一直角斜槽(兩槽面夾角為90)，對水平面夾角為30，一個橫截面為正方形的物塊恰能沿此槽勻速下滑，假定兩槽面的材料和表面情況相同，問物塊和槽面間的動摩擦因數(shù)為多少? 解析：因為物塊對直角斜槽每一面的正壓力為mgcos.cos45，所以當(dāng)物體勻速下滑時，有平衡方程：mgsin=2mgcoscos45mgcos，所以=8、質(zhì)量m=1.5Kg的物塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力F的作用下,從水平面上A點由靜
13、止開始運動,運動一段距離撤去該力,物體繼續(xù)滑行t=2.0s停在B點.已知AB兩點間的距離S=5.0m,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù),求恒力F為多大?(g=10m/s2)解析：設(shè)撤去力前物塊的位移為，撤去力時物塊的速度為 ，物塊受到的滑動摩擦力對撤去力后物塊滑動過程應(yīng)用動量定理得由運動學(xué)公式得對物塊運動的全過程應(yīng)用動能定理由以上各式得代入數(shù)據(jù)解得vLA圖149.如圖14所示,靜止在水平面上的紙帶上放一質(zhì)量m為的小金屬塊(可視為質(zhì)點), 金屬塊離紙帶右端距離為L, 金屬塊與紙帶間動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用力向左將紙帶從金屬塊下水平抽出,設(shè)紙帶加速過程極短,可認(rèn)為紙帶在抽動過程中一直做勻速運動.求:（1） 屬
14、塊剛開始運動時受到的摩擦力的大小和方向;(2)要將紙帶從金屬塊下水平抽出,紙帶的速度v應(yīng)滿足的條件.解析：（1）金屬塊與紙帶達(dá)到共同速度前，金屬塊受到的摩擦力為：，方向向左。（2） 出紙帶的最小速度為即紙帶從金屬塊下抽出時金屬塊速度恰好等于。對金屬塊： 金屬塊位移：紙帶位移：兩者相對位移：解得：故要抽出紙帶，紙帶速度MmFa圖1510.如圖15所示,物塊和斜面體的質(zhì)量分別為m.M,物塊在平行于斜面的推力F作用下沿斜面加速度a向上滑動時,斜面體仍保持靜止.斜面傾角為,試求地面對斜面體的支持力和摩擦力.mg圖17解析:由于小物塊沿斜面加速上升，所以物塊與斜面不能看成一個整體，應(yīng)分別對物塊與斜面進(jìn)行研究。mgF圖16（1） 取物塊為研究對象，受力分析如圖16所示：由題意得： 由得：（2） 取斜面為研究對象，受力分析如圖17得：又因為與是作用力與反作用力，與是作用力與反作用力由牛頓第三定律得： 由解得：
2022年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)學(xué)案 摩擦力
