2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5講 摩擦力課件 新人教版.ppt

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考點(diǎn)分階突破 高考模擬演練 教師備用習(xí)題 考綱解讀 第5講 會(huì)判斷摩擦力的大小和方向 會(huì)計(jì)算摩擦力的大小 考點(diǎn)一關(guān)于滑動(dòng)摩擦力的分析與計(jì)算 知能必備 1 定義 一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另一個(gè)物體滑動(dòng)時(shí)所受到的阻礙物體的力 2 產(chǎn)生條件 1 兩物體相互 擠壓 2 物體間的接觸面 3 兩物體間發(fā)生 3 大小 跟正壓力FN成正比 即f FN 表示兩物體間的 4 方向 與接觸面平行 并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向 相對(duì)滑動(dòng) 接觸 粗糙 相對(duì)滑動(dòng) 動(dòng)摩擦因數(shù) 相反 考向探究 例1如圖5 1所示 質(zhì)量m 1kg的物體放在水平放置的鋼板C上 與鋼板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 由于受到相對(duì)地面靜止的光滑導(dǎo)槽A B的控制 物體只能沿水平導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)使鋼板以速度v1 0 8m s向右勻速運(yùn)動(dòng) 同時(shí)用力拉動(dòng)物體 方向沿導(dǎo)槽方向 以速度v2 0 6m s沿導(dǎo)槽勻速運(yùn)動(dòng) 則拉力大小為 A 2NB 1 6NC 1 2ND 1N 圖5 1 答案 C 變式1 滑動(dòng)摩擦力方向的判斷 多選 下列關(guān)于滑動(dòng)摩擦力方向的分析正確的是 答案 CD 變式2 滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算 如圖5 2所示 建筑裝修中工人用質(zhì)量為m的磨石對(duì)斜壁進(jìn)行打磨 當(dāng)對(duì)磨石加豎直向上大小為F的推力時(shí) 磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng) 已知磨石與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 重力加速度為g 則磨石受到的摩擦力是 A F mg cos B F mg sin C F mg cos D F mg 圖5 2 答案 A 特別提醒 1 滑動(dòng)摩擦力的大小滑動(dòng)摩擦力由公式f FN直接計(jì)算 FN為兩接觸物體間的正壓力 此正壓力不一定等于物體重力 滑動(dòng)摩擦力的大小也可根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律求解 2 滑動(dòng)摩擦力的方向滑動(dòng)摩擦力的方向總與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反 判斷滑動(dòng)摩擦力的方向時(shí)一定要明確 相對(duì) 的含義是指相對(duì)跟它接觸的物體 所以滑動(dòng)摩擦力的方向可能與物體實(shí)際運(yùn)動(dòng) 對(duì)地運(yùn)動(dòng) 方向相反 也可能與實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向相同 還可能與物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向成一定的夾角 1 定義 兩個(gè)相互接觸 相對(duì)靜止的物體由于有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而在物體接觸處產(chǎn)生的物體之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力 2 產(chǎn)生條件 1 兩物體相互接觸 2 物體間的接觸面 3 兩物體相對(duì)靜止但有的趨勢(shì) 3 大小 在零至之間變化 4 方向 總是跟接觸面 并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 考點(diǎn)二關(guān)于靜摩擦力的分析與計(jì)算 知能必備 阻礙 擠壓 粗糙 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 最大靜摩擦力 相切 考向探究 例2 2017 重慶期末 如圖5 3所示 兩個(gè)等大 反向的水平力F分別作用在物體B C上 物體A B C都處于靜止?fàn)顟B(tài) 各接觸面與水平地面平行 物體A C間的摩擦力大小為f1 物體B C間的摩擦力大小為f2 物體C與地面間的摩擦力大小為f3 則 A f1 0 f2 0 f3 0B f1 0 f2 F f3 0C f1 F f2 0 f3 0D f1 0 f2 F f3 F 圖5 3 答案 B 變式1 靜摩擦力方向的判斷 下列四種情形中 物體A受摩擦力作用且與A運(yùn)動(dòng)方向相反的是 圖5 4 答案 D 變式2 多選 2018 清華附中摸底 如圖5 5甲所示 放在固定斜面上的物體 受到一個(gè)沿斜面向上的力F作用 始終處于靜止?fàn)顟B(tài) F的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示 則在0 t0時(shí)間內(nèi)物體所受的摩擦力Ff隨時(shí)間t的變化規(guī)律可能為 取沿斜面向上為摩擦力Ff的正方向 圖5 5 圖5 6 答案 BCD 特別提醒 1 靜摩擦力的大小 1 兩物體間實(shí)際產(chǎn)生的靜摩擦力f在零和最大靜摩擦力fmax之間 即0 f fmax 最大靜摩擦力fmax是物體將要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 臨界狀態(tài) 時(shí)的摩擦力 它的數(shù)值與FN成正比 在正壓力FN不變的情況下 最大靜摩擦力fmax略大于滑動(dòng)摩擦力 在一般情況下 可近似認(rèn)為物體受到的最大靜摩擦力等于物體受到的滑動(dòng)摩擦力 2 靜摩擦力的大小要依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算 如果物體處于平衡狀態(tài) 可根據(jù)平衡條件求解靜摩擦力 如果物體處于非平衡狀態(tài) 可根據(jù)牛頓第二定律求解靜摩擦力 2 靜摩擦力的方向靜摩擦力的方向與接觸面相切 與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反 即與受力物體相對(duì)施力物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 常用的判斷靜摩擦力方向的方法主要有 1 假設(shè)法 2 根據(jù) 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 來判定 3 利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來判定 考點(diǎn)三關(guān)于摩擦力的綜合分析與計(jì)算 知能必備 摩擦力發(fā)生突變的原因具有多樣性 可能是物體的受力情況發(fā)生變化 可能是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化 也可能是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生了變化 因此要全面分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 抓住摩擦力突變的原因 才能正確地處理此類問題 1 靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力 靜摩擦力達(dá)到最大值的狀態(tài)是物體恰好保持相對(duì)靜止的臨界狀態(tài) 2 滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力 滑動(dòng)摩擦力存在于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間 因此兩物體的速度達(dá)到相同時(shí) 滑動(dòng)摩擦力要發(fā)生突變 變?yōu)榱慊蜃優(yōu)殪o摩擦力 3 由一個(gè)靜摩擦力突變?yōu)榱硪粋€(gè)靜摩擦力 靜摩擦力是被動(dòng)力 其大小 方向取決于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)取決于主動(dòng)力 若主動(dòng)力發(fā)生突變而物體仍然處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài) 則其靜摩擦力將由一個(gè)靜摩擦力突變?yōu)榱硪粋€(gè)靜摩擦力 考向探究 例3 多選 2017 長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)模擬 某緩沖裝置的理想模型如圖5 7所示 勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連 輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng) 與槽間的滑動(dòng)摩擦力不變 輕桿向右移動(dòng)不超過l時(shí) 裝置可安全工作 一小車若以速度v0撞擊彈簧 已知裝置可安全工作 輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力f0 且不計(jì)小車與地面間的摩擦 彈簧始終處于彈性限度內(nèi) 從小車與彈簧剛接觸時(shí)開始計(jì)時(shí)到小車離開彈簧這段時(shí)間內(nèi) 輕桿所受的摩擦力f隨時(shí)間t變化的f t圖像可能是 圖5 7 圖5 8 變式1 靜 動(dòng) 突變 如圖5 9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 連接力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平 從t 0時(shí)刻起 用一水平向右的力F kt k為常數(shù) 作用在B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 k t1 t2已知 且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 據(jù)此可求 A A B之間的最大靜摩擦力B 水平面與B之間的滑動(dòng)摩擦力C A B之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ABD B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 圖5 9 變式2 靜 靜 突變 多選 木塊A B所受的重力均為40N 它們與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0 25 夾在A B之間的輕彈簧被壓縮了 x 2 0cm 彈簧的勁度系數(shù)k 400N m 系統(tǒng)置于水平地面上靜止 現(xiàn)用F 10N的水平力推木塊B 如圖5 10所示 力F作用后 最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 A 木塊A所受的靜摩擦力為8NB 彈簧的壓縮量變?yōu)? 5cmC 木塊B所受的靜摩擦力為0D 木塊B所受的靜摩擦力為2 0N 圖5 10 變式3 動(dòng) 靜 突變 2017 湖南十校聯(lián)考 如圖5 11所示 質(zhì)量為2kg的物體與水平地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0 2 水平地面足夠大 t 0時(shí) 物體以2m s的初速度向右運(yùn)動(dòng) 同時(shí)對(duì)物體施加一個(gè)水平向左的大小恒為2N的拉力F 向右為正方向 g取10m s2 在t 0之后 A 物體所受摩擦力不會(huì)變化B 物體所受摩擦力會(huì)由 4N變?yōu)?2NC 物體所受摩擦力會(huì)由 4N變?yōu)?2ND 物體所受摩擦力會(huì)由 4N變?yōu)?2N 圖5 11 特別提醒 摩擦力突變問題的分析 1 靜 靜 突變 物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí) 如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài) 則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變 2 靜 動(dòng) 突變 物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)其他力變化時(shí) 如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài) 則物體受到的靜摩擦力將 突變 成滑動(dòng)摩擦力 3 動(dòng) 靜 突變 在摩擦力和其他力作用下 做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑行時(shí) 物體將不再受滑動(dòng)摩擦力作用 滑動(dòng)摩擦力可能 突變 為靜摩擦力 4 動(dòng) 動(dòng) 突變 在滑動(dòng)摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)至達(dá)到共同速度后 如果在靜摩擦力作用下不能保證相對(duì)靜止 則物體將受滑動(dòng)摩擦力作用 高考真題 1 2013 全國卷 如圖5 12所示 在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用 F平行于斜面向上 若要物塊在斜面上保持靜止 F的取值應(yīng)有一定范圍 已知其最大值和最小值分別為F1和F2 F2 0 由此可求出 A 物塊的質(zhì)量B 斜面的傾角C 物塊與斜面間的最大靜摩擦力D 物塊對(duì)斜面的正壓力 圖5 12 答案 C 答案 C 3 2016 海南卷 如圖5 14所示 在水平桌面上放置一斜面體P 兩長(zhǎng)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和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 A f1 0 f2 0 f3 0B f1 0 f2 0 f3 0C f1 0 f2 0 f3 0D f1 0 f2 0 f3 0 圖5 14 精選模擬 4 2017 湖北沙市中學(xué)第二次考試 如圖5 15所示 在恒力F作用下 a b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運(yùn)動(dòng) 則關(guān)于它們受力情況的說法正確的是 A a一定受到4個(gè)力B b可能受到4個(gè)力C a與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D a與b之間不一定有摩擦力 圖5 15 5 2017 廣州質(zhì)檢 如圖5 16所示 兩個(gè)相同的小物體P Q靜止在斜面上 P與Q之間的彈簧A處于伸長(zhǎng)狀態(tài) Q與擋板間的彈簧B處于壓縮狀態(tài) 則以下判斷正確的是 A 撤去彈簧A 物體P將下滑 物體Q將靜止B 撤去彈簧A 彈簧B的彈力將變小C 撤去彈簧B 兩個(gè)物體均保持靜止D 撤去彈簧B 彈簧A的彈力將變小 圖5 16 2 如圖所示 在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板 其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊 假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等 現(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F kt k是常數(shù) 木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2 下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是