【步步高】2020年高考物理大一輪 第二章 第2課時 摩擦力 新人教版必修1
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1、第2課時 摩擦力 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.會判斷摩擦力的有無和方向.2.會計算摩擦力的大?。? 一、靜摩擦力 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1.一只玻璃瓶,在下列情況下是否受到摩擦力?如果受到摩擦力,摩擦力的方向如何? (1)瓶子靜止在粗糙水平桌面上. (2)瓶子靜止在傾斜的桌面上. (3)瓶子被握在手中,瓶口朝上. (4)瓶子壓著一紙條,扶住瓶子把紙條抽出. 2.重量為100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 N的水平推力,才能使它從原地開始運動.由此可知:木箱與地板間的最大靜摩擦力Fmax=________.如果用20 N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是__________. [知
2、識梳理] 1.產(chǎn)生:兩個相互接觸的物體,有____________時產(chǎn)生的摩擦力. 2.作用效果:總是起著阻礙物體間________________的作用. 3.產(chǎn)生條件:(1)相互接觸且________;(2)有______________;(3)________________. 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. :受靜摩擦力的物體一定靜止嗎?舉例說明. 二、滑動摩擦力 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1.手壓著桌面向前移動,會明顯地感覺到有阻力阻礙手
3、的移動.手對桌面的壓力越大,阻力越大.試一試,并說明道理. 2.在我國東北寒冷的冬季,雪橇是常見的運輸工具.一個有鋼制滑板的雪橇,連同車上的木料的總重量為4.9×104 N.在水平的冰道上,馬要在水平方向用多大的力,才能夠拉著雪橇勻速前進?(鋼-冰間的動摩擦因數(shù)為0.02) [知識梳理] 1.產(chǎn)生:兩個相互接觸的物體發(fā)生________時產(chǎn)生的摩擦力. 2.作用效果:總是起著阻礙物體間____________的作用. 3.產(chǎn)生條件:(1)相互接觸且________;(2)有____________;(3)________________. 4.大小:滑動摩擦力大小與________
4、成正比,即:Ff=________. 5.方向:跟接觸面相切,并跟物體________________相反. :怎樣正確理解“相對”的含義? 考點一 靜摩擦力的有無及方向判斷 考點解讀 1.若靜摩擦力產(chǎn)生在兩個相對靜止的物體之間,則二者一定具有相對運動的趨勢,如(a)、(b)圖中,物體A有相對于傳送帶和斜面下滑的趨勢. 2.靜摩擦力的方向一定與相對運動趨勢方向相反,如圖(c)中,A相對于豎直墻有下滑的趨勢,它受到的靜摩擦力方向向上. 3.靜摩擦力的方向與物體的運動方向可能相同,也可能相反,也可能成任意夾角,如圖(d)中手拿瓶子可以向任意一個方向運動. 4.還可以根據(jù)物體的運
5、動狀態(tài)來判斷,如圖(e)中,物體A受的靜摩擦力起著動力作用,使A與B一起加速.即靜摩擦力可能是動力,也可能是阻力. 典例剖析 圖1 例1如圖1所示,甲物體在水平外力F的作用下靜止在乙物體上, 乙物體靜止在水平地面上.現(xiàn)增大外力F,兩物體仍然靜止,則 下列說法正確的是 ( ) A.乙物體對甲物體的摩擦力一定增大 B.乙物體對甲物體的摩擦力一定沿斜面向上 C.乙物體對水平地面的摩擦力一定增大 D.乙物體對水平地面的壓力一定增大 思維突破 判斷靜摩擦力方向的方法 1.假設(shè)法:靜摩擦力的方向一定與物體
6、相對運動趨勢方向相反,利用“假設(shè)法”可以判斷出物體相對運動趨勢的方向. 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. 3.利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來判斷,此法關(guān)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的方向,再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向. 圖2 跟蹤訓(xùn)練1 如圖2所示,楔形物塊a固定在水平地面上,在其 斜面上靜止著小物塊b.現(xiàn)用大小一定的力F分別沿不同方向 作用在小物塊b上,小物塊b仍保持靜止,如下圖所示.則a、b之間的靜摩擦力一定增大的是
7、 ( ) 考點二 摩擦力的大小計算 考點解讀 計算摩擦力時首先要分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力. 1.滑動摩擦力由公式F=μFN計算.計算時關(guān)鍵是對相互擠壓力FN的分析(FN跟研究對象受到的垂直于接觸面的力密切相關(guān),也跟研究對象在該方向上的運動狀態(tài)有關(guān)). 2.靜摩擦力的計算,首先區(qū)分是最大值還是非最大值. (1)最大靜摩擦力Fmax:是物體將要發(fā)生相對運動這一臨界狀態(tài)時的摩擦力,它只在這一特定狀態(tài)下才表現(xiàn)出來.它比滑動摩擦力稍大些,通常認(rèn)為二者相等,即Fmax=μFN. (2)非最大靜摩
8、擦力F,它的大小和方向都跟產(chǎn)生相對運動趨勢的力密切相關(guān),跟接觸面相互擠壓力FN無直接關(guān)系,因此F具有大小、方向的可變性,變化性強是它的特點.對具體問題要具體分析研究對象的運動狀態(tài),根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡、加速),由力的平衡條件或牛頓運動定律求解. 典例剖析 例2 如圖3所示,人重600 N,木塊A重400 N,人與木塊、木塊 v 與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)人用水平力拉繩,使他與木 塊一起向右做勻速直線運動,滑輪摩擦不計,求: 圖3 (1)人對繩的拉力; (2)人腳對A的摩擦力的大小和方向. 審題突破 審題是解題的前提,正確審題是正確解答的保證.
9、在審 題時,應(yīng)特別注意對關(guān)鍵字詞的理解,可以說關(guān)鍵字 詞能夠起到“撥開云霧見青天”的妙處.針對本題, “勻速”二字即為關(guān)鍵字詞:勻速→平衡狀態(tài)→受力 平衡→受力分析→列平衡方程→解方程,即可得出答案. 圖4 跟蹤訓(xùn)練2 在粗糙的水平面上放一物體A, A上再放一質(zhì)量為m 的物體B,A、B間的動摩擦因數(shù)為μ,施加一水平力F作用于A(如 圖4所示),計算下列情況下A對B的摩擦力. (1)當(dāng)A、B一起做勻速運動時. (2)當(dāng)A、B一起以加速度a向右勻加速運動時. (3)當(dāng)力F足夠大而使A、B發(fā)生相對滑動時. (4)當(dāng)A、B發(fā)生相對滑動,且B物體的伸到A的外面時.
10、 3.摩擦力判斷的易錯點
(1)認(rèn)為滑動摩擦力的大小與接觸面積大小、物體速度大小有關(guān)
例3 一塊質(zhì)量均勻分布的長方體木塊按如圖5甲、乙、丙所示的三種方式在同一水平面上運動,其中甲圖中木塊做勻速運動,乙圖中木塊做勻加速運動,丙圖中木塊側(cè)立在水平面上做與甲圖相同的運動.則下列關(guān)于甲、乙、丙三圖中木塊所受滑動摩擦力大小關(guān)系的判斷正確的是 ( )
圖5
A.Ff甲=Ff乙 11、C.Ff甲=Ff乙=Ff丙 D.Ff丙 12、刻開始,物體以一定初速度v0向右滑行的同時,受到一個水平向左、大小恒為F0=1 N的作用力.則反映物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象是(取向右為正方向) ( )
誤區(qū)警示 誤認(rèn)為物體減速到零后,再反向加速,而誤選B項.
正確解析 物體在向右滑行時,受到的是滑動摩擦力,F(xiàn)f1=μmg=2 N,方向向左.由于F0=1 N 13、
例5 在圖6甲中,箱子放在汽車上,汽車啟動時,箱子隨汽車一起從靜止到運動.在圖乙中,A在拉力F的作用下運動,B靜止不動,試分別分析車中的箱子及物體B所受摩擦力的性質(zhì)與方向.
甲 乙
圖6
誤區(qū)警示 有的學(xué)生認(rèn)為甲中的箱子隨車一起加速,它受的摩擦力一定是動摩擦力;認(rèn)為
乙中的B靜止,沒有運動,因而受的是靜摩擦力.
正確解析 在圖甲中,雖然箱子是運動的,但是卻受到了汽車對它水平向右的靜摩擦力作
用.在圖乙中,雖然B是靜止的,但是卻受到了A對它水平向左的滑動摩擦力作用.
答案 見解析
正本清源 判斷物體具有“相對運動”或“相對運動趨勢”不是以地 14、面為參考系,而是以相互作用的另外一個物體作為參考系,因此靜止的物體可能受到靜摩擦力,也可能受到滑
動摩擦力;運動的物體可能受到滑動摩擦力,也可能受到靜摩擦力.
A組 摩擦力的有無及方向判斷
圖7
1. 如圖7所示,質(zhì)量為m的物體,在沿斜面向上的拉力F作用下,沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的傾角為θ的粗糙斜面勻速下滑,此過程中斜面保持靜止,則地面對斜面 ( )
A.無摩擦力
B.有水平向左的摩擦力
C.支持力為(M+m)g
D.支持力小于(M+m)g
圖8
2.如圖8所示,兩個等大的水平力F分別作用在物體B和C上.物體A、B、C都處于靜止?fàn)?態(tài).各接觸面與水平 15、地面平行.物體A、C間的摩擦力大小為Ff1,物體B、C間的摩擦力大小為Ff2,物體C與地面間的摩擦力大小為Ff3,則 ( )
A.Ff1=0,F(xiàn)f2=0,F(xiàn)f3=0 B.Ff1=0,F(xiàn)f2=F,F(xiàn)f3=0
C.Ff1=F,F(xiàn)f2=0,F(xiàn)f3=0 D.Ff1=0,F(xiàn)f2=F,F(xiàn)f3=F
B組 摩擦力大小的分析與計算
圖9
3.如圖9所示,放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài),所掛的砝碼和托盤的總質(zhì)量為0.6 kg,彈簧秤讀數(shù)為2 N,滑輪摩擦不計,若輕輕取走盤中的部分砝碼, 16、使總質(zhì)量減小到0.3 kg,將會出現(xiàn)的情況是(g=10 m/s2) ( )
A.彈簧秤的讀數(shù)將變小
B.A仍靜止不動
C.A對桌面的摩擦力不變
D.A所受的合力將要變大
4.如圖10所示,在傾角為θ=30°的粗糙斜面上放一物體,重力為
G,現(xiàn)在用與斜面底邊平行的力F=推物體,物體恰能做勻速
直線運動,則:
圖10
(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)是多少?
(2)物體的運動方向與斜面底邊成多大的夾角?
課時規(guī)范訓(xùn)練
(限時:30分鐘)
1.關(guān)于重力,下列說法正確的是 17、 ( )
A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力,重力的方向總是和支持面垂直
B.用彈簧測力計或天平都可以直接測出重力的大小
C.重力的大小與運動狀態(tài)無關(guān),完全失重狀態(tài)下物體仍然有重力
D.彈簧測力計測物體的重力時,拉力就等于物體的重力,與運動狀態(tài)無關(guān)
2.對于相互接觸的兩個物體之間同一接觸面上的彈力和摩擦力,以下說法中正確的是
( )
A.有彈力必有摩擦力
B.有摩擦力必有彈力
C.摩擦力的大小一定與彈力成正比
D.摩擦力的方向與彈力的方向垂直
3.卡車上放一木箱,車在水平路面上運動時,以下說法中正確的是 ( )
A.車啟動時,木箱給 18、卡車的摩擦力向后
B.車做勻速直線運動時,車給木箱的摩擦力向前
C.車做勻速直線運動時,車給木箱的摩擦力為零
D.車突然制動時,木箱獲得向前的摩擦力,使木箱向前滑動
4.如圖1所示,傾角為θ的斜面體C置于水平地面上,小物塊B
置于斜面上,通過細繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接,連
接B的圖1
一段細繩與斜面平行,已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài).則
( )
A.B受到C的摩擦力一定不為零
B.C受到水平地面的摩擦力一定為零
C.斜面體C有沿地面向右滑動的趨勢,一定受到地面向左的摩擦力
D.將細繩剪斷,若B物體依然靜止在斜面上,此時水平面對C的摩擦力為0
圖2
5 19、.如圖2所示,質(zhì)量為mB=24 kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量為
mA=22 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θ=37°.已知木箱A
與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5.現(xiàn)用水平方向大小為200 N的力F將
木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 37°≈0.6,cos 37°≈0.8,重力加速度g
取10 m/s2),則木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2的大小為 ( )
A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6
20、圖3
6.如圖3所示,長方體物塊A疊放在長方體物塊B上,B置于水
平地面上.A、B質(zhì)量分別為mA=6 kg,mB=2 kg,A與B之間、
B與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)用大小為10 N的水平
恒力F向右拉A,若最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力,g=10 m/s2,則以下
說法正確的是 ( )
A.A、B兩物塊將一起沿水平地面勻速運動
B.物塊B保持靜止,物塊A相對B勻速滑動
C.物塊A所受的摩擦力大小為10 N
D.物塊B所受的摩擦力大小為20 N
21、圖4
7.如圖4所示,位于傾角為θ的斜面上的物塊B由跨過定滑輪的輕
繩與物塊A相連.從滑輪到A、B的兩段繩都與斜面平行.已知A
與B之間及B與斜面之間均不光滑,若用一沿斜面向下的力F
拉B并使它做勻速直線運動,則B受力的個數(shù)為 ( )
A.4個 B.5個 C.6個 D.7個
8.如圖5甲所示,兩物體A、B疊放在光滑水平面上,對物體A施加一水平力F,F(xiàn)-t關(guān)系圖象如圖乙所示.兩物體在力F作用下由靜止開始運動,且始終相對靜止,則 ( )
圖5
A.物體A對物體B的摩擦力方向始 22、終與力F的方向相同
B.2 s~3 s時間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小
C.兩物體做勻變速直線運動
D.兩物體沿直線做往復(fù)運動
9.如圖6所示,質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B疊放在一起,若它
們共同沿固定在水平地面上傾角為α的斜面勻速下滑.則( )
A.A、B間無摩擦力
圖6
B.A、B間有摩擦力,且A對B的摩擦力對B做正功
C.B與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=tan α
D.B對斜面的摩擦力方向沿斜面向下
復(fù)習(xí)講義
基礎(chǔ)再現(xiàn)
一、
基礎(chǔ)導(dǎo)引 1.(1)不受摩擦力.(2)受靜摩擦力,方向沿斜面向上.(3)受靜摩擦力,方向豎直向上.(4)受滑動摩擦力,方向與紙條運動方向 23、相同.
2.35 N 20 N
知識梳理 1.相對運動趨勢 2.相對運動趨勢 3.(1)擠壓 (2)相對運動趨勢
(3)接觸面粗糙 5.相對運動趨勢
思考:不一定.如加速運動的列車,車廂內(nèi)的物體與車廂保持相對靜止,受靜摩擦力,但對地是加速運動的.
二、
基礎(chǔ)導(dǎo)引 1.手壓著桌面向前移動時,手受到桌面的滑動摩擦力作用.滑動摩擦力的方向與手指移動的方向相反,阻礙手指的運動.手對桌面的壓力越大,手指受到的滑動摩擦力越大,對手指相對桌面運動的阻礙作用越明顯.
2.980 N
知識梳理 1.相對運動 2.相對運動
3.(1)擠壓 (2)相對運動 (3)接觸面粗糙 4.壓力 μFN 5.相對運動方向
思考:“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.
課堂探究
例1 C
跟蹤訓(xùn)練1 A
例2 (1)100 N (2)100 N 方向水平向右
跟蹤訓(xùn)練2 (1)0 (2)ma,方向水平向右
(3)μmg,方向水平向右 (4)μmg,方向水平向右
分組訓(xùn)練
1.BD 2.B 3.B
4.(1) (2)45°角向下
課時規(guī)范訓(xùn)練
1.C
2.BD
3.AC
4.CD
5.A
6.C
7.D
8.A
9.BCD
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