2014年高考物理(人教版)一轮复习讲义课件：第二章 相互作用第2课时 摩擦力

第二章相互作用物理人教版（江苏专用）题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分基础知识题组1．[对摩擦力的理解]下列关于摩擦力的说法正确的是()A．摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B．摩擦力的大小与相应的正压力成正比C．运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力作用D．静摩擦力的方向与接触物体相对运动趋势的方向相反第2课时摩擦力D题组扣点·深度思考题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分2．[对滑动摩擦力的理解]有关滑动摩擦力的下列说法中，正确的是()A．有压力一定有滑动摩擦力B．有滑动摩擦力一定有压力C．滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直D．只有运动物体才受滑动摩擦力BC解析产生滑动摩擦力的条件有四个：相互接触、挤压、接触面粗糙、发生相对滑动，四者缺一不可．由产生滑动摩擦力的条件可知A选项错，B选项正确．产生摩擦力的条件是什么呢相互接触、挤压、接触面粗糙、发生相对滑动题组扣点·深度思考滑动摩擦力方向与接触面相切，而压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直，C选项正确．如擦黑板时，黑板是静止的，但其相对黑板擦是运动的，也受滑动摩擦力，所以关键是“相对运动”，故D选项错误．题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分3．[关于摩擦力的计算]在水平力F作用下，重为G的物体沿墙壁匀速下滑，如图1所示．若物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为()A．μFB．μF＋GC．GD.F2＋G2图1AC题组扣点·深度思考题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分1．定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生阻碍或的力．2．产生条件(1)接触面；(2)接触处有；(3)两物体间有或．3．方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向．4．大小(1)滑动摩擦力：F＝；(2)静摩擦力：Ff≤.考点梳理相对运动相对运动趋势粗糙挤压作用相反相对运动相对运动趋势题组扣点·深度思考μFN0Fmax题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分4．[静摩擦力的判断]如图2所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的托盘和砝码总质量为0.6kg，弹簧秤读数为2N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走部分砝码，使总质量减小为0.4kg，将会出现的情况是(g＝10m/s2)()A．A对桌面的摩擦力不变B．A所受合力增大C．A仍静止不动D．弹簧秤的读数减小图2C题组扣点·深度思考规律方法题组题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分5．[利用假设法判断摩擦力的方向]分析图3中各种情况下物体A所受摩擦力的方向．FfFfFfFfFf题组扣点·深度思考题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分方法提炼假设物体间接触面光滑不发生相对滑动发生相对滑动无相对运动趋势有相对运动趋势无静摩擦力有静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反题组扣点·深度思考1.题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分题组扣点·深度思考2．滑动摩擦力的计算Ff=μFN.FN是产生滑动摩擦力的前提,且FN与F一定相互垂直.题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分考点一静摩擦力方向的判断1．假设法：静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势方向相反，利用“假设法”可以判断出物体相对运动趋势的方向．2．状态法：根据二力平衡条件、牛顿第二定律，可以判断静摩擦力的方向．3．利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断，此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力的方向．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例1】(2011·天津·2)如图4所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小图4A解析对A、B整体受力分析如图所示滑动摩擦力F使整体产生加速度a，a等于μg不变，对B受力分析知，B所受静摩擦力Ff＝mB·a＝μmBg，大小不变，方向向左，故A对，B、C、D错．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分应用“状态法”解题时应注意的问题状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法,用该方法可以不必分析物体相对运动的趋势，使模糊不清的问题明朗化，复杂的问题简单化．在使用状态法处理问题时，需注意以下两点：(1)明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向．(2)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【突破训练1】如图5所示，两个方向相反的水平力F1和F2分别作用在物体B、C上，力的大小满足F2＝2F1＝2F.物体A、B、C均处于静止状态，各接触面与水平地面平行．物体A、C间的摩擦力大小为Ff1，物体B、C间的摩擦力大小为Ff2，物体C与地面间的摩擦力大小为Ff3，则()A．Ff1＝F，Ff2＝F，Ff3＝0B．Ff1＝0，Ff2＝F，Ff3＝FC．Ff1＝F，Ff2＝0，Ff3＝0D．Ff1＝0，Ff2＝F，Ff3＝2F图5B课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分考点二摩擦力大小的计算计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力．(1)滑动摩擦力由公式F＝μFN计算，应用此公式时要注意以下两点：①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．(2)静摩擦力的计算①它的大小和方向都跟产生相对运动趋势的力密切相关，跟接触面相互挤压力FN无直接关系，因此它具有大小、方向的可变性，变化性强是它的特点．对具体问题，要具体分析研究对象的运动状态，根据物体所处的状态(平衡、加速等)，由力的平衡条件或牛顿运动定律求解．②最大静摩擦力Fmax：是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力．它的数值与FN成正比，在FN不变的情况下，Fmax比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，而静摩擦力可在0～Fmax间变化．课堂探究·考点突破②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关．题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例2】如图6所示，人重600N，木块A重400N，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1)人对绳的拉力大小(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向．图6解析设绳子的拉力为FT，木块与地面间的摩擦力为FfA.(1)取人和木块为整体，并对其进行受力分析，如图甲所示，由题意可知FfA＝μ(mA＋m人)g＝200N.由于系统处于平衡状态，故2FT＝FfA所以FT＝100N.甲课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例2】如图6所示，人重600N，木块A重400N，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1)人对绳的拉力大小(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向．图6(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示．由于人处于平衡状态，故FT＝Ff人＝100N由于人与木块A处于相对静止状态，故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力．由牛顿第三定律可知人脚对木块A的摩擦力方向水平向右，大小为100N.乙课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分1.在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析．2．受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的．3．摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【突破训练2】如图7所示，质量为mB＝24kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝22kg的木箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5.现用水平向右、大小为200N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin37°≈0.6，cos37°≈0.8，重力加速度g取10m/s2)，则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为()A．0.3B．0.4C．0.5D．0.6解析对A受力分析如图甲所示，由题意得FTcosθ＝Ff1①FN1＋FTsinθ＝mAg②Ff1＝μ1FN1③由①②③得：FT＝100N对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得FTcosθ＋Ff2＝F④FN2＋FTsinθ＝(mA＋mB)g⑤Ff2＝μ2FN2⑥由④⑤⑥得：μ2＝0.3，故A答案正确．A课堂探究·考点突破图7题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分考点三摩擦力的突变问题当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化．该类问题常涉及摩擦力的突变问题，在分析中很容易发生失误．在解决此类问题时应注意以下两点：(1)如题干中无特殊说明，一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．(2)由于此类问题涉及的过程较为复杂，采用特殊位置法解题往往比采用过程分析法解题更为简单．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例3】长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图8所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象是下列图中的()图8课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分解法一：过程分析法(1)木板由水平位置刚开始运动时：α＝0，Ff静＝0.课堂探究·考点突破(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前：木块所受的是静摩擦力．由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图：由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿木板向下的分力：Ff静＝mgsinα.因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们满足正弦规律变化．(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力Ffm.α继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：FfmFf滑．(4)木块相对于木板开始滑动后，Ff滑＝μmgcosα，此时，滑动摩擦力随α的增大而减小，满足余弦规律变化．(5)最后，α＝π2，Ff滑＝0综上分析可知选项C正确．题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分解法二：特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解，具体分析见下表：特殊位置分析过程木板刚开始运动时此时木块与木板无摩擦，即Ff静＝0，故A选项错误．木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力，且大于刚开始运动时所受的滑动摩擦力，即FfmFf滑，故B、D选项错误.由以上分析知，选项C正确．课堂探究·考点突破答案C题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【突破训练3】如图9所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的()B图9课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分5．摩擦力认识的三个误区(1)认为滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体速度大小有关【例4】一块质量均匀分布的长方体木块按如图10甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动．则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是()图10A．Ff甲＝Ff乙Ff丙B．Ff甲＝Ff丙Ff乙C．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙D．Ff丙Ff甲＝Ff乙误区警示1