2020高考物理一轮总复习 第二章 相互作用 基础课2 摩擦力课件 新人教版

第二章相互作用摩擦力栏目导航1234板块一双基巩固板块二考点突破板块三素养培优板块四跟踪检测双基巩固固双基、明易错、强化记忆板块一填一填|——知识体系一、静摩擦力和滑动摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两____________的物体间的摩擦力两____________的物体间的摩擦力产生条件①接触面____________②接触处有____________③两物体间有________________①接触面____________②接触处有____________③两物体间有____________相对静止相对运动粗糙压力相对运动趋势粗糙压力相对运动大小、方向大小：________＜Ff≤Ffm方向：与受力物体相对运动趋势的方向____________大小：Ff＝____________方向：与受力物体相对运动的方向____________作用效果总是阻碍物体间的_____________________总是阻碍物体间的____________0相反μFN相反相对运动趋势相对运动二、动摩擦因数1．定义：彼此接触的物体发生____________时，摩擦力和正压力的比值．2．公式：μ＝_______.3．决定因素：接触面的材料和____________.相对滑动FfFN粗糙程度判一判|——易混易错(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势．()(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态．()(3)受滑动摩擦力作用的物体，可能处于静止状态．()(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用．()(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直．()(6)两物体接触处的弹力越大，滑动摩擦力越大．()(7)两物体接触处的弹力增大时，接触面间的静摩擦力大小可能不变．()××√√√×√记一记|——规律结论1．区分物体间存在静摩擦力还是滑动摩擦力，要看物体间是有相对运动趋势还是有相对运动．2．摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线，但与物体间相对运动或相对运动趋势的方向一定相反．3．滑动摩擦力的大小可由公式F＝μFN计算，而静摩擦力的大小一般不能用F＝μFN计算．考点突破记要点、练高分、考点通关板块二考点一静摩擦力的有无及方向判断——自主练透|记要点|判断静摩擦力的有无及方向的三种方法(1)假设法(2)运动状态法此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度)，再利用平衡条件或牛顿第二定律(F＝ma)确定静摩擦力的方向．(3)牛顿第三定律法“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向．|练高分|1．(2018届遵义调研)如图所示，质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑，物体A在上滑过程中受到的力有()A.向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力B．重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力C．重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力D．重力、斜面的支持力、下滑力解析：选B地球表面的一切物体均受重力，故物体必受重力；物体与斜面相互挤压，故斜面对物体一定有支持力，方向垂直于斜面向上；物体相对于粗糙斜面向上滑动，一定与斜面体有摩擦力，摩擦力阻碍物体间的相对滑动，物体相对于斜面向上滑动，故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦力；物体依靠惯性运动，没有向上的冲力，也找不到施力物体，重力有使物体下滑的趋势，无下滑力，同样也找不到施力物体，故选B.2．(多选)(2019届南京模拟)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同．三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示．则下列说法正确的是()A．A物体受到的摩擦力方向向右B．三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零C．B、C受到的摩擦力方向相同D．B、C受到的摩擦力方向相反解析：选BCA物体与传送带一起匀速运动，它们之间无相对运动或相对运动趋势，即无摩擦力作用，A错误；B、C两物体虽运动方向不同，但都处于平衡状态，由沿传送带方向所受合力为零可知，B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用，B、C正确，D错误．3.(2018届中山模拟)如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧，A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是()A．B受到向左的摩擦力B．B对A的摩擦力向右C．地面对A的摩擦力向右D．地面对A没有摩擦力解析：选D压缩的弹簧对B有向左的弹力，B有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，选项A错误；A对B的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，B对A的摩擦力向左，选项B错误；对整体研究，根据平衡条件分析可知，地面对A没有摩擦力，选项C错误，D正确．考点二摩擦力大小的计算——师生共研|记要点|1．滑动摩擦力的计算方法可用公式F＝μFN计算，注意对物体间相互挤压的弹力FN的分析，FN并不总是等于物体的重力，它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关，也与研究对象在该方向上的运动状态有关．2．静摩擦力的计算方法(1)最大静摩擦力Fmax的计算：最大静摩擦力Fmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来，比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即Fmax＝μFN.(2)一般静摩擦力的计算①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来计算其大小．②物体有加速度时，根据牛顿第二定律进行分析．例如，水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度，若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力．|析典例|【例】(2019届临沂模拟)一横截面为直角三角形的木块按如图所示方式放置，质量均为m的A、B两物体用轻质弹簧相连放在倾角为30°的直角边上，物体C放在倾角为60°的直角边上，B与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接，A、C的质量比为34，整个装置处于静止状态．已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数相同(μ1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为mg，C与斜面间无摩擦，则()A．物体A、B均受到摩擦力作用且受到的摩擦力等大反向B．物体A所受摩擦力大小为12mg，物体B不受摩擦力作用C．弹簧处于拉伸状态，A、B两物体所受摩擦力大小均为12mg，方向均沿斜面向下D．剪断弹簧瞬间，物体A一定加速下滑[解析]对A分析：重力沿斜面向下的分力为12mg，静摩擦力Ff0≤μmgcos30°32mg，F弹＝mg，因此弹簧弹力方向沿斜面向上，摩擦力方向沿斜面向下，如图甲所示，则FfA＝F弹－mgsin30°＝12mg.对B分析：细线对B的拉力F＝mCgsin60°＝2mgF弹＋mBgsin30°.所以B所受摩擦力沿斜面向下，如图乙所示，FfB＝F－F弹－mBgsin30°＝12mg，A、B错误，C正确；剪断弹簧，A受摩擦力向上，且满足Ff0m12mg，故A仍处于静止状态，D错误．[答案]C|反思总结|计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才能利用公式计算，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解．(2)公式F＝μFN中FN为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力．(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关．|练高分|1．如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力．当手拉木板从木块下抽出时，弹簧测力计的示数为Ff，由此可知()A．木板与桌面间的滑动摩擦力等于FfB．木块与木板间的滑动摩擦力等于FfC．绳子对木板的拉力等于FfD．人手对绳子的拉力等于Ff解析：选B由木块平衡可知，弹簧测力计的示数等于木板对木块的滑动摩擦力，故B正确；因不知木板与桌面间的动摩擦因数的大小情况，故无法得知木板与桌面间的滑动摩擦力是否等于Ff，故A错误；要使木板从木块下抽出，绳子对木板的拉力应大于木块和桌面对木板的滑动摩擦力之和，故C、D错误．2.(2017年全国卷Ⅱ)如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动．若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动．物块与桌面间的动摩擦因数为()A．2－3B.36C.33D.32解析：选C当拉力水平时，物块做匀速运动，则F＝μmg，当拉力方向与水平方向的夹角为60°时，物块也刚好做匀速运动，则Fcos60°＝μ(mg－Fsin60°)，联立解得μ＝33，A、B、D项错误，C项正确．3．(多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平．从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．据此可求()A．A、B之间的最大静摩擦力B．水平面与B之间的滑动摩擦力C．A、B之间的动摩擦因数μABD．B与水平面间的动摩擦因数μ解析：选AB当B被拉动后，拉力传感器才有示数，地面对B的最大静摩擦力为Ffm＝kt1，A、B相对滑动后，拉力传感器的示数保持不变，则FfAB＝kt2－Ffm＝k(t2－t1)，A、B正确；由于A、B的质量未知，则μAB和μ不能求出，C、D错误．考点三摩擦力的三类突变——师生共研|析典例|(一)“静—静”突变物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力将发生突变．【例1】如图所示，物体A静止在粗糙水平面上，左边用一轻质弹簧和竖直墙相连，弹簧的长度大于原长．现用从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A，直到A被拉动，在A被拉动之前的过程中，弹簧对A的弹力F1的大小和地面对A的摩擦力Ff大小的变化情况是()A.F1减小B．F1增大C．Ff先减小后增大D．Ff始终减小[解析]在A被拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力F1不变，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对A的拉力向左，由于水平面粗糙，因此物体受到水平向右的静摩擦力Ff.当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A，直到把A拉动前过程中，物体A受到的静摩擦力Ff从向右变为水平向左，所以Ff大小先减小后增大，故选项C正确，A、B、D错误．[答案]C(二)“静—动”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．【例2】(2018届达州一模)如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)．关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是()[解析]设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为f＝Fcosθ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力N＝G－Fsinθ，F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为f＝μN，N减小，则f减小，故A、C、D错误，B正确．[答案]B(三)“动—静”突变在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力．【例3】如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10m/s2)()[解析]滑块上升过程中受滑动摩擦力，由Ff＝μFN和FN＝mgcosθ联立，得Ff＝6.4N，方向沿斜面向下．当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsinθμmgcosθ，滑块将静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff＝mgsinθ，代入可得Ff＝6N，方向沿斜面向上，故选项B正确．