2012屆高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):摩擦力

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第二課時(shí) 摩擦力
【教學(xué)要求】
1.知道靜摩擦產(chǎn)生的條件,知道最大靜摩擦的概念,并正確判斷靜摩擦力的方向。
2.知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件,并正確判斷滑動(dòng)摩擦力的方向。知道影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素,會(huì)用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力。
【知識(shí)再現(xiàn)】
(一)靜摩擦力
1.靜摩擦力產(chǎn)生條件:a.接觸面粗糙;b.存在彈力;c.相對(duì)靜止且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
2.靜摩擦力的方向: 沿接觸面且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。
3.靜摩擦力的大。0 一般由牛頓定律計(jì)算(平衡時(shí)等于除f外的切向合力)
(二)滑動(dòng)摩擦力
1.滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件:a.接觸面粗糙; b.存在彈力; c.有相對(duì)運(yùn)動(dòng)
2.滑動(dòng)摩擦力的方向:沿接觸面且與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。
3.滑動(dòng)摩擦力的大。篺=μN(yùn)。
靜摩擦力大小與正壓力無(wú)關(guān),與平行于接觸面的外力有關(guān);而滑動(dòng)摩擦力與平行于接觸面的外力無(wú)關(guān),與速度大小、接觸面積大小無(wú)關(guān),與正壓力成正比。
知識(shí)點(diǎn)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的認(rèn)識(shí)
滑動(dòng)摩擦力大小與壓力成正比,即f=μFN;方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,要注意“FN”并不總是等于物體重力,這是易錯(cuò)點(diǎn)。
【應(yīng)用1】 一傾斜傳送帶按如圖所示方向運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一小物塊A慢慢放到傳送帶的上端,剛放上A后,A受的摩擦力方向如何?
導(dǎo)示: 剛放上A后,A相對(duì)傳送帶向上運(yùn)動(dòng),故A受的摩擦力方向沿傳送帶向下。
引申:經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,A受的摩擦力方向又如何呢?
知識(shí)點(diǎn)二靜摩擦力的特點(diǎn)
靜摩擦力具有可變性、不確定性,大小和方向都可以發(fā)生突變。
【應(yīng)用2】(南京一中08屆高三第一次月考試卷)關(guān)于靜摩擦力的說(shuō)法正確的是( )
A.靜摩擦力有最大值,說(shuō)明靜摩擦力的值在一定范圍內(nèi)是可變的
B.靜止物體受到的摩擦力一定是靜摩擦力
C.靜摩擦力的方向可能與其運(yùn)動(dòng)方向相同
D.運(yùn)動(dòng)的物體可能受靜摩擦力作用
答案:ACD
考考你:如圖所示,手用力握住一個(gè)豎直的瓶子,瓶子靜止。有人認(rèn)為,手握的力越大,瓶子所受的摩擦力越大。還有人認(rèn)為,手越千燥、粗糙,瓶子所受的摩擦力越大。他們的觀點(diǎn)有什么不妥嗎?
類型一靜摩擦力的有無(wú)及方向的判定
靜摩擦力有無(wú)的判斷方法:1、假設(shè)法;2、根據(jù)平衡條件或者牛頓定律判斷。其方向總是跟接觸面相切、與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
【例1】指明物體A在以下四種情況下所受的靜摩擦力的方向。
(1)物體A靜止于斜面上,如圖甲所示;
(2)物體A受到水平拉力F作用而仍靜止在水平面上,如圖乙所示;
(3)物體A放在車上,在剎車過(guò)程中A相對(duì)于車廂靜止,如圖丙所示;
(4)物體A在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上,隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖丁所示。
導(dǎo)示:運(yùn)用假設(shè)法不難判斷,圖甲中,斜面上的物體有沿斜面向下滑動(dòng)的趨勢(shì),所受的靜摩擦力沿斜面向上;
圖乙中,物體A有向右滑動(dòng)的趨勢(shì),所受靜摩擦力沿水平面向左.判斷靜摩接力方向,還可以根據(jù)共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件或牛頓第二定律判斷;
圖丙中,A物體隨車一起向右減速運(yùn)動(dòng),其加速度方向水平向左,故A物體所受靜摩擦力水平向左(與加速度同向);
圖丁中,A物體隨轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其加速度總指向圓心,則A受到的靜摩擦力也總指向圈心。
答案:(1)沿斜面向上;(2)水平向左;
(3)水平向左;(4)總指向圓心。
類型二摩擦力大小的計(jì)算
【例2】(山東臨沂市08屆高三上學(xué)期期中考試)如圖所示,放在斜面上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài). 斜面傾角為30°物體質(zhì)量為m,若想使物體沿斜面從靜止開始下滑,至少需要施加平行斜面向下的推力F=0.2mg,則 ( )
A.若F變?yōu)榇笮?.1mg沿斜面向下的推力,則物體與斜面的摩擦力是0.1mg
B.若F變?yōu)榇笮?.1mg沿斜面向上的推力,則物體與斜面的摩擦力是0.2mg
C.若想使物體沿斜面從靜止開始上滑,F(xiàn)至少應(yīng)變?yōu)榇笮?.2mg沿斜面向上的推力
D.若F變?yōu)榇笮?.8mg沿斜面向上的推力,則物體與斜面的摩擦力是0.7mg
導(dǎo)示: 選C。由題意可知物體與斜面間最大靜摩擦力為FM=mgsin30°+F=0.7mg。
若F變?yōu)榇笮?.1mg沿斜面向下的推力,則物體與斜面的靜摩擦力應(yīng)該是0.6mg;
若F變?yōu)榇笮?.1mg沿斜面向上的推力,則物體與斜面的摩擦力應(yīng)是0.4mg;
若想使物體沿斜面從靜止開始上滑,F(xiàn)至少應(yīng)變?yōu)榇笮gsin30°+FM=0.5mg +0.7mg =1.2mg沿斜面向上的推力;
若F變?yōu)榇笮?.8mg沿斜面向上的推力,則物體與斜面間應(yīng)為靜摩擦力,其大小是0.3mg。
【例3】
【例4】如圖所示,一直角斜槽(兩槽面間夾角為900,兩槽面跟豎直面的夾角均為450)對(duì)水平面的傾角為θ ,一個(gè)橫截面為正方形的物塊恰能沿此斜槽勻速下滑.假定兩槽面的和槽面的情況相同,求物塊和槽面之間的動(dòng)摩擦因數(shù).
導(dǎo)示:物塊沿斜槽勻速下滑,說(shuō)明物塊所受摩擦力與重力在料槽方向的分力相等.滑動(dòng)摩擦力等于動(dòng)摩擦因數(shù)與物體間正壓力的乘積,要注意,此題中的正壓力并不等于mgcosθ。正確畫出受力圖是解答此題的關(guān)。
如圖所示,設(shè)左右槽面作用于物塊的支持力分別為FN1、FN2,由于對(duì)稱性,F(xiàn)N1= FN2,它們的合力FN垂直于槽底線,且

相應(yīng)的左、右兩槽面作用于物塊的滑動(dòng)摩擦力F1,,和F2相等,它們的合力F平行于槽底線,且 F=2F1=2fN1 ②
根據(jù)平衡條件 F =mgsinθ FN =mgcosθ
從上面兩個(gè)方程得 ③
將①②代入③可得
一、本題易錯(cuò)處是求摩擦力大小時(shí):①不能對(duì)物體正確的受力分析判斷FNl , FN2 , FN的大小關(guān)系以及FN、mg、F的大小關(guān)系.②不能將不在同一平面內(nèi)的力轉(zhuǎn)化為同一平面內(nèi)的力。③需注意物體在任一接觸面上所受的滑動(dòng)摩擦力與該接觸面上的壓力成正比。
二、求摩擦力大小要特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題:①區(qū)分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力,它們的大小影響因素不同;②畫好受力圖是解題關(guān)鍵,要知道把空間力轉(zhuǎn)換成平面力。
類型三受力分析問(wèn)題
一、整體法和隔離法
分析判斷物體間的相互作用就選用隔離法.在不考慮物體間的相互作用力只需要考慮系統(tǒng)整體受力情況時(shí)用整體法.
(1)分析周圍哪些物體對(duì)它施加了力的作用.并注意每一個(gè)力都確定能找到施力物體,以防止“添力”;
(2)注意區(qū)分內(nèi)力和外力;
二、假設(shè)法
如果不知道某個(gè)力是否存在,可先對(duì)其作出存在或者不存在的假設(shè),然后再根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化來(lái)判斷該力的存在情況。
【例3】 (07年重慶市第一輪復(fù)習(xí)第三次月考卷 6.)物體A、B疊放在斜面體C上,物體B上表面水平,如圖所示,在水平力F的作用下一起隨斜面向左勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,物體A、B相對(duì)靜止,設(shè)物體A受摩擦力為f1,水平地面給斜面體C的摩擦為f2(f2≠0),則( )
A.f1=0
B.f2水平向左
C.f1水平向左
D.f2水平向右
導(dǎo)示: 選C D 。先整體分析,知f2與C運(yùn)動(dòng)方向相反,水平向右;再隔離A,對(duì)A由牛頓定律知f1與加速度方向相同,水平向左。
1. (08孝感一中屆高三期中檢測(cè))汽車前進(jìn)主要依靠發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力,使車輪轉(zhuǎn)動(dòng),利用車輪與地面間的摩擦力使汽車前進(jìn),通常產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的輪子只有兩個(gè),或前輪驅(qū)動(dòng),或后輪驅(qū)動(dòng),其余兩個(gè)輪子被拉著或推著前進(jìn),武漢制造的“富康”小汽車是采用前輪驅(qū)動(dòng)的方式,而“城市獵人”越野吉普車是采用四輪驅(qū)動(dòng)方式,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.“富康”小汽車在平直路面上勻速前進(jìn)時(shí),前輪受到的摩擦力向后,后輪受到的摩擦力向前
B.“富康”小汽車在平直路面上勻速前進(jìn)時(shí),前輪受到的摩擦力向前,后輪受到的摩擦力向后
C.“城市獵人”越野吉普車在平直路面上勻速前進(jìn)時(shí),前輪受到的摩擦力向后,后輪受到的摩擦力向前
D.“城市獵人”越野吉普車在平直路面上勻速前進(jìn)時(shí),前、后輪受到的摩擦力均向前
2.(08孝感一中屆高三期中檢測(cè))一輛運(yùn)送沙子的自卸卡車裝滿沙子,沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,沙子與車廂底部的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,車廂的傾角用θ表示(已知μ2>μ1),,下列說(shuō)法正確的是( )
A、要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足tanθ>μ2;
B、要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足sinθ>μ2;
C、只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足μ2>tanθ>μ1;
D、只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足μ2> μ1 >tanθ。
3.(2006年上海)一質(zhì)量m=20 kg的鋼件,架在兩根完全相同的、平行的長(zhǎng)直圓柱上,如圖所示,鋼件的重心與兩柱等距,兩柱的軸線在同一水平面內(nèi),圓柱的半徑r=0. 025 m,鋼件與圓柱間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0. 20,兩圓柱各繞自己的軸線做轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=40 rad/s,若沿平行于柱軸方向施加力推著鋼件做速度為v0=0. 05 m/s的勻速運(yùn)動(dòng),推力是多大?設(shè)鋼件左右受光滑槽限制(圖中未畫出),不發(fā)生橫向運(yùn)動(dòng).


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