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2012屆高考物理第一輪能力提升復習:摩擦力

編輯: 高中學習網 關鍵詞: 高三 來源: 逍遙右腦記憶


第二課時 摩擦力
【教學要求】
1.知道靜摩擦產生的條件,知道最大靜摩擦的概念,并正確判斷靜摩擦力的方向。
2.知道滑動摩擦力產生的條件,并正確判斷滑動摩擦力的方向。知道影響滑動摩擦力大小的因素,會用動摩擦因數計算滑動摩擦力。
【知識再現】
(一)靜摩擦力
1.靜摩擦力產生條件:a.接觸面粗糙;b.存在彈力;c.相對靜止且有相對運動趨勢。
2.靜摩擦力的方向: 沿接觸面且與相對運動趨勢方向相反。
3.靜摩擦力的大?。? 一般由牛頓定律計算(平衡時等于除f外的切向合力)
(二)滑動摩擦力
1.滑動摩擦力產生條件:a.接觸面粗糙; b.存在彈力; c.有相對運動
2.滑動摩擦力的方向:沿接觸面且與相對運動方向相反。
3.滑動摩擦力的大?。篺=μN。
靜摩擦力大小與正壓力無關,與平行于接觸面的外力有關;而滑動摩擦力與平行于接觸面的外力無關,與速度大小、接觸面積大小無關,與正壓力成正比。
知識點一對滑動摩擦力的認識
滑動摩擦力大小與壓力成正比,即f=μFN;方向與相對運動方向相反,要注意“FN”并不總是等于物體重力,這是易錯點。
【應用1】 一傾斜傳送帶按如圖所示方向運動,現將一小物塊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?
導示: 剛放上A后,A相對傳送帶向上運動,故A受的摩擦力方向沿傳送帶向下。
引申:經過一段時間后,A受的摩擦力方向又如何呢?
知識點二靜摩擦力的特點
靜摩擦力具有可變性、不確定性,大小和方向都可以發生突變。
【應用2】(南京一中08屆高三第一次月考試卷)關于靜摩擦力的說法正確的是( )
A.靜摩擦力有最大值,說明靜摩擦力的值在一定范圍內是可變的
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動方向相同
D.運動的物體可能受靜摩擦力作用
答案:ACD
考考你:如圖所示,手用力握住一個豎直的瓶子,瓶子靜止。有人認為,手握的力越大,瓶子所受的摩擦力越大?;褂腥巳銜?,手越千燥、粗糙,瓶子所受的摩擦力越大。他們的觀點有什么不妥嗎?
類型一靜摩擦力的有無及方向的判定
靜摩擦力有無的判斷方法:1、假設法;2、根據平衡條件或者牛頓定律判斷。其方向總是跟接觸面相切、與相對運動趨勢的方向相反。
【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,在剎車過程中A相對于車廂靜止,如圖丙所示;
(4)物體A在水平轉臺上,隨轉臺一起勻速轉動,如圖丁所示。
導示:運用假設法不難判斷,圖甲中,斜面上的物體有沿斜面向下滑動的趨勢,所受的靜摩擦力沿斜面向上;
圖乙中,物體A有向右滑動的趨勢,所受靜摩擦力沿水平面向左.判斷靜摩接力方向,還可以根據共點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動,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物體隨轉臺勻速轉動,做勻速圓周運動,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算
【例2】(山東臨沂市08屆高三上學期期中考試)如圖所示,放在斜面上的物體處于靜止狀態. 斜面傾角為30°物體質量為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變為大小0.1mg沿斜面向下的推力,則物體與斜面的摩擦力是0.1mg
B.若F變為大小0.1mg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至少應變為大小1.2mg沿斜面向上的推力
D.若F變為大小0.8mg沿斜面向上的推力,則物體與斜面的摩擦力是0.7mg
導示: 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變為大小0.1mg沿斜面向下的推力,則物體與斜面的靜摩擦力應該是0.6mg;
若F變為大小0.1mg沿斜面向上的推力,則物體與斜面的摩擦力應是0.4mg;
若想使物體沿斜面從靜止開始上滑,F至少應變為大小mgsin30°+FM=0.5mg +0.7mg =1.2mg沿斜面向上的推力;
若F變為大小0.8mg沿斜面向上的推力,則物體與斜面間應為靜摩擦力,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)對水平面的傾角為θ ,一個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摩擦因數.
導示:物塊沿斜槽勻速下滑,說明物塊所受摩擦力與重力在料槽方向的分力相等.滑動摩擦力等于動摩擦因數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?。?br>如圖所示,設左右槽面作用于物塊的支持力分別為FN1、FN2,由于對稱性,FN1= FN2,它們的合力FN垂直于槽底線,且

相應的左、右兩槽面作用于物塊的滑動摩擦力F1,,和F2相等,它們的合力F平行于槽底線,且 F=2F1=2fN1 ②
根據平衡條件 F =mgsinθ FN =mgcosθ
從上面兩個方程得 ③
將①②代入③可得
一、本題易錯處是求摩擦力大小時:①不能對物體正確的受力分析判斷FNl , FN2 , FN的大小關系以及FN、mg、F的大小關系.②不能將不在同一平面內的力轉化為同一平面內的力。③需注意物體在任一接觸面上所受的滑動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問題:①區分靜摩擦力和滑動摩擦力,它們的大小影響因素不同;②畫好受力圖是解題關鍵,要知道把空間力轉換成平面力。
類型三受力分析問題
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整體受力情況時用整體法.
(1)分析周圍哪些物體對它施加了力的作用.并注意每一個力都確定能找到施力物體,以防止“添力”;
(2)注意區分內力和外力;
二、假設法
如果不知道某個力是否存在,可先對其作出存在或者不存在的假設,然后再根據物體的運動狀態是否變化來判斷該力的存在情況。
【例3】 (07年重慶市第一輪復習第三次月考卷 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動的過程中,物體A、B相對靜止,設物體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
導示: 選C D 。先整體分析,知f2與C運動方向相反,水平向右;再隔離A,對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)汽車前進主要依靠發動機產生的動力,使車輪轉動,利用車輪與地面間的摩擦力使汽車前進,通常產生驅動力的輪子只有兩個,或前輪驅動,或后輪驅動,其余兩個輪子被拉著或推著前進,武漢制造的“富康”小汽車是采用前輪驅動的方式,而“城市獵人”越野吉普車是采用四輪驅動方式,則下列說法中正確的是( )
A.“富康”小汽車在平直路面上勻速前進時,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時,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時,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時,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)一輛運送沙子的自卸卡車裝滿沙子,沙粒之間的動摩擦因數為μ1,沙子與車廂底部的動摩擦因數為μ2,車廂的傾角用θ表示(已知μ2>μ1),,下列說法正確的是( )
A、要順利地卸干凈全部沙子,應滿足tanθ>μ2;
B、要順利地卸干凈全部沙子,應滿足sinθ>μ2;
C、只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應滿足μ2>tanθ>μ1;
D、只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應滿足μ2> μ1 >tanθ。
3.(2006年上海)一質量m=20 kg的鋼件,架在兩根完全相同的、平行的長直圓柱上,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,圓柱的半徑r=0. 025 m,鋼件與圓柱間的動摩擦因數μ=0. 20,兩圓柱各繞自己的軸線做轉向相反的轉動,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的勻速運動,推力是多大?設鋼件左右受光滑槽限制(圖中未畫出),不發生橫向運動.


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