第十三讲 摩擦力
考点一 静摩擦力 核心内容
1.定义:两个相互接触而保持相对静止的物体,当他们有相对运动趋势时,所产生的阻碍相对运动趋势的力。
2.产生条件:①相互接触,②有正压力,③接触面粗糙,④有相对运动趋势。 3.方向:与接触面相切,与相对运动趋势方向相反,与正压力垂直。 4.特点:有最大值存在,静摩擦力在零到最大值之间变化。
【考题1】手握直立的瓶子并静止时,下列说法中正确的是( ).
A.握力增大时,瓶子受到的静摩擦力也增大 B.握力减小时,瓶子受到的静摩擦力也减小
C.握力增大时,瓶子受到的静摩擦力不变 D.向瓶中倒水时,瓶子受到的静摩擦力不变
【解析】瓶子直立握在手中静止时,受到手对它竖直向上的静摩擦力的作用,静摩擦力的大小等于瓶子的重力,增大或减小握力不会影响手对瓶子的静摩擦力的大小.但减小握力时,最大静摩擦力会减小:若最大静摩擦力仍大于瓶子的重力,瓶子仍能保持静止.向瓶中倒水,会增大瓶子的重力,因此,向瓶中倒水会增大手对瓶子的静摩擦力. 【答案】C
【变式1-1】 如图13—1所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态.其中F1=10N、F2=2N.若撤去Fl,则木块在水平方向上受到的摩擦力为( ). A.2N,方向向右 B.6N,方向向右 C 2N,方向向左 D.零 考点二 静摩擦力的分析方法 核心内容
1.假设法:两个物体之间是否有静摩擦力,可以假设两物体间的接触面光滑,若假
设后,两物体的运动状态有一个发生改变,则说明两物体间有相互作用的静摩擦力;若假设后,两物体的运动状态都不发生改变,则说明两物体间没有静摩擦力。 2.状态法:依据物体的运动状态和平衡条件或牛顿第二定律,判断物体间有无相互作用的静摩擦力。
注意:①运动的物体可以受静摩擦力. ②静摩擦力可以是阻力,也可以是动力. ③静摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,但一定跟相对运动趋势的方向相反.这表明运动方向跟相对运动趋势是有区别的.这是理解的难点.
④静摩擦力的大小和方向具有可变性.要具体情况具体分析.
【考题2】如图l3—3所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止.以Fl、F2、F3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( ).
A.Fl=5N,F2=O,F3=5N B. Fl=5N,F2=5N,F3=0
C.Fl=0,F2=5N,F3=5N D.Fl=0,F2=10N,F3=5N
【解析】为了考查a、b之间的摩擦力情况,以物体a作为研究对象,通过受力分析后得到a、b之间没有摩擦力的作用,如图l3—4(甲)所示.
为了考查b、c之间的摩擦力情况,以物体ab组成的整体作为研究对象,通过受力分析后得到b受a向右的静摩擦力F2与Fb平衡,故F2=5N,如图l3—4(乙)所示. 为了考查c、地面之间的摩擦力情况,以物体abc组成的整体作为研究对象,通过受力分析后得到c受向左的静摩擦力F3与(Fc-Fb)平衡,故F3=5N,如图13-4(丙)所示. 【答案】C
【变式2—1】在粗糙水平面上有一个三角形木块,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的小木块,m1>m2,如图13—5所示.已知三角形木块和两个小木块都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块( ).
A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右 B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左
C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定 D.以上结论都不对. 考点三 滑动摩擦力 核心内容
1. 定义:两个相互接触而存在相对运动的物体,所产生的阻碍相对运动的力。 2.产生条件:①相互接触, ②有正压力, ③接触面粗糙, ④有相对运动。 3. 方向:与接触面相切,与相对运动方向相反,与正压力垂直。 4. 大小:f=μN
注意:μ是一个没有单位的纯数,其值的大小在0到1之间;μ的大小只与两物体接触面间的材料有关,与接触面的粗糙程度有关;与物体间的正压力的大小、相对运动速度及接触面积的大小均无关。
【考题3】一根重力为G,长度为L的均匀的长条木料放在水平桌面上,木料与桌面间的动摩擦因数为μ,现用水平力F0推木料,当木料经过如图l3-6中所示的位置时,桌面对它的摩擦力等于 .
【解析】“用水平力F0推木料,木料经过图示位置时”说明木料是运动的,受到的摩擦力是滑动摩擦力.另外要明确木料在运动过程中,木料在竖直方向上受重力和弹力,二力平衡,故弹力N=G.由滑动摩擦力公式知,摩擦力f=μG 【答案】 μG
【 变式3-1】如图l3—7所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时.要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则( ). A.Fl=F2 B.Fl>F2 C.F1<F2 D.以上情况均有可能 考点四 摩擦力大小的计算方法 核心内容
1.分清滑动摩擦力和静摩擦力;
2.滑动摩擦力按f=μN计算,要注意,N不一定是mg;静摩擦力的大小分为最大静
摩擦力和非最大静摩擦力两类,对最大静摩擦力,仍然满足f=μ0N,不过,μ0是静摩擦系数,μ0的值略大于滑动摩擦系数;而非最大静摩擦力的大小与正压力的大小和摩擦系数均无直接关系,只能依据平衡条件或牛顿第二定律计算得出。 【考题4】如图l3-8所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物体,F是作用在物体B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动.由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( ).
A.μ1=0,μ2=O B.μ1=0 , μ2≠0 C.μl≠O,μ2=O D.μl≠0, μ2≠0
【解析】 由A和B在外力F的作用下以相同速度做匀速直线运动知道,要采取先整体后隔离的解题方法,(A和B的运动状态相同)A与B间无相对运动趋势.以A和B为整体,在水平方向上受外力,所以C必然给A和B这个整体滑动摩擦力,所以μ2必然不等于零.再用隔离法研究A,由题意知,A在水平方向上不受外力,所以B肯定不给A静摩擦力.从静摩擦力产生的角度来看,只要接触、挤压、接触面粗糙、有相对运动趋势这些条件缺少一个,就不会产生静摩擦力.因为A与B以相同速度匀速运动,A与B无相对运动趋势,所以不管A与B间是否粗糙,都不会产生静摩擦力.所以μ1=0或μ1≠0. 【答案】B、D
【变式4—1】如图l3—9所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的.已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物
块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计.若用一水平向右的力F拉P,使它做匀速运动,则F的大小为( ).
A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg
【变式4—2】 如图13-l0所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,mA=1kg,mB=2kg,mC=3kG,物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计.若要用力将C物体拉动,则作用在C物体上水平向左的拉力最小为( ).(g取10m/s2)
A.6N B.8N C.10N D.12N
专 题 训 练 学考水平题
1.[考点3]关于滑动摩擦力,以下说法中正确的是( ).
A. 滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反 B. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C.只有运动的物体才受到滑动摩擦力作用 D.滑动摩擦力总跟物体的重力成正比 2.[考点1]关于静摩擦力,下列说法中正确的是( ).
A.两个相对静止的物体之间一定存在静摩擦力 B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
C.静摩擦力一定是阻力 D.静摩擦力的大小是可以变化的,但有一个限度
3.[考点4]关于摩擦力与弹力的关系,下列说法中正确的是( ). A.有弹力一定有摩擦力 B. 有弹力不一定有摩擦力
C.有摩擦力一定有弹力 D.同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直 4.[考点2]如图所示,用水平力F将质量为m的木块压在竖直墙壁上,使木块保持静止.下列说法中正确的是( ). A. 因为木块静止,故F=mg B.木块受的摩擦力的方向可能向下
C.如果F增大,木块与墙壁间的静摩擦力也增大 D.如果F增大,木块与墙壁间的摩擦力仍不变
5.[考点3]如图所示,一物体在动摩擦因数μ=0.2的水平面上向左运动,物体质量为10kg,它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为20N的拉力作用,则物体受到的摩擦力为( ).
A. ON B. 20N,水平向右 C.40N,水平向右 D.20N,水平向左
湖南省临湘一中2020年高考物理总复习 第13讲 摩擦力能力提升学案 新人教版必修1
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