【步步高】2020年高考物理大一輪 第二章 第2課時(shí) 摩擦力 新人教版必修1

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1、第2課時(shí)　摩擦力 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.會(huì)判斷摩擦力的有無和方向.2.會(huì)計(jì)算摩擦力的大?。? 一、靜摩擦力 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1．一只玻璃瓶，在下列情況下是否受到摩擦力？如果受到摩擦力，摩擦力的方向如何？ (1)瓶子靜止在粗糙水平桌面上． (2)瓶子靜止在傾斜的桌面上． (3)瓶子被握在手中，瓶口朝上． (4)瓶子壓著一紙條，扶住瓶子把紙條抽出． 2．重量為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開始運(yùn)動(dòng)．由此可知：木箱與地板間的最大靜摩擦力Fmax＝________.如果用20 N的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是__________． [知

2、識(shí)梳理] 1．產(chǎn)生：兩個(gè)相互接觸的物體，有____________時(shí)產(chǎn)生的摩擦力． 2．作用效果：總是起著阻礙物體間________________的作用． 3．產(chǎn)生條件：(1)相互接觸且________；(2)有______________；(3)________________． 4．大?。弘S外力的變化而變化，大小在零和最大靜摩擦力之間． 5．方向：與接觸面相切，且總是與物體的____________方向相反． 6．最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值． ：受靜摩擦力的物體一定靜止嗎？舉例說明． 二、滑動(dòng)摩擦力 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 1．手壓著桌面向前移動(dòng)，會(huì)明顯地感覺到有阻力阻礙手

3、的移動(dòng)．手對(duì)桌面的壓力越大，阻力越大．試一試，并說明道理． 2．在我國東北寒冷的冬季，雪橇是常見的運(yùn)輸工具．一個(gè)有鋼制滑板的雪橇，連同車上的木料的總重量為4.9×104 N．在水平的冰道上，馬要在水平方向用多大的力，才能夠拉著雪橇勻速前進(jìn)？(鋼－冰間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02) [知識(shí)梳理] 1．產(chǎn)生：兩個(gè)相互接觸的物體發(fā)生________時(shí)產(chǎn)生的摩擦力． 2．作用效果：總是起著阻礙物體間____________的作用． 3．產(chǎn)生條件：(1)相互接觸且________；(2)有____________；(3)________________． 4．大?。夯瑒?dòng)摩擦力大小與________

4、成正比，即：Ff＝________. 5．方向：跟接觸面相切，并跟物體________________相反． ：怎樣正確理解“相對(duì)”的含義？ 考點(diǎn)一　靜摩擦力的有無及方向判斷 考點(diǎn)解讀 1．若靜摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)相對(duì)靜止的物體之間，則二者一定具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，如(a)、(b)圖中，物體A有相對(duì)于傳送帶和斜面下滑的趨勢(shì)． 2．靜摩擦力的方向一定與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，如圖(c)中，A相對(duì)于豎直墻有下滑的趨勢(shì)，它受到的靜摩擦力方向向上． 3．靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同，也可能相反，也可能成任意夾角，如圖(d)中手拿瓶子可以向任意一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)． 4．還可以根據(jù)物體的運(yùn)

5、動(dòng)狀態(tài)來判斷，如圖(e)中，物體A受的靜摩擦力起著動(dòng)力作用，使A與B一起加速．即靜摩擦力可能是動(dòng)力，也可能是阻力． 典例剖析 圖1 例1如圖1所示，甲物體在水平外力F的作用下靜止在乙物體上， 乙物體靜止在水平地面上．現(xiàn)增大外力F，兩物體仍然靜止，則 下列說法正確的是 (　　) A．乙物體對(duì)甲物體的摩擦力一定增大 B．乙物體對(duì)甲物體的摩擦力一定沿斜面向上 C．乙物體對(duì)水平地面的摩擦力一定增大 D．乙物體對(duì)水平地面的壓力一定增大 思維突破　判斷靜摩擦力方向的方法 1．假設(shè)法：靜摩擦力的方向一定與物體

6、相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，利用“假設(shè)法”可以判斷出物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向． 2．狀態(tài)法：根據(jù)二力平衡條件、牛頓第二定律或牛頓第三定律，可以判斷靜摩擦力的方向． 3．利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來判斷，此法關(guān)鍵是抓住“力是成對(duì)出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向． 圖2 跟蹤訓(xùn)練1　如圖2所示，楔形物塊a固定在水平地面上，在其 斜面上靜止著小物塊b.現(xiàn)用大小一定的力F分別沿不同方向 作用在小物塊b上，小物塊b仍保持靜止，如下圖所示．則a、b之間的靜摩擦力一定增大的是

7、 (　　) 考點(diǎn)二　摩擦力的大小計(jì)算 考點(diǎn)解讀 計(jì)算摩擦力時(shí)首先要分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力． 1．滑動(dòng)摩擦力由公式F＝μFN計(jì)算．計(jì)算時(shí)關(guān)鍵是對(duì)相互擠壓力FN的分析(FN跟研究對(duì)象受到的垂直于接觸面的力密切相關(guān)，也跟研究對(duì)象在該方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān))． 2．靜摩擦力的計(jì)算，首先區(qū)分是最大值還是非最大值． (1)最大靜摩擦力Fmax：是物體將要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)這一臨界狀態(tài)時(shí)的摩擦力，它只在這一特定狀態(tài)下才表現(xiàn)出來．它比滑動(dòng)摩擦力稍大些，通常認(rèn)為二者相等，即Fmax＝μFN. (2)非最大靜摩

8、擦力F，它的大小和方向都跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力密切相關(guān)，跟接觸面相互擠壓力FN無直接關(guān)系，因此F具有大小、方向的可變性，變化性強(qiáng)是它的特點(diǎn)．對(duì)具體問題要具體分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡、加速)，由力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解． 典例剖析 例2　如圖3所示，人重600 N，木塊A重400 N，人與木塊、木塊 v 與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)人用水平力拉繩，使他與木 塊一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪摩擦不計(jì)，求： 圖3 (1)人對(duì)繩的拉力； (2)人腳對(duì)A的摩擦力的大小和方向． 審題突破 審題是解題的前提，正確審題是正確解答的保證．

9、在審 題時(shí)，應(yīng)特別注意對(duì)關(guān)鍵字詞的理解，可以說關(guān)鍵字 詞能夠起到“撥開云霧見青天”的妙處．針對(duì)本題， “勻速”二字即為關(guān)鍵字詞：勻速→平衡狀態(tài)→受力 平衡→受力分析→列平衡方程→解方程，即可得出答案． 圖4 跟蹤訓(xùn)練2　在粗糙的水平面上放一物體A， A上再放一質(zhì)量為m 的物體B，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，施加一水平力F作用于A(如 圖4所示)，計(jì)算下列情況下A對(duì)B的摩擦力． (1)當(dāng)A、B一起做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)． (2)當(dāng)A、B一起以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)． (3)當(dāng)力F足夠大而使A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)． (4)當(dāng)A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，且B物體的伸到A的外面時(shí)．

10、　　　　　　　　　　　3.摩擦力判斷的易錯(cuò)點(diǎn) (1)認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小、物體速度大小有關(guān) 例3　一塊質(zhì)量均勻分布的長(zhǎng)方體木塊按如圖5甲、乙、丙所示的三種方式在同一水平面上運(yùn)動(dòng)，其中甲圖中木塊做勻速運(yùn)動(dòng)，乙圖中木塊做勻加速運(yùn)動(dòng)，丙圖中木塊側(cè)立在水平面上做與甲圖相同的運(yùn)動(dòng)．則下列關(guān)于甲、乙、丙三圖中木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小關(guān)系的判斷正確的是 (　　) 圖5 A．Ff甲＝Ff乙

11、C．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙 D．Ff丙

12、刻開始，物體以一定初速度v0向右滑行的同時(shí)，受到一個(gè)水平向左、大小恒為F0＝1 N的作用力．則反映物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是(取向右為正方向) (　　) 誤區(qū)警示　誤認(rèn)為物體減速到零后，再反向加速，而誤選B項(xiàng)． 正確解析　物體在向右滑行時(shí)，受到的是滑動(dòng)摩擦力，F(xiàn)f1=μmg=2 N，方向向左．由于F0=1 N

13、 例5　在圖6甲中，箱子放在汽車上，汽車啟動(dòng)時(shí)，箱子隨汽車一起從靜止到運(yùn)動(dòng)．在圖乙中，A在拉力F的作用下運(yùn)動(dòng)，B靜止不動(dòng)，試分別分析車中的箱子及物體B所受摩擦力的性質(zhì)與方向． 　　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙 圖6 誤區(qū)警示　有的學(xué)生認(rèn)為甲中的箱子隨車一起加速，它受的摩擦力一定是動(dòng)摩擦力；認(rèn)為 乙中的B靜止，沒有運(yùn)動(dòng)，因而受的是靜摩擦力． 正確解析　在圖甲中，雖然箱子是運(yùn)動(dòng)的，但是卻受到了汽車對(duì)它水平向右的靜摩擦力作 用．在圖乙中，雖然B是靜止的，但是卻受到了A對(duì)它水平向左的滑動(dòng)摩擦力作用． 答案　見解析 正本清源　判斷物體具有“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”或“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”不是以地

14、面為參考系，而是以相互作用的另外一個(gè)物體作為參考系，因此靜止的物體可能受到靜摩擦力，也可能受到滑 動(dòng)摩擦力；運(yùn)動(dòng)的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力，也可能受到靜摩擦力. A組　摩擦力的有無及方向判斷 圖7 1. 如圖7所示，質(zhì)量為m的物體，在沿斜面向上的拉力F作用下，沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的傾角為θ的粗糙斜面勻速下滑，此過程中斜面保持靜止，則地面對(duì)斜面 (　　) A．無摩擦力 B．有水平向左的摩擦力 C．支持力為(M＋m)g D．支持力小于(M＋m)g 圖8 2．如圖8所示，兩個(gè)等大的水平力F分別作用在物體B和C上．物體A、B、C都處于靜止?fàn)?態(tài)．各接觸面與水平

15、地面平行．物體A、C間的摩擦力大小為Ff1，物體B、C間的摩擦力大小為Ff2，物體C與地面間的摩擦力大小為Ff3，則 (　　) A．Ff1＝0，F(xiàn)f2＝0，F(xiàn)f3＝0 B．Ff1＝0，F(xiàn)f2＝F，F(xiàn)f3＝0 C．Ff1＝F，F(xiàn)f2＝0，F(xiàn)f3＝0 D．Ff1＝0，F(xiàn)f2＝F，F(xiàn)f3＝F B組　摩擦力大小的分析與計(jì)算 圖9 3．如圖9所示，放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所掛的砝碼和托盤的總質(zhì)量為0.6 kg，彈簧秤讀數(shù)為2 N，滑輪摩擦不計(jì)，若輕輕取走盤中的部分砝碼，

16、使總質(zhì)量減小到0.3 kg，將會(huì)出現(xiàn)的情況是(g＝10 m/s2) (　　) A．彈簧秤的讀數(shù)將變小 B．A仍靜止不動(dòng) C．A對(duì)桌面的摩擦力不變 D．A所受的合力將要變大 4．如圖10所示，在傾角為θ＝30°的粗糙斜面上放一物體，重力為 G，現(xiàn)在用與斜面底邊平行的力F＝推物體，物體恰能做勻速 直線運(yùn)動(dòng)，則： 圖10 (1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少？ (2)物體的運(yùn)動(dòng)方向與斜面底邊成多大的夾角？ 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 (限時(shí)：30分鐘) 1．關(guān)于重力，下列說法正確的是

17、 (　　) A．重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，重力的方向總是和支持面垂直 B．用彈簧測(cè)力計(jì)或天平都可以直接測(cè)出重力的大小 C．重力的大小與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，完全失重狀態(tài)下物體仍然有重力 D．彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)物體的重力時(shí)，拉力就等于物體的重力，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 2．對(duì)于相互接觸的兩個(gè)物體之間同一接觸面上的彈力和摩擦力，以下說法中正確的是 (　　) A．有彈力必有摩擦力 B．有摩擦力必有彈力 C．摩擦力的大小一定與彈力成正比 D．摩擦力的方向與彈力的方向垂直 3．卡車上放一木箱，車在水平路面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說法中正確的是 (　　) A．車啟動(dòng)時(shí)，木箱給

18、卡車的摩擦力向后 B．車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，車給木箱的摩擦力向前 C．車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，車給木箱的摩擦力為零 D．車突然制動(dòng)時(shí)，木箱獲得向前的摩擦力，使木箱向前滑動(dòng) 4．如圖1所示，傾角為θ的斜面體C置于水平地面上，小物塊B 置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接，連 接B的圖1 一段細(xì)繩與斜面平行，已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)．則 (　　) A．B受到C的摩擦力一定不為零 B．C受到水平地面的摩擦力一定為零 C．斜面體C有沿地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，一定受到地面向左的摩擦力 D．將細(xì)繩剪斷，若B物體依然靜止在斜面上，此時(shí)水平面對(duì)C的摩擦力為0 圖2 5

19、．如圖2所示，質(zhì)量為mB＝24 kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為 mA＝22 kg的木箱A放在木板B上．一根輕繩一端拴在木箱上，另 一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為θ＝37°.已知木箱A 與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.5.現(xiàn)用水平方向大小為200 N的力F將 木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 37°≈0.6，cos 37°≈0.8，重力加速度g 取10 m/s2)，則木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的大小為 (　　) A．0.3 B．0.4 C．0.5 D．0.6

20、圖3 6．如圖3所示，長(zhǎng)方體物塊A疊放在長(zhǎng)方體物塊B上，B置于水 平地面上．A、B質(zhì)量分別為mA＝6 kg，mB＝2 kg，A與B之間、 B與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)用大小為10 N的水平 恒力F向右拉A，若最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，g＝10 m/s2，則以下 說法正確的是 (　　) A．A、B兩物塊將一起沿水平地面勻速運(yùn)動(dòng) B．物塊B保持靜止，物塊A相對(duì)B勻速滑動(dòng) C．物塊A所受的摩擦力大小為10 N D．物塊B所受的摩擦力大小為20 N

21、圖4 7．如圖4所示，位于傾角為θ的斜面上的物塊B由跨過定滑輪的輕 繩與物塊A相連．從滑輪到A、B的兩段繩都與斜面平行．已知A 與B之間及B與斜面之間均不光滑，若用一沿斜面向下的力F 拉B并使它做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則B受力的個(gè)數(shù)為 (　　) A．4個(gè) B．5個(gè) C．6個(gè) D．7個(gè) 8．如圖5甲所示，兩物體A、B疊放在光滑水平面上，對(duì)物體A施加一水平力F，F(xiàn)－t關(guān)系圖象如圖乙所示．兩物體在力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，且始終相對(duì)靜止，則 (　　) 圖5 A．物體A對(duì)物體B的摩擦力方向始

22、終與力F的方向相同 B．2 s～3 s時(shí)間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小 C．兩物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) D．兩物體沿直線做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 9．如圖6所示，質(zhì)量分別為mA、mB的兩物塊A、B疊放在一起，若它 們共同沿固定在水平地面上傾角為α的斜面勻速下滑．則(　　) A．A、B間無摩擦力 圖6 B．A、B間有摩擦力，且A對(duì)B的摩擦力對(duì)B做正功 C．B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝tan α D．B對(duì)斜面的摩擦力方向沿斜面向下 復(fù)習(xí)講義 基礎(chǔ)再現(xiàn) 一、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　1.(1)不受摩擦力．(2)受靜摩擦力，方向沿斜面向上．(3)受靜摩擦力，方向豎直向上．(4)受滑動(dòng)摩擦力，方向與紙條運(yùn)動(dòng)方向

23、相同． 2．35 N　20 N 知識(shí)梳理　1.相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)　2.相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)　3.(1)擠壓　(2)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) (3)接觸面粗糙　5.相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 思考：不一定．如加速運(yùn)動(dòng)的列車，車廂內(nèi)的物體與車廂保持相對(duì)靜止，受靜摩擦力，但對(duì)地是加速運(yùn)動(dòng)的． 二、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　1.手壓著桌面向前移動(dòng)時(shí)，手受到桌面的滑動(dòng)摩擦力作用．滑動(dòng)摩擦力的方向與手指移動(dòng)的方向相反，阻礙手指的運(yùn)動(dòng)．手對(duì)桌面的壓力越大，手指受到的滑動(dòng)摩擦力越大，對(duì)手指相對(duì)桌面運(yùn)動(dòng)的阻礙作用越明顯． 2．980 N 知識(shí)梳理　1.相對(duì)運(yùn)動(dòng)　2.相對(duì)運(yùn)動(dòng) 3．(1)擠壓　(2)相對(duì)運(yùn)動(dòng)　(3)接觸面粗糙　4.壓力　μFN　5.相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向 思考：“相對(duì)”既不是對(duì)“地”，也不是對(duì)“觀察者”，“相對(duì)”的是跟它接觸的物體，即把其中一個(gè)物體作參考系，分析另一個(gè)物體相對(duì)于參考系的運(yùn)動(dòng)． 課堂探究 例1　C　 跟蹤訓(xùn)練1　A 例2　(1)100 N　(2)100 N　方向水平向右 跟蹤訓(xùn)練2　(1)0　(2)ma，方向水平向右 (3)μmg，方向水平向右　(4)μmg，方向水平向右 分組訓(xùn)練 1．BD　2.B　3.B 4．(1)　(2)45°角向下 課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練 1．C　 2．BD　 3．AC　 4．CD　 5．A　 6．C　 7．D　 8．A　 9．BCD