人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力优秀ppt课件
展开高中物理新教材特点分析
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专题强化 摩擦力的综合分析
探究重点 提升素养 / 专题强化练
1.进一步理解摩擦力的概念,会用条件法、假设法、相互作用法、 状态法判断摩擦力的有无.2.会计算摩擦力的大小.
1.对摩擦力的理解(1)摩擦力是指发生在两个相互接触的物体之间的阻碍两个物体间的相对运动或相对运动趋势的力.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,运动的物体可能受到静摩擦力的作用.例如:在倾斜传送带上随传送带匀速传送的物体受到的摩擦力是静摩擦力.(3)受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的,静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用.例如:擦黑板时,静止的黑板受到的摩擦力是滑动摩擦力.
2.摩擦力的方向(1)静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反.可利用假设法判断,即假设接触面光滑,物体相对与它接触的物体运动的方向,就是相对运动趋势方向.例如:静止在斜面上的物体受到的静摩擦力的方向沿斜面向上.(如图甲)
静摩擦力的方向与物体的运动方向可以成任意角度,如图乙所示.
(2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,与物体的运动方向无关.(3)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以是动力,也可以是阻力,如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同,则摩擦力为动力,如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反,则摩擦力为阻力.
3.摩擦力有无的判断方法(1)条件法:根据摩擦力产生的条件判断.(2)假设法:假设接触面光滑,若物体原来的运动状态改变,说明存在摩擦力;否则不存在摩擦力.(3)状态法:由物体所处的状态分析,若物体静止或做匀速直线运动,根据二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力.(4)力的相互作用法:当一物体所受摩擦力方向不易判断时,可先确定与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况,然后根据牛顿第三定律(第3节学习)作出判断.
右面各图中物体A和B始终保持相对静止,关于物体A是否受摩擦力作用及物体A所受摩擦力的方向,下列说法正确的是
A.甲图中物体A受到向左的摩擦力B.乙图中物体A不受摩擦力C.丙图中物体A不受摩擦力D.丁图中物体A受到向右的摩擦力
题图甲中,物体A处于静止状态,假设物体A受静摩擦力作用,则物体A不能静止,因此假设是错误的,故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用,故A错误;题图乙中,物体A静止,由于物体A受向右的力F的作用,由二力平衡可知,物体A一定受向左的静摩擦力作用,故B错误;
题图丙中,用力F拉水平地面上的物体B,物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动,假设物体A受静摩擦力作用,则物体A不能做匀速直线运动,因此假设是错误的,故在丙图情况下物体A不受静摩擦力作用,故C正确;题图丁中,由于物体A做匀速直线运动,根据二力平衡可知,物体A在水平方向上一定受静摩擦力的作用,静摩擦力的方向向左,故D错误.
(多选)如图所示为传送带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则
A.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速 运动,A受到沿传送带向上的摩擦力B.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速 运动,A受到沿传送带向下的摩擦力C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力D.如果货物A和传送带都静止,A对传送带有沿传送带向下的摩擦力
摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反,先判断物体的相对运动情况.对货物A来说,有相对于传送带向下滑动的趋势,则摩擦力与相对运动趋势方向相反,即沿传送带向上,选项A正确;货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动时,货物A有沿传送带向下运动的趋势,货物A受到沿传送带向上的摩擦力,选项B错误;如果货物A和传送带都静止,则货物A相对传送带有向下运动的趋势,货物A受到沿传送带向上的摩擦力,选项C错误;货物A相对于传送带有向下的运动趋势,传送带相对于货物A有向上的运动趋势,则货物A对传送带的摩擦力方向沿传送带向下,选项D正确.
1.滑动摩擦力的大小计算公式Ff=μFN.公式中FN为接触面受到的正压力,与物体的重力G是两种性质的力,大小和方向不一定与重力相同,Ff与物体的运动状态、运动速度的大小、接触面积的大小均无关.2.静摩擦力的大小(1)静摩擦力大小通常利用二力平衡或牛顿第二定律(第四章学习)求得.(2)最大静摩擦力Fmax的大小随物体对接触面的压力的增大而增大,其值略大于滑动摩擦力,高中阶段为了计算方便,往往认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.
(2021·北京市顺义区第九中学高一期中)如图所示,重为30 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=5 N.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)最大静摩擦力大小;
最大静摩擦力为Fmax=μFN=μG=0.3×30 N=9 N;
(2)木块所受的摩擦力的大小和方向;
答案 8 N 方向向左
因为木块处于静止状态,由于F1>F2,故静摩擦力向左,大小为Ff1=F1-F2=13 N-5 N=8 N;
(3)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向;
答案 5 N 方向向右
当只将F1撤去时,木块在F2的作用下仍然处于静止状态,则Ff2=F2=5 N,方向向右;
(4)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向.
答案 9 N 方向向左
若撤去F2,因为F1>Fmax,所以木块将滑动,所受的摩擦力为滑动摩擦力;滑动摩擦力等于最大静摩擦力的大小,则有Ff3=Fmax=9 N,方向向左.
如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
当F=25 N时,木块没有动,则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡,即Ff1=G=6 N.
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然只受重力和静摩擦力,且二力平衡,即Ff2=G=6 N.
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力,二力平衡,则FN=F=10 N,则Ff3=μFN=0.25×10 N=2.5 N.
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大?
当F=6 N时,FN′=6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则木块受到的滑动摩擦力Ff4=μFN′=0.25×6 N=1.5 N.
摩擦力突变的类型1.静摩擦力大小或方向发生突变.2.静摩擦力突然变为滑动摩擦力.3.滑动摩擦力突然变为静摩擦力.可概括为“静—静”突变,“静—动”突变,“动—静”突变,其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值.
如图所示,物体A的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始,物体以一定的初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1 N的作用力,则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向,g取10 N/kg)
物体A向右滑动时,受到地面向左的滑动摩擦力,由Ff1=μmg,得Ff1=2 N;物体静止后,因受到向左的拉力F0=1 N
木板与水平方向夹角较小时,滑块相对木板静止,滑块受到静摩擦力,木板与水平方向夹角达到某一角度时,滑块相对木板下滑,滑块受到滑动摩擦力,故A正确.
1.(2022·自贡市高一期末)关于摩擦力,下列说法正确的是A.摩擦力的方向总跟运动方向相反B.滑动摩擦力的大小跟接触面材料、粗糙程度等有关C.相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大D.相互压紧且接触面粗糙的物体间一定有摩擦力
摩擦力的方向总是跟相对运动或相对运动趋势方向相反,A错误;由摩擦力的影响因素可知,滑动摩擦力的大小跟接触面材料、粗糙程度等有关,B正确;相互紧压的粗糙物体之间有相对滑动时,物体间正压力增大,滑动摩擦力才增大,C错误;相互压紧的粗糙物体间如果既没有相对运动,也没有相对运动趋势,则两物体间不存在摩擦力,D错误.
2.(多选)关于摩擦力,有人总结了四条“不一定”,其中说法正确的是A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C.受静摩擦力的物体不一定静止,受滑动摩擦力的物体不一定运动D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力
摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同,选项A正确.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,也可能与运动方向成一定角度,例如用手竖直握住瓶子,让瓶子水平移动,选项B正确.受静摩擦力的物体不一定静止,例如货物在倾斜传送带上向高处运动时,货物受静摩擦力但不静止;受滑动摩擦力的物体不一定运动,例如正在滑轨上滑行的物体,滑轨受到滑动摩擦力,而滑轨是静止的,选项C正确.静摩擦力和滑动摩擦力都既可能是阻力,也可能是动力,选项D错误.
3.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板.下列关于擦黑板的几种说法正确的是A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力B.摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比C.压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大D.若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也可能把字擦掉
黑板擦相对黑板滑动,所以是滑动摩擦力,故A错误;摩擦力的大小与手压黑板擦的力成正比,与黑板擦的重力无关,故B错误;根据滑动摩擦力公式Ff=μFN可知滑动摩擦力与压力成正比,所以压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大,故C正确;若黑板擦不小心脱手,黑板擦对黑板的压力为零,所以他们之间没有摩擦力,即在自由下落的过程中不可能把字擦掉,故D错误.
4.如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是A.A、B之间无摩擦力B.A受到B的摩擦力水平向左C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右
对A物体,由于A匀速运动,由水平方向二力平衡可知,B对A的摩擦力必与F等大反向,故选项A、B错误;对B物体,A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力方向相反,故B受到A的摩擦力水平向左,选项C正确;由于A、B一起向左匀速运动,则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,且水平向右,故选项D错误.
5.如图所示,A为长木板,在光滑水平面上以速度v1向右运动,同时物块B在A的上表面以速度v2向右运动,且A、B间接触面粗糙.下列判断正确的是A.若v1=v2,A、B之间无摩擦力B.若v1>v2,A受到B的向右的滑动摩擦力C.若v1<v2,B受到A的向右的滑动摩擦力D.若v1>v2,A、B之间无滑动摩擦力
6.(多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是A.木箱所受的最大静摩擦力Fmax=21 NB.木箱所受的最大静摩擦力Fmax=20 NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大,最大静摩擦力为21 N,当推力F>21 N后,静摩擦力变为滑动摩擦力,大小为20 N,木箱与地面间的动摩擦因数μ= =0.2,选项A、D正确.
7.(多选)水平的皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,随后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体所受摩擦力的情况是A.在AC段受水平向左的滑动摩擦力B.在AC段受水平向右的滑动摩擦力C.在CB段不受静摩擦力D.在CB段受水平向右的静摩擦力
在AC段物体相对传送带向左运动,受到滑动摩擦力作用,方向水平向右,故A错误,B正确;在CB段物体做匀速直线运动,不受摩擦力作用,故C正确,D错误.
8.(多选)有三个相同的物体甲、乙、丙叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,如图所示.现用一水平力F作用在乙上,三个物体仍保持静止,下列说法正确的是A.丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B.甲受到水平向右的摩擦力作用C.乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D.丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右
以甲为研究对象,甲不受摩擦力,B错误;乙受到向右的水平力F,处于静止状态,故受到丙的摩擦力水平向左,大小等于F,乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相
反,则乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右,丙处于静止状态,故受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左,A、C正确,D错误.
9.(多选)用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小.把木块A放在长木板B上,长木板B放在光滑水平地面上,长木板B在大小为F的水平拉力作用下在水平面上以速度v匀速运动,稳定时,水平弹簧测力计的示数为FT,下列说法正确的是A.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于FTB.长木板B受到的滑动摩擦力的大小等于FC.若长木板以2v的速度匀速运动,则木块A受到的摩擦力的大小等于2FTD.若用大小为2F的水平力拉长木板B,则木块A受到的摩擦力的大小等于2F
木块A在水平方向上受到弹簧测力计的拉力和木板对其向左的滑动摩擦力作用而处于静止状态,根据二力平衡知识得,木块A受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力FT,选项A正确;长木板B在水平方向上受拉力和木块A对其向右的滑动摩擦力作用而处于匀速运动状态,根据二力平衡知识,木板B受到的滑动摩擦力大小等于F,选项B正确;滑动摩擦力Ff=μFN,无论长木板受到的拉力有多大,也无论匀速运动的速度有多大,A、B之间的滑动摩擦力都不变,选项C、D错误.
10.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,木板一直静止,那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为A.μ2mg μ1MgB.μ2mg μ2mgC.μ2mg μ1(m+M)gD.μ2mg μ1Mg+μ2mg
因为木板一直静止,在水平方向上,木板所受地面的静摩擦力与木块对它的滑动摩擦力大小相等、方向相反,木块对木板的压力大小等于mg,故Ff=μ2FN=μ2mg,选项B正确.
11.如图甲所示,用水平力F将质量为0.4 kg的物块压在竖直墙壁上静止不动,物块与墙面间的动摩擦因数为0.4.若力F随时间t变化的规律如图乙所示,取g=10 m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列图像中,能正确反映物块所受墙的摩擦力大小Ff随时间t变化规律的是
物块受到的最大静摩擦力Fmax=μF=0.4×20 N=8 N,重力G=mg=0.4×10 N=4 N,故开始时,物块处于静止状态,受到静摩擦力作用.当最大静摩擦力等于重力时,mg=μF′,得F′=10 N,由题图乙知对应时刻为2 s,所以0~2 s内,物块受到的静摩擦力大小为4 N;2~4 s内,物块受到的滑动摩擦力Ff=μF,随F减小而逐渐减小,B正确.
12.如图所示,A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上,物体B的上下表面均水平,物体A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,用一水平向右且F=kt的外力作用在物体B上,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.物体A与B,物体B与水平面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.(1)求物体B与地面间的最大静摩擦力大小;
分析可知,物体B对地面的压力大小为FNB=2mg,由题意可知物体B与地面间的最大静摩擦力为FBmax=μFNB=2μmg;
(2)一段时间Δt后,物体A、B会相对滑动,求Δt和此时物体A、B间摩擦力的大小;
一段时间Δt后,物体A、B发生相对滑动,此时物体A、B间的滑动摩擦力的大小为FfAB=μFNA=μmg对物体B分析可知F=kΔt=FBmax+FfAB
(3)请画出拉力传感器的示数随时间t变化的图像.
对物体A分析可知,Δt时刻以后,拉力传感器的示数恒定,为F传=FfAB=μmg假设t1时刻前,外力F与地面对物体B的摩擦力二力平衡,此过程传感器上无示数,则有kt1=FBmax
由于F=kt,易知在t1~Δt内,F传随时间t线性增大,拉力传感器的示数随时间t变化的图像如图所示.
13.(2021·白银市第十中学高一期中)如图所示,木块A、B分别重40 N和80 N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,栓接在A、B之间的轻弹簧被拉伸了4 cm,弹簧的劲度系数为200 N/m,系统置于水平地面上静止不动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(1)求木块A所受摩擦力的大小及方向;
答案 8 N,方向水平向左
木块A与地面间的最大静摩擦力为FAmax=μmAg=10 N木块B与地面间的最大静摩擦力为FBmax=μmBg=20 N弹簧弹力为FT=kx=200×0.04 N=8 N所以木块A、B均不动,木块A受到的摩擦力为8 N,方向水平向左;
人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教学ppt课件: 这是一份人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教学ppt课件,共11页。PPT课件主要包含了目标体系构建,课内互动探究,探究,探究,摩擦力大小的计算,探究,摩擦力的突变问题,课堂达标检测等内容,欢迎下载使用。
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