人教版高中物理必修第一册第3章素养提升课3摩擦力的综合分析课件

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第三章　相互作用——力素养提升课(三)　摩擦力的综合分析关键能力·情境探究达成02探究1　摩擦力的理解与分析1．静摩擦力与滑动摩擦力对比2．分析计算摩擦力时的四点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式F＝μFN计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。(2)公式F＝μFN中，FN为两接触面间的压力，与物体的重力没有必然关系，不一定等于物体的重力。(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面面积的大小也无关。(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反，也可能不共线。角度1　两类摩擦力的理解【典例1】　(2022·甘肃兰州高一期末)关于摩擦力，下列说法正确的是(　　)A．物体受到静摩擦力作用时，一定处于静止状态B．只有运动的物体才有可能受滑动摩擦力作用C．具有相对运动的两物体间一定存在摩擦力作用D．摩擦力的方向可能与物体运动方向相同√D　[运动的物体也可能受静摩擦力，比如在水平路面上，汽车启动时，车厢地板上的物体会受到静摩擦力作用，A错误；静止的物体也可以受到滑动摩擦力，如物体在地面上滑动时，地面虽静止，地面仍受到滑动摩擦力，B错误；如果发生相对运动的两物体接触面光滑，也没有摩擦力，C错误；摩擦力的方向可能与运动方向相同，如放在传送带上的物体，其在摩擦力的作用下运动，则受到的摩擦力与运动方向相同，D正确。]角度2　摩擦力的计算【典例2】　(2022·浙江金华高一期末)如图所示，重为800 N的沙发放在水平地面上，体重600 N的小王至少要用96 N的水平力推沙发，才能使沙发从原地开始运动。沙发开始运动以后，小王用80 N的水平力推沙发，就可以使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是(　　)A．沙发与地面之间的动摩擦因数为0.12B．若用90 N的水平力推这个静止的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为80 NC．若用96 N的水平力推这个已经在运动的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为96 ND．小王盘腿坐在沙发上，小李用140 N的水平力推已经在运动的沙发，可使小王和沙发保持匀速运动√ [跟进训练]1．(2022·北京市顺义区第九中学高一期中)在中学秋季田径运动会上，李好同学奋力拼搏，勇夺男子100 m冠军，如图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用Ff 1、Ff 2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于Ff 1、Ff 2的方向，以下说法正确的是(　　)A．Ff 1向后，Ff 2向后　　B．Ff 1向前，Ff 2向前C．Ff 1向前，Ff 2向后　　D．Ff 1向后，Ff 2向前√C　[当该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚有个向前的静摩擦力，使运动员能向前运动。而当前脚向前跨时，正是由于地面给前脚有个向后的静摩擦力，否则运动员会向前滑动。所以前脚受到地面的向后的静摩擦力。]2．(2022·安徽马鞍山高一期末)如图所示，质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上，物块在拉力F作用下在木板上向右滑行，木板始终处于静止状态，物块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2，那么下列说法正确的是(　　)A．物块受到的摩擦力大小一定为FB．物块对木板的摩擦力方向水平向左C．地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力D．地面对木板的摩擦力大小一定是μ2(M＋m)g√C　[物块在拉力F作用下在木板上向右滑行，木板始终处于静止状态，物块运动的情况不清楚，当物块匀速运动时物块受到的摩擦力大小为F，A错误；物块相对木板向右运动，则木板相对物块向左运动，木板受到物块的滑动摩擦力方向水平向右，B错误；木板受到物块的滑动摩擦力方向水平向右，木板始终处于静止状态，则地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力，C正确；木板受到物块的滑动摩擦力为μ1mg ，木板始终处于静止状态，则地面对木板的摩擦力大小一定是μ1mg，D错误。]探究2　摩擦力的突变问题 摩擦力的突变问题，无论怎样变化，其本质就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题，以下是摩擦力突变的常见情况：【典例3】　(2022·浙江湖州高一期末)小张同学利用如图甲所示的装置研究物块受到的摩擦力情况。质量为4 kg的物块放置在粗糙的长木板上，通过轻绳与固定在水平实验操作台上的力传感器连接。现用水平向左的力F将长木板从物块下面拉出，传感器记录的FT-t图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　)A．2.5～3.5 s内物块受到的是滑动摩擦力B．长木板受到的摩擦力总是水平向右C．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.25D．向左拉长木板的F-t图线和图乙的图线相同√ 方法总结　物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力就有可能发生突变。解决这类问题的关键：正确对物体进行受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”。[跟进训练]3．如图所示为一同学从t＝0时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻(t1、t2、t3)的漫画图。假设t1时刻同学对箱子的推力为5 N，t2时刻推力为10 N，t3时刻推力为15 N。下列说法正确的是(　　)A．箱子对地面的压力就是箱子的重力B．t1时刻，箱子所受地面的摩擦力大于5 NC．t2时刻，箱子所受合外力与t1时刻相同D．箱子与地面的滑动摩擦力一定为15 N√C　[重力和压力是两种不同性质的力，只能说箱子对地面的压力大小等于箱子的重力，A错误；t1时刻，箱子没动，水平方向由二力平衡可知，箱子所受地面的静摩擦力等于5 N，B错误；t2时刻和t1时刻箱子都处于平衡状态，所受的合力均为零，C正确；t3时刻推力为15 N，此时箱子动了，但不能确定箱子的运动状态，故不能确定与地面的滑动摩擦力是否等于15 N，D错误。]4．(多选)如图甲所示，重为G的物体在水平向右的压力F作用下静止在竖直墙上，F随时间t均匀减小，如图乙所示。物体与墙之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体始终静止。设墙对物体的弹力为N、物体与墙的最大静摩擦力为Fmax、物体受到的摩擦力为Ff，下列图像能正确表示各力随时间变化的是(　　)AB　[在水平方向上对物体分析可知，物体受到的墙的弹力一直与压力大小相等，方向相反，故变化规律与F的规律相同，故A正确；最大静摩擦力Fmax＝μF，故说明最大静摩擦力也随着压力的减小而减小，故变化规律与F相同，故B正确；物体保持静止，则说明物体处于平衡状态，摩擦力大小一直等于重力，故C、D错误。]A　　　　　B　　　　C　　　　D√√