2020高考物理精优大一轮复习人教通用版讲义：第2单元相互作用物体平衡第4讲摩擦力

第4讲　摩擦力　　摩擦力【辨别明理】(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势. (　　)(2)受滑动摩擦力作用的物体一定处于运动状态. (　　)(3)同一接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直. (　　)(4)摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同. (　　)(5)静摩擦力的方向不一定与运动方向共线. (　　)(6)静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力. (　　)考点一　关于滑动摩擦力的分析与计算1.滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动方向相反,判断滑动摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,所以滑动摩擦力的方向可能与物体实际运动(对地运动)方向相反,也可能与实际运动方向相同,还可能与物体实际运动方向成一定的夹角.2.滑动摩擦力的大小(1)滑动摩擦力的大小可以用公式f=μFN计算.(2)结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或变速运动),利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解.图4-1例1 物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然转动,转动方向如图4-1中箭头所示,则传送带转动后               (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大图4-2变式题 如图4-2所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动摩擦因数为μ.由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右匀速运动,同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度v2沿导槽匀速运动,则拉力F的大小为(重力加速度为g)              (　　)A.mg B.μmgC.μmg D.μmg■ 要点总结应用滑动摩擦力的决定式f=μFN时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的面积均无关;其方向一定与物体间相对运动方向相反,与物体运动(对地)的方向不一定相反.考点二　关于静摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的方向静摩擦力的方向与接触面相切,与物体间的相对运动趋势的方向相反,即与受力物体相对施力物体的运动趋势方向相反.常用的判断静摩擦力方向的方法主要有:(1)假设法(接触面间不存在摩擦力时的相对运动方向,即为物体的相对运动趋势方向);(2)利用牛顿运动定律来判定.2.静摩擦力的大小(1)两物体间实际产生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力fmax之间,即0<f≤fmax.最大静摩擦力fmax是物体将要发生相对运动(临界状态)时的摩擦力,它的数值与正压力FN成正比,在FN不变的情况下,最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力.在一般情况下,可近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受到的滑动摩擦力.(2)静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算:如果物体处于平衡状态,可根据平衡条件求解静摩擦力;如果物体处于非平衡状态,可根据牛顿第二定律求解静摩擦力.图4-3例2 如图4-3所示,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示,则              (　　)A.f1=0,f2≠0,f3≠0 B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0图4-4变式题 如图4-4所示,一根原长为10 cm、劲度系数为1000 N/m的弹簧一端固定在倾角为30°的粗糙斜面底端,弹簧轴线与斜面平行,弹簧处于自然伸直状态,将重80 N的物体A放在斜面上,放置物体A后,弹簧长度缩短为8 cm.现用一弹簧测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间的最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm时,弹簧测力计示数不可能为              (　　)A.10 N B.20 N C.40 N D.60 N■ 要点总结(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析;(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的;(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点三　关于摩擦力的综合分析与计算关于摩擦力的综合分析,我们重点研究摩擦力的突变问题.摩擦力发生突变的原因具有多样性:可能是物体的受力情况发生变化,也可能是物体的运动状态发生变化,还可能是物体间的相对运动形式发生了变化.因此要全面分析物体的受力情况和运动状态,抓住摩擦力突变的原因,才能正确地处理此类问题.(1)静摩擦力突变为滑动摩擦力:静摩擦力达到最大值的状态是物体恰好保持相对静止的临界状态.(2)滑动摩擦力突变为静摩擦力:滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间,因此两物体的速度达到相同时,滑动摩擦力要发生突变(变为零或变为静摩擦力).(3)由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力:静摩擦力是被动力,其大小、方向取决于物体间的相对运动趋势,而相对运动趋势取决于主动力,若主动力发生突变而物体仍然处于相对静止状态,则其静摩擦力将由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力.图4-5例3 长直木板的上表面的一端放有一个木块,如图4-5所示,木板由水平位置缓慢向上转动,另一端不动(即木板与地面间的夹角α变大),则木块受到的摩擦力f随角度α变化的图像符合实际的是图4-6中的              (　　)图4-6图4-7变式题1 如图4-7所示,斜面固定在地面上,倾角为θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行,斜面足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8,则滑块所受摩擦力f随时间变化的图像是图4-8中的(取初速度v0的方向为正方向,g取10 m/s2)              (　　)图4-8图4-9变式题2 如图4-9所示,完全相同的A、B两物体放在水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体重G=10 N,设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为fm=2.5 N.现对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F,有四位同学将A物体所受到的摩擦力fA随水平推力F的变化情况在图4-10中表示出来,其中正确的是(　　)图4-10完成课时作业(四)