2013高考一轮复习优秀课件：第二章研究物体间的相互作用第一单元 第2课时

警示
错套滑动摩擦力公式求静摩擦力
如图所示，将一质量为3 m的长木板静止地放在水 平地面上，另一质量为 m的木块以水平初速度 v0 滑上长木板， 若木块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ ，则在木 块与长木板相对静止之前，长木板受地面的摩擦力大小为 ( ) A．μ mg C．3μ mg B．2μ mg D．4μ mg
D．桌面对 A ， B 对 A ，都有摩擦力，两者方向相反，合 力为m0g
解析： A 、 B 、 C 三物体均处于平衡状态，合外力为零， 对于C可知绳子的拉力T＝m0g；对于B，水平方向不受外力， 即A、B间无摩擦力；对于A、B整体(或隔离A分析)水平方向 受到绳子的拉力和桌面对A水平向左的滑动摩擦力f作用，有 f＝T＝m0g.A选项正确． 答案：A
必修1 第二章:研究物体间的相互作用
第一单元:相互作用
第2课时-摩擦力
考点一 基础回顾
滑动摩擦力
1 ． 滑 动 摩 擦 力 的 定 义 ： 两个相互接触且挤压的物体有 ________时，物体之间产生阻碍________的力． 2．滑动摩擦力产生的条件：(1)物体表面有________； (2) 接 触 面 ______ ； (3) 物 体 之 间 要 相 互 ________ ； (4) 有 ________．
3
(1)物体受到的摩擦力大小； (2)拉力F的大小；
(3)物体运动方向与 F 方向之 间的夹角．
解析：物体在平行斜面的方向上， 除了受摩擦力 fF 作用外，沿斜面向下 还受重力的一个分力G1＝Gsin 30°＝5 N．物体所受的摩擦力等于 F 和 G1 的合 力．将F和G1合成如右图所示． (1)f＝μN＝μGcos30°＝5 2 N (2)F＝ f2－G2 ＝5 N 1 (3)运动方向与f方向相反，即与F合相同，设其与F的夹角 为θ，则： G tan θ＝ 1 ＝1，故θ＝45° F 答案：(1)5 2 N；(2)5 N；(3)θ ＝45°
题型二
判断摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反．所 谓相对运动的方向，即被研究的物体相对于与它相互作用的 另一个物体的运动方向，相对运动的方向并不一定与该物体 的运动方向相一致，也不能简单地认为与物体的运动方向相 反．像例2相对运动是档板A和圆柱体的侧面，就要在这里进 行研究相对运动的方向．静摩擦力的方向总是跟接触面相切， 并且跟物体相对运动趋势的方向相反．所谓相对运动趋势的 方向，就是假设不存在这个静摩擦力时，物体间要发生相对 运动的方向．
D．钢板的速度v1越大，拉力F越大
解析：物体相对钢板具有向左的速度 分量 v1 和侧向的速度分量 v2 ，故相对钢板 的合速度 v 的方向如图所示，滑动摩擦力 的方向与 v 的方向相反．根据平衡条件可 得： v2 F＝f· θ＝μmg cos v21＋v22 从上式可以看出：钢板的速度 v1 越大， 拉力F越小． 答案：BC
A、B、C三物块的质量分别为M，m和m0，作如图所
示的连接．绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩 擦均可不计．若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断 定 ( ) A．物块A与桌面之间有摩擦力， 大小为m0g B．物块 A 与 B 之间有摩擦力， 大小为m0g
C．桌面对 A ， B 对 A ，都有摩擦力，两者方向相同，合 力为m0g
祝
您
3．滑动摩擦力的方向：与接触面________，与相对运动的 方向________．
4．滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小： F ＝________；其中________是指正 压 力 ， ________ 叫 动 摩 擦 因 数 ， 它 的 大 小 是 由 ________ 和 ________共同决定的，与接触的________无关．
题型三
摩擦力大小的计算
摩擦力是一种被动力，它的大小与物体本身的状态等有 关．当物体保持静止时，其大小与其他力的合力相平衡，故随 其他力的合力的变化而变化；当物体运动时，其大小由公式 F＝μFN，若μ不变，则F正比于FN.当物体保持直线运动时，无 论其运动状态怎样改变，FN不变，F也不变． 如右图所示，水平面上一个物体在水平向右的力F作 用下向右做匀速直线运动，已知物体的质量m＝1 kg，与水 平面的动摩擦因数为μ ＝0.5. (1)保持力 F 的方向不变，突然 把力增大一倍，则物体所受的摩擦 力变为多少？物体做什么运动？
一起运动，则主动轮边缘与皮带“相咬”处某二点上双方各 自所受静摩擦力的方向如图所示，主动轮上P′的静摩擦力
方向沿切线向上，皮带上P的静摩擦力方向沿切线向下．皮 带B又带动从动轮C一起运动，则皮带与从动轮“相咬”处某 二点上双方各自所受静摩擦力的方向如图所示，皮带上Q′ 的静摩擦力方向沿切线向下，从动轮上Q的静摩擦力方向沿 切线向上．
解析：物体相对传送带的速度：
v相＝ v21＋v22 ＝2.5 m/s
与挡板的夹角：
4 3 θ＝arcsin ＝arcos 5 5
由力的平衡关系得：
F＝f滑cos θ＝μmgcos θ＝3.6 N N＝f滑sin θ＝μmgsin θ＝4.8 N.
答案：3.6 N 4.8 N
题型训练 2．如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与 钢板的动摩擦因数为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，以下说法正确的是 ( ) A．拉力F一定等于物体所受的滑 动摩擦力 B．拉力F一定小于物体所受的滑 动摩擦力 C．钢板的速度v1越大，拉力F越小
根据以上道理，我们可分析上图中滑动摩擦力的方向：小 物块A因相对长木板速度快而受到水平向左的摩擦力作用使其 做匀减速运动；长木板B(初速为零)因相对小物块速度慢而受 到水平向右的摩擦力作用而使其做匀加速运动，直到双方的速 度相同为止．
考点二
基础回顾
静摩擦力
1．静摩擦力的定义：两个相互接触且挤压的物体有 ______时，物体之间产生阻碍__________的力． 2．静摩擦力产生的条件：(1)物体表面有__________； (2)接触面________；(3)物体之间要相互 ________；(4)有 ________．
答案： 1．相对运动 相对运动 2．(1)接触 (2)粗糙 3．相切 相反 4．μ FN FN μ 材料 接触面粗糙程度 面积 (3)挤压 (4)相对运动
要点深化 对滑动摩擦力的理解 首先要明确滑动摩擦力是一种被动力．在滑动摩擦力的 问题中，某物体由于超前运动而会使另一物体产生对自己的 摩擦力来迫使自己缓慢运动；相反，某物体由于运动落后而 会使另一物体产生对自己的摩擦力来促使自已跟进运动．
一质量为m＝2 kg的物体置 于水平传送带上，随传送带一起以 速度v1＝2.0 m/s向前运动，中途因 受到一光滑挡板的阻碍而停止向前 运动；现要用一平行于挡板的水平力F将物体以速度v2＝1.5 m/s沿着挡板拉离传送带，已知板与传送带运动方向垂直(如 图所示)，物体与传送带间的动摩擦因数为μ ＝0.3，试求拉 力F和挡板对物体的弹力N的大小．
3．静摩擦力的方向：与接触面________，与相对运动趋 势的方向________．
4．静摩擦力的大小
静摩擦力大小可以变化，要根据力的平衡条件确定；但 一定压力下存在一个最大值fmax，实际存在的静摩擦力f的 大小，取值范围为________．
答案：
1．相对运动趋势 相对运动趋势
2．(1)接触 (2)粗糙 (3)挤压 (4)相对运动趋势
解析：力作用在B上时，A没有受到摩擦，这时A、B 间接触面可能是光滑的，可能是粗糙的，若是光滑的，当 力作用在B上时，上面的物体做匀加速运动，下面的物体 由于受地面的摩擦力作用而做匀减速运动，双方最终分离； 若是粗糙的，一种情况是A、B的摩擦力小于F，则情况与 上述相同；另一种情况是双方存在的是静摩擦，则双方保 持原来的速度匀速前进． 答案：AB
题型训练 1．如右图所示，水平地面上叠放着 A 、 B 两长方形物 块．F是作用在物块B的水平恒力，物块A、B以相同的速度做 匀速直线运动，若在运动中突然将F改作用在物块A上，则此 后物块A、B的运动可能是 ( )
A．A、B仍以相同的速度做匀 速直线运动
B．A做加速运动，B做减速运 动，A、B最终分离 C．A做加速运动，B做减速运动，A、B最终没有分离 D．A、B最终以共同的加速度做匀加速运动
题型一
判断摩擦否发生相对运动； 若发生相对运动，则说明物体原来的静止是有运动趋势的静 止，且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为相对 运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向． 方法二：根据物体所处的运动状态，应用动力学规律判 定．如两个叠放在水平面上的物体，上面的物体跟下面的物 体一起沿水平方向做匀加速运动，下面物体有施加拉力，上 面的物体没有，则根据牛顿第二定律：上面物体加速度是下 面物体对它的静摩擦力产生的．
错解：根据公式f＝μN和N＝(m＋3m)g求得：长木板受到 的地面的摩擦力大小f＝μ(m＋3m)g＝4μmg，故选项D正确．
分析纠错：当木块在长木板上滑行 时，长木板相对地面是滑动还是静止应 先进行判断：两物体的受力分析如图所 示，长木板对木块水平向左的滑动摩擦 力 f1 ＝ μmg ，若长木板在木块的滑动摩擦力 f1 的作用下相对 地面向右运动，则地面对长木板的滑动摩擦力f＝μ(m＋3m)g ＝4μmg>f1 ，长木板不可能相对地面滑动，故地面对长木板 的摩擦力为静摩擦力f2，由牛顿第二定律得： f2＝f1＝μmg， 即A选项正确． 答案：A
变大，故物体将改做匀加速直线运动．
(2)保持力 F 的大小不变，突然把力改为竖直向上， 因而造成水平面对物体的支持力变小，即 FN ＝ mg － F ＝5 N，根据 Ff ＝ μFN ，得 Ff2 ＝2.5 N；虽摩擦力变小，但水 平方向没有牵引动力，故物体改做匀减速直线运动．
答案：见解析
题型训练 如右图所示，ABCD 为一倾角θ ＝30°的粗糙斜面， AD边 与 BC 边平行，有一重力G＝10 N的物体放在斜面上，当对物 体施加一个与 AB 边平行的拉力 F 时，物体恰能做匀速直线运 动．已知物体与斜面的动摩擦因数μ ＝ 6 ，求：
3．相切 相反
4．0≤f≤fmax
要点深化 对静摩擦力的进一步理解 首先要明确静摩擦力是一种被动力．某物体由于有超前 运动的趋势而会使另一物体产生对自己的静摩擦力来“咬住” 自己带他一起运动；某物体由于有落后运动的趋势而会使另 一物体产生对自己的静摩擦力来“牵着”自己跟他一起运 动．
根据以上道理，我们可 分析如下图所示的静摩擦力 的方向：主动轮A带动皮带B
(2)保持力 F 的大小不变，突然把力改为竖直向上，则 物体所受的摩擦力变为多少？物体做什么运动？
解析：物体受到四个力作用：重力mg，支持力FN，摩擦
力Ff，水平向右的力F；根据平衡条件：FN＝mg＝10 N
F＝Ff＝μFN＝5 N
(1)保持力 F 的方向不变，突然把力增大一倍，因支持
力FN没有变化，故摩擦力不变，故Ff1＝5 N；但向右的合力