高三物理一轮复习提纲 2.2 摩擦力导学提纲 答案

编号：课堂导学提纲9 高三物理编制教师：李晓静 2013-08-141.1摩擦力专题复习【学习目标】1.理解摩擦力的产生条件，掌握静摩擦力有无的判断方法。

2.掌握滑动摩擦力、静摩擦力的计算方法.【重点】静摩擦力的大小和方向，滑动摩擦力的大小和方向【难点】滑动摩擦力、静摩擦力的计算方法.【知识梳理】一、静摩擦力1．定义：当一个物体在另一个物体的表面上有________________时，所受到的另一个物体对它的阻碍作用的力．2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体__________________的方向相反．3．大小：由物体的运动状态和周围物体对它施加的力的情况决定，大小范围是：0<F≤F max. 4．最大静摩擦力F max：静摩擦力的最大限度，在数值上等于物体刚开始运动时的拉力．说明：受到静摩擦力的物体不一定处于静止状态．二、滑动摩擦力1．定义：当一个物体在另一个物体表面上滑动时，会受到另一个物体______它滑动的力．2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体的____________的方向相反．3．大小：F＝________.其中μ叫做_____________，F N表示两个物体表面间的正压力．为了与拉力等力区分，摩擦力也常用F f表示．(1)动摩擦因数μ与相互接触的两物体的材料有关，与接触面的粗糙程度有关．(2)受到滑动摩擦力的物体不一定是运动的．思考感悟(1)两个不接触的物体间能产生摩擦力吗？(2)两个相互接触的物体间一定存在摩擦力吗？(3)摩擦力一定为阻力吗？提示：(1)不能，摩擦力必须接触才能产生．(2)两个物体接触不一定会产生摩擦力．(3)摩擦力与物体的相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，并不一定与物体的运动方向相反，所以摩擦力不一定是阻力，如传送带把货物运送到高处，就是靠静摩擦力的作用，静摩擦力为动力．【自主学习】一．摩擦力的有无及方向的判断摩擦力的方向与物体相对运动的方向(或相对运动趋势的方向)相反．特别提醒：(1)静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体可能受到静摩擦力．(2)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以与物体的运动方向相反．(3)摩擦力可以是阻力也可以是动力，如匀速前进的自行车，后轮受到的摩擦力为动力，前轮受到的摩擦力为阻力．【例1】.如图所示，用皮带输送机将质量为M的物块向上传送，两者间保持相对静止，则下列关于物块所受摩擦力F f的说法正确的是()A．皮带传送的速度越大，F f越大B．皮带加速运动的加速度越大，F f越大C．皮带速度恒定，物块质量越大，F f越大D．F f的方向一定与皮带速度方向相同解析：若物块匀速运动，由物块的受力情况可知，摩擦力F f＝Mg sin θ，与传送带的速度无关，A项错，物块质量M越大，摩擦力F f越大，C项正确；皮带加速运动时，由牛顿第二定律可知，F f－Mg sin θ＝Ma，加速度a越大，摩擦力F f越大，B项正确；若皮带减速上滑，则物块所受摩擦力方向有可能沿皮带方向向下，D项错．答案：BC二．摩擦力的大小和方向判断特别提醒：(1)计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力．(2)静摩擦力用平衡条件计算，其大小只与平行于接触面方向的力有关，与垂直接触面方向的力无关．(3)滑动摩擦力用F＝μF N计算或用平衡条件计算，其大小只与垂直接触面方向的力有关，与沿接触面方向的力无关．【例2】.如图3－3－3所示，A、B叠放在水平面上，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受到的摩擦力水平向右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【精讲精析】对A物体，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的摩擦力必与F等大反向，故A错，B正确；对B 物体，由力的作用的相互性，B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向左，故C正确；对A、B整体分析，由于AB一起向左匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向右，故D 错误． 【答案】 BC若例题中的水平力F 作用在物体B 上，AB 一起做匀速直线运动，如图3－3－4所示，则 (1)B 对A 的摩擦力情况如何？(2)地面对B 有无摩擦力？如有，方向如何？解析：(1)假设B 对A 有摩擦力，则A 受力不平衡，不可能做匀速直线运动，故B 对A 无摩擦力．(2)由于AB 一起匀速运动，故把AB 作为一个整体，B 相对于地面向左滑动，故地面对B 有摩擦力，且方向水平向右．答案：(1)B 对A 无摩擦力 (2)见解析【变1】如图示，质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2.下列说法正确的是 ( )A ．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB ．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m ＋M )gC ．当F >μ2(m ＋M )g 时，木板便会开始运动D ．无论怎样改变F 的大小，木板都不可能运动解析：由于木块在木板上匀速运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用， 其大小为μ1mg ，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg .又 由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg 和地面的静 摩擦力的作用，二力平衡，选项A 正确，B 错误．若增大F 的大小，只能使木块 加速运动，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动 起来，选项C 错误，D 正确． 答案：AD【变2】一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆，杆与斜面接触面粗糙．斜面体水平向右运动过程中，发现杆匀加速上升,如图所示，关于斜面对杆的作用力，下列判断正确的是( )A ．斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B ．斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C ．斜面体对杆的作用力竖直向上D ．斜面体对杆的作用力竖直向下解析：杆匀加速上升，斜面体水平向右运动，杆相对于斜面体斜向上滑动，因此杆受的摩擦力沿斜面向下，A 对，B 错；杆受的支持力垂直于斜面向上, 杆受斜面体的作用力斜向右上方，C 、D 项错误．本题容易． 答案：A二． 整体法和隔离法的应用①当问题不涉及物体之间的相互作用力，即不考虑内力时，可优先选用整体法． ②当问题涉及物体之间的相互作用力时，必须采用隔离法．【例3】超市中小张沿水平方向推着质量为m 的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼，如图2－1－24所示．假设小张、购物车、自动扶梯间保 持相对静止，自动扶梯的倾角为30°，小张的质量为M ，小张与扶梯间的摩擦因数为μ，小车与扶梯间的摩擦忽略不计．则 ( ) 图2－1－24 A ．小张对扶梯的压力大小为Mg cos 30°，方向垂直于斜面向下 B ．小张对扶梯的摩擦力大小为(M ＋m )g sin 30°，方向沿斜面向下 C ．扶梯对小张的摩擦力大小为μ(M ＋m )g cos 30°，方向沿斜面向上D ．小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等，这是因为人和车均处于平衡状态 解析：对购物车进行受力分析，购物车受到的人的推力F ＝mg tan θ，对人进行受力分析， 人受到的摩擦力F f ＝Mg sin θ＋F cos θ＝(M ＋m )g sin θ，沿斜面向上，人受到的弹力F N ＝ Mg cos θ－F sin θ＝Mg cos θ－mg sin θtan θ，A 错、B 对、C 错；小张对车的推力和车对小 张的推力是一对作用力与反作用力，大小相等方向相反，D 错． 答案：B【变1】将一物块分成相等的A 、B 两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止，则(AD)编号：课堂导学提纲9 高三物理编制教师：李晓静 2013-08-14A．绳子上拉力可能为零B．地面受的压力可能为零C．地面与物体间可能存在摩擦力D．A、B之间可能存在摩擦力（1）用一水平力F把质量均为m的A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态,试判断A、B间的摩擦力.（2）AB是夹在相同板间的完全相同的两木块，并与板相对静止，试判断A、B间的摩擦力1.mg2.解析：先将A、B看作一个整体，这个整体相对板有向下的运动趋势，所以A、B与板接触的面受到大小为物体重力、方向向上的静摩擦力作用。

然后单独对A（或B）的受力分析，A（或B）受力平衡，A、B间无相对运动趋势，故A、B间没有摩擦力。

四摩擦力的“突变”问题1．静静“突变”物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．【例6】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为( )．A．10 N，方向向左 B．6 N，方向向右C．2 N，方向向右 D．0解析当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，可知最大静摩擦力f max≥8 N．当撤去力F1后，F2＝2 N<f max，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向．C正确．答案 C2．静动“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．【例7】长直木板的上表面的一端放有一铁块，图2－1－12木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，另一端不动，如图2－1－12所示．则铁块受到的摩擦力f随角度α的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )．解析设木板与水平面间的夹角增大到θ时，铁块开始滑动，显然当α<θ时，铁块与木板相对静止．由力的平衡条件可知，铁块受到的静摩擦力的大小为f＝mg sin α；当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，设动摩擦因数为μ，由滑动摩擦力公式得，铁块受到的滑动摩擦力为f＝μmg cos θ.通过上述分析知道：α<θ时，静摩擦力随α角增大按正弦函数增加；当α≥θ时，滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小，所以正确选项为C.答案 C3．动静“突变”在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力．【例8】如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，取g＝10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．( )．解析答案 A12．如图4－6－14所示，m A ＝1 kg ，m B ＝2 kg ，A 、B 间静摩擦力的最大值是5 N ，水平面光滑．用水平力F 拉B ，当拉力大小分别为F ＝10 N 和F ＝20 N 时，A 、B 的加速度各多大？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图4－6－14解析：当F ＝10 N 时，假设A 、B 间无相对滑动， 则F ＝(m A ＋m B )a 1 F f A 1＝m A a 1解得：a 1＝103 m/s 2，F f A 1＝103N ＜F f A m故假设成立，A 、B 的加速度均为103m/s 2.当F ＝20 N 时，假设 A 、B 间无相对滑动， 则有：F 2＝(m A ＋m B )a 2 F f A 2＝m A a 2解得：a 2＝203 m/s 2 F f A 2＝203N ＞F f A m故A 、B 间发生相对滑动，其加速度不相等， 对物体A ：F f A m ＝m A a A ，得a A ＝5 m/s 2对物体B ：F 2－F f A m ＝m B a B ，得a B ＝7.5 m/s 2.答案：均为103 m/s 2 5 m/s 2 7.5 m/s 2。