专题2.2+摩擦力(教学案)-2019年高考物理一轮复习精品资料+Word版含解析

1.会判断摩擦力的大小和方向.2.会计算摩擦力的大小．一、滑动摩擦力1．产生条件(1)接触面粗糙。

(2)接触处有弹力。

(3)两物体间有相对运动。

2．定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。

3．大小及方向(1)大小：F＝μF N公式中μ为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。

(2)方向：沿两物体的接触面，与相对运动的方向相反。

二、静摩擦力1．产生条件(1)接触面粗糙。

(2)接触处有弹力。

(3)两物体有相对运动趋势(仍保持相对静止)。

2．定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。

3．大小和方向(1)大小：0<F≤F m(2)方向：沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向相反。

高频考点一静摩擦力及方向的判断【例1】(多选)如图3甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量为m 的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是( )图3A．图甲中物块m受到摩擦力B．图乙中物块m受到摩擦力C．图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D．图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力答案BD【方法技巧】判断静摩擦力的有无及方向的三种方法(1)假设法(2)运动状态法此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度)，再利用平衡条件或牛顿第二定律(F＝ma)确定静摩擦力的方向。

(3)牛顿第三定律法“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向。

【变式训练】如图4所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是( )图4A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，A正确；N处支持力与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故B错误，摩擦力与接触面平行，故C、D错误。

答案 A高频考点二摩擦力大小的计算【例2】如图5所示，两个等大反向的水平力F分别作用在物体B、C上，物体A、B、C都处于静止状态，各接触面与水平地面平行。

物体A、C间的摩擦力大小为F f1，物体B、C间的摩擦力大小为F f2，物体C与地面间的摩擦力大小为F f3，则( )图5A．F f1＝0，F f2＝0，F f3＝0B．F f1＝0，F f2＝F，F f3＝0C．F f1＝F，F f2＝0，F f3＝0D．F f1＝0，F f2＝F，F f3＝F答案 B【方法技巧】1．滑动摩擦力的计算方法可用公式F＝μF N计算，注意对物体间相互挤压的弹力F N的分析，F N并不总是等于物体的重力，它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关，也与研究对象在该方向上的运动状态有关。

2．静摩擦力的计算方法(1)最大静摩擦力F max的计算：最大静摩擦力F max只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来，比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即F max＝μF N。

(2)一般静摩擦力的计算①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来计算其大小。

②物体有加速度时，根据牛顿第二定律进行分析。

例如，水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度，若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。

【变式探究】 (多选)如图6所示，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( )图6A．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，木板都不可能运动答案AD【特别提醒】计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才能利用公式计算，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解。

(2)公式F＝μF N中F N为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，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，与接触面积的大小也无关。

高频考点三摩擦力的“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1、兴趣课堂上，某同学将完全相同的甲、乙两个条形磁铁水平放在粗糙的水平木板上(N极正对)，如图所示，并缓慢抬高木板的右端至倾角为θ，这一过程中两磁铁均保持静止状态。

请对该同学提出的说法进行分析，其中正确的是( )A．甲受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化B．乙受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化C．继续增大倾角，甲、乙将会同时发生滑动D．若减小甲、乙间距，重复上述过程，增大倾角时乙会先发生向上滑动解析：因两条形磁铁N极正对，相互排斥，在θ较小时，乙有沿斜面向上运动的趋势，且随θ的增大，乙所受的摩擦力沿斜面向下逐渐减小，可能出现反向增大的情况；而甲一定具有沿斜面向下运动的趋势，且随θ的增大，甲所受摩擦力增大，不可能出现摩擦力方向变化的情况，故A错误，B正确；增大倾角θ或减小甲乙间距时，最易发生相对滑动的为甲，故C、D均错误。

答案：B2．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2、如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)。

关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是( )答案：B3．动—动“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，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力。

例3、如图所示，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，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向)(g＝10 m/s2)( )高频考点四摩擦力方向与运动方向的三类关系(一)摩擦力方向与运动方向相同1.[多选]如图所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是( )A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用B．传送的速度越大，物体受到的摩擦力越大C．物体所受的摩擦力与传送的速度无关D．物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的动力答案：ACD 解析：物体随皮带运输机一起上升的过程中，物体具有相对于皮带下滑的趋势，受到沿皮带向上的摩擦力作用，是使物体向上运动的动力，其大小等于物体重力沿皮带向下的分力，与传送的速度大小无关，故A、C、D正确，B错误。

(二)摩擦力方向与运动方向相反例2.[多选]为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验：用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动)，如图所示。

现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G，则以下结论正确的是( )A．木块受到竖直向下的滑动摩擦力B．木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑C ．木块与墙壁之间的动摩擦因数为F 2F 1D ．木块与墙壁之间的动摩擦因数为F 2＋GF 1答案：BD(三)摩擦力方向与运动方向不共线例3．[多选]如图所示，质量为m 的长方体物块放在水平放置的钢板C 上，物块与钢板间的动摩擦因数为μ，由于光滑固定导槽A 、B 的控制，该物块只能沿水平导槽运动。

现使钢板以速度v 1向右匀速运动，同时用水平力F 拉动物块使其以速度v 2(v 2的方向与v 1的方向垂直，沿y 轴正方向)沿槽匀速运动，以下说法正确的是( )A ．若拉力F 的方向在第一象限，则其大小一定大于μmgB ．若拉力F 的方向在第二象限，则其大小可能小于μmgC ．若拉力F 的方向沿y 轴正方向，则此时F 有最小值，其值为μmg v 1v 12＋v 22D ．若拉力F 的方向沿y 轴正方向，则此时F 有最小值，其值为μmg v 2v 12＋v 22答案：BD解析：物块有相对于钢板水平向左的速度v 1和沿导槽的速度v 2，故物块相对于钢板的速度如图所示，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，物块做匀速运动，所受导槽的作用力和拉力F 的合力与滑动摩擦力大小相等、方向相反，由几何关系易知，F 的方向沿y 轴正方向时有最小值，即F ＝f cos θ＝μmg cos θ＝μmgv 2v 12＋v 22<μmg ，故B 、D 正确。

1.(2017·全国卷Ⅱ)如图，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。

若保持F 的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。

物块与桌面间的动摩擦因数为( )A ．2－ 3 B.36 C.33D.321．（2016·江苏卷） 如图1­所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中( )图1­A ．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B ．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C ．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D ．若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【答案】BD 【解析】当桌布被拉出时，鱼缸由静止到向右运动，但它相对于桌布来说，仍向左运动，由于滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，因此桌布对鱼缸的摩擦力的方向应向右，选项A 错误；因为鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸受到桌布向右的摩擦力与它受到桌面向左的摩擦力大小相等，所以鱼缸向右加速的加速度大小与向右减速的加速度大小相等，方向相反，鱼缸的初速度为零，末速度也为零，根据对称性可知，鱼缸做加速运动的时间与做减速运动的时间相等，选项B 正确；若猫增大拉力，桌布的加速度更大，但是由于鱼缸与桌布间的压力不变，动摩擦因数也不变，故摩擦力也不变，选项C 错误；若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸在桌布上的运动时间变长，而鱼缸向右的加速度不变，由x ＝12at 2知，鱼缸相对于桌面的位移变大，桌布被拉出后鱼缸在桌面上的位移也变大，鱼缸就有可能滑出桌面，选项D 正确．2.【2015·上海·14】如图，一质量为m 的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为0v 时刚好能推动该物块。