【高考第一轮复习物理】摩擦力
2020版高考物理一轮复习通用版讲义:第二章第7课时摩擦力(双基落实课)含答案
第7课时 摩擦力(双基落实课)点点通(一) 摩擦力的有无及方向判断1.两种摩擦力的对比 (1)接触面粗糙(2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙 (2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动 (1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,大小范围为0<F ≤F max (2)最大静摩擦力F max 大小与正压力大小有关滑动摩擦力:F =μF N ,μ为动摩擦因数,取决于接触面材料及粗糙程度,F N 为正压力沿接触面且与受力物体相对运动趋势的方向相反 沿接触面且与受力物体相对运动的方向相反(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动,即摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
(3)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定与施力物体保持相对静止。
[小题练通]1. (多选)下列关于摩擦力的说法中正确的是( )A .静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动的物体也可以受到静摩擦力B .物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力C .存在摩擦力的物体之间,正压力增大,摩擦力也增大D .两物体间有弹力但不一定有摩擦力,而两物体间有摩擦力则一定有弹力解析:选ABD 静止的物体与另一运动物体的接触面粗糙且接触处有弹力时,静止的物体受到滑动摩擦力,静摩擦力只是阻碍相对运动趋势,受静摩擦力的物体可以静止也可以运动,A 正确;滑动摩擦力或静摩擦力不一定阻碍物体的运动,物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力,B 正确;滑动摩擦力与正压力有关,静摩擦力与正压力无关,C 错误;两物体之间有摩擦力时,两物体一定接触且相互挤压,即存在弹力作用,反之则不一定成立,D 正确。
2.(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解析:选ACD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,受到沿皮带向上的静摩擦力作用,是物体随皮带运输机上升的动力,其大小等于物体所受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。
高考物理一轮复习知识点:摩擦力公式
高考物理一轮复习知识点:摩擦力公式
高一高二的同学忙着准备期中考试的时候,高三的同学们正在进行紧张的高考前地理论复习,下面是准备的高考物理一轮复习知识点:摩擦力公式欢迎大家点击参考!
(1)滑动摩擦力:f=N
说明:a、N为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b、为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.
(2)静摩擦力:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.
大小范围:Of静fm(fm为最大静摩擦力,与正压力有关) a、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
上面的摩擦力的公式大全,汇总了高中物理摩擦力的所有公式,对大家的高中物理的学习非常有帮助作用。
总结:以上就是高考物理一轮复习知识点:摩擦力公式的全
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-高中物理-一轮复习微专题-摩擦力的突变问题
一.要点精讲1.静摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的方向总是与相对运动趋势的方向相反,这时的相对不是相对地面,而是该静摩擦力的施力物体与受力物体间的“相对”。
(1)假设法(2)状态法:根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向。
(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
2.静摩擦力大小的计算方法(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:一般静摩擦力F的大小和方向都与产生相对运动趋势的力密切相关,跟接触面间相互挤压的弹力F N无直接关系,因此F具有大小、方向的可变性。
对具体问题要结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或加速运动),利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。
3.滑动摩擦力方向的判定滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反,这时的相对不是相对地面,而是该滑动摩擦力的施力物体与受力物体间的“相对”。
4. 滑动摩擦力大小的计算方法可用公式F f=μF N计算,注意对物体间相互挤压的弹力F N的分析,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。
5.求解摩擦力时的注意事项(1)首先分清摩擦力的性质:静摩擦力或滑动摩擦力。
常见的错误是把静摩擦力当成滑动摩擦力,认为其大小随压力变化。
(2)应用滑动摩擦力的计算公式F f=μF N时,注意动摩擦因数μ,其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关,F N为两接触面间的正压力,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。
高考物理一轮复习 每日一题(第2周)摩擦力的方向判断与大小计算
取夺市安慰阳光实验学校7月14日摩擦力的方向判断与大小计算高考频度:★★★☆☆难易程度:★★☆☆☆如图甲、乙所示,图乙中斜面体固定不动,物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是A.两图中物体P均受摩擦力,且方向均与F相同B.两图中物体P均受摩擦力,且方向均与F相反C.两图中物体P均不受摩擦力D.图甲中物体P不受摩擦力,图乙中物体P受摩擦力,方向和F方向相【参考答案】D【知识补给】若水平面上一静置物体,从零开始逐渐增大水平拉力F,则物体受到的摩擦力f 的变化情况如图所示。
实际情况中,最大静摩擦力是要略大于滑动摩擦力的,但是在大多数中学问题中我们认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。
如图,皮带传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.物体所受到的摩擦力与匀速传送的速度无关D.若匀速向下传送物体,物体所受到的摩擦力沿皮带向下某同学骑自行车上学时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为F2;推自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,则A.F1与车前进方向相同B.F2与车前进方向相同C.F3与车前进方向相同D.F4与车前进方向相同如图所示,质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上,现给物块一个初速度使它在木板上向右滑行,木板与地面间动摩擦因数为μ1,物块与木板间动摩擦因数为μ2。
已知木板始终处于静止状态,则下列说法正确的是A.物块受到的摩擦力大小为μ1mgB.物块对木板的摩擦力方向水平向右C.地面对木板的摩擦力大小一定是()M m gμ+D.地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力要将重300 N的木箱在水平地面上推动,至少需要150 N的水平推力,但在推动以后只需120 N的水平推力就能使它匀速运动,求:(1)木箱所受最大静摩擦力和滑动摩擦力的大小。
2024年高考一轮复习精细讲义第5讲重力弹力摩擦力(原卷版+解析)
第5讲 重力弹力摩擦力——划重点之精细讲义系列一.力1.力的概念:物体与物体之间的相互作用. 2.力的作用效果两类效果⎩⎪⎨⎪⎧使物体发生形变.改变物体的运动状态.二.重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力. 2.大小:G =mg . 3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.(1)重力的方向不一定指向地心. (2)并不是只有重心处才受到重力的作用. 三.弹力1.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用. (2)产生的条件.(3)方向:与物体形变方向相反. 2.胡克定律(1)内容:弹簧的弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成.(2)表达式:F =kx . ①. ②.有弹力作用的两物体一定相接触,相接触的两物体间不一定有弹力.四.摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势. 3.大小:4.方向:.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动.【典例1】(多选)关于弹力的方向,下列说法中正确的是( ) A .放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的 B .放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的 C .将物体用绳吊在天花板上,绳所受物体的弹力方向是竖直向上的 D .物体间相互挤压时,弹力的方向垂直接触面指向受力物体 【典例2】(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是( )A .由F =kx 可知,在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B .由k =Fx可知,劲度系数k 与弹力F 成正比,与弹簧的长度改变量成反比C .弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关D .弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小【典例3】如图所示,放在粗糙水平面上的物体A 上叠放着物体B ,A 和B 之间有一根处于压缩状态的弹簧,A 、B 均处于静止状态,下列说法中正确的是( )A .B 受到向左的摩擦力B .B 对A 的摩擦力向右C .地面对A 的摩擦力向右D.地面对A没有摩擦力考点一弹力的分析和计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断.(2)假设法或撤离法:可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”,看研究对象能否保持原来的状态.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.弹力大小的确定方法(1)弹簧类弹力:由胡克定律知弹力F=kx,其中x为弹簧的形变量,而不是伸长或压缩后弹簧的总长度.(2)非弹簧类弹力:根据运动状态和其他受力情况,利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定.【典例1】如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力【典例2】一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度.则该弹簧的劲度系数为()A.40 m/N B.40 N/mC .200 m/ND .200 N/m【典例3】如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断正确的是( )A .小车静止时,F =mg sin θ,方向沿杆向上B .小车静止时,F =mg cos θ,方向垂直于杆向上C .小车以向右的加速度a 运动时,一定有F =masin θD .小车以向左的加速度a 运动时,F =(ma )2+(mg )2,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角θ1满足tan θ1=ag几种典型弹力的方向考点二 静摩擦力的有无及方向的判断1.假设法:利用假设法判断的思维程序如下:2.状态法根据物体的运动状态来确定,思路如下.3.转换法利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定.先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向,再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向.【典例1】如图,质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是()【典例2】(多选)如图所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图,A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点,则下列判断正确的是()A.B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B.D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C.D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D.主动轮受到的摩擦力是阻力,从动轮受到的摩擦力是动力【典例3】(多选)如图所示,倾角为θ的斜面C置于水平地面上,小物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态,则()A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到地面的摩擦力一定为零C.C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为0考点三摩擦力的计算1.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.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.2.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(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;F N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大小均无关.考向1:静摩擦力的计算【典例1】如图所示,质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上,P、Q间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持相对静止,则物体P受到的摩擦力大小为()A.μ1mg cos θ,方向平行于斜面向上B.μ1mg cos θ,方向平行于斜面向下C.μ2mg cos θ,方向平行于斜面向上D.μ2mg cos θ,方向平行于斜面向下判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系,可能相同,也可能相反,还可能成一定的夹角.(2)分析摩擦力方向时,要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力的“相对性”. 考向2:滑动摩擦力的计算【典例2】如图所示,质量为m B =24 kg 的木板B 放在水平地面上,质量为m A =22 kg 的木箱A 放在木板B 上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A 与木板B 之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、大小为200 N 的力F 将木板B 从木箱A 下面匀速抽出(sin 37°≈0.6,cos 37°≈0.8,重力加速度g 取10 m/s 2),则木板B 与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )A .0.3B .0.4C .0.5D .0.6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有公式,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解.(2)公式F 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.【典例3】如图所示,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )A.1μ1μ2B .1-μ1μ2μ1μ2C.1+μ1μ2μ1μ2D.2+μ1μ2μ1μ2【典例4】(多选)如图所示,小车的质量为m 0,人的质量为m ,人用恒力F 拉绳,若人和小车保持相对静止,不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦,则小车对人的摩擦力可能是( )A .0B.m -m 0m +m 0F ,方向向右C.m -m 0m +m 0F ,方向向左 D.m 0-m m +m 0F ,方向向右 考点四 轻杆、轻绳、轻弹簧模型轻杆轻绳轻弹簧柔软,只能发生微小形变,既可伸长,也可压缩,【典例1】如图所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37°,小球的重力为12 N ,轻绳的拉力为10 N ,水平轻弹簧的拉力为9 N ,求轻杆对小球的作用力.【典例2】如图所示,小车内有一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,细绳始终保持竖直.关于小球的受力情况,下列说法正确的是( )A .若小车静止,则绳对小球的拉力可能为零B .若小车静止,则斜面对小球的支持力一定为零C .若小车向右运动,则小球一定受两个力的作用D .若小车向右运动,则小球一定受三个力的作用【典例3】如图所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O 安在一根轻木杆B 上,一根轻绳AC 绕过滑轮,A 端固定在墙上,且绳保持水平,C 端挂一重物,BO 与竖直方向的夹角θ=45°,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变,改变夹角θ的大小,则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是( )A .只有角θ变小,作用力才变大B .只有角θ变大,作用力才变大C .不论角θ变大或变小,作用力都是变大D .不论角θ变大或变小,作用力都不变【典例4】(多选)两个中间有孔的质量为M 的小球用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一质量为m 的小球上,如图所示.已知三根轻弹簧的劲度系数都为k ,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形.则下列判断正确的是( )A .水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg +mgB .连接质量为m 小球的轻弹簧的弹力为mg3C .连接质量为m 小球的轻弹簧的伸长量为33kmg D .套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为36kmg1.图中各物体均处于静止状态,图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是()A.B.C.D.2.如图所示,某同学用一双筷子夹起质量为m的圆柱形重物,已知圆柱竖直、半径为r,筷子水平,交叉点到圆柱接触点的距离均为L=4r,每根筷子对圆柱的压力大小为2mg,重力加速度大小为g,下列说法正确的是()A.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为12mgB.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为√22mgC.每根筷子与圆柱体间的摩擦力大小为√32mgD.若增大筷子与圆柱间的压力,摩擦力大小不变3.把一个均匀轻弹簧分成长度分别为l10、l20的两个弹簧,它们的劲度系数分别为k1、k2.现将这两个弹簧串联,两端用大小相等的力拉,使它们在弹性限度内各自伸长一定长度。
2025届高三物理一轮复习重力弹力摩擦力(37张PPT)
考向2 摩擦力大小的计算【典例7】 如图所示,在水平面上,有沿水平方向的力F1=20 N和F2= 11 N,物体A保持静止。现保持F2不变,当F1减小到17 N时,物体受到的 摩擦力大小是( )A.6 N B.9 N C.28 N D.31 N
授课老师:
时间:2024年9月1日
答案 B
【典例2】 如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶,该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”。下面有关瓶(包括瓶中的水)的说法正确的是( )A.瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力B.装入瓶中的水越多,瓶的重心一定越高C.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点D.瓶的重心一定在两条绳子连线的交点上
解析 瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力的一个分力,A项错误;瓶本身的重心不变的,随着装入瓶中的水的增加,瓶的重心位置可能先降低然后再逐渐升高,B项错误;根据重心的定义,瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点,C项正确;由题图可知,两绳的交点是确定的,但瓶的重心是变化的,D项错误。
答案 C
1.弹力。(1)定义:发生_________的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。(2)产生条件:①物体间直接_______;②接触处发生_________。(3)方向:总是与施力物体形变的方向_______。
考点2 弹力
弹性形变
接触
弹性形变
相反
2.弹力方向的判断。
3.计算弹力大小的三种方法。(1)根据胡克定律进行求解。(2)根据力的平衡条件进行求解。(3)根据牛顿第二定律进行求解。
第二章
相互作用——力
第1讲 重力 弹力 摩擦力
1.掌握重力的大小、方向及重心的概念。2.掌握弹力的有无及方向的判断,会计算弹力大小,理解并掌握胡克定律。3.掌握摩擦力方向的判断方法,会计算摩擦力的大小。
2024届高考一轮复习物理课件(新教材粤教版):重力、弹力、摩擦力
滑动摩擦力越大.( × )
提升 关键能力
1.计算摩擦力大小的“四点”注意 (1)首先分析物体的状态,分清是静摩擦力还是滑动摩擦力. (2)滑动摩擦力的大小可以用公式f=μFN计算,而静摩擦力没有公式可用, 只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算.这是因为静摩擦力是被动 力,其大小随状态的变化而变化,介于0~fmax之间. (3)“f=μFN”中FN并不总是等于物体的重力. (4)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关.
根据题意,因上一张白纸相对下一张白纸 向右滑动或有向右滑动的趋势,则上一张 白纸受到下一张白纸的摩擦力一定向左, 那么下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右,C正确; 正常情况下单张纸打印必须满足滚轮与白纸之间的滑动摩擦力大于 纸与纸之间的滑动摩擦力,则μ1>μ2,D正确.
考向2 摩擦力大小的计算
例2 如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,桶可绕水 平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间桶会翻转一次,决定桶 能否翻转的主要因素是 A.水桶自身重力的大小 B.水管每秒出水量的大小 C.水流对桶冲击力的大小
√D.水桶与水整体的重心高低
水管口持续有水流出,而过一段时间桶会翻转一次,主要原因是流 入的水导致水桶与水整体的重心往上移动,桶中的水到一定量之后 水桶不能保持平衡,发生翻转,故选D.
判断 正误
1.只要物体发生形变就会产生弹力作用.( × ) 2.轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向.( √ ) 3.轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向.( × )
提升 关键能力
轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较
轻绳
轻杆
弹性绳
2023届高考物理一轮复习课件:第二讲 摩擦力-摩擦自锁模型
地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ。(1)若拖把头在地板
上匀速移动,求推拖把的力的大小。(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好
开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临
界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止
A.0~q 段图像可能是直线
π
B.q=
4
π
C.q~ 段图像可能是直线
2
mg
D.p=
2
D
)
3
,最大静摩擦力
3
题型(三) “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 3]
(2022·
福州模拟)如图所示,把一重为 G 的物体,用一水平方向
D.物体 A 受到的弹簧拉力增大
题型(二)
[例 2]
“静—动”突变
(2022·广州模拟)如图(a)所示,质量为 m 的半球体静止在倾角为θ的平板
上,当θ从 0 缓慢增大到 90°的过程中,半球体所受摩擦力 F f 与θ的关系如图(b)所示,
已知半球体始终没有脱离平板,半球体与平板间的动摩擦因数为
与滑动摩擦力相等,重力加速度为 g,则(
地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ。(1)若拖把头在地板
上匀速移动,求推拖把的力的大小。(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好
开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临
界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止
2023年高考物理一轮复习讲义——摩擦力的综合分析
第2讲摩擦力的综合分析目标要求 1.会判断摩擦力的有无及方向,会计算摩擦力的大小.2.知道摩擦力的突变,会分析突变后摩擦力的方向及大小.考点一摩擦力的综合分析与计算1.静摩擦力有无及方向的判断“三法”(1)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向.(2)牛顿第三定律法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方向.(3)假设法2.静摩擦力大小的分析与计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力提供加速度,则F f=ma.若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力大小的分析与计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下两点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力略小于最大静摩擦力,一般情况下,可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等.考向1静摩擦力的有无及方向判断例1(多选)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同.三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示.则下列说法正确的是()A.A物体受到的摩擦力方向向右B.B、C受到的摩擦力方向相同C.B、C受到的摩擦力方向相反D.若传送带向右加速,A物体受到的摩擦力向右答案BD解析A物体与传送带一起匀速运动,它们之间无相对运动或相对运动趋势,即无摩擦力作用,A错误;B、C两物体虽运动方向不同,但都处于平衡状态,由沿传送带方向所受合力为零可知,B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用,故B正确,C错误;若传送带向右加速,根据牛顿第二定律,可知A受到向右的摩擦力,故D正确.例2(多选)如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置物块m,M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是()A.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解析对题图甲:设物块m受到重力、支持力、摩擦力,而重力与支持力平衡,若受到摩擦力作用,其方向与接触面相切,方向水平,则物块m受力将不平衡,与题中条件矛盾,故假设不成立,A、C错误;对题图乙:设物块m不受摩擦力,由于m匀速下滑,m必受力平衡,若m只受重力、支持力作用,由于支持力与接触面垂直,故重力、支持力不可能平衡,则假设不成立,由受力分析知:m受到与斜面平行向上的摩擦力,B、D正确.考向2摩擦力的综合分析和计算例3(2022·山东日照市高三月考)长木板上表面的一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大),另一端不动,如图甲所示,摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力F f随角度θ的变化图像如图乙所示.重力加速度为g,下列判断正确的是()A .木块与木板间的动摩擦因数μ=tan θ1B .木块与木板间的动摩擦因数μ=F f2mg cos θ1C .木板与地面的夹角为θ2时,木块做自由落体运动D .木板由θ1转到θ2的过程中,木块的速度变化越来越快答案 D解析 由题图可知,当木板与地面的夹角为θ1时木块刚刚开始滑动,木块重力沿木板向下的分力等于F f2,则F f2=mg sin θ1,刚滑动时有F f1=μmg cos θ1,则μ=F f1mg cos θ1,由题图知F f1<F f2,即μmg cos θ1<mg sin θ1,解得μ<tan θ1,故选项A 、B 错误;当木板与地面的夹角为θ2时,木块受到的摩擦力为零,则木块只受重力作用,但此时速度不是零,木块不做自由落体运动,做初速度不为零、加速度为g 的匀加速运动,故选项C 错误;对木块,根据牛顿第二定律有:mg sin θ-μmg cos θ=ma ,则a =g sin θ-μg cos θ,则木板由θ1转到θ2的过程中,随着θ的增大,木块的加速度a 增大,即速度变化越来越快,故选项D 正确.例4 如图所示,物体A 、B 置于水平地面上,与地面间的动摩擦因数均为μ,物体A 、B 用一跨过光滑轻质动滑轮的细绳相连,现用逐渐增大的力向上提升滑轮,某时刻拉A 物体的绳子与水平面的夹角为53°,拉B 物体的绳子与水平面的夹角为37°,此时A 、B 两物体刚好处于平衡状态,则A 、B 两物体的质量之比m A m B为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )A.4μ+33μ+4B.3μ+44μ+3C.4μ-33μ-4D.3μ-44μ-3答案 A解析 设绳中张力为F ,对A 由平衡条件可得F cos 53°=μ(m A g -F sin 53°),对B 由平衡条件可得F cos 37°=μ(m B g -F sin 37°),联立解得m A m B =4μ+33μ+4,选项A 正确.考点二摩擦力的突变问题分析摩擦力突变问题的方法(1)分析临界状态,物体由相对静止变为相对运动,或者由相对运动变为相对静止,或者受力情况发生突变,往往是摩擦力突变问题的临界状态.(2)确定各阶段摩擦力的性质和受力情况,做好各阶段摩擦力的分析.考向1“静—静”突变物体在静摩擦力和其他力的共同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5(2022·福建三明市质检)如图所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A与小车均处于静止状态.若小车以1 m/s2的加速度向右运动,则(g=10 m/s2)()A.物体A相对小车向右运动B.物体A受到的摩擦力减小C.物体A受到的摩擦力大小不变D.物体A受到的弹簧的拉力增大答案 C解析由题意得,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力F fm≥5 N,小车加速运动时,假设物体A与小车仍然相对静止,则物体A所受合力F合=ma=10 N,可知此时小车对物体A 的摩擦力为5 N,方向向右,且为静摩擦力,所以假设成立,物体A受到的摩擦力大小不变,故选项A、B错误,C正确;弹簧长度不变,物体A受到的弹簧的拉力大小不变,故D错误.考向2“静—动”突变物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持相对静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力.例6(多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中,设计了如图甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图像如图乙,则结合该图像,下列说法正确的是()A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)答案ABC解析t=0时刻,力传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2 N,由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N,A选项正确;t=50 s时静摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5 N,同时小车启动,说明沙子与沙桶总重力等于3.5 N,此时摩擦力突变为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小为3 N,B、C选项正确;此后由于沙子和沙桶总重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N,故50 s后小车将做匀加速运动,D选项错误.考向3“动—静”突变在滑动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“突变”为静摩擦力.例7如图所示,斜面体固定在地面上,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下图中的(取初速度v0的方向为正方向,g=10 m/s2)()答案 B解析滑块上滑过程中受滑动摩擦力,F f=μF N,F N=mg cos θ,联立得F f=6.4 N,方向沿斜面向下.当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sin θ<μmg cos θ,滑块静止,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F f′=mg sin θ,代入数据可得F f′=6 N,方向沿斜面向上,故选项B正确.考向4“动—动”突变在滑动摩擦力作用下运动直到达到共同速度后,如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止,则物体将受滑动摩擦力作用,且其方向发生反向.例8(多选)如图所示,足够长的传送带与水平面间的夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,选沿传送带向下为正方向,则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是()答案BD解析当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加速度a=g sin θ+μg cos θ;当小木块速度达到传送带速度时,由于μ<tan θ,即μmg cos θ<mg sin θ,所以速度能够继续增大,此时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为向上,a=g sin θ-μg cos θ,加速度变小,则v-t图像的斜率变小,所以B、D正确.摩擦力突变问题注意事项1.静摩擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值.存在静摩擦力的连接系统,相对滑动与相对静止的临界状态是静摩擦力达到最大值.2.研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点.课时精练1.如图,手握一个水瓶,处于倾斜静止状态,以下说法正确的是()A.松手时瓶容易滑下,是因为手和瓶之间动摩擦因数变小B.增大手的握力,瓶更难下滑,是因为瓶受的摩擦力增大C.保持瓶静止时的倾斜程度不变,增大握力,手对瓶的摩擦力不变D.手握瓶竖直静止时与倾斜静止时,瓶受到的摩擦力大小相等答案 C解析松手时瓶容易滑下,是因为手和瓶之间的最大静摩擦力减小,接触面的粗糙程度没有变化,动摩擦因数不变化,A错误;倾斜静止时,如图甲,增大手的握力,只要瓶子不下滑,则F f=mg cos θ,当增大手的握力时只是增大了最大静摩擦力,静摩擦力并没有变化,B错误,C正确;手握瓶竖直静止时,如图乙,则F f′=mg,倾斜静止时F f=mg cos θ,D错误.2.如图所示,一同学站在木板上用力向右推木箱,该同学的脚与木板之间没有相对运动.若地面与木板、木箱之间均是粗糙的,下列说法正确的是()A.若木箱静止,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱没有摩擦力B.若木板静止,木箱向右运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱的摩擦力方向向左C.若木板、木箱均静止,地面对木箱和木板均没有摩擦力D.若木箱向右运动,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向左,对木箱的摩擦力方向向右答案 B解析 若木箱静止,木板向左运动,则地面对木板的滑动摩擦力方向向右,对木箱有向左的静摩擦力,选项A 错误;若木板静止,木箱向右运动,则地面对木板的静摩擦力方向向右,对木箱的滑动摩擦力方向向左,选项B 正确;若木板、木箱均静止,地面对木箱有向左的静摩擦力,地面对木板有向右的静摩擦力,选项C 错误;若木箱向右运动,木板向左运动,则地面对木板的滑动摩擦力方向向右,对木箱的滑动摩擦力方向向左,选项D 错误.3.如图所示,A 、B 两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B 受到的摩擦力( )A .方向向左,大小不变B .方向向左,逐渐减小C .方向向右,大小不变D .方向向右,逐渐减小答案 A解析 对A 、B 整体受力分析如图所示,滑动摩擦力F f 使整体产生加速度a ,a =μg 不变(μ为A 与水平面间的动摩擦因数),对B 受力分析知,B 所受静摩擦力F f 静=m B a =μm B g ,大小不变,方向向左,故A 对,B 、C 、D 错.4.如图所示,物块A 放在倾斜的木板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块与木板间的动摩擦因数为( )A.12B.32C.22D.52答案 C解析 由题意可以判断,木板的倾角α为30°时物块静止,所受摩擦力为静摩擦力,由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mg sin 30°;木板的倾角α为45°时物块滑动,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为μmg cos 45°,由二者相等可得物块与木板间的动摩擦因数为μ=22,故选C.5.(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F 2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F 1、拉力F 2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+G F 1答案 BD解析 木块相对于竖直墙壁下滑,受到竖直向上的滑动摩擦力,阻碍木块下滑,A 错误,B 正确;分析木块受力如图所示,由平衡条件可得:F N =F 1,F f =G +F 2,又F f =μF N ,以上三式联立可解得:μ=G +F 2F 1,故C 错误,D 正确.6.(2022·浙江金华市质检)如图所示,A 、B 两物体静止在粗糙水平面上,其间用一根轻弹簧相连,弹簧的长度大于原长.若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F 向右拉物体B ,直到A 即将移动,此过程中,地面对B 的摩擦力F 1和对A 的摩擦力F 2的变化情况是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A .F 1先变小后变大再不变B .F 1先不变后变大再变小C .F 2先变大后不变D .F 2一直在变大答案 A解析 因在施加拉力F 前,弹簧处于伸长状态,此时地面对A 的摩擦力水平向左,地面对B 的摩擦力水平向右,对B 施加水平向右的拉力后,随着F 的增大,物体B 受的摩擦力先水平向右逐渐减小,再水平向左逐渐增大,当B 相对地面向右运动后,物体B 受地面的摩擦力不再变化,而在物体B 运动之前,物体A 受地面的摩擦力水平向左,大小不变,当B 向右运动后,随弹簧弹力的增大,物体A 受到的摩擦力逐渐增大,综上所述,选项A 正确,B 、C 、D 错误.7.(多选)如图所示,用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻,F减小为零.物体所受的摩擦力F f随时间t变化的图像可能是()答案AD解析由题意可知,开始物体做匀速运动,从t=0时刻,拉力F开始均匀减小,t1时刻拉力减小为零,出现的摩擦力有两种可能,一种是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,即大小一直不变,A正确;另一种是当拉力为零前,物体已静止,则物体先受到滑动摩擦力,后受到静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力相等,摩擦力变为静摩擦力时拉力大小小于滑动摩擦力大小,D正确,B、C错误.8.(多选)如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端,则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力F f随时间变化的图像正确的是(时间足够长,斜面足够长,设沿斜面向上为正方向,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()答案AD解析弹簧的弹力始终等于拉力F,即F′=kt,故A正确,B错误;物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mg sin α,方向向上,在拉力F增大的过程中,静摩擦力的大小变化满足F+F f=mg sin α,随着F的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,摩擦力变为滑动摩擦力,大小就保持恒定,故C错误,D正确.9.(2022·云南民族中学高三月考)如图,位于水平桌面上的物块P,通过跨过轻质定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ,两物块的质量都是m,不计滑轮的摩擦,重力加速度为g,若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动,则在Q未离开P上表面时,F的大小为()A.4μmg B.3μmgC.2μmg D.μmg答案 A解析对Q物块,设跨过定滑轮的轻绳拉力为F T,木块Q与P间的滑动摩擦力F f=μmg,根据共点力平衡条件有F T=F f,则得:F T=μmg;对木块P受力分析,P水平方向受到拉力F,轻绳的拉力F T,Q对P向左的摩擦力F f,地面对P向左的摩擦力F f′,根据共点力平衡条件,有F=F f+F f′+F T,地面对P物体向左的摩擦力:F f′=μ·2mg,联立解得:F=4μmg,故选A.10.如图所示,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F max=2.5 N.若对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F f A随水平推力F的变化情况在图中表示出来.其中表示正确的是()答案 D解析推力F由0均匀增大到2.5 N,A、B均未动,由平衡条件知F f A由0均匀增大到2.5 N;推力F由2.5 N增大到5 N,F f A=2.5 N;推力F由5 N增大到6 N,A处于运动状态,F f A=μG =2 N,故D项正确.11.现代的激光打印机都是自动进纸的,有一种进纸原理如图所示.进纸槽里叠放有一叠白纸,进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上,并沿逆时针方向匀速转动,确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1,白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2.不考虑静电力的影响,下列说法正确的是( )A .滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左B .若μ1<μ2则打印机不能实现自动进纸C .除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大D .进纸过程中除最上面第一、二张白纸外其他纸之间均没有摩擦力答案 B解析 第一张纸受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同,即受到滚轮的摩擦力向右,故A 错误;若要自动进纸,则滚轮与白纸之间的最大静摩擦力要大于第一张纸与第二张纸间的滑动摩擦力,则有μ1>μ2,若μ1<μ2则打印机不能实现自动进纸,故B 正确;设每张纸的质量为m ,第二张纸对第三张纸的压力等于上面两张纸的重力及滚轮的压力,第三张纸与第二张纸之间的最大静摩擦力为F fm =μ2·(2mg +F ),而第二张纸受到的第一张纸的滑动摩擦力为F f =μ2(mg +F )<F fm ,则第一张纸与第二张纸之间存在滑动摩擦力,第二张纸以下的纸张均受到静摩擦力,大小均等于F f =μ2(mg +F ),故C 、D 错误.12.一长方形木板放置在水平地面上,在长方形木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板与木板不接触.现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度v 运动,同时长方形木板以大小相等的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块的质量为m ,重力加速度为g ,则竖直挡板对物块的摩擦力大小为( )A .0 B.22μ1μ2mg C.12μ1μ2mg D.2μ1μ2mg答案 B解析物块沿运动方向受挡板的摩擦力F f1=μ1F N,因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板的运动速度的大小,故物块相对木板的速度方向与挡板成45°角,物块受木板的摩擦力为F f2=μ2mg,其方向与挡板成45°角,如图,则物块与挡板之间的正压力F N=μ2mg cos 45°=2 2μ2mg,故挡板对物块的摩擦力大小为F f1=μ1F N=22μ1μ2mg,故B正确.。
高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第2节 摩擦力
权掇市安稳阳光实验学校第2节摩擦力(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。
(×)(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。
(×)(3)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态。
(√)(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。
(√)(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。
(√)(6)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大。
(×)(7)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变。
(√)突破点(一) 静摩擦力的有无及方向判断[典题先试]1.(2017·遵义期中)如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物体A在上滑过程中受到的力有( )A.向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力B.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力D.重力、斜面的支持力、下滑力解析:选B 地球表面的一切物体均受重力,故物体必受重力;物体与斜面相互挤压,故斜面对物体一定有支持力,方向垂直于斜面向上;物体相对于粗糙斜面向上滑动,一定与斜面体有摩擦力,摩擦力阻碍物体间的相对滑动,物体相对于斜面向上滑动,故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦力;物体依靠惯性运动,没有向上的冲力,也找不到施力物体,重力有使物体下滑的趋势,无下滑力,同样也找不到施力物体;故选B。
2.(2014·广东高考)如图所示,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( )A.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:选A M处支持力方向垂直于地面,因此竖直向上,A项正确;N处的支持力方向垂直于原木P,B项错误;M处受到的静摩擦力方向平行于地面,C项错误;N处受到的静摩擦力方向平行于原木P,D项错误。
3.(多选)(2017·南京模拟)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。
高三物理一轮复习 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力
第二章物体间的相互作用第1讲重力弹力摩擦力【教学目标】1、理解力的物质性、相互性及矢量性,知道力的作用效果及三要素2、知道重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力及重心的概念。
3、理解弹力的产生条件和方向的判断,及弹簧的弹力的大小计算。
4、理解摩擦力的产生条件和方向的判断,及摩擦的大小计算。
【重、难点】1、弹力有无的判断;2、摩擦力的大小计算和方向判断【知识梳理】一、弹力1.概念:发生弹性形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用。
2.产生条件:(1);(2)。
3.胡克定律:F = kx ,式中的k被称为,它的单位是,它由决定;式中的x是弹簧的。
二、摩擦力1.判断下列说法是否正确.(1)摩擦力一定与接触面上的压力成正比.( )(2)运动物体受到的摩擦力不一定等于μF N.( )(3)摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直.( )(4)摩擦力的方向一定与物体的运动方向在一条线上.( )(5)静止的物体不可能受滑动摩擦力,运动的物体不可能受静摩擦力.( )(6)滑动摩擦力一定是阻力,静摩擦力可以是动力,比如放在倾斜传送带上与传送带相对静止向上运动的物体.( )典例精析考点一弹力的有无及方向判断1.弹力有无判断的“三法”(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.方向:(1)根据物体所受弹力方向与物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.例1、如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。
当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力例2、如图所示,小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B,现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下列图所示的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()弹力方向的判定技巧和易错提醒1.技巧点拨轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的,但轻绳只能提供拉力,轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力.2.易错提醒(1)易错误地将跨过光滑滑轮、杆、挂钩的同一段绳当两段绳处理,认为张力不同;(2)易错误地认为任何情况下杆的弹力一定沿杆.考点二弹力的分析与计算计算弹力的四种方法:(1)根据胡克定律计算;(2)根据力的平衡条件计算;(3)根据牛顿第二定律计算;(4)根据动能定理计算。
高考物理一轮复习——摩擦力专题练习
摩擦力1.关于摩擦力和弹力,下列说法正确的是( )A.有弹力一定有摩擦力B.静止的物体可能受到滑动摩擦力C.摩擦力大小跟弹力大小一定成正比D.摩擦力方向跟弹力方向可以不垂直2.下面关于摩擦力的说法正确的是( )A.相对运动的物体间一定有摩擦力B.摩擦力的大小跟压力成正比C.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的运动方向相反D.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反3.关于静摩擦力,下列说法正确的是( )A.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值B.静摩擦力总是阻碍物体的运动C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力4.关于摩擦力,有人总结了“四条不一定”,下列说法错误的是( )A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B.静摩擦力的方向不一定与物体的运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力5.如图所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离x,同时车上的物体A 相对车向左滑行L,此过程中物体A 受到的摩擦力方向如何?该摩擦力是动力还是阻力( )A.水平向左,阻力B.水平向左,动力C.水平向右,阻力D.水平向右,动力6.如图所示,ABCD 为一倾角030=θ的粗糙斜面,其中AD 与BC 边平行,斜面上有一质量kg m 0.1=的滑块,当对滑块施加一个与AD 边平行的拉力N F 5=时,滑块恰能在斜面上做匀速直线运动,取重力加速度2/10s m g =,则滑块与斜面间的动摩擦因数为( ) A.23 B.36 C.33 D.3 7.物体A 的质量为kg 1,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数2.0=μ,从0=t 开始,物体以一定的初速度v 向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为N F 10=的作用力,则反映物体受到的摩擦力F 随时间变化的图象是下图中的(取向右为正方向,2/10s m g =)( )8.(多选)如图甲所示,用水平力F 拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从0=t 时刻起水平力F 的大小随时间均匀减小,到1t 时刻F 减小为零,物体所受的摩擦力f F 随时间t 变化的图象可能是图乙中的( )9.如图所示,一木板B 放在水平地面上,木块A 放在B 的上面,A 的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F 向左拉B,使B 以速度v 向左匀速运动,这时轻质弹簧的拉力为T,则下列说法正确的是( )A.木板B 所受地面的滑动摩擦力的大小等于FB 地面受到的滑动摩擦力的大小等于FC.若木板以2v 的速度运动,木块受到的摩擦力大小为2TD.若用2F 的力作用在木板B 上,木块受到的摩擦力不变10.(多选)如图所示,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1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ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mg 1μB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是g M m )(2+μgC.当g M m F )(2+>μ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11.把一个重为G 的物体,用一个水平力kt F =(k 为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如图所示,从0=t 开始物体所受的摩擦力F 随t 的变化关系是( )12. (多选)如图所示,A 、B 、C 三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同.三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是( )A.A 物体受到的摩擦力不为零,方向向右B.三个物体只有A 物体受到的摩擦力为零C.B 、C 受到的摩擦力大小相等,方向相同D.B 、C 受到的摩擦力大小相等,方向相反13. 如图所示,在水平桌面上叠放着质量相等的A 、B 两块木板,在木板A 上放着质量为m 的 物块C,木板与物块均处于静止状态,A 、B 、C 之间以及B 与地面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,现用水平恒力F 向右拉木板A,下列说法正确的是( ).A.A 、C 间的摩擦力大小一定等于mg μB.A 、B 、C 有可能一起向右做匀速直线运动C.A 、B 间的摩擦力大小不可能等于FD.不管F 多大,木板B 一定会保持静止14.如图所示,C 是水平地面,A 、B 是两个长方形物体,F 是作用在物体B 上沿水平方向的力,物体A 和B 以相同的速度做匀速直线运动,由此可知,A 、B 间的动摩擦因数1μ和B 、C 间的动摩擦因数2μ有可能是( )A.0,021==μμB.0,021≠=μμC.0,021=≠μμD.0,021≠≠μμ15.如图所示,A 、B 两物体静止在粗糙水平面上,其间用一根轻弹簧相连,弹簧的长度大于原长,若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F 向右拉物体B,直到A 即将移动,此过程中,地面对B 的摩擦力1F 和对A 的摩擦力2F 的变化情况是( )A.1F 先变小后变大再不变B.1F 先不变后变大再变小C.2F 先变大后不变D.2F 一直在变大16.(多选)如图所示,放在水平桌面上的木块A 处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为kg 6.0,弹簧测力计读数为N 2,滑轮摩擦不计。
高考物理一轮复习《摩擦力》优质教案
高中物理-鲁教版(必修1)物理-4、3摩擦力(一)教学目标时间:____年____月____日(二)教学条件(三)教法选择教材难度适中,适宜用探索法展开教学,由于摩擦实验用文具可以进行,本课以实验探索法为主要教学方法.(四)教学过程一、悬问征解引入新课提出问题:有什么办法在不使用任何工具情况下,用手竖直地把一本书提起的同时,将另一本书也“粘”起?学生:边思考边动手实验,探求可行方案.教师:演示下图中做法的同时问学生,为何一本书能“粘”起另一本书呢?从而引入摩擦的课题,说明两书接触处有摩擦.学生:自己动手用两本书做该实验,实验的过程中让学生握两本书的边缘用力向外拉一拉,这为下面“滑动摩擦力的教学”做好了准备.二、动手实验总结规律学生实验(1):用力将橡皮擦在写有铅笔字迹的纸上滑动.教师:指出橡皮擦与纸之间这种形式的摩擦是滑动摩擦,讲明概念并举例后提出问题,橡皮擦与纸摩擦后留有尾迹,这尾迹是如何形成的.学生:观察尾迹中的橡皮沫,以橡皮沫中有铅笔色素和纸被擦白这些现象中,分析出滑动摩擦本质,摩擦的过程中,相互摩擦物体的互相啮合的凹凸部,相撞碰被破坏形成了尾迹.学生实验(2):用小刀在橡皮擦上切一根细长橡皮条,用手拿住橡皮条顶端在纸面上做滑动摩擦.教师:提出问题,橡皮条弯曲方向与运动方向有什么关系?为什么有这样的关系?学生:观察后得出橡皮条弯曲方向与运动方向相反,在教师引导下进一步开展讨论得出,在滑动摩擦过程中有阻碍物体运动的摩擦力,摩擦力的方向与物体运动方向相反.学生实验(3):用手指沿水平方向推桌面上物理书做匀速直线运动.接下来教学活动,用教师问、学生答的形式.问:书匀速运动的过程中受哪些力作用?答:受重力、支持力、拉力和摩擦力的作用.问:其中哪些力是平衡力.答:重力与支持力、拉力和摩擦力分别是一对平衡力.问:如何测量这时的摩擦力大小呢?答:测量出拉力的大小就等于摩擦力.问:为什么这时拉力的大小等于摩擦力.答:因为拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等…….学生实验(4):把物理书的一端架在笔盒上成一斜面,先把一支圆珠笔从斜面上自由滚下,再把笔竖放在斜面上,用手轻碰笔滑动一小段后停止滑动.教师:指出前者笔从书面上滚动而下的摩擦叫做滚动摩擦,同时提出问题:这两种摩擦有什么不同之处.学生:再次动手实验后总结出摩擦形式不同,滚动摩擦比滑动摩擦小得多.三、应用知识解题(学生独立完成)1.一个物体在另一个物体表面上_________叫做滑动摩擦,在滑动摩擦中_____的力叫做摩擦力.2.滑动摩擦力的方向总是_______.3.笨重的机器底部常安装上小轮,搬动时更为省力,这是应用了______道理.四、教学测评1.下列几种关于摩擦力的说法,哪一种正确?[ ]A.物体只有在很快运动的时候,才有摩擦力的作用.B.物体静止时一定没有摩擦力的作用.C.人的手握住东四,原因之一,靠的就是摩擦力.D.以上说法都不对.2.用水平力去推静止在水平地面的大木箱,没有推动,其原因是:[ ]A.木箱有惯性.B.木箱受到摩擦力的作用.C.推力小于木箱所受的摩擦力.D.木箱受到的推力和摩擦力是一对平衡力.3.一辆重100牛顿的小车,使它沿水平地面作匀速直线运动,需用推力10牛顿,这小车受到地面对它的摩擦力为:[ ]A.100牛顿B.10牛顿C.50牛顿D.55牛顿五、教学反馈及矫正:(举黑板反馈,教师口头予以矫正)。
人教版2024年高考一轮复习物理《第06讲 重力 弹力 摩擦力》练习题
第06讲重力弹力摩擦力(模拟精练+真题演练)1.(2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测)如图所示,光滑小球A左边靠着竖直墙壁B,右边靠着桌沿处于静止状态,则关于小球A的受力下列说法正确的是()A.墙对A的作用力一定过A的重心B.桌沿C对A的作用力一定过A的重心C.A的重力一定过A的重心D.A球的重心一定在球心【答案】C【详解】ABD.墙对A的作用力和桌沿C对A的作用力都过球心,重心不一定在球心,故ABD错误;C.重心是重力的等效作用点,所以重力一定过A的重心,故C正确。
故选C。
2.(2023·广东梅州·高三二检)2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中,需要舞者两脚前后分开,以胯部为轴,上半身后躺,与地面近乎平行,在舞者缓慢后躺的过程中,下列说法不正确的是()A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力B.舞者所受的支持力始终等于舞者的重力C.舞者越向下躺,重心越低D.舞者两脚间距越大,下弯时越稳定【答案】A【详解】A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力,选项A错误,符合题意;B.舞者缓慢后躺,可认为都是平衡状态,则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力,选项B正确,不符合题意;C.舞者越向下躺,整个身体的重心越低,选项C正确,不符合题意;D.舞者两脚间距越大,重心越向下,下弯时越稳定,选项D正确,不符合题意。
故选A。
3.(2023·浙江绍兴·高三模拟)乒乓球运动是我们熟知的,如图所示,当乒乓球从左到右触桌面反弹时的示意图,试分析乒乓球受到桌面的弹力方向正确的是()A.B.C.D.【答案】A【详解】在乒乓球与桌面作用时,乒乓球受到桌面的弹力方向垂直桌面竖直向上,故A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2023春·湖南常德·高三汉寿县第一中学校考)如图所示,在倾角为 的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B,它们的质量分别为m和2m,弹簧的劲度系数为k,在外力F的作用下系统处于静止状态。
摩擦力高中物理计算公式
摩擦力高中物理计算公式摩擦力是指两个物体之间由于相互接触而产生的阻碍它们相对运动的力。
在高中物理中,我们一般将摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力两种。
1.静摩擦力:静摩擦力是指作用在两个相对静止物体之间的摩擦力,其大小一般比动摩擦力大。
根据静摩擦力的定义,它的大小与两个物体之间的接触面积以及它们之间的压力有关。
静摩擦力的计算公式可以表示为:F_s≤μ_sN其中,F_s表示静摩擦力,μ_s表示静摩擦系数,N表示两物体之间的正压力。
静摩擦系数μ_s是一个无量纲量,它的大小与物体的材质有关。
静摩擦系数的取值范围一般在0到1之间,大部分情况下为常数。
2.动摩擦力:动摩擦力是指作用在两个相对运动物体之间的摩擦力,其大小一般比静摩擦力小。
和静摩擦力类似,动摩擦力的大小也与两个物体之间的接触面积以及它们之间的压力有关。
动摩擦力的计算公式可以表示为:F_d=μ_dN其中,F_d表示动摩擦力,μ_d表示动摩擦系数,N表示两物体之间的正压力。
动摩擦系数μ_d同样是一个无量纲量,它的大小与物体的材质有关。
动摩擦系数的取值范围一般在0到1之间,大部分情况下为常数。
需要注意的是,静摩擦力与动摩擦力之间存在一定的关系。
当施加在两个物体之间的外力小于或等于静摩擦力时,物体之间将保持静止;只有当施加在两个物体之间的外力超过了静摩擦力时,物体之间才会发生相对滑动,此时产生的摩擦力为动摩擦力。
此外,如果两个物体之间没有相对运动,那么静摩擦力和动摩擦力之间的大小关系可以表示为:F_s=F_d=μ_sN目前,对于摩擦力的计算公式,我已经超过了你给定的字数要求。
如果你还有其他相关问题,可以继续提问。
2025届高考物理一轮复习课件:第2讲 摩擦力
B.女演员对男演员的作用力的方向竖直向下
C.男演员受到地面对他向右的摩擦力作用
D.地面对男演员的支持力与演员对地面的压力是一对平衡力
图1
跟踪训练
1.(多选)(2023·广东广州模拟)图2甲为小张站在阶梯电梯上随电梯匀速上行,图
乙为小李站在斜面电梯上随电梯匀速下行,下列说法正确的是( ACD )
动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,
杆中点,则每根斜杆受到地面的( B )
3
A.作用力为 G
3
3
B.作用力为 G
6
3
C.摩擦力为 G
4
3
D.摩擦力为 G
8
例3 (2023·福建三明质检)如图6所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸
的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A与小车均处于静止状态。若小车以
1 m/s2的加速度向右运动,则(g=10 m/s2)( C )
第三章
相互作用——力
一、摩擦力
▲定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的
趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种
力就叫做摩擦力
▲(1)摩擦力产生条件:
①两物体相互接触
②两物体间有相对运动或相对运动趋势
③两物体的接触面粗糙
④两物体相互挤压(有摩擦力必有弹力,有弹力不一定有摩擦力)
丙
与压力成正比
与接触面的材料有关
乙
甲
与接触面的粗糙程度有关
即:Ff=ųF压
ų:动摩擦因数,它的数值跟两个物体的材料和表面粗糙程度有关,它
没有单位。
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1.质量为m 的物体放在倾角θ=30°的粗糙斜面上,现在用与斜面底边平行、大小为F =mg 的力推物体,物体恰能在斜面上斜向下匀速直线运动,求物体与斜面之间的动摩擦因数.
2.物块静止在固定的斜面上,分别按图所示的方向对物块施加大小相等的力F ,A 中F 垂直于斜面向上,B 中F 垂直于斜面向下,C 中F 竖直向上,D 中F 竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是( )
3.用轻弹簧竖直悬挂质量为m 的物体,静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为30°,如图所示.则物体所受摩擦力( )
A .等于零
B .大小为1
2
mg ,方向沿斜面向下
C .大小为
3
2
mg ,方向沿斜面向上 D .大小为mg ,方向沿斜面向上
4.某人在乎直公路上骑自行车,见到前方较远处红色交通信号灯亮起,他便停止蹬车,此后的一段时间内,自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为前f 和后f ,则… ( ) A .前f 向后,后f 后向前 B .前f 向前,后f 向后 C .前f 向后,后f 向后 D .前f 向前,后f 向前
5、如图所示,重6N 的木块静止在倾角为300的斜面上,若用平行于斜面沿水平方向,大小等于4N 的力F 推木块,木块仍保持静止,则木块所受的摩擦力大小为……………………………( )
A .4 N
B .3 N
C .5 N
D .6 N
6.如图所示, 质量为m 的木块P 在质量为M 的长木板A 上滑行,长木板放在水平地面上,一直处于静止状态.若长木板A 与地面间的动摩擦因数为1μ,木块P 与长板A 间的动摩擦因数为2μ,则长木板ab 受到地面的摩擦力大小为 ( ) A Mg 1μ B .g M m )(1+μ C mg 2μ D mg Mg 21μμ+
7.如图所示,在粗糙水平面上有一个三角形木 块,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m 1和m 2的小木块,21m m >已知三角形木块和两个小木块均静止,则粗糙水平面对三角形木块( )
A.没有摩擦力作用
B.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右C.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左
D.有摩擦力作用,但其方向无法确定,因为m
1、m
2
、
2
1
θ
θ和的数值并未给出
8.某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场,A、B两个物块叠放在一起,并置于光滑的绝缘水平地面上,物块A带正电,物块B为不带电的绝缘块;水平恒力F作用在物块B上,使A、B一起由静止开始水平向左运动.在A、B一起水平向左运动的过程中,关于A、B受力情况的以下说法,正确的是……( )
A.A对B的压力变小 B.B对A的摩擦力保持不变
C。
A对B的摩擦力变大 D.B对地面的压力保持不变
9.如图所示,一直角斜槽(两槽面夹角为90°),对水平面夹角为30°,一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑,假定两槽面的材料和表面情况相同,问物块和槽面间的动摩擦因数为多少?
10.质量m=1.5Kg 的物块(可视为质点)在水平恒力F 的作用下,从水平面上A 点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物体继续滑行t=2.0s 停在B 点.已知AB 两点间的距离S=5.0m,物块与水平面间的动摩擦因数20.0=μ,求恒力F 为多大?(g=10m/s 2)
11.如图所示,静止在水平面上的纸带上放一质量m 为的小金属块(可视为质点), 金属块离纸带右端距离为L, 金属块与纸带间动摩擦因数为μ.现用力向左将纸带从金属块下水平抽出,设纸带加速过程极短,可认为纸带在抽动过程中一直做匀速运动.求: (1) 属块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;
(2)要将纸带从金属块下水平抽出,纸带的速度v 应满足的条件.
12.如图所示,物块和斜面体的质量分别为m.M,物块在平行于斜面的推力F 作用下沿斜面加速度a 向上滑动时,斜面体仍保持静止.斜面倾角为θ,试求地面对斜面体的支持力和摩擦力.
v
a
1.答案
63
[解析] 在垂直于斜面的方向上,物体受到的支持力与重力垂直斜面的分力平衡.
支持力N =mg cos θ=3
2
mg
在斜面内,物体所受的推力F 、摩擦力f 与重力的平行斜面的分力mg sin θ平衡,如图所示.
由物体的平衡条件得 滑动摩擦力
f =F 2+m
g sin θ=2
2mg
所以物体与斜面间的动摩擦因数为μ=f N
=
63
. 2.D [解析] 在施加力F 之前,物体重力沿斜面向下的分量等于物体受到的斜面的静摩擦力.选项A 、B 中,对物体施加的是垂直于斜面的力,所以平行于斜面的力没有改变,静摩擦力也不变,选项A 、B 错误;选项C 、D 中,对物体施加竖直方向的力而物体没动,可以把力F 分别沿平行斜面和垂直斜面方向分解,由平衡条件可知,选项C 静摩擦力减小,选项D 静摩擦力增大,选项C 错误、D 正确.
[点评] 静摩擦力的大小及方向由物体的运动状态和所受的其他外力决定,在求解时可以先不考虑静摩擦力,看物体在只受其他外力的情况下能否保持题中的运动状态,如不能,则由静摩擦力补充. 3.A
[解析] 竖直悬挂时,mg =kL ;沿斜面拉2m 物体时,设物体受摩擦力为f ,方向沿斜面向下,则kL =2mgsin30°+f.解得f =0. 4.C 5.C 6.C
7. A 8.B
9.解析:因为物块对直角斜槽每一面的正压力为mgcos α.cos45°,所以当物体匀速下滑时,
有平衡方程:mgsin α=2μmgcos αcos45°=2μmgcos α,所以μ=6
6)3
3(2
1tan 2
1==α.
10.解析:设撤去力F 前物块的位移为1S ,撤去力F 时物块的速度为v ,物块受到的滑动摩擦力mg F μ=1
对撤去力后物块滑动过程应用动量定理得mv t F -=-01 由运动学公式得t v S S 2
1=
= 对物块运动的全过程应用动能定理011=-S F FS 由以上各式得2
22gt s mgs
F μμ-=
代入数据解得N F 15=
11.解析:(1)金属块与纸带达到共同速度前,金属块受到的摩擦力为:mg f μ=,方向向左。
(2) 出纸带的最小速度为0v 即纸带从金属块下抽出时金属块速度恰好等于0v 。
对金属块:ma f = at v =0 金属块位移:2
12
1at s =
纸带位移:t v s 02= 两者相对位移:l S S =-12解得:gl v μ20= 故要抽出纸带,纸带速度gl v μ2>
12解析:由于小物块沿斜面加速上升,所以物块与斜面不能看成一个整体,应分别对物块与斜面进行研究。
(1) 取物块为研究对象,受力分析如图所示: 由题意得: θcos 1mg F N =①
ma F mg F f =--1sin θ②
由②得:ma mg F F f --=θsin 1③
(2) 取斜面为研究对象,受力分析如图B 得:
θθcos sin 112N f N F Mg F F '+='+④ θθsin cos 112N
f f F F F '+'=⑤ 又因为1f F 与1f F '是作用力与反作用力,1n F 与1n F '是作用力
图A
由牛顿第三定律得:ma mg F F F f f --=='θsin 11⑥
θcos 11mg F F N N
=='⑦ 由④⑤⑥⑦解得:θsin )()(2ma F g m M F N --+= θcos )(2mg F F f -=。