版高考22《摩擦力》教学案含答案Word格式文档下载.docx
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与受力物体相对运动趋势的方向相反。
2.滑动摩擦力
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动时,在接触面上产生阻碍相对运动的力。
(2)产生条件
③两物体间有相对运动。
Ff=μFN。
与受力物体相对运动的方向相反。
1.判断正误
(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,可能处于静止状态。
(√)
(3)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用。
(4)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。
(5)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。
(6)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。
(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。
[静摩擦力有无及方向的判断]
2.(2016·
中山模拟)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
解析:
选D 压缩的弹簧对B有向左的弹力,B有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,选项A错误;
A对B的摩擦力向右,由牛顿第三定律可知,B对A的摩擦力向左,选项B错误;
对整体研究,根据平衡条件分析可知,地面对A没有摩擦力,选项C错误,D正确。
[静摩擦力的分析与计算]
3.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A.容器受到的摩擦力不断增大
B.容器受到的摩擦力不变
C.水平力F必须逐渐增大
D.容器受到的合力逐渐增大
选A 因注水过程中容器始终静止,故容器受到的合力始终为零,D错误;
由平衡条件可得,墙对容器的静摩擦力Ff=m总g,随m总的增大而增大,A正确,B错误;
只要m总g≤μF,不增大水平力F也可使容器静止不动,C错误。
[滑动摩擦力的分析与计算]
4.如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,受到的摩擦力大小是( )
A.甲、乙、丙所受摩擦力相同
B.甲受到的摩擦力最大
C.乙受到的摩擦力最大
D.丙受到的摩擦力最大
选C 三个物体滑动时都受到滑动摩擦力作用,而滑动摩擦力大小为Ff=μFN,由于乙物体被斜向下拉,故物体对地面的压力最大,因此摩擦力Ff乙最大,C正确。
核心考点·
分类突破——析考点讲透练足
考点一
静摩擦力的有无及方向的判断
1.如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是( )
A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下
B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下
C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用
D.无论A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同
选D 无论传送带向上还是向下运动,物体A随传送带匀速运动处于平衡状态,在重力作用下有相对于传送带沿斜面向下的运动趋势,传送带对物体有沿斜面向上的静摩擦力,根据平衡条件可得Ff=mgsinθ,所以D正确。
2.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小物体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C的摩擦力一定不为零
B.C受地面的摩擦力一定为零
C.C有沿地面向右滑的趋势,一定受到地面向左的摩擦力
D.将细绳剪断而B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力水平向左
选C 若有mAg=mBgsinθ,则物体B不受斜面C对它的摩擦力,A错误;
以B、C整体为研究对象,受力如图所示,由平衡条件可知,FfC=FTcosθ,B错误,C正确;
若将细绳剪断,B静止在斜面上,则FT=0,FfC=0,D错误。
判断静摩擦力的有无及方向的3种方法
方法1:
假设法
假设物体间接触面光滑,若物体间不发生相对滑动,则物体间无相对运动趋势,故无静摩擦力作用;
若物体间发生相对滑动,则物体间有相对运动趋势,故有静摩擦力作用,其方向与相对运动趋势的方向相反。
方法2:
状态法
先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。
方法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“作用力与反作用力的关系”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
考点二
摩擦力大小的计算
类型一 静摩擦力大小的计算
(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求解其大小。
(2)物体有加速度时,若只有摩擦力,则Ff=ma。
若除摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求摩擦力。
[典题1] [多选]如图所示,小车的质量为m0,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.0 B.F,方向向右
C.F,方向向左D.F,方向向右
[解析] 假设小车对人的静摩擦力方向向右,先对整体分析受力有2F=(m0+m)a,再隔离出人,对人分析受力有F-Ff=ma,解得Ff=F,若m0>
m,则和假设的情况相同,D正确;
若m0=m,则静摩擦力为零,A正确;
若m0<
m,则静摩擦力方向向左,C正确。
[答案] ACD
1.(2016·
六安模拟)如图所示,质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态,若ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板间的动摩擦因数为μ2,则长木板受到地面的摩擦力大小为( )
A.μ1m2gB.μ2m1g
C.μ1(m1+m2)gD.μ1m2g+μ2m1g
选B 小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为μ2m1g,同时小木块对长木块亦有相同大小的摩擦力,由于木板始终处于静止状态,说明地面对木板的摩擦力(静摩擦力)应与木板给木板的摩擦力相平衡,故B正确。
2.[多选]一质量为m的小物体在水平推力F的作用下,静止在质量为M的梯形木块的左上方,梯形木块在水平地面上保持静止,如图所示,下列说法正确的是( )
A.小物体可能受三个力的作用
B.梯形木块与小物体间的弹力可能为零
C.地面与梯形木块间的摩擦力大小为F
D.地面对梯形木块的支持力小于(m+M)g
选AC 小物体受水平推力F、重力mg、支持力的作用,当Fcosθ=mgsinθ时,摩擦力为零,当Fcosθ≠mgsinθ时,小物体还受沿斜面向上或向下的摩擦力作用,故A正确;
木块与小物体间的弹力不可能为零,B错误;
对小物体和梯形木块组成的整体受力分析,由力的平衡,可求出地面与梯形木块之间的摩擦力大小为F,地面对梯形木块的支持力等于(m+M)g,故C正确,D错误。
类型二 滑动摩擦力大小的计算
(1)用公式Ff=μFN计算。
(2)结合研究对象运动状态(匀速运动或匀变速运动)利用平衡条件或牛顿运动定律求解。
(3)计算摩擦力时的3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定律来求解;
②公式Ff=μFN中的FN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。
3.三个质量相同的物体,与水平桌面的动摩擦因数相同,由于所受的水平力不同,A做匀速运动,B做加速运动,C做减速运动,那么,它们受到的摩擦力的大小关系应是( )
A.FC>
FA>
FB B.FC<
FA<
FB
C.FA=FB=FCD.不能比较大小
选C 由F=μFN知F的大小只与μ和FN有关,与物体的运动状态无关,故C正确。
4.[多选](2016·
肇庆模拟)如图所示,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑,则( )
A.A、B间没有静摩擦力
B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上
C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ
D.A与B间的动摩擦因数μ=tanθ
选BC A、B以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C匀速下滑,A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ,C正确;
A对B的摩擦力等于B的重力沿斜面方向的分力,A错误,C正确;
由牛顿第三定律,A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下,B错误;
A与B间的摩擦力是静摩擦力,不能确定A、B之间的动摩擦因数,D错误。
考点三
摩擦力的三类突变
类型一 “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。
[典题2] [多选]木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,则力F作用后( )
A.木块A所受摩擦力大小是8N
B.木块A所受摩擦力大小是11.5N
C.木块B所受摩擦力大小是9N
D.木块B所受摩擦力大小是7N
[解析] 未加F时,木块A在水平方向上受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用,且FA=F1=kx=8N,木块B在水平方向上受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用,且FB=F2=kx=8N,在木块B上施加F=1N的向右的拉力后,由于F2+F<μGB,故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小F′B=F2+F=9N,木块A的受力情况不变,A、C对。
[答案] AC
类型二 “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。
[典题3] [多选](2016·
安阳联考)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接力传感器和物体A的细绳保持水平。
从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B的物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
据此可求( )
A.A、B之间的最大静摩擦力
B.水平面与B之间的滑动摩擦力
C.A、B之间的动摩擦因数μAB
D.B与水平面间的动摩擦因数μ
[解析] 当B被拉动后,力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为Ffm=kt1,A、B相对滑动后,力传感器的示数保持不变,则FfAB=kt2-Ffm=k(t2-t1),A、B正确;
由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,C、D错误。
[答案] AB
类型三 “动—静
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- 摩擦力 高考 22 教学 答案