1、考点分阶突破高考模拟演练教师备用习题,考纲解读,第5讲,会判断摩擦力的大小和方向. 会计算摩擦力的大小.,考点一 关于滑动摩擦力的分析与计算,知能必备,1.定义:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时所受到的阻碍物体 的力. 2.产生条件:(1)两物体相互 、挤压;(2)物体间的接触面 ;(3)两物体间发生 . 3.大小:跟正压力FN成正比,即f=FN,表示两物体间的 . 4.方向:与接触面平行,并且跟物体的相对运动方向 .,相对滑动,接触,粗糙,相对滑动,动摩擦因数,相反,考向探究,例1 如图5-1所示,质量m=1 kg的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动摩擦因数=0.2.由
2、于受到相对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=0.8 m/s向右匀速运动,同时用力拉动物体(方向沿导槽方向)以速度v2=0.6 m/s沿导槽匀速运动,则拉力大小为 ( ) A.2 N B.1.6 N C.1.2 N D.1 N,图5-1,答案 C,变式1 (滑动摩擦力方向的判断)(多选)下列关于滑动摩擦力方向的分析正确的是 ( ),答案 CD,变式2 (滑动摩擦力大小的计算)如图5-2所示,建筑装修中工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石加竖直向上大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为, 重力加速度为g,则磨
3、石受到的摩擦力是 ( ) A.(F-mg)cos B.(F-mg)sin C.(F-mg)cos D.(F-mg),图5-2,答案 A, 特别提醒,1.滑动摩擦力的大小 滑动摩擦力由公式f=FN直接计算,FN为两接触物体间的正压力,此正压力不一定等于物体重力.滑动摩擦力的大小也可根据物体的运动状态应用共点力的平衡条件或牛顿第二定律求解. 2.滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动方向相反,判断滑动摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,所以滑动摩擦力的方向可能与物体实际运动(对地运动)方向相反,也可能与实际运动方向相同,还可能与物体实际运动方向成一定的夹角
4、.,1.定义:两个相互接触、相对静止的物体由于有相对运动的趋势而在物体接触处产生的 物体之间相对运动趋势的力. 2.产生条件:(1)两物体相互接触、 ;(2)物体间的接触面 ;(3)两物体相对静止但有 的趋势. 3.大小:在零至 之间变化. 4.方向:总是跟接触面 ,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.,考点二 关于静摩擦力的分析与计算,知能必备,阻碍,挤压,粗糙,相对运动,最大静摩擦力,相切,考向探究,例2 2017重庆期末 如图5-3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f1,物体B、C间的摩擦力
5、大小为f2,物体C与地面间的摩擦力大小为f3,则 ( ) A.f1=0,f2=0,f3=0 B.f1=0,f2=F,f3=0 C.f1=F,f2=0,f3=0 D.f1=0,f2=F,f3=F,图5-3,答案 B,变式1 (静摩擦力方向的判断)下列四种情形中,物体A受摩擦力作用且与A运动方向相反的是 ( ),图5-4,答案 D,变式2 (多选)2018清华附中摸底 如图5-5甲所示,放在固定斜面上的物体,受到一个沿斜面向上的力F作用,始终处于静止状态,F的大小随时间变化的规律如图乙所示.则在0t0时间内物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化规律可能为(取沿斜面向上为摩擦力Ff的正方向) ( ),图
6、5-5,图5-6,答案 BCD, 特别提醒,1.静摩擦力的大小 (1)两物体间实际产生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力fmax之间,即0ffmax.最大静摩擦力fmax是物体将要发生相对运动(临界状态)时的摩擦力,它的数值与FN成正比,在正压力FN不变的情况下,最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力.在一般情况下,可近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受到的滑动摩擦力. (2)静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算:如果物体处于平衡状态,可根据平衡条件求解静摩擦力;如果物体处于非平衡状态,可根据牛顿第二定律求解静摩擦力.,2.静摩擦力的方向 静摩擦力的方向与接触面相切,与物体间的相对运动趋势
7、的方向相反,即与受力物体相对施力物体的相对运动趋势方向相反.常用的判断静摩擦力方向的方法主要有:(1)假设法;(2)根据“物体的运动状态”来判定;(3)利用牛顿运动定律来判定.,考点三 关于摩擦力的综合分析与计算,知能必备,摩擦力发生突变的原因具有多样性:可能是物体的受力情况发生变化,可能是物体的运动状态发生变化,也可能是物体间的相对运动形式发生了变化.因此要全面分析物体的受力情况和运动状态,抓住摩擦力突变的原因,才能正确地处理此类问题. 1.静摩擦力突变为滑动摩擦力:静摩擦力达到最大值的状态是物体恰好保持相对静止的临界状态. 2.滑动摩擦力突变为静摩擦力:滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之
8、间,因此两物体的速度达到相同时,滑动摩擦力要发生突变(变为零或变为静摩擦力).,3.由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力:静摩擦力是被动力,其大小、方向取决于物体间的相对运动趋势,相对运动趋势取决于主动力,若主动力发生突变而物体仍然处于相对静止状态,则其静摩擦力将由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力.,考向探究,例3 (多选)2017长沙长郡中学模拟 某缓冲装置的理想模型如图5-7所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力不变.轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作.一小车若以速度v0撞击弹簧,已知装置可安全工作,轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力f0
9、,且不计小车与地面间的摩擦,弹簧始终处于弹性限度内.从小车与弹簧刚接触时开始计时到小车离开弹簧这段时间内,轻杆所受的摩擦力f随时间t变化的f-t图像可能是 ( ),图5-7,图5-8,变式1 (“静动”突变)如图5-9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物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,k、t1、t2已知,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
10、摩擦因数AB D.B与水平面间的动摩擦因数,图5-9,变式2 (“静静”突变)(多选)木块A、B所受的重力均为40 N,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x=2.0 cm,弹簧的劲度系数k=400 N/m,系统置于水平地面上静止.现用F=10 N的水平力推木块B,如图5-10所示,力F作用后(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) ( ) A.木块A所受的静摩擦力为8 N B.弹簧的压缩量变为2.5 cm C.木块B所受的静摩擦力为0 D.木块B所受的静摩擦力为2.0 N,图5-10,变式3 (“动静”突变)2017湖南十校联考 如图5-11所示,质量为2 kg的物
11、体与水平地面间动摩擦因数为0.2,水平地面足够大.t=0时,物体以2 m/s的初速度向右运动,同时对物体施加一个水平向左的大小恒为2 N的拉力F,向右为正方向,g取10 m/s2,在t=0之后 ( ) A.物体所受摩擦力不会变化 B.物体所受摩擦力会由-4 N变为+2 N C.物体所受摩擦力会由-4 N变为-2 N D.物体所受摩擦力会由+4 N变为+2 N,图5-11, 特别提醒,摩擦力突变问题的分析 (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.(2)“静动”突变:
12、物体在摩擦力和其他力的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.(3)“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,物体将不再受滑动摩擦力作用,滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力.(4)“动动”突变:在滑动摩擦力作用下运动至达到共同速度后,如果在静摩擦力作用下不能保证相对静止,则物体将受滑动摩擦力作用.,高考真题,1.2013全国卷 如图5-12所示,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上.若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F20).由此可
13、求出 ( ) A.物块的质量 B.斜面的倾角 C.物块与斜面间的最大静摩擦力 D.物块对斜面的正压力,图5-12,答案 C,答案 C,3.2016海南卷 如图5-14所示,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示.则( ) A.f1=0,f20,f30 B.f10,f2=0,f3=0 C.f10,f20,f3=0 D.f10,f20,f30,图5-14,精选模拟,4.2017湖北沙市中学第二次考试 如图5-15所示,在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关
14、于它们受力情况的说法正确的是 ( ) A.a一定受到4个力 B.b可能受到4个力 C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D.a与b之间不一定有摩擦力,图5-15,5.2017广州质检 如图5-16所示,两个相同的小物体P、Q静止在斜面上,P与Q之间的弹簧A处于伸长状态,Q与挡板间的弹簧B处于压缩状态,则以下判断正确的是 ( ) A.撤去弹簧A,物体P将下滑,物体Q将静止 B.撤去弹簧A,弹簧B的弹力将变小 C.撤去弹簧B,两个物体均保持静止 D.撤去弹簧B,弹簧A的弹力将变小,图5-16,2.如图所示,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是 ( ),
