物理必修13 摩擦力集体备课课件ppt

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1．整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法．在许多问题中可以用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力．2．隔离法：把系统分成若干部分并隔离开来，分别以每一部分为研究对象进行受力分析，分别列出方程，再联立求解的方法．
3．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法．有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用．
例1如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于静止状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚要离开上面弹簧，在这个过程中下面木块移动的距离为(　　)
题型 1 胡可定律的综合应用
规律总结：1.本题中有两个关键性词语应予以重视：“轻质弹簧指不计弹簧质量”；“缓慢”指匀速运动且速度大小很小．2．因为弹簧的弹力F与形变量x成正比，所以当弹簧的弹力增加(或减小)ΔF时，弹簧的再伸长(缩短)量Δx＝ΔF/k.3．要注意弹簧所处的状态(拉伸和压缩状态)，否则容易产生错解和漏解．
变式训练1　如图所示，a、b、c为三个物体，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们的连接如图所示，并处于平衡状态，则 (　　)
A．有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态答案：AD
解析：物体a对轻绳可能为拉力，也可能无作用力，故弹簧N只能处于拉伸或保持原长．当N处于原长时，M只能处于压缩状态，且对物体a的弹力等于重力．当N处于拉伸状态时，M可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态，还可能保持原长．所以答案AD正确．
例2如图所示的皮带传动装置中，O1是主动轮，O2是从动轮，A、B分别是皮带上与两轮接触的点，C、D分别是两轮边缘与皮带接触的点(为清楚起见，图中将两轮与皮带画得略为分开，而实际上皮带与两轮是紧密接触的)．当O1顺时针启动时，若皮带与两轮间不打滑，则A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向分别是(　　)
A．向上，向下，向下，向上B．向下，向上，向上，向下C．向上，向上，向下，向下D．向下，向下，向上，向上答案：C
分析：判断静摩擦力的方向时，找出受力物体的相对运动趋势是关键，一般采用假设法来分析．
解析：假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用，则当O1顺时针启动时，O1与皮带间将会打滑，此时C点将相对于A点向上运动．实际上，O1与皮带间没有打滑，可见C点相对于A点有向上运动的趋势；反之，A点相对于C点有向下运动的趋势．根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，可知C、A两点受到的静摩擦力FC、FA的方向分别是向下、向上．
同样，假设皮带和从动轮O2间无摩擦力作用，则当皮带顺时针启动后，皮带与O2间亦会打滑，此时B点将相对于D点向下运动．实际上，皮带与O2间亦没有打滑，可见B点相对于D点有向下运动的趋势；反之，D点相对于B点有向上运动的趋势．根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，亦可知B、D两点受到的静摩擦力FB、FD的方向分别是向上、向下．A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向如图所示．
规律总结：判断静摩擦力的方向前，要确定研究对象，在本题中，必须明确各点是皮带上的点还是轮上的点．
变式训练2　对如下图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是(　　)
A．A轮带动B轮沿逆时针方向旋转B．B轮带动A轮沿逆时针方向旋转C．C轮带动D轮沿顺时针方向旋转D．D轮带动C轮沿顺时针方向旋转答案：BD
解析：带动端两轮间的皮带处于张紧状态，故若A带动B轮应顺时针转，B带动A轮应逆时针转，A错，B正确，同理C错，D正确．
例3如图所示，两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的4块相同的砖块，两侧用大小均为F的力水平压木板使砖块静止不动，则第2、3块砖间的摩擦力的大小为(　　)
解析：对：1、2、3、4整体相对木板有向下的运动趋势木板对整体有向上的摩擦力由平衡条件和左右对称性得：F1＝F4＝2mg方向向上对1、2整体1、2整体受重力2mg木板对1、2整体有向上的摩擦力2mg二力平衡3与2接触面上没有静摩擦力
规律总结：研究2与3间接触面上的摩擦力，必须以2、3物体的接触面为分界面将物体隔离，从而使该接触面上的摩擦力转化为外力，以便于研究．但是直接以2、3间的接触面为分界面隔离物体，未知力较多，还应结合本例的具体条件对称隔离物体进行分析．譬如选取1至4整体为研究对象，或选取2、3整体为研究对象，由对称性知，对称体两侧受的静摩擦力必然相等．
变式训练3　有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，物体之间不光滑，如图所示．现用一水平力F作用在物体B上，三个物体仍保持静止，下列说法正确的是(　　)
A．C受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左B．A受到水平向右的摩擦力作用C．B对C的摩擦力大小为F，方向水平向右D．C受到5个力作用答案：ACD
解析：在选项A中，以A、B、C三者的整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此C受到地面的摩擦力等于拉力F，方向向左，选项A正确；在选项B中，以A为研究对象，A不受摩擦力，选项B错误；在选项C中，B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等，方向相反，由此可知，B对C的摩擦力的大小等于F，方向水平向右，故选项C正确；对于选项D，可将C隔离开作为隔离体进行分析，C受到5个力的作用，选项D正确．
1．传送带把物体匀速送往高处时，物体受到的摩擦力的方向(　　)A．与物体的速度方向同向B．与物体的速度方向反向C．摩擦力为零D．因不知相对运动趋势的方向，故不能判断答案：A解析：静摩擦力沿传送带向上，是运送物体的动力．
2．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μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是 (　　)
A．μ1＝0，μ2＝0　　　　　　B．μ1＝0，μ2≠0C．μ1≠0，μ2＝0 D．μ1≠0，μ2≠0答案：BD
解析：本题考查动摩擦因数与摩擦力的关系．互相接触的物体表面间的动摩擦因数是由互相接触的物体的表面性质决定的．动摩擦因数是否存在，看其接触表面是否有摩擦力．若有摩擦力表现出来，则动摩擦因数一定不为零；若没有摩擦力表现出来，则动摩擦因数的存在就无法判断，或者存在，或者不存在．由于A和B在力F的作用下以相同的速度一起向右做匀速直线运动，所以B、C间一定存在滑动摩擦力，故μ2≠0.由于A向右做匀速直线运动，A又不受水平外力的作用，即可知A、B间的摩擦力为0，A与B间既无相对运动，又无相对运动的趋势，故μ1等于零或不等于零均可．
3．木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之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，如下图所示，则力F作用后 (　　)
A．木块A所受摩擦力大小是12.5NB．木块A所受摩擦力大小是11.5NC．木块B所受摩擦力大小是9ND．木块B所受摩擦力大小是7N答案：C