高中物理教科版 (2019)必修 第一册3 摩擦力优质课件ppt

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第2课时　摩擦力的综合分析
1.熟练掌握摩擦力的有无及方向的判断。2.会处理较复杂情况下的摩擦力的计算。3.会解决摩擦力的突变问题。
一、对摩擦力的理解及方向的判断
1.对摩擦力的理解(1)静摩擦力：受静摩擦力的物体不一定静止，只是两物体接触面保持相对静止。例如：在倾斜传送带上匀速传送的物体，虽然运动，但受静摩擦力。(如图)
(2)滑动摩擦力：受滑动摩擦力的物体不一定运动，而是两物体发生相对滑动。例如：把A物体抽出来，B物体受到了滑动摩擦力却没有运动。(如图)
2.摩擦力的方向(1)静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反。可利用假设法判断，即假设接触面光滑，物体相对于与它接触的物体运动的方向，就是相对运动趋势方向；例如静止在斜面上的物体受到的静摩擦力的方向沿斜面向上。(如图)
静摩擦力的方向有可能与物体运动方向成任意角度。如图所示，用手握住一根竖直棒，若使手与棒一起沿不同方向匀速运动，棒所受的静摩擦力竖直向上，而手与棒的运动方向可以是任意的，所以f的方向与匀速运动中速度的方向可成任意夹角。
(2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，与物体运动方向无关。例如：如图所示，快速把B向右拉离的过程中，A相对B向左运动，B对A的摩擦力向右，A却相对地面向右运动，摩擦力的方向与物体运动方向反而相同。
3.摩擦力作用效果是阻碍物体的相对运动，但摩擦力却不一定是阻力，有时会是动力。
如图所示，一辆汽车在平直公路上向右行驶，车上有一木箱，试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向，是阻力还是动力？(1)汽车由静止向右加速运动时(木箱和车无相对滑动)；
答案　静摩擦力、向右　动力
木箱随汽车一起由静止加速运动，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原来相对地面的静止状态，因此它将相对于汽车向左滑动，而实际上木箱与汽车无相对滑动，即相对静止，说明木箱有相对汽车向左滑动的趋势，所以木箱受到向右的静摩擦力，此静摩擦力为动力。
(2)汽车刹车时(木箱和车无相对滑动)；
汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向右滑动，而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向右滑动的趋势，所以木箱受到向左的静摩擦力，此静摩擦力为阻力。
答案　静摩擦力、向左　阻力
(3)汽车匀速运动时(木箱和车无相对滑动)；
木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对运动或相对运动趋势，因而木箱不受摩擦力。
(4)汽车刹车，木箱在车上滑动时；
汽车刹车，木箱相对于汽车向右滑动，可知木箱受到向左的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为阻力。
答案　滑动摩擦力、向左　阻力
(5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时。
汽车突然加速，木箱相对于汽车向左滑动，可知木箱受到向右的滑动摩擦力，此滑动摩擦力为动力。
答案　滑动摩擦力、向右　动力
　(2022·四川省内江市第六中学高一开学考试)如图所示为乘客在进入地铁站乘车前，将携带的物品放到以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景。当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后，关于物品受到的摩擦力，下列说法正确的是A.当物品与传送带相对静止时，物品受到静摩擦力B.由于物品相对于地面是运动的，物品一定受到滑 动摩擦力C.当物品受到摩擦力作用时，物品不一定受到弹力作用D.当物品受到摩擦力作用时，摩擦力方向与物品运动方向相同
当物品与传送带相对静止时，物品处于匀速运动状态，故物品不受摩擦力，A错误；当物品与传送带相对静止时，物品相对于地面是运动的，但此时物品不受摩擦力，B错误；
摩擦力的产生条件之一是必须有弹力，C错误；物品由静止放上传送带时，相对于传送带向后运动，故受到传送带给物品向前的摩擦力作用，D正确。
如图所示，重力为30 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F2＝5 N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)求最大静摩擦力大小；
最大静摩擦力为f静max＝μN＝μG＝0.3×30 N＝9 N；
(2)求木块所受的摩擦力的大小和方向；
因为木块处于静止状态，由于F1>F2，故静摩擦力向左，大小为f1＝F1－F2＝13 N－5 N＝8 N；
答案　8 N　方向向左
(3)当只将F1撤去时，求木块受到的摩擦力的大小和方向；
当只将F1撤去时，木块在F2的作用下仍然处于静止状态，则f2＝F2＝5 N，方向向右；
答案　5 N　方向向右
(4)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向。
若撤去F2，因为F1>f静max，所以木块将滑动，所受的摩擦力为滑动摩擦力；滑动摩擦力等于最大静摩擦力的大小，则有f3＝f静max＝9 N，方向向左。
答案　9 N　方向向左
如图所示，用水平力F将一木块压在竖直墙壁上，已知木块重力G＝6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25，问：(1)当F＝25 N时，木块静止，木块受到的摩擦力为多大？
当F＝25 N时，木块没有动，则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡，即f1＝G＝6 N。
(2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？
当F增大为30 N时，木块仍静止，木块在竖直方向上仍然受重力和静摩擦力，且平衡，即f2＝G＝6 N。
(3)当F＝10 N时，木块沿墙壁下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？
当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，在水平方向上，木块受水平力F和墙壁的弹力平衡，则N＝F＝10 N，则f3＝μN＝0.25×10 N＝2.5 N。
(4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？
当F＝6 N时，N′＝6 N，木块沿竖直墙壁下滑，则滑动摩擦力f4＝μN′＝0.25×6 N＝1.5 N。
摩擦力突变的类型：(1)静摩擦力大小或方向发生突变。(2)静摩擦力突然变为滑动摩擦力。(3)滑动摩擦力突然变为静摩擦力。可概括为“静—静”突变，“静—动”突变，“动—静”突变，其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值。
如图所示，物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为F0＝1 N的作用力，则反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向，g取10 N/kg)
物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由f1＝μmg，得f1＝2 N；
物体静止后，因受到向左的拉力F0＝1 N