第二单元第5讲 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,在接触面上所受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。必备知识·整合2.两种摩擦力的比较项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力,项目静摩擦力滑动摩擦力产生条件a.接触面粗糙b.接触处有弹力c.两物体间有相对运动趋势a.接触面粗糙b.接触处有弹力c.两物体间有相对运动大小、方向大小:0<ff≤ffmax方向:与物体相对运动趋势方向相反大小:ff=μfn方向:与物体相对运动方向相反作用效果阻碍物体间的相对运动趋势阻碍物体间的相对运动,1.判断下列说法对错。(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。(>F弹+mgsin30°。所以B所受摩擦力沿斜面向下,如图乙所示,FfB=F-F弹-mgsin30°=mg,故A、B错误,C正确。剪断弹簧,A受摩擦力向上,且满足F'fA=mg,A仍处于静止状态,故D错误。,解题感悟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能利用公式计算,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿第二定律来求解。(2)公式F=μFN中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。,考向2 摩擦力的突变问题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”突变或“动—静”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。,3.“动—动”突变某物体相对于另一物体滑动的过程中,若突然相对运动方向变了,则滑动摩擦力方向将发生突变。,例3(2020浙江金华模拟)如图所示,物体A静止在粗糙水平面上,左边用一轻质弹簧和竖直墙相连,弹簧的长度大于原长。现用从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A,直到A被拉动,在A被拉动之前的过程中,弹簧对A的拉力F1的大小和地面对A的摩擦力Ff大小的变化情况是( )A.F1减小B.F1增大C.Ff先减小后增大D.Ff始终减小C,思路点拨(1)初始状态时物体A静止在粗糙水平面上是否受到静摩擦力,如果有,方向如何?(2)当水平力F向右从零开始逐渐增大拉物体A,在物体A被拉动前,物体所受合力始终等于零,请结合受力分析判断物体A所受静摩擦力的变化。,解析在A被拉动之前的过程中,弹簧仍处于原来的状态,因此弹力F1不变,静止时弹簧的长度大于原长,则弹簧对A的拉力向左,由于水平面粗糙,因此A受到水平向右的静摩擦力Ff。用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A,直到把A拉动前过程中,物体A受到的静摩擦力Ff从水平向右变为水平向左,所以Ff先减小后增大,故C正确,A、B、D错误。,解题感悟摩擦力的突变问题,无论怎样变化,根本就是静摩擦力和滑动摩擦力大小或方向的变化分析问题,解题时应注意以下三点:(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题,有时,有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”,但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即临界状态。,(2)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,在相对滑动与相对静止的临界状态时,静摩擦力达到最大值。(3)研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等时往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。,1.[“静—静”突变]兴趣课堂上,某同学将完全相同的甲、乙两个条形磁铁水平放在粗糙的水平木板上(N极正对),如图所示,并缓慢抬高木板的右端至倾角为θ,这一过程中两磁铁均保持静止状态。请对该同学提出的说法进行分析,其中正确的是( )A.甲受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化B.乙受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化C.继续增大倾角θ,甲、乙将会同时发生滑动D.若减小甲、乙间距,重复上述过程,增大倾角时乙会先发生向上滑动B,解析因两个条形磁铁N极正对,相互排斥,在θ较小时,乙有沿斜面向上运动的趋势,且随θ的增大,乙所受的摩擦力沿斜面向下逐渐减小,可能出现反向增大的情况;而甲一直具有沿斜面向下运动的趋势,且随θ的增大,甲所受摩擦力增大,不可能出现摩擦力方向变化的情况,故A错误,B正确;增大倾角θ或减小甲、乙间距时,最易发生相对滑动的为甲,故C、D均错误。,2.[“静—动”突变]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(调节力传感器高度使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根细绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空砂桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平),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砂桶里倒入砂子,小车一旦运动起来,立即停止倒砂子,若力传感器采集的图像如图乙,则结合该图像,下列说法错误的是( )D,A.可求出空砂桶的重力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50s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上),解析t=0时,力传感器显示拉力为2N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2N,由小车与空砂桶受力平衡可知空砂桶的重力也等于2N,A选项正确;t=50s时摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5N,同时小车启动,说明带有砂的砂桶重力等于3.5N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力,故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力,B、C选项正确;此后由于砂和砂桶重力大于滑动摩擦力,故第50s后小车将加速运动,D选项错误。,3.[“动—静”突变](2020浙江衢州一中月考)如图所示,斜面固定在地面上,倾角为θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。质量为1kg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Ff随时间变化的图像是图中的(取初速度v0的方向为正方向,g=10m/s2)( )B,,解析滑块上升过程中受滑动摩擦力,Ff=μFN,FN=mgcosθ,联立解得Ff=6.4N,方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mgsinθ<μmgcosθ,滑块不动,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F'f=mgsinθ,代入可得F'f=6N,方向沿斜面向上,故选项B正确。,4.[“动—动”突变](多选)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,传送带以速度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</ff≤ffmax方向:与物体相对运动趋势方向相反大小:ff=μfn方向:与物体相对运动方向相反作用效果阻碍物体间的相对运动趋势阻碍物体间的相对运动,1.判断下列说法对错。(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。(>
