【创新设计】高考总复习物理：摩擦力解析

结束放映返回目录第1页1.静摩擦力方向的判断物理建模2.摩擦力的“突变”模型素养提升热点突破2.对摩擦力的进一步理解本讲概要必修一第二章相互作用第2讲摩擦力高考真题视频展台3.摩擦力的大小计算第二章相互作用备选多媒体动画1.桌面微小形变的观察2.小桌微小形变演示实验3.弹簧的形变与弹力4.静摩擦力与滑动摩擦力5.人走路时所受静摩擦力的分析6.骑自行车时静摩擦力的分析7.力的合成实验演示8.力的合成实验模拟9.合力与两个分力变化关系的演示10.共点力的概念11.两共点力的合成12.验证“平行四边形定则”13.力的分解（二绳挂重物）14.力的分解(斜拉放在水平面上的物体)15.力的分解（三角架挂重物）16.力的分解（物体置于斜面上）17.矢量求和的三角形法则18.矢量差的判断结束放映返回目录第2页怎样判断静摩擦力的有无及方向?热点1静摩擦力方向的判断(1)假设法假设物体间接触面光滑不发生相对滑动无相对运动趋势无静摩擦力发生相对滑动有相对运动趋势有静摩擦力方向与相对运动趋势的方向相反(2)状态法：明确物体的运动状态分析受力情况根据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力的大小和方向.(3)牛顿第三定律法：抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.结束放映返回目录第3页【典例1】如图所示,A、B两物体叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()．A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小解析物体B具有水平向左的恒定加速度,由牛顿第二定律知,物体B受到的合外力水平向左且恒定,对物体B受力分析可知,物体B在水平方向的合外力就是物体A施加的静摩擦力,因此,物体B受到的摩擦力方向向左,且大小不变,故A正确．答案A隐含了什么信息？aFf解析显隐结束放映返回目录第4页规律方法应用“状态法”解题时应注意的问题请完成对应本典例的“跟踪短训”状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法，使用时需注意以下两点：(1)明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力的大小和方向．(2)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角．结束放映返回目录第5页热点2对摩擦力的进一步理解1.有弹力就有摩擦力？有摩擦力就有弹力?弹力是产生摩擦力的一个必要条件，但两物体间若没有“相对运动或相对运动的趋势”，则不会产生摩擦力；反之，若两物体间有摩擦力，则一定满足产生弹力的条件．结论：有摩擦力时一定有弹力，有弹力时不一定有摩擦力.2.摩擦力的大小一定与正压力成正比?在分析摩擦力时，应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力．对滑动摩擦力,由F＝μFN知,它与正压力成正比．对静摩擦力,它随着使物体产生“相对运动趋势”的外力的变化而变化,与正压力大小无关,正压力只可影响最大静摩擦力的大小.结束放映返回目录第6页3.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反?摩擦力的方向应与“相对运动”或“相对运动趋势”的方向相反，与物体的运动方向无直接联系．4.摩擦力的方向与物体运动方向一定在同一直线上?常见的多数摩擦力的方向与物体运动方向在同一直线上，但不是所有情境下的摩擦力均如此．如随转台一起匀速水平转动的物体所受摩擦力.5.摩擦力总是阻力？总是阻碍物体的运动?摩擦力总是阻碍物体间的“相对运动”或“相对运动的趋势”，而不是阻碍物体的运动．它在有些过程中充当阻力，在另一些过程中充当动力．结束放映返回目录第7页【典例2】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转解析隐含了什么信息？结束放映返回目录第9页热点3摩擦力的大小计算分析计算摩擦力大小和方向滑动摩擦力静摩擦力分清结束放映返回目录第10页【典例3】(2013·全国新课标Ⅱ，15)如图示，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(F2＞0)．由此可求出()．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1.物体处于平衡状态，所受合力为零.2.要明确F为最大值及最小值时，物体所受静摩擦力的方向.转解析结束放映返回目录第12页规律方法摩擦力大小的计算技巧请完成对应本典例的“跟踪短训”(1)静摩擦力可分为两种情况：①物体处于平衡状态(静止或匀速)时，利用力的平衡条件求出其大小．②物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ff＝ma；若除静摩擦力外，物体还受其他力，则先求合力(F合＝ma)，再求静摩擦力．(2)滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算．其大小只取决于正压力和动摩擦因数，与物体所处的运动状态、接触面积大小无关;其大小也可根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律求解.结束放映返回目录第13页物理建模2.摩擦力的“突变”模型模型一：“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．结束放映返回目录第14页解析当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8N,可知最大静摩擦力Ffmax≥8N．当撤去力F1后,F2＝2NFfmax,物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向．C正确.答案C【典例1】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()．A．10N，方向向左B．6N，方向向右C．2N，方向向右D．0F1F2最大静摩擦力Ffmax≥8N静摩擦力Ff=2N,木块保持静止状态.Ff解析显隐【即学即练】--请完成对应本典例的“即学即练”结束放映返回目录第15页α=θ①②③mgFfFN转解析模型二：“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.【典例2】如图所示，在平板与水平面间的夹角θ逐渐变大的过程中，分析木块m受到的摩擦力的情况.1.平板转动过程中，木块出现几个运动过程？2.各过程中木块分别受到几个力作用，各力怎样变化？结束放映返回目录第17页模型三：“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，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力.结束放映返回目录第18页【典例3】如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1N的作用，取g＝10m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)．()．1.判断物块运动形式有几个阶段？2.分析物块受力及变化情况.FFfv0F’f转解析结束放映返回目录第20页规律方法解答摩擦力“突变”问题的方法1.正确对物体受力分析和运动状态分析找到物体摩擦力的突变“临界点”.2.分析清楚“突变”后摩擦力的变化情况是静静变化，还是动静（静动）变化；是大小变化，还是方向也发生变化.请完成对应本典例的“即学即练”结束放映返回目录第21页1.解析由于物块恰好静止在斜面上，由平衡条件知mgsinθ＝μmgcosθ①当加一竖直向下的力F时Ff＝μ(mg＋F)cosθ②由①②得Ff＝(mg＋F)sinθ，所以物块仍保持静止．答案A2.解析解法一整体法．选物块和斜劈组成的系统为研究对象,由于系统的加速度等于零,合力等于零,故系统在水平方向的合力等于零,因此地面对斜劈的摩擦力等于零,故A正确.解法二隔离法．选物块为研究对象,受力如图示,因物块匀速运动,故Ffcosα＝FNsinα.选斜劈为研究对象,受力如图示,设地面对斜劈的摩擦力为Ff″向右,则由平衡条件,得Ff″＋FN′sinα＝Ff′cosα，且Ffcosα＝FNsinα,FN′＝FN，Ff′＝Ff，所以Ff″＝Ffcosα－Ffcosα＝0.故A正确.答案A3.解析因物体的重力沿斜面方向的分力mgsin30°＝1×9.8×0.5N＝4.9N,与弹簧秤的示数相等，故斜面对物体的摩擦力大小为0，则选项A正确，选项B错误；斜面对物体的支持力大小为mgcos30°＝1×9.8×32N＝4.93N，方向垂直斜面向上,则选项C、D错误.答案A4.解析以木块为研究对象，如图甲所示，有Ff＝mgsinα，FN＝mgcosα，故选项A、B均错误；以木块与斜面体所组成的整体为研究对象，如图乙所示，有Ff桌′＝0，F′N桌＝(M＋m)g，故选项C错误；选项D正确．答案D5.解析无6.解析无高考真题答案及解析题号123456点击箭头显示答案及解析AAAD无无1．(2011·安徽卷，14)一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示.则物块().A．仍处于静止状态B．沿斜面加速下滑C．受到的摩擦力不变D．受到的合外力增大2．(2011·海南卷，5)如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()．A．等于零B．不为零，方向向右C．不为零，方向向左D．不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右3．(2012·浙江卷，14)如图示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0kg的物体．细绳的一端与物体相连．另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N．关于物体受力的判断(取g＝9.8m/s2)，下列说法正确的是()．A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9N，方向沿斜面向上C．斜面对物体的支持力大小为4.93N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为4.9N，方向垂直斜面向上4．(2013·北京卷，16)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上．下列结论正确的是()．A．木块受到的摩擦力大小是mgcosαB．木块对斜面体的压力大小是mgsinαC．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosαD．桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g5.题无6.题无转下页