2020版高考物理一轮复习第二章第2节摩擦力讲义（含解析）.doc

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1、1第 2 节 摩擦力1静摩擦力(1)定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力。(2)产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动趋势。 物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。实际最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。(3)方向：沿两物体的接触面，与相对运动趋势的方向相反。(4)大小：0F，则 C 项正确；若初态 mgsin F，则 D 项正确。答案 BCD 二 “静 动 ”突 变物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力变化时，如果发生相对滑动，则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。例 2 如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上8的拉力 F，保持拉力的方向不变

2、，在拉力 F 的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)。关于摩擦力 f 的大小随拉力 F 的变化关系，下列四副图可能正确的是( )解析 F 与水平方向的夹角为 ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为 f Fcos ， F 增大， f 增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力 N G Fsin ， F 增大， N 减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为 f N ， N 减小，则 f 减小；故 A、C、D 错误，B 正确。答案 B 三 “动 静 ”突 变物体受到滑动

3、摩擦力和其他力的共同作用，当相对滑动突然停止时，滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。 例 3 如图所示，斜面固定在地面上，倾角为 37(sin 370.6，cos 370.8)。质量为 1 kg 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选项图中的(取初速度 v0的方向为正方向， g10 m/s 2)( )解析 滑块上升过程中受滑动摩擦力，由 Ff F N和 FN mgcos 联立，得Ff6.4 N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力 mgsin mg cos ，滑块将静止，滑块受到的

4、摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得 Ff mgsin ，代入可得 Ff6 N，方向沿斜面向上，故选项 B 正确。答案 B 四 “动 动 ”突 变物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的正压力发生变化时，滑动摩擦力的大小随之而变；或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的9方向也会随之而变。 例 4 (多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为 ，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 tan ，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是( )解析 当小木块速度小于传送带速度时，小木块相对于传送带向

5、上滑动，小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度 a gsin g cos ；当小木块速度达到传送带速度时，由于 tan ，即 mg cos mgsin ，所以速度能够继续增加，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为向上， a gsin g cos ，加速度变小，则 vt 图像的斜率变小，所以 B、D 正确。答案 BD共性归纳摩擦力的突变问题，无论怎样变化，其题根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

6、中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。(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，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的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。“易错问题”辨清楚摩擦力方向与运动方向的三类关系(一)摩擦力方向与运动方向相同1(多选)水平的皮带传动装置如图所示，皮带的速度大小保持不变，将一滑块轻轻地放在 A 点，开始时滑块在皮带上滑动，当它到达位置 C 时滑动停止，之后随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地 B 端。在传

7、送过程中，滑块受到的摩擦力情况为( )10A在 AC 段受水平向左的滑动摩擦力B在 AC 段受水平向右的滑动摩擦力C在 CB 段不受静摩擦力D在 CB 段受水平向右的静摩擦力解析：选 BC 在 AC 段滑块向右加速运动，加速度向右，故合力向右，即滑动摩擦力向右，A 错误，B 正确；在 CB 段滑块做匀速直线运动，即摩擦力为零，C 正确，D 错误。2如图所示，质量为 10 kg 的物体 A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为 5 N 时，物体 A 处于静止状态。若小车以 1 m/s2的加速度向右运动后，则( g10 m/s 2)( )A物体 A 相对小车向右运动B物体 A 受到的摩擦力减

8、小C物体 A 受到的摩擦力大小不变D物体 A 受到的弹簧拉力增大解析：选 C 由题意得物体 A 与小车的上表面间的最大静摩擦力 Fm5 N，小车向右运动后，对物体 A 受力分析，可得 F 合 ma10 N，可知此时小车对物体 A 的摩擦力为 5 N，方向向右，且为静摩擦力，所以物体 A 相对于小车仍然静止，故 A 错误； F 合 ma10 N，此时小车对物体 A 的摩擦力为 5 N，方向向右，所以物体 A 受到的摩擦力大小不变，故 B错误，C 正确；物体 A 相对于小车仍然静止，所以受到的弹簧的拉力大小不变，故 D 错误。(二)摩擦力方向与运动方向相反3.(多选)为了测定木块和竖直墙壁之间的动

9、摩擦因数，某同学设计了一个实验：用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F2作用，使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动)，如图所示。现分别测出了弹簧的弹力 F1、拉力 F2和木块的重力 G，则以下结论正确的是( )A木块受到竖直向下的滑动摩擦力B木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑C木块与墙壁之间的动摩擦因数为F2F1D木块与墙壁之间的动摩擦因数为F2 GF1解析：选 BD 木块相对于竖直墙壁下滑，受到竖直向上的滑动摩擦力，阻碍木块下滑，A 错误，B 正确。分析木块受力如图所示。由平衡条件可得： FN F1， Ff G F2，又 Ff F N，以上三式联立可解得：11 ，故 C

10、 错误，D 正确。G F2F14如图所示，固定斜面 C 上有 A、 B 两个物体一起相对静止地沿斜面匀速下滑，则 A 受摩擦力的情况为( )A受到沿斜面向上的滑动摩擦力B受到沿斜面向下的滑动摩擦力C受到沿斜面向上的静摩擦力D不受摩擦力解析：选 C 物体 A 匀速下滑，摩擦力方向沿斜面向上，又物体 A、 B 相对静止，只能是静摩擦力，选项 C 正确。(三)摩擦力方向与运动方向不共线5(多选)如图所示，质量为 m 的长方体物块放在水平放置的钢板 C 上，物块与钢板间的动摩擦因数为 ，由于光滑固定导槽 A、 B 的控制，该物块只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度 v1向右匀速运动，同时用水平力 F 拉

11、动物块使其以速度 v2(v2的方向与 v1的方向垂直，沿 y 轴正方向)沿槽匀速运动，以下说法正确的是( )A若拉力 F 的方向在第一象限，则其大小一定大于 mgB若拉力 F 的方向在第二象限，则其大小可能小于 mgC若拉力 F 的方向沿 y 轴正方向，则此时 F 有最小值，其值为 mgv1v12 v22D若拉力 F 的方向沿 y 轴正方向，则此时 F 有最小值，其值为 mgv2v12 v22解析：选 BD 物块有相对于钢板水平向左的速度 v1和沿导槽的速度 v2，故物块相对于钢板的速度如图所示，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，物块做匀速运动，所受导槽的作用力和拉力 F 的合力与滑动摩擦力大小相等、方向相反，由几何关系易知， F 的方向沿 y 轴正方向时有最小值，即 F fcos mg cos mg mg ，故 B、D 正确。v2v12 v22反 思 领 悟 摩擦力的方向可与物体的运动方向相同或相反，也可与物体的运动方向不共线，但与物体间的相对运动或相对运动趋势的方向一定相反。12