【物理】2018届一轮复习人教版力物体的平衡摩擦力学案

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文档介绍

【物理】2018届一轮复习人教版力物体的平衡摩擦力学案

专题2.2+摩擦力 ‎1.会判断摩擦力的大小和方向.‎ ‎2.会计算摩擦力的大小.‎ ‎ ‎ 一、滑动摩擦力 ‎1.产生条件 ‎(1)接触面粗糙。‎ ‎(2)接触处有弹力。‎ ‎(3)两物体间有相对运动。‎ ‎2.定义 两个相互接触且发生形变的粗糙物体,当它们发生相对运动时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。‎ ‎3.大小及方向 ‎(1)大小:F=μFN 公式中μ为比例常数,称为动摩擦因数,其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。‎ ‎(2)方向:沿两物体的接触面,与相对运动的方向相反。‎ 二、静摩擦力 ‎1.产生条件 ‎(1)接触面粗糙。‎ ‎(2)接触处有弹力。‎ ‎(3)两物体有相对运动趋势(仍保持相对静止)。‎ ‎2.定义 两个相互接触且发生形变的粗糙物体,当它们具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。‎ ‎3.大小和方向 ‎(1)大小:0μ2(m+M)g时,木板便会开始运动 D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动 解析 由于木块在木板上运动,所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用,其大小为μ1mg,根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg。又由于木板处于静止状态,木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg 和地面的静摩擦力的作用,二力平衡,选项A正确,B错误;若增大F的大小,只能使木块的加速度大小变化,但木块对木板的滑动摩擦力大小不变,因而也就不可能使木板运动起来,选项C错误,D正确。‎ 答案 AD 高频考点三 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”‎ 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,则滑动摩擦力方向发生“突变”。‎ ‎【例3】如图7所示,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(  )‎ 图7‎ 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 答案 C ‎【变式探究】 (多选)将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上。如图8甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系砂桶,整个装置开始处于静止状态。在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂,力传感器采集的F-t图象如图乙所示。则(  )‎ 图8‎ A.2.5 s前小车做变加速运动 B.2.5 s后小车做变加速运动 C.2.5 s前小车所受摩擦力不变 D.2.5 s后小车所受摩擦力不变 答案 BD ‎1.(2016·江苏卷) 如图1所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中(  )‎ 图1‎ A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大 D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面 ‎【答案】BD 【解析】当桌布被拉出时,鱼缸由静止到向右运动,但它相对于桌布来说,仍向左运动,由于滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,因此桌布对鱼缸的摩擦力的方向应向右,选项A错误;因为鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,鱼缸受到桌布向右的摩擦力与它受到桌面向左的摩擦力大小相等,所以鱼缸向右加速的加速度大小与向右减速的加速度大小相等,方向相反,鱼缸的初速度为零,末速度也为零,根据对称性可知,鱼缸做加速运动的时间与做减速运动的时间相等,选项B正确;若猫增大拉力,桌布的加速度更大,但是由于鱼缸与桌布间的压力不变,动摩擦因数也不变,故摩擦力也不变,选项C错误;若猫减小拉力,桌布的加速度减小,鱼缸在桌布上的运动时间变长,而鱼缸向右的加速度不变,由x=at2知,鱼缸相对于桌面的位移变大,桌布被拉出后鱼缸在桌面上的位移也变大,鱼缸就有可能滑出桌面,选项D正确.‎ ‎2.【2015·上海·14】如图,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F正比于,其中v为风速、S为物块迎风面积。当风速变为时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为 A.4m B.8m C.32m D.64m ‎【答案】D ‎3.(2014·广东卷)如图4所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是(  )‎ A.M处受到的支持力竖直向上 B.N处受到的支持力竖直向上 C.M处受到的静摩擦力沿MN方向 ‎ D.N处受到的静摩擦力沿水平方向 ‎【解析】M处支持力方向与支持面(地面)垂直,即竖直向上,A正确;N处支持力与支持面(原木接触面)垂直,即垂直MN向上,故B错误,摩擦力与接触面平行,故C、D错误。‎ ‎【答案】A ‎4.(2013·北京·16)如图2所示,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(  )‎ 图2‎ A.木块受到的摩擦力大小是mgcosα B.木块对斜面体的压力大小是mgsinα C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g ‎【答案】D ‎【解析】对木块受力分析,如图甲所示,由平衡条件得Ff=mgsinα,FN=mgcosα,故A、B错误.‎ 对木块和斜面体组成的整体受力分析,如图乙所示,可知水平方向没有力的作用,C错误.由平衡条件知,FN′=(M+m)g,D正确.‎ ‎5.(2012·浙江·14)如图3所示,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测力计相连.物体静止在斜面上,弹簧测力计的示数为4.9N.关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是(  )‎ 图3‎ 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4.9N,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 ‎【答案】A ‎1.(多选)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法,正确的是(  )‎ A.物体的重心不一定在物体的几何中心上 B.劲度系数越大的弹簧,产生的弹力越大 C.动摩擦因数与物体之间的压力成反比,与滑动摩擦力成正比 D.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间 解析 物体的重心不一定在物体的几何中心上,如质量分布不均匀的球体,A对;根据胡克定律F=kx可知,B错;对于确定的物体之间,动摩擦因数是常数,C错;静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间,D对。‎ 答案 AD ‎2.(多选)下列关于摩擦力的说法中,正确的是(  )‎ A.滑动摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比 B.运动物体受到的摩擦力不一定等于μFN C.在水平面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力大小成正比 D.以上说法都不正确 答案 AB ‎3.(多选)如图11甲所示,放在固定斜面上的物体,受到一个沿斜面向上的力F作用,始终处于静止状态,F的大小随时间变化的规律如图乙所示。则在0~t0时间内物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化规律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力Ff的正方向)(  )‎ 解析 物体在斜面上始终处于平衡状态,沿斜面方向受力平衡方程为:F-mgsin θ+Ff=0,解得Ff=mgsin θ-F,若初态mgsin θ=F,则选项B正确;若初态mgsin θ>F,则选项C正确;若初态mgsin θmgcos θ2,mgsin θ1FN2,Ff1
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