高考物理一轮复习专题22摩擦力教学案
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：0
μ2(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( )
图4
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)( )
图11
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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