【全程复习方略】2015届高考物理一轮总复习 高考热点专题 从四个角度剖析摩擦力课件 新人教版.pptVIP

高考热点专题(二) 从四个角度剖析摩擦力 【热点概述】 摩擦力的理解和分析是中学物理的一个重点，也是一个难点，更是高考的热点。要掌握好这个重点，突破这个难点，应注意摩擦力的分类、性质及作用。准确理解摩擦力的概念，对我们正确解决受力分析、共点力的平衡、牛顿运动定律及能量守恒等问题有很重要的作用。 【热点透析】 1.摩擦力的分类 摩擦力分静摩擦力和滑动摩擦力。因摩擦力总是阻碍相互接触的物体间的相对运动或相对运动趋势，与物体的运动情况无必然联系，故静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力，运动的物体受到的摩擦力也可能是静摩擦力。 【例证1】如图所示，B置于光滑的水平面上，A置于B的上面，且A、B接触面粗糙。在（1）中A、B在水平力F作用下，一起向右做加速运动，在（2）中A用轻绳水平拉住，B在F的作用下，向右运动。试分析A、B之间的摩擦力。 【解析】在（1）中A、B一起向右做加速运动，但A与B保持相对静止，A向右做加速运动，必受到向右的力的作用，这个力就是B给A的向右的静摩擦力。 在（2）中，B相对于A向右运动，A相对地面静止不动，A、B之间的摩擦力是滑动摩擦力，B给A向右的滑动摩擦力。 答案：（1）中B与A之间的摩擦力为静摩擦力 （2）中B与A之间的摩擦力为滑动摩擦力 2.摩擦力的方向 摩擦力的方向总是与接触面相切，静摩擦力的方向与相互接触的物体间的相对运动趋势的方向相反；滑动摩擦力的方向与相互接触的物体间的相对运动方向相反，而不一定与物体的运动方向相反。故摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同，可能与物体的运动方向相反，还可能与物体的运动方向成一夹角。 【例证2】如图所示，物体A放在匀速转动的圆盘上并与圆盘相对静止，试判断A所受静摩擦力的方向。若圆盘加速转动时，A与圆盘间有相对滑动时，试分析A所受摩擦力的方向。 【解析】对A进行受力分析：受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，A随圆盘一起做匀速圆周运动时，需要的向心力就只由圆盘对A的静摩擦力提供，方向指向圆心。摩擦力的方向与物体的运动方向成90°角。若圆盘加速转动时，A与圆盘间有相对运动，A与圆盘间的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的方向与相对滑动的方向相反。 答案：圆盘匀速转动时摩擦力的方向与物体的运动方向成 90°角，始终指向圆心;加速转动时摩擦力的方向与相对滑动的方向相反。 3.摩擦力的大小 物体受到的摩擦力可能是静摩擦力，也可能是滑动摩擦力，故在计算摩擦力的大小时，必须先分析物体的运动状态，判明物体间是相对滑动还是相对静止，因为静摩擦力的大小随着物体相对运动趋势强弱变化而变化，取值在0与最大静摩擦力fmax之间；滑动摩擦力就只能用公式f=μN计算。 【例证3】一木块静止在水平桌面上，已知木块重为10N，木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力为2.2N，求： （1）用1.5N的水平力拉木块时，木块受到的摩擦力有多大？ （2）要使木块由静止开始运动，至少要用多大的水平拉力？ （3）木块在桌面上滑动后，使水平拉力大小变为1.5N，木块受到多大的摩擦力？ 【解析】木块与桌面间的最大静摩擦力fmax=2.2N，而滑动摩擦力的大小为 f=μmg=0.2×10N=2.0N。 （1）因F1=1.5Nfmax，故木块受到的是静摩擦力，则f1=F1= 1.5N。 （2）要使木块由静止开始运动，水平拉力必须大于最大静摩擦力，故至少要2.2N。 （3）木块在桌面滑动后，木块受到的是滑动摩擦力 F2=f=μmg=0.2×10N=2.0N。 答案：（1）1.5N （2）2.2N （3）2.0N 4.摩擦力的作用 摩擦力既可作动力，又可作阻力，因此摩擦力既可做正功，又可做负功。一对静摩擦力做功，机械能不发生转化；一对滑动摩擦力做的总功等于系统减少的机械能，等于转化的内能。 【例证4】如图，质量为m的小木块A以水平初速度v0冲上质量为M，长为l，置于光滑水平面上的木板B上，并正好不从B上掉下，A、B间的动摩擦因数为μ。求此过程产生的内能。 【解析】A滑上B后，A、B之间的滑动摩擦力的方向如图所示， 其大小f=f′=μmg。设当A恰好滑到B的末端时，二者具有共同 速度v。 对A：f与木块的运动方向相反，做负功，W1=fsm； 由动能定理：W1= m（v2- ） ① 对B：f′与木板的运动方向相同，做正功，W2=f′sM； 由动能定理：W2= Mv2 ② 摩擦力对系统所做的功： W=W1+W2=μmg（sM-sm）=-μmgl ③ 将①②代入③得滑动摩擦力对系统所做的功： W=-μmgl= m + （M+m）v2 此过程产生的内能：E=-W= m - （M+m）v2 答案： m