2014高考物理一轮复习 双基回扣7 摩擦力
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学案7 摩擦力
一、概念规律题组
1．下列说法中不正确的是( )
A．相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力
B．两物体间有摩擦力，则其间必有弹力
C．两物体间有弹力，则其间不一定有摩擦力
D．两物体间无弹力，则其间必无摩擦力
2．关于静摩擦力，下列说法中不正确的是( )
A．两个运动的物体之间可能有静摩擦力的作用
B．静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反
C．当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时，但不可以用F＝μFN计算静摩擦力
D．静摩擦力的大小与接触面的性质及正压力有关
图1
3．如图1所示，物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下，静止于水平地面上，则物体所受摩擦力Ff的大小和方向为( )
A．F1>F2时，Ff＝F1－F2，方向水平向左
B．F1
tan θ，下图中表示该物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向)，可能正确的是( )
6.
图15
(2011·徐州测试)如图15所示，质量为m1的木块在质量为m2的长木板上滑行，长木板与地面间动摩擦因数为μ1，木块与长木板间动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板受地面摩擦力大小一定为( )
A．μ1(m1＋m2)g B．μ2m1g
C．μ1m1g D．μ1m1g＋μ2m2g
图16
7．(2011·无锡市期中考试)如图16所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触．若使斜劈A在斜面C上静止不动，则P、Q对球B无压力．以下说法不正确的是( )
A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q点对球B有压力
B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对球B均无压力
C．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对球B均无压力
D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力
【能力提升】
8．一个质量为3 kg的物体，被放置在倾角为α＝37°、动摩擦因数为0.2的固定斜面上，下列选项中所示的四种情况下物体不能处于平衡状态的是(令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)( )
9．(2009·北京·18)
图17
如图17所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则( )
A．将滑块由静止释放，如果μ>tan θ，滑块将下滑
B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ________ N；
(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________；
(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff＝________ N.
11．如图19所示，
图19
水平面上有一重为40 N的物体，受到F1＝13 N和F2＝6 N的水平力作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)物体所受的摩擦力的大小与方向；
(2)若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向．
图20
12．如图20所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求：
(1)物体所受的摩擦力(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)；
(2)若用原长为10 cm，劲度系数为3.1×103 N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？(取g＝10 m/s2)
学案7 摩擦力
【课前双基回扣】
1．BD 2.AB
3．AC
③当F1＝F2时，物体受力平衡，无相对运动趋势，故Ff＝0.
④题中已知物体处于静止状态，不会有滑动摩擦力产生，计算公式不成立．故正确答案为A、C.]
4．D
5．C
6．见解析
解析 (1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱会保持原有静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动，有相对于汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的静摩擦力．因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力．
(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，但有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力．因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力．
(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，木箱受到重力和支持力，假设木箱再受到汽车的水平向前的摩擦力，由二力平衡条件可知：竖直方向上支持力与重力抵消，但水平方向上没有力与摩擦力抵消，这样物体不能保持平衡，故假设不正确，所以木箱不受摩擦力作用．
(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向前滑动，故木箱受到向后的滑动摩擦力，因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相反，是阻力．
(5)汽车突然加速，木箱在车上滑动时，木箱和汽车之间有相对运动，且相对汽车向后滑动，故木箱受到向前的滑动摩擦力．因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相同，是动力．
思维提升
1．
摩擦力的多解问题主要是由于：(1)静摩擦力的大小、方向会随外因(外力，状态)改变而改变；(2)不同条件下，物体所受的摩擦力可能是静摩擦力、最大静摩擦力或滑动摩擦力．在分析时分别讨论可使问题简化．
2．(1)如何分析一个物体受到的摩擦力？
一看“接触”，看该物体与周围几个物体接触，就最多可能有几个摩擦力．
二看接触面间是否有“压力”，是否有“相对运动”或“相对运动趋势”．
三要“分析”，综合分析物体的受力情况，结合物体的运动状态，判断物体所受摩擦力的情况．
(2)判断摩擦力时，有时还会用到假设法和整体法．
3．(1)“假设法”是判断静摩擦力方向的有效方法．
(2)对于摩擦力，如果没有明确指出物体受的是滑动摩擦力还是静摩擦力，那它的方向可以与物体运动的方向相反，也可以与物体运动的方向相同．
【核心考点突破】
例1 甲图中，沿斜面向上 乙图中，水平向左 丙图中，水平向左 丁图中，总指向圆心
解析 运用假设法判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左．判断静摩擦力方向，还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断，图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，故A物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向)；图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心．
(1)静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，但物体本身不一定静止；(2)静摩擦力的方向可以和运动方向相同，也可以和运动方向相反，还可能成任意夹角(如手拿瓶子斜向上运动的过程中)．所以静摩擦力可以是阻力，也可以是动力；(3)静摩擦力方向的判断有时根据产生条件无法直接判断出来，要结合物体的运动情况来进行判断．
例2 D
静摩擦力的大小通常可根据平衡条件或牛顿第二定律来计算．
例3 (1)200 N/m (2)2 N (3)4 N
解析 (1)物体匀速运动时，k(x－x0)＝μmg
则k＝＝ N/m＝200 N/m
(2)F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10) N＝2 N
最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力Fmax＝0.2×2×10 N＝4 N
故物体没动，所受静摩擦力Ff1＝F1＝2 N.
(3)弹簧弹力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10) N＝6 N.
物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N.
摩擦力大小的计算方法：在计算摩擦力的大小之前，必须先分析物体的运动情况，判明是滑动摩擦，还是静摩擦．
(1)滑动摩擦力的计算方法：可用Ff＝μFN计算．最关键的是对相互挤压力FN的分析，并不总是等于物体的重力，它跟研究对象受到的垂直于接触面方向的力密切相关．
(2)静摩擦力的计算方法：一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿定律列方程求解．
例4 B
本题首先应分析物体的受力情况，然后列平衡方程，联立求解．注意滑动摩擦力Ff＝μFN，而FN随外力F的变化而变化．
1．D
2．C
【课时效果检测】
1．BC 2.D 3.B 4.C
5．AC
6．B
7．CD
8．BCD
9．C
10．(1)4.01 (2)0.401 (3)4.01
解析 (1)由题表可知，木块受到的滑动摩擦力为4.01 N，因此最大静摩擦力Fmax一定大于4.01 N.
(2)由Ff＝μmg得：μ＝0.401.
(3)木块匀加速运动时所受的摩擦力为滑动摩擦力，故Ff＝4.01 N.
11．(1)7 N 水平向右 (2)6 N 水平向左
解析 (1)设物体相对地面静止，则有
F1＝F2＋Ff，得Ff＝7 N，而Fmax＝μmg＝8 N>Ff，
故物体没动，受静摩擦力，大小为7 N，方向水平向右．
(2)撤去F1后，Ff′＝F2＝6 N
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