摩擦力--受力分析.ppt

,考,纲,要,求,三,年,考,情,热,点,考,向,考点,要求,2007,年,2008,年,2009,年,静摩擦力、最大静摩擦力,山东理综,(T,16,选择,),天津,T,1,浙江,T,14,高考主要考查对摩擦力的理解及计算，热点题题型是摩擦力与平衡或与牛顿第二定律相结合的选择题,.,滑动摩擦、动摩擦因数,说明：不要求知道静摩擦因数,第,2,课时 摩擦力 受力分析,1,产生：,两个相互接触的物体,，,有,时产生的摩擦力,2,作用效果：,总是起着阻碍物体间,的作用,3,产生条件：,相互接触且,；,有,；,相对运动趋势,相对运动趋势,挤压,相对运动趋势,接触面粗糙,受静摩擦力作用的物体一定静止吗？,提示：,受静摩擦力作用的物体不一定静止；可能静止，可能运动,4,大小：,随外力的变化而变化，大小在零到最大静摩擦力之间,5,方向：,总是与物体的,方向相反,6,最大静摩擦力：,静摩擦力的最大值，叫做最大静摩擦力,相对运动趋势,如何理解静摩擦力？,1,其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面,相互挤压力,F,N,无直接关系,2,最大静摩擦力,F,m,是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦,力，它的数值与,F,N,成正比，在,F,N,不变的情况下,，,滑动摩擦力略小于,F,m,，,而静摩擦力可在,0,F,m,间变化,在粗糙水平面上有一斜面体,A,，在,A,的粗糙斜面上放一小物体,B,，如,图,1,2,1,所示，已知,A,、,B,静止，则水平面对斜面体,(,),A,有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右,B,有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左,C,没有摩擦力的作用,D,有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定,解析：,分析水平面对斜面体的摩擦力时，因,A,、,B,静止，所以可用整体法，将,A,、,B,看成一个整体，竖直方向受重力、支持力作用平衡，水平,方向也处于平衡状态，不可能受摩擦力，故选,C.,答案：,C,1,产生：,两个相互接触的物体发生,时产生的摩擦力,2,作用效果：,总是起着阻碍物体间,的作用,3,产生条件：,相互接触且,；,有,运动；,4,大小：,滑动摩擦力大小与,成正比，即：,F,.,5,方向：,跟接触面相切，并跟物体,相反,相对运动,相对运动,挤压,相对,接触面粗糙,压力,F,N,相对运动方向,1,滑动摩擦力的大小与接触面的面积大小有关吗？,2,滑动摩擦力一定是阻力吗？,提示：,1.,没关系,2,无论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，即可以是动力，也可以是阻力,1,如何理解公式,“,F,f,F,N,”,？,滑动摩擦力的大小用公式,F,f,F,N,来计算，应用此公式时要注意以下几点：,(1),为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关,；,F,N,为两,接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力,(2),滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关,2,如何理解滑动摩擦力的特点？,(1),物体受到滑动摩擦力时，物体不一定是运动的，也可能是静止的，但一定发生了相对运动,(2),滑动摩擦力一定与相对运动的方向相反，一定阻碍物体的相对运动，并不是说一定与物体运动的方向相反，即不一定阻碍物体的运动，滑动摩擦力可以作动力，对物体做正功，也可以作阻力，对物体做负功受滑动摩擦力的物体如果没有发生位移，滑动摩擦力对物体不做功,正确理解摩擦力产生条件中,“,相对,”,的含义：,“,相对,”,既不是对,“,地,”,，也不是对,“,观察者,”,，,“,相对,”,的是跟它接触的物体,2,要使一粗糙的木块在水平木桌的表面上滑动受到的滑动摩擦力尽可能小些下列措施中有效的是,(,),A,将木块和木桌的接触面刨光滑些,B,在木桌表面上垫一张光滑平整的铁皮,C,使木块的滑动速度增大,D,取木块表面积最小的那个面向下放在桌面上，减小与桌面的接触面积,解析：,滑动摩擦力与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关，而与物体间的相对运动速度大小、接触面积的大小无关,答案：,AB,受力分析是把物体,(,研究对象,),在给定的物理情景中所受的外力找出来，并画好受力图,1,什么是整体法和隔离法？,(1),隔离法,：,保持物体的受力情景不变，而将物体隔离研究的方法,(2),整体法,：,将具有相同的运动状态的物体构成的物体系作为研究对象方法,2,受力分析的顺序：,先场力,(,重力,、,电场力,、,磁场力等,),，,再弹力,，,最后分析摩擦力,3,对物体受力分析时应注意以下几点,(1),不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆,；,(2),对于作用在物体上的每一个力,，,都必须明确它的来源,，,不能无中生有,；,(3),分析的是物体受到哪些,“,性质力,”,(,按性质分类的力,),，,不能把,“,效果力,”,与,“,性质力,”,混淆重复分析,3,画出图,1,2,2,中物体,A,受到的重力、弹力及摩擦力的示意图,(,图中物体表面均不光滑,),答案：,受力如下图所示：,【,例,1,】,如,图,1,2,3,所示，平板车上的物体,P,总和平板车保持相对静止，试 分析平板车在以下几种情况下，物体,P,受到的摩擦力,(1),匀速运动；,(2),加速或减速向前；,(3),匀速转弯,解析：,三种情况下的物体,P,和车都保持相对静止，且物体,P,有形变，因此有无摩擦力只要看有无相对运动趋势即可,(1),当车匀速运动时，物体,P,和车之间无相对运动趋势，故物体,P,不受摩擦力,(2),当车加速或减速向前时，物体,P,与车之间分别有向后或向前的运动趋势，故物体,P,受到向前或向后的摩擦力,(3),当车转弯时，物体,P,有向弯道外滑动的趋势，故物体,P,受到指向弯道内的摩擦,力，且与物体,P,运动方向垂直,答案：,(1),不受摩擦力,(2),受到向前或向后的摩擦力,(3,),受到指向弯道内的摩擦力,，,且与物体,P,运动方向垂直,1,静摩擦力方向的判断方法,(1),假设法,(2),状态法：根据二力平衡条件、牛顿第二定律或牛顿第三定律，可以判断静摩擦力的方向假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上静止不动，这时地面会对桌子施一静摩擦力根据二力平衡条件可知，该静摩擦力的方向与推力的方向相反，加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确定,(3),利用牛顿第三定律,(,即作用力与反作用力的关系,),来判断此法关键是抓住,“,力是成对出现的,”,，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据,“,牛顿第三定律,”,确定另一物体受到的静摩擦力,2,滑动摩擦力方向的判定,(1),其依据是“滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反”,(2),其步骤为：,选研究对象,(,即受摩擦力作用的物体,),选跟研究对象接触的物体为参考系,找出研究对象相对参考系的速度方向,滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,1,1,如图,1,2,4,所示，倾角,30,的粗糙斜面上放一个物体，物体的重力为,G,，静止在斜面上，现用一个平行于斜面底边的力,F,G,/2,拉该物体使其恰好在斜面内做匀速直线运动，则物体与斜面间的滑动摩擦力的方向,(,),A,沿斜面向上,B,沿斜面向下,C,沿斜面向左上方，且与底边成,45,D,沿斜面向右上方，且与底边成,45,解析：,画出,m,在斜面上的俯视图如右图，因为物体做匀速直线运动，故合力为零，即拉力,F,(,G,/2),与重力沿斜面向下的分力,(,G,/2),的合力与滑动摩擦力平衡在相对滑动的两个接触面之间只能存在滑动摩擦力，又因滑动摩擦力与相对运动的方向相反，所以摩擦力的方向沿斜面向左上方，且与底边成,45.,答案：,C,【,例,2,】,(14,分,),一质量不计的弹簧原长为,10 cm,，一端固定于质量,m,2 kg,的物体上，另一端施一水平拉力,F,.(,g,10 m/s,2,),(1),若物体与水平面间的动摩擦因数为,0.2,，当弹簧拉长到,12 cm,时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？,(2),若将弹簧拉长到,11 cm,时，物体所受到的摩擦力大小为多少？,(3),若将弹簧拉长到,13 cm,时，物体所受的摩擦力大小为多少？,(,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,),解析：,(1),物体匀速前进时，,k,(,x,x,0,),mg,(2,分,),则,k,N/m,200 N/m,(2,分,),(2),F,1,k,(,x,1,x,0,),200,(0.11,0.10)N,2 N,(2,分,),最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力,Ff,m,0.2,2,10 N,4 N,(2,分,),故物体没动，所受静摩擦力,Ff,1,F,1,2 N,(2,分,),(3),弹簧弹力,F,2,k,(,x,2,x,0,),200,(0.13,0.10)N,6 N,(2,分,),物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为,Ff,2,F,N,mg,0.2,2,10 N,4 N,(2,分,),答案,：,(1)200 N/m,(2)2 N,(3)4 N,在计算摩擦力的大小之前，必须首先分析物体的运动情况，判明是滑动摩擦力，还是静摩擦力,1,静摩擦力大小的计算,(1),物体处于平衡状态时,(,静止或匀速,),，利用力的平衡条件来判断其大小,(2),物体有加速度时，若只有摩擦力，则,F,f,ma,；若除摩擦力外，物体还受其他力，则根据,F,合,ma,先求合力再求摩擦力,2,滑动摩擦力大小的计算,滑动摩擦力的大小用公式,F,f,F,N,来计算,2,1,质量为,m,的物体放在水平面上，在大小相等，互相垂直的水平力,F,1,和,F,2,的作用下，从静止开始沿水平面运动，如图,1,2,5,所示，若物体与水平面,间的动摩擦因数为,，则物体,(,),A,在,F,1,的反方向上受到,Ff,1,mg,的摩擦力,B,在,F,2,的反方向上受到,Ff,2,mg,的摩擦力,C,在,F,1,、,F,2,合力的反方向上受到的摩擦力为,Ff,合,mg,D,在,F,1,、,F,2,合力的反方向上受到的摩擦力为,F,f,mg,解析：,由于,F,1,和,F,2,的合力是恒力，物体由静止开始运动，必沿,F,1,和,F,2,的合力方向做直线运动，滑动摩擦力的方向必沿,F,1,和,F,2,的合力的反方向摩擦力的大小为,F,f,F,N,，又因为,F,N,mg,，故,F,f,mg,.,答案：,D,【,例,3,】,如图,1,2,6,所示,，,物体,A,靠在竖直墙面上,，,在力,F,作用下,，,A,、,B,保持静止,物体,B,的受力个数为,(,),A,2,B,3,C,4,D,5,解析：,以,A,为研究对象，受力情况如图甲所示，此时，墙对物体,A,没有支持力,(,此结论可利用整体法得出,),再以,B,为研究对象，结合牛顿第三定律，其受力情况如图乙所示，即要保持物体,B,平衡，,B,应受到重力、压力、摩擦力、力,F,四个力的作用,答案：,C,(1),若物体,A,被固定在墙上，其他条件不变，则物体,B,可能受几个力的作用,(2),若将力,F,改为水平向左的力作用在物体,B,上，其他条件不变，则物体,A,、,B,分别受几个力的作用,解析：,(1),若,A,被固定在墙上，则,B,可能只受重力和力,F,两个力的作用，也可能受到重力、力,F,、,A,对,B,的压力、,A,对,B,的摩擦力四个力的作用,(2),若将力,F,改为水平向左，则,A,、,B,受力分别如图,(,甲,),、,(,乙,),所示，,A,受到重力、,B,对,A,的压力和摩擦力、墙壁对,A,的压力和摩擦力五个力的作用,B,受到重力、力,F,、,A,对,B,的压力和摩擦力四个力的作用,答案：,(1)2,个，,4,个,(2)5,个,4,个,受力分析的基本思路,3,1,如图,1,2,7,所示，在固定的斜面上叠放,A,、,B,两物体，若在,B,物体上加一水平向右的推力,F,(,F,0),，两物体均静止，则,B,物体受力的个数为,(,),A,一定是,6,个,B,可能是,4,个,C,可能是,5,个,D,可能是,6,个,图,1,2,7,解析：,以,A,为研究对象分析可知,A,一定受,B,对它的静摩擦力的作用，所以,B,也要受,A,对它的静摩擦力的作用，以,B,为研究对象受力分析由平衡条件可知，,B,和斜面之间的静摩擦力可能有，可能无，所以,B,物体受力个数可能是,5,个，还可能是,6,个,答案：,CD,如图,1,2,8,所示，位于水平桌面上的物块,P,，由跨过定滑轮的轻绳与物块,Q,相连，从滑轮到,P,和到,Q,的两段绳都是水平的已知,Q,与,P,之间以及,P,与桌面之间的动摩擦因数都是,，两物块的质量都是,m,，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力,F,拉,P,使它做匀速直线运动，求,F,的大小,【,考卷实录,】,错误之处：,对物块,P,的受力分析不全面,缺少方程,F,f,F,N,.,解答中,式研究对象不明确,错因剖析：,平时没有养成按一定顺序分析受力的习惯，造成对物体受力分析不全面,处理连接体问题，没能明确各研究对象、得分方程不全，造成错误,【,教师点评,】,思路突破：,正确解答：,对,Q,受力分析如右图所示,，,由平衡条件得,：,F,1,Ff,1,mg,对,P,受力分析如右图所示,，,由平衡条件知,：,F,F,2,Ff,1,Ff,2,，,Ff,2,F,N,2,mg,由牛顿第三定律知,：,F,1,F,2,mg,，,Ff,1,Ff,1,mg,代入得,：,F,4,mg,对于有关摩擦力的问题，两个相接触的物体间相对运动方向的判断是典型的易错环节，处理问题时，一是注意区分滑动摩擦力与静摩擦力以及摩擦力的方向，二是注意滑动摩擦力的计算公式,F,f,F,N,，特别是需要注意对产生滑动摩擦力的两个物体之间的正压力,F,N,的分析，不要草率地认为正压力,F,N,的大小就是某个物体的重力,.,点击此处进入 作业手册,【,反思总结,】,