高考物理复习_摩擦力专题.doc
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高考物理复习 摩擦力专题
明确摩擦力产生的条件
物体间直接接触
接触面粗糙
接触面间有弹力存在
物体间有相对运动或相对运动趋势
这四个条件紧密相连,缺一不可.显然,两物体不接触,或虽接触但接触面是光滑的,则肯定不存在摩擦力.但满足(1)、(2)而缺少(3)、 (4)中的任意一条,也不会有摩擦力.如一块砖紧靠在竖直墙,放手后让其沿墙壁下滑,它满足条件(1)、(2)、(4),却不具备条件(3),即相互间无压力,故砖不可能受到摩擦力作用.又如,静止在粗糙水平面上的物体它满足了条件(1)、 (2)、(3),缺少条件(4),当然也不存在摩擦力.
A
B
F
图1
由于不明确摩擦力产生的条件,导致答题错误的事是经常发生的.
例1 (高考题)如图1所示,C是水平地面,、是两个长方形物块,F是作用在物块上沿水平方向的力,物体和以相同的速度作匀速直綫运动,由此可知,、间的动摩擦因数和、间的动摩擦因数有可能是
(A) 0, 0 (B) 0, 0
(C) 0,0 (D) 0,0
解析:本题中选、整体为研究对象,由于受推力的作用做匀速直线运动,可知地面对的摩擦力一定水平向左,故 0,对A受力分析可知,水平方向不受力,可能为0,可能不为0。正确答案为(B)、(D).
二、了解摩擦力的特点
摩擦力具有两个显著特点:(1)接触性; (2)被动性.所谓接触性,即指物体受摩擦力作用物体间必直接接触(反之不一定成立)。这种特点已经包括在摩擦力产生的条件里,这里不赘述。对于摩擦力的被动性,现仔细阐述。所谓被动性是指摩擦力随外界约束因素变化而变化.熟知的是静摩擦力随外力的变化而变化。
图2
例2 (高考题)如图2所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即、和摩擦力作用,木块图2处于静止状态,其中=10N、=2N,若撤去力,则木块在水平方向受到的合力为
(A)10N,方向向左 (B)6N,方向向右
(C)2N,方向向左 (D)零
解析;没有撤去时,物体所受合外力为零,此时静摩擦力大小为8N,方向向左.撤去以后,物体在作用下不可能沿水平方向发生运动状态的改变,物体仍保拧静止.此时地面对物体的静摩擦力大小为2N,方向向右.从上述分析可见静摩擦力是被动力.答案应为(D).对于滑动摩擦力同样具有被动性.
把握摩擦力大小和方向的计算和判断
中学物理只谈静摩擦和滑动摩擦两种(滚动摩擦不讲).其中没有具体的计算公式,是随外力变化的范围值o≤≤,一般根据(1)平衡条件求;(2)根据物体运动状态,由牛顿运动定律求.而不但可根据上述的 (1)、(2)方法求,还可以用公式计算
m
╮α
图4
例4 如图4所示,一质量为m的货物放在倾角为α的传送带上随传送带一起向上或向下做加速运动.设加速度大小为α,试求两种情况下货物所受的摩擦力.
解析:物体m向上加速运动时,由于沿斜面向下有重力的分力,所以要使物体随传送带向上加速运动,传送带对物体的摩擦力必定沿传送带向上.物体沿斜面向下加速运动时,摩擦力的方向要视加速度的大小而定,当加速度为某一合适值时,重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力,则摩擦力为零;当加速度大于此值时,摩擦力应沿斜面向下;当加速度小于此值时,摩擦力应沿斜面向上.
向上加速运动时,由牛顿第二定律,得:所以F-mgsina=ma,方向沿斜面向上
向下加速运动时,由牛顿第二定律,得: mgsina—F=ma(设F沿斜面向上)
所以F=mgsina-ma
当agsina时,F0.与所设方向相同——沿斜面向上.
当a=gsina时,F=0.即货物与传送带间无摩擦力作用.
当agsina时,F0.与所设方向相反——沿斜面向下.
小结:当物体加速运动而摩擦力方向不明确时,可先假设摩擦力向某一方向,然后应用牛顿第二定律导出表达式,再结合具体情况进行讨论
例5 如图5所示,质量M=10Kg的木楔ABC静止于水平地面上,动摩擦因数μ=0.02,在木楔的倾角θ为300的斜面上有一质量m=1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程S=1.4m时,其速度s=1.4m/s,在此过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向(g取10 m/s’)
解析:地面对木楔的摩擦力为静摩擦力,但不一定为最大静摩擦力,所以不能由Fμ=μFΝ,来计算求得,只能根据物体匀运动情况和受力情况来确定.
物块沿斜面匀加速下滑,由可求得物块下滑的加速度
可知物块受到摩塔力的作用.
此条件下,物块与木楔受力情况分别如图6.7所示.
Fμ1
FN1
mg
图6
B
Fˊμ1
Fμ2
mg
FN
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