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1、22 三月 2023天才是重复次数最多的人。天才是重复次数最多的人。第第7 7讲摩擦力讲摩擦力 一、滑动摩擦力一、滑动摩擦力 1 1定义：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个定义：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体物体_时，所受到的时，所受到的_相对滑动的力相对滑动的力 2 2产生条件：产生条件：(1)(1)两物体相互接触、挤压；两物体相互接触、挤压；(2)(2)物体间物体间的接触面的接触面_；(3)(3)两物体间发生相对两物体间发生相对_ 3 3大小：跟大小：跟_ _ 正比，正比，F F_，表示两物体表示两物体间的间的_ 4 4方向：与接触面方向：与接触面_，并且跟物体，并且跟物体
2、_的方向的方向相反相反 滑动滑动阻碍阻碍不光滑不光滑滑动滑动压力压力FNFN 动摩擦因数动摩擦因数平行平行相对滑动相对滑动是动摩擦因数，只与接触面的材料有关，与接触面积无关是动摩擦因数，只与接触面的材料有关，与接触面积无关 二、静摩擦力二、静摩擦力 1 1定义：两个相互接触、相对定义：两个相互接触、相对_的物体，由于有的物体，由于有_的趋势而在物体接触处产生的阻碍物体之间的趋势而在物体接触处产生的阻碍物体之间_的力的力 2 2产生条件：产生条件：(1)(1)两物体相互接触、挤压；两物体相互接触、挤压；(2)(2)物体间接物体间接触面触面_；(3)(3)两物体相对静止但有两物体相对静止但有_的趋
3、势的趋势 3 3大小：在零至最大静摩擦力之间变化，大小：在零至最大静摩擦力之间变化，0f f max，一般情况下近似认为最大静摩擦力等于一般情况下近似认为最大静摩擦力等于_ 4 4方向：总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势方向：总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向的方向_静止静止相对滑动相对滑动相对滑动相对滑动不光滑不光滑相对滑动相对滑动滑动摩擦力滑动摩擦力相反相反探究点一探究点一如何求滑动摩擦力的大小与方向如何求滑动摩擦力的大小与方向 在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的运动状态，在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的运动状态，明确摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力明确摩
4、擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力 1滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小 由公式由公式fN直接计算，直接计算，注意只有在注意只有在特殊情景中压力大小才等于重力特殊情景中压力大小才等于重力 滑动摩擦力的大小也可根据物体的运动状态应用共点滑动摩擦力的大小也可根据物体的运动状态应用共点力的平力的平衡条件衡条件或或牛顿第二定律牛顿第二定律求解求解2滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向 滑动摩擦力的方向总与物体间的滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动的方向相反相对运动的方向相反因此，判断滑动摩擦力的方向时一定要明确因此，判断滑动摩擦力的方向时一定要明确“相对相对”的的含义是指相对跟它接触的物体，所以滑动摩擦力的方向
5、含义是指相对跟它接触的物体，所以滑动摩擦力的方向可可能能与物体运动方向与物体运动方向相反相反，也，也可能相同可能相同，也，也可能可能与物体运动与物体运动方向方向成一定的夹角成一定的夹角例例1 1如图如图7 71 1所示，质量为所示，质量为m m的物体放在倾角的物体放在倾角3030的粗糙斜面上，现在用与斜面底边平行、大小为的粗糙斜面上，现在用与斜面底边平行、大小为F Fmgmg的力的力推物体，物体恰能在斜面上斜向下匀速直线运动，求物体与推物体，物体恰能在斜面上斜向下匀速直线运动，求物体与斜面之间的动摩擦因数斜面之间的动摩擦因数探究点二探究点二如何求静摩擦力大小及方向的判定如何求静摩擦力大小及方向
6、的判定 静摩擦力的大小和方向随物体受到的其他外力或运动状态静摩擦力的大小和方向随物体受到的其他外力或运动状态的变化而变化，静摩擦力这种的变化而变化，静摩擦力这种随外界约束因素的变化而变化随外界约束因素的变化而变化的特的特性称之为性称之为静摩擦力的被动性静摩擦力的被动性 1静摩擦力的大小静摩擦力的大小 两物体间实际发生的静摩擦力两物体间实际发生的静摩擦力Ff 在零和最大静摩擦力在零和最大静摩擦力fmax之之间，即间，即 0f f max.最大静摩擦力最大静摩擦力fmax是物体将要发生相对滑动是物体将要发生相对滑动(临界状态临界状态)时的摩擦时的摩擦力，它的数值与力，它的数值与N成正比，成正比，在
7、压力在压力N不变的情况下，最大静摩擦力不变的情况下，最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力略大于滑动摩擦力在一般情况下，可近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受在一般情况下，可近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受到的滑动摩擦力到的滑动摩擦力例例如如图图所示，物体所示，物体A，B放在物体放在物体C上，水平上，水平力力F作用于作用于A，使，使A，B，C一起匀速运一起匀速运动动，各接，各接触面触面间间的摩擦力的情况是的摩擦力的情况是AA对对C有向左的摩擦力有向左的摩擦力BC对对B有向左的摩擦力有向左的摩擦力C物体物体C受到三个摩擦力的作用受到三个摩擦力的作用DC对对地有向右的摩擦力地有向右的摩擦
8、力 注意：注意：静摩擦力的大小跟接触面间的相互压力静摩擦力的大小跟接触面间的相互压力N无直无直接关系接关系，但物体受到的最大静摩擦力与物体之间的正压力，但物体受到的最大静摩擦力与物体之间的正压力成正比成正比 因静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依因静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依据物体的运动状态进行计算：据物体的运动状态进行计算：如果物体处于如果物体处于平衡状态平衡状态，静摩擦力将根据物体的，静摩擦力将根据物体的平衡条件平衡条件求解；求解；如果物体处于如果物体处于非平衡状态非平衡状态，可根据，可根据牛顿第二定律求解牛顿第二定律求解第第7 7讲讲 要点探究要点探究 2静摩擦力
9、的方向静摩擦力的方向 静摩擦力的方向与接触面相切，与物体间的相对运动静摩擦力的方向与接触面相切，与物体间的相对运动趋势的方向相反相对运动趋势的方向，是指假设接触面趋势的方向相反相对运动趋势的方向，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向相对运动趋势光滑时，物体将要发生的相对运动的方向相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，判断静摩擦力的不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，判断静摩擦力的方向时除了用方向时除了用“假设法假设法”外，还可以根据外，还可以根据“物体的运动状态物体的运动状态”及牛顿第三定律来分析及牛顿第三定律来分析 静摩擦力方向的判断方法静摩擦力方向的判断方法 2，根
10、据根据“物体的运动状态物体的运动状态”来判定：即先判明物体的运动状态来判定：即先判明物体的运动状态(即加速即加速度的方向度的方向)，再利用牛顿第二定律确定合力，然后通过受力分析确定静，再利用牛顿第二定律确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小和方向摩擦力的大小和方向 3，利用利用牛顿第三定律牛顿第三定律来判定：根据作用力与反作用力总是成对出现的来判定：根据作用力与反作用力总是成对出现的特点，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据相互作用确特点，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据相互作用确定另一物体受到的静摩擦力的方向定另一物体受到的静摩擦力的方向例例2物块静止在固定的斜
11、面上，分别按图物块静止在固定的斜面上，分别按图73所示的所示的方向对物块施加大小相等的力方向对物块施加大小相等的力F，A中中F垂直于斜面向上，垂直于斜面向上，B中中F垂直于斜面向下，垂直于斜面向下，C中中F竖直向上，竖直向上，D中中F竖直向下，施力竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是()第第7 7讲讲 要点探究要点探究 2D解析解析 在施加力在施加力F之前，物体重力沿斜面向下的之前，物体重力沿斜面向下的分量等于物体受到的斜面的静摩擦力选项分量等于物体受到的斜面的静摩擦力选项A、B中，对物体中，对物体施加的是垂直于斜面的力，所以平
12、行于斜面的力没有改变，施加的是垂直于斜面的力，所以平行于斜面的力没有改变，静摩擦力也不变，选项静摩擦力也不变，选项A、B错误；选项错误；选项C、D中，对物体施中，对物体施加竖直方向的力而物体没动，可以把力加竖直方向的力而物体没动，可以把力F分别沿平行斜面和垂分别沿平行斜面和垂直斜面方向分解，由平衡条件可知，选项直斜面方向分解，由平衡条件可知，选项C静摩擦力减小，选静摩擦力减小，选项项D静摩擦力增大，选项静摩擦力增大，选项C错误、错误、D正确正确用轻弹簧竖直悬挂质量为用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧的物体，静止时弹簧伸长量为伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为现用该弹簧沿斜面方向
13、拉住质量为2m的物体，的物体，系统静止时弹簧伸长量也为系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为斜面倾角为30，如图，如图74所所示则物体所受摩擦力示则物体所受摩擦力()第第7 7讲讲 要点探究要点探究 解析解析 竖直悬挂时，竖直悬挂时，mgkL；沿斜面拉；沿斜面拉2m物体时，设物体时，设物体受摩擦力为物体受摩擦力为f，方向沿斜面向下，则，方向沿斜面向下，则kL2mgsin30f.解得解得f0.A探究点三摩擦力的综合问题探究点三摩擦力的综合问题 1摩擦力和弹力的关系摩擦力和弹力的关系 (1)弹力：弹力产生于直接接触并发生弹性形变的物体弹力：弹力产生于直接接触并发生弹性形变的物体之间；弹力的大小与物
14、体弹性形变的程度有关，对弹簧类，之间；弹力的大小与物体弹性形变的程度有关，对弹簧类，有有Fkx.(2)摩擦力：摩擦力产生于直接接触、相互挤压并发生摩擦力：摩擦力产生于直接接触、相互挤压并发生相对运动或有相对运动趋势的物体之间；滑动摩擦力的大小相对运动或有相对运动趋势的物体之间；滑动摩擦力的大小fN，静摩擦力的大小由其他外力或运动状态确定；摩擦力，静摩擦力的大小由其他外力或运动状态确定；摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反 (3)弹力是摩擦力产生的必要条件之一：如果物体之间弹力是摩擦力产生的必要条件之一：如果物体之间存在摩擦力，则必存在弹力存在摩擦力
15、，则必存在弹力(压力、支持力压力、支持力)，且摩擦力的方，且摩擦力的方向和弹力向和弹力(压力、支持力压力、支持力)方向互相垂直方向互相垂直 2摩擦力的突变问题摩擦力的突变问题 摩擦力突变发生的前提条件具有多样性，如物体的受力摩擦力突变发生的前提条件具有多样性，如物体的受力情况发生变化、物体的运动状态发生变化、物体间的相对运情况发生变化、物体的运动状态发生变化、物体间的相对运动形式发生了变化因此要全面分析物体的受力情况和运动动形式发生了变化因此要全面分析物体的受力情况和运动状态，抓住前提条件，才能正确地处理摩擦力的突变问题状态，抓住前提条件，才能正确地处理摩擦力的突变问题如果对物体的受力情况和运
16、动状态的变化分析不到位，在解如果对物体的受力情况和运动状态的变化分析不到位，在解题时容易疏忽摩擦力的突变问题题时容易疏忽摩擦力的突变问题如图如图77所示，做匀速运动的升降机内有一弹簧，所示，做匀速运动的升降机内有一弹簧，弹簧右端固定在侧壁上，左端与物体弹簧右端固定在侧壁上，左端与物体A连接，物体连接，物体A相对地相对地板静止，弹簧处于拉伸状态当电梯的运动状态变化时，板静止，弹簧处于拉伸状态当电梯的运动状态变化时，发现弹簧突然被拉向右方，由此可以判断此时升降机的运发现弹簧突然被拉向右方，由此可以判断此时升降机的运动可能是动可能是()A加速上升加速上升B减速上升减速上升C匀速下降匀速下降D减速下降
17、减速下降例例如图如图75所示，位于斜面上的木块所示，位于斜面上的木块M在沿斜面向上在沿斜面向上的力的力F的作用下处于静止状态，则关于斜面对木块的静摩擦的作用下处于静止状态，则关于斜面对木块的静摩擦力，说法正确的是力，说法正确的是()A方向一定沿斜面向上方向一定沿斜面向上 B方向一定沿斜面向下方向一定沿斜面向下 C大小可能等于零大小可能等于零 D大小一定等于大小一定等于Fav相对【例例】小小车车向右做初速向右做初速为为零的匀加速运零的匀加速运动动，物体恰好沿，物体恰好沿车车后壁后壁匀速下滑。匀速下滑。试试分析下滑分析下滑过过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向
18、的关系。方向的关系。解析：物体受的滑解析：物体受的滑动动摩擦力始摩擦力始终终和小和小车车的的后壁平行，方向后壁平行，方向竖竖直向上，而物体相直向上，而物体相对对于于地面的速度方向不断改地面的速度方向不断改变变（竖竖直分速度大直分速度大小保持不小保持不变变，水平分速度逐，水平分速度逐渐渐增大），所增大），所以摩擦力方向和运以摩擦力方向和运动动方向方向间间的的夹夹角可能取角可能取90和和180间间的任意的任意值值。点点评评：无明：无明显显形形变变的的弹弹力和静摩擦力都是力和静摩擦力都是被被动动力。就是力。就是说说：弹弹力、静摩擦力的大小力、静摩擦力的大小和方向都无法由公式直接和方向都无法由公式直接
19、计计算得出，算得出，而是由物体的受力情况和运而是由物体的受力情况和运动动情况共同决定的。情况共同决定的。用一个水平推力用一个水平推力F=Kt（K为恒量，为恒量，t为时间）把一重为为时间）把一重为G的物的物体压在竖直的足够高的平整墙上，如图所示，从体压在竖直的足够高的平整墙上，如图所示，从t=0开始物体所开始物体所受的摩擦力受的摩擦力f随时间随时间t变化关系是哪一个？变化关系是哪一个？例例4 2010湖南师大附中湖南师大附中 如图如图76所示，直角斜槽所示，直角斜槽(两槽面两槽面间夹角为间夹角为90)与水平面的倾角为与水平面的倾角为，一个横截面为正方形的物块两，一个横截面为正方形的物块两相邻表面
20、与两槽面接触，且恰能沿此斜槽匀速下滑假定两槽面相邻表面与两槽面接触，且恰能沿此斜槽匀速下滑假定两槽面的材料和槽面的情况相同，求物块和槽面之间的动摩擦系数的材料和槽面的情况相同，求物块和槽面之间的动摩擦系数.第第7 7讲讲 要点探究要点探究第第7 7讲讲 要点探究要点探究第第7 7讲讲 要点探究要点探究如图如图72所示，两根直杆所示，两根直杆AB和和CD相互平行，斜相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动，水泥圆筒从木棍的上部匀速滑靠在竖直墙壁上固定不动，水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下若保持两木棍倾角不变，将两者间的距离稍微减小后下若保持两木棍倾角不变，将两者间的距离稍微减小后固定不动，且仍能将水泥圆筒
21、放在两木棍的上部，则固定不动，且仍能将水泥圆筒放在两木棍的上部，则()A每根直杆对圆筒的支持力变大，每根直杆对圆筒的支持力变大，摩擦力可能不变摩擦力可能不变B每根直杆对圆筒的支持力不变，每根直杆对圆筒的支持力不变，摩擦力不变摩擦力不变C圆筒将沿杆加速下滑圆筒将沿杆加速下滑D圆筒将沿杆减速下滑圆筒将沿杆减速下滑C C 如图所示，倾角为如图所示，倾角为的斜面体的斜面体C置于水平地面上，小物体置于水平地面上，小物体B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连相连接，连接接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于都处于
22、静止状态则静止状态则AB受到受到C的摩擦力一定不为零的摩擦力一定不为零BC受到水平面的摩擦力一定为零受到水平面的摩擦力一定为零CC有沿地面向右滑动的趋势，一有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力定受到地面向左的摩擦力D将细绳剪断，若将细绳剪断，若B依然静止在斜依然静止在斜面上，此时水平面对面上，此时水平面对C的摩擦力为零的摩擦力为零【解析解析】若绳对若绳对B的拉力恰好与的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，的重力沿斜面向下的分力平衡，则则B与与C间的摩擦力为零，间的摩擦力为零，A项错误；将项错误；将B和和C看成一个整体，则看成一个整体，则B和和C受到细绳向右上方的拉力作用，故受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，面向左的摩擦力，B项错误、项错误、C项正确；将细绳剪断，若项正确；将细绳剪断，若B依然静止在依然静止在斜面上，利用整体法判断，斜面上，利用整体法判断，B、C整体在水平方向不受其他外力作用，整体在水平方向不受其他外力作用，处于平衡状态，则水平面对处于平衡状态，则水平面对C的摩擦的摩擦力为零，D项正确【答案答案】CD