第三章 思维培优课三 摩擦力的综合分析-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

思维培优课三　摩擦力的综合分析 学习任务一　静摩擦力和滑动摩擦力对比分析 [思维深化] 1．两种摩擦力的比较 静摩擦力 滑动摩擦力 效果 阻碍相对运动趋势 阻碍相对运动 产生 条件 相同点 ①相互接触　②相互挤压　③接触面粗糙 不同点 有相对运动趋势 有相对运动 力的 三要 素 大小 相同点 ①可根据二力平衡条件求解　②可根据作用力、反作用力的特点求解(后面学习) 不同点 大小为0<Ff≤Ffmax 公式Ff＝μFN，与压力成正比 方向 相同点 ①与运动方向无直接关系，可与运动方向相同，也可与运动方向相反，或者成一夹角　②与接触面相切　③与同一接触面上的弹力方向垂直 不同点 与相对运动趋势方向相反 与相对运动方向相反 作用点 在接触面上作力的图示时，可根据等效原理画到物体的重心上 2.易混淆的“三个方向” 运动方向 物体的运动方向一般指物体相对于地面(以地面为参考系)的运动方向 相对运 动方向 —个物体相对于另—个物体发生运动的方向，与实际运动方向可能相同，也可能不同 相对运动趋 势的方向 相对于接触物的运动趋势的方向可能与接触物的运动方向相同，也可能不同，可利用假设法判断相对运动趋势的方向 　如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的弹簧被压缩了1 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力)。现用F＝2 N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为FfA和FfB。则(　　) A．FfA＝10 N B．FfA的方向水平向左 C．FfB＝10 N D．FfB的方向水平向左 [审题指导] 读取题干 获取信息 系统置于水平地面上静止不动 A、B木块所受静摩擦力等于弹簧的弹力 现用F＝2 N的水平拉力作用在木块B上 A木块所受摩擦力为静摩擦力，B木块所受摩擦力与拉力和弹簧弹力的合力平衡 解析：D　由于中间的弹簧被压缩了1 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，故弹簧对A和B两个木块的作用力为F′＝kx＝400 N/m×0.01 m＝4 N，方向均向外；对B而言，它的重力是60 N，放在水平桌面上，故它对桌面的压力也是60 N，所以它的最大静摩擦力为FfB＝0.2×60 N＝12 N，而木块B除了受弹簧的弹力以外，还受到向右的拉力F＝2 N，故B受到的拉力与弹簧弹力的合力是6 N，方向向右，而6 N<12 N，故木块B也处于静止状态，它所受的摩擦力与B受到的拉力与弹簧弹力的合力平衡，所以B受到的摩擦力是6 N，方向向左；而对木块A而言，它的重力是50 N，放在水平桌面上，它对桌面的压力也是50 N，所以它的最大静摩擦力为FfA＝0.2×50 N＝10 N，因为F′<FfA，所以物体A没有运动，它受到的摩擦力是静摩擦力，其大小为4 N，方向向右，选项A、B、C错误，D正确。 [针对训练] 1. 如图物体A、B相互叠加，在水平面上一起做匀速或变速直线运动，则A、B间不存在摩擦力的是(　　) ①　　　　　　②　　　　　　③ A．图①和图③　　　　 B．图①和图② C．只有图③ D．只有图① 解析：D　图①中，A、B一起匀速运动，A受到重力和支持力处于平衡状态，若受到B对A的摩擦力则A不能平衡，所以图①中A、B间不存在摩擦力；图②中，A、B一起减速运动，竖直方向上A受到重力和支持力，水平方向上，A做减速运动，则存在B对A向左的摩擦力，所以图②中A、B间存在摩擦力；图③中，A、B一起做匀速运动，A受到重力和支持力、拉力F以及B对A向左的摩擦力处于平衡状态，做匀速直线运动，所以图③中A、B间存在摩擦力。故选项D正确。 学习任务二　摩擦力的突变问题 [思维深化] 摩擦力突变的类型：(1)静摩擦力大小或方向发生突变；(2)静摩擦力突然变为滑动摩擦力；(3)滑动摩擦力突然变为静摩擦力。可概括为“静—静”突变，“静—动”突变，“动—静”突变，其中相对滑动与相对静止的临界条件为静摩擦力恰好达到最大值。 (多选)如图甲所示，水平木板上有质量m＝3.75 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小如图乙所示，取重力加速度g＝10 m/s2，下列判断正确的是(　　) 　 甲　　　　　　　　乙 A．t＝1 s时外力F等于零 B．t＝6 s时外力F可能等于5 N C．物块与木板间的动摩擦因数为0.08 D．物块与木板间的动摩擦因数为0.11 [审题指导] 读取题干 获取信息 用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小 水平木板表面粗糙