内容正文:
第2讲 摩擦力
授课提示:对应学生用书第24页
一、静摩擦力与滑动摩擦力
名称
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两相对静止的物体间的摩擦力
两相对运动的物体间的摩擦力
产生
条件
(1)接触面粗糙
(2)接触处有压力
(3)两物体间有相对运动趋势
(1)接触面粗糙
(2)接触处有压力
(3)两物体间有相对运动
大小
(1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,满足0<F≤Fmax
(2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关
Ff=μF压
方向
与受力物体相对运动趋势的方向相反
与受力物体相对运动的方向相反
作用效果
总是阻碍物体间的相对运动趋势
总是阻碍物体间的相对运动
二、动摩擦因数
1.定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力的大小和压力的比值,μ=。
2.决定因素:与接触面的材料和粗糙程度有关。
授课提示:对应学生用书第25页
考点一 摩擦力有无及方向的判断 基础考点
1.明晰“三个方向”
名称
释义
运动方向
一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向
相对运动方向
指以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向
相对运动趋势方向
导致两物体间存在静摩擦力,可以发生却没有发生的相对运动的方向
2.掌握静摩擦力有无及方向的判断“三法”
(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下。
(2)状态法:先判明物体的运动状态,再利用牛顿第二定律(F=ma)或平衡条件确定静摩擦力的大小及方向。
(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
典例1 (2023·山东泰安高三检测)大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼,都会安装自动扶梯。小王同学经过调查研究发现,不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的,可以分为两大类,一种无台阶,另一种有台阶,两种自动扶梯分别如图所示。此外,小王同学还发现,为了节约能源,在没有顾客乘行时,这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行,当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行,则电梯在运送顾客上楼的整个过程中( )
A.在图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用
B.在图乙所示的有台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用
C.在图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客对扶梯的作用力始终竖直向下
D.在图乙所示的有台阶自动扶梯中,乘客对扶梯的作用力始终竖直向下
[解析] 乘客在无台阶的扶梯上运行时,在加速和匀速阶段,都受到重力、支持力和静摩擦力,匀速阶段乘客对扶梯的作用力竖直向下,在加速阶段偏离竖直方向。乘客在有台阶的扶梯上运行时,加速阶段受到重力、支持力和静摩擦力,乘客对扶梯的作用力偏离竖直方向;匀速阶段受到重力与支持力,乘客对扶梯的作用力竖直向下。综上分析可知A正确。
[答案] A
典例2 (多选)如图所示,水平地面上的L形木板上放着一小木块,木板与小木块间有一个处于拉伸状态的弹簧,整个装置处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.木板对小木块无摩擦力作用
B.木板对小木块的摩擦力方向向左
C.地面对木板的摩擦力方向向左
D.地面对木板无摩擦力作用
[解析] 对小木块受力分析,小木块受到重力、支持力、水平向右的弹簧的拉力和木板的摩擦力,根据平衡条件知,木板对小木块的摩擦力方向向左,故A错误,B正确;对整体受力分析,在竖直方向上受到的重力和支持力平衡,若地面对木板有摩擦力,则整体合力不为零,则整个装置不可能处于静止状态,故地面对木板无摩擦力作用,故C错误,D正确。
[答案] BD
判断摩擦力有无及方向的三点注意
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1.静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系,可能相同,也可能相反,还可能成一定的夹角。
2.分析摩擦力方向时,要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”。
3.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体也不一定是运动的。
1.(摩擦力有无及方向的判断)如图所示,A、B两物块叠放在一起,B受到一水平向左的作用力F,A、B在粗糙的水平地面上保持相对静止地向右做直线运动。在向右运动的过程中,下列关于A、B所受到的摩擦力的说法正确的是( )
A.A受到水平向右的摩擦力
B.A可能不受摩擦力作用
C.B受到地面水平向左的摩擦力
D.B可能不受地面的摩擦力作用
解析:先对整体受力分析,根据相对地面的运动方向可知地面对B的摩擦力方向水平向左;根据合外力方向判断出整体的加速度方向水平向左,隔离A受力分析可知B对A的摩擦力方向水平向左,故选C。
答案:C
2.(摩擦力有无的判断)(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面