(讲义)第3章 素养提升课3 摩擦力的综合分析-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

素养提升课(三)　摩擦力的综合分析 学习任务 1．进一步理解摩擦力，掌握滑动摩擦力和静摩擦力的区别。 2．知道摩擦力可以发生突变，并能解决摩擦力的突变问题。 　摩擦力的理解与分析 1．静摩擦力与滑动摩擦力对比 名称 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力 两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力 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<Ff≤Ffm (2)最大静摩擦力Ffm大小与正压力大小有关 Ff＝μFN 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 2．分析计算摩擦力时的四点注意 (1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式Ff＝μFN计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。 (2)公式Ff＝μFN中，FN为两接触面间的压力，与物体的重力没有必然关系，不一定等于物体的重力。 (3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面面积的大小也无关。 (4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反，也可能不共线。 角度1　对两类摩擦力的理解 【典例1】　(2022·甘肃兰州高一期末)关于摩擦力，下列说法正确的是(　　) A．物体受到静摩擦力作用时，一定处于静止状态 B．只有运动的物体才有可能受滑动摩擦力作用 C．具有相对运动的两物体间一定存在摩擦力作用 D．摩擦力的方向可能与物体运动方向相同 D　[运动的物体也可能受静摩擦力，比如在水平路面上，汽车启动时，车厢地板上的物体会受到静摩擦力作用，A错误；静止的物体也可以受到滑动摩擦力，如物体在地面上滑动时，地面虽静止，地面仍受到滑动摩擦力，B错误；如果发生相对运动的两物体接触面光滑，也没有摩擦力，C错误；摩擦力的方向可能与运动方向相同，如放在传送带上的物体，其在摩擦力的作用下运动，则受到的摩擦力与运动方向相同，D正确。] 角度2　摩擦力的计算 【典例2】　(2022·浙江金华高一期末)如图所示，重为800 N的沙发放在水平地面上，体重600 N的小王至少要用96 N的水平力推沙发，才能使沙发从原地开始运动。沙发开始运动以后，小王用80 N的水平力推沙发，就可以使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是(　　) A．沙发与地面之间的动摩擦因数为0.12 B．若用90 N的水平力推这个静止的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为80 N C．若用96 N的水平力推这个已经在运动的沙发，则此时沙发所受的摩擦力大小为96 N D．小王盘腿坐在沙发上，小李用140 N的水平力推已经在运动的沙发，可使小王和沙发保持匀速运动 D　[由题意知用80 N的水平力推沙发，就可以使沙发保持匀速直线运动，由平衡条件得F＝μmg，解得沙发与地面之间的动摩擦因数为μ＝＝0.1，故A错误；由题意知至少要用96 N的水平力推沙发，才能使沙发从原地开始运动，即沙发与地面间的最大静摩擦力为96 N，所以若用90 N的水平力推这个静止的沙发，则此时沙发不动，所受的摩擦力大小与推力相等，即为90 N，故B错误；若用96 N的水平力推这个已经在运动的沙发，则此时沙发所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小仍为80 N，故C错误；小王盘腿坐在沙发上，想使小王和沙发保持匀速运动，则小李需要的水平力为F′＝μ(M＋m)g＝140 N，故D正确。] [跟进训练] 1．(2022·北京顺义第九中学高一期中)在中学秋季田径运动会上，李好同学奋力拼搏，勇夺男子100 m冠军，如图为该同学奔跑途中的两个瞬间，用Ff1、Ff2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于Ff1、Ff2的方向，以下说法正确的是(　　) A．Ff1向后，Ff2向后 B．Ff1向前，Ff2向前 C．Ff1向前，Ff2向后 D．Ff1向后，Ff2向前 C　[当该同学奔跑途中，后脚用力向后蹬，人才向前运动，正是由于地面给后脚一个向前的静摩擦力，使运动员能向前运动。而当前脚向前跨时，正是由于地面给前脚有个向后的静摩擦力，所以运动员不会向前滑动。所以前脚受到地面的向后的静摩擦力。] 2．(2022·安徽马鞍山高一期末)如图所示，质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上，物块在拉力F作用下在木板上向右滑行，木板始终处于静止状态，物块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2，那么下列说法正确的是(　　) A．物块受到的摩擦力大小一定为F