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物理静摩擦力和滑动摩擦力的相互转化问题(36张PPT).


变式训练 1.用轻弹簧竖直悬挂的质量为m物体,静止时弹簧伸
长量为L0.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L0斜面倾角 为30°,如1 B.大小为 mg,方向沿斜面向下 2 3 C.大小为 mg,方向沿斜面向上 2 D.大小为mg,方向沿斜面向上
答案
B
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热点题型
题型一
静摩擦力和滑动摩擦力的相互转化
1.问题界定
当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小
和方向往往会发生变化,有可能会导致静摩擦力
和滑动摩擦力之间的相互转化.
2.注意事项 (1)如题干中无特殊说明,一般认为最大静摩擦力略 大于滑动摩擦力. (2)由于此类问题涉及的过程较为复杂,采用特殊位 置法解题往往比采用过程分析法解题更为简单.
A.
C.
3 1
3 1 2 2
B.
2 3
3 2
D. 1
解析 当用F1拉物块时,由平衡条件可知F1cos60° = μ(mg-F1sin60° );当用F2推物块时,又有F2cos30° = cos 30° -cos 60° μ(mg+F2sin30° ),又F1=F2,求得μ= = sin 30° +sin 60° 2- 3,B正确.
擦力可能是动力,也可能是阻力.
(4)受静摩擦力作用的物体不一定静止.
(5)静摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同,也可能相反, 也可能成任意夹角,如图(d)中手拿瓶子可以向任意一个方向 运动.
2.静摩擦力大小的计算
(1)最大静摩擦力 Ffm 是物体将要发生相对滑动这一临界状态 时的摩擦力,它的数值与 FN 成正比;在 FN 不变的情况下, 滑动摩擦力略小于 Ffm,而静摩擦力可在 0~Ffm 间变化. (2)物体处于平衡状态时 (静止或匀速直线运动 ),利用力的平 衡条件求解. (3)若有加速度时,可由动力学规律建立方程求解.
4.大小:随外力的变化而变化,大小在零和最大静摩擦力之间.
5.方向:与接触面相切,且总是与物体的 相对运
动趋势 方向相反.
6.最大静摩擦力:静摩擦力的最大值,叫做最大 静摩擦力.
二、滑动摩擦力 1.产生:两个相互接触的物体发生 相对运动 时产生的摩 擦力. 2.作用效果:总是起着阻碍物体间 相对运动 的作用. 3. 产生条件:①相互接触且 挤压 ;②有 相对运动 ③ 接触面粗糙 . 4.大小:滑动摩擦力大小与 压力 成正比,即:Ff= μ FN . 5.方向:跟接触面相切,并跟物体 相对运动方向 相反. ;
物理静摩擦力和滑动摩擦力的 相互转化问题
目录
基础扫描 核心突破 热点题型
基 础 扫 描
一、静摩擦力
1.产生:两个相互接触的物体,有 相对运动趋势 时产生的摩 擦力. 2.作用效果:总是起着阻碍物体间 相对运动趋势 的作用. 3.产生条件:①相互接触且 挤压 ;②有 相对运动趋势 ;
③ 接触面粗糙 .
解析 设弹簧的劲度系数为 k,竖直悬挂时 kx=
mg①;将物体放在斜面上时,设摩擦力为 F f,根 据物体的平衡条件:kx+F f=2mgsin 30° =mg②. 由 ①②两式得 F f=0,A 正确.
答案
A
2.(2010全国新课标)如图所示,一物块置于水平地面上, 当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直 线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物 块仍做匀速直线运动。若F1和F2的大小相等,则物块与地 面之间的动摩擦因数为
由平衡关系可知,静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分 力:Ff静=mgsinα.因此,静摩擦力随α的增大而增大,它们满 足正弦规律变化.
(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时,木块此时所受的静
摩擦力为最大静摩擦力Ffm.α继续增大,木块将开始滑动,静 摩擦力变为滑动摩擦力.且满足:Ffm>Ff滑. (4)木块相对于木板开始滑动后,Ff滑=μmgcosα,此时,滑动 摩擦力随α的增大而减小,满足余弦规律变化 .
考点二 对滑动摩擦力 Ff=μFN 的理解 Ff Ff 1.将 定义为动摩擦因数,即 μ= ,μ 只与接触面的粗糙 FN FN 程度、接触面的材料有关,与接触面积和接触面上受力、运 动状态无关. 2.“Ff=μFN”中 FN“并不总是等于物体的重力”,是易错 点,例如,质量为 m 的物块沿倾角为 θ 的斜面下滑,则压力 大小 FN=mgcos θ, 只有物体置于水平接触面上且在竖直方向 上处于平衡状态时,才有 FN=mg 成立.
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核心突破
考点一 静摩擦力
1.静摩擦力有无及方向的判断
(1)静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,二者一定具 有相对运动的趋势,如(a)图中,物体 A 有相对于传送带下 滑的趋势. (2)静摩擦力的方向一定与相对运动趋势方向相反,如图 (c) 中,A 相对于竖直墙有下滑的趋势,它受到的静摩擦力方向 却向上. (3)还可以根据物体的运动状态来判断,如图 (e)中,物体 A 受的静摩擦力起着动力作用,使 A 与 B 一起加速.即静摩
【例1】长直木板的上表面的一端放有一个木块,如图所 示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角 α 变大),另一端不动,则木块受到的摩擦力Ff随角度α 的变化图象是下列图中的( )
【思路点拨】解决本题的关键在于理清物理过程,分析物体所
受摩擦力的类型,然后分阶段或选用恰当的位置进行分析 . 下面通过“过程分析法”和“特殊位置法”分别求解: 解法一:过程分析法 (1)木板由水平位置刚开始运动时:α=0,Ff静=0. (2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前:木块所受的 是静摩擦力.由于木板缓慢转动,可认为木块处于平衡状态,受 力分析如图:
针对训练
1.受静摩擦力的物体一定静止吗?举例说 明.
解析: 不一定.如加速列车的车厢内的物体与车厢
保持相对静止.但对地是加速运动的.
2.怎样正确的理解相对的含义?
解析:“相对”既不是对“地”,也不是对“观 察者”,“相对”的是跟它接触的物体,即把其 中一个物体作参考系,分析另一个物体相对于参 考系的运动.
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