公开课斜面受地面摩擦力的判断
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如何计算摩擦力的大小和判断摩擦力的方向?本报记者李位华高中物理教学中“物体的受力分析”是物理学中的难点,在三种性质的力中,“弹力”、“摩擦力”属于高考热点,而摩擦力大小的计算和方向的判断是每年高考必考内容之一,对物体的受力分析恰恰又是高一学生学习的难点。
为此,遵义市桐梓县木瓜中学的江君权老师结合自己多年的教学经验总结出学生在学习摩擦力中容易出现的思维误区,并提出避免陷入这些误区的办法供同学们参考:误区之一:摩擦力的方向总与物体的运动方向相反解决办法:正确理解“摩擦力的方向总与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反”中的“相对运动”。
相互作用的物体,把其中一个作为参考系,另一个作为研究对象,则研究对象相对于该参考系的运动,即为“相对运动”。
例题简析:如图1,在光滑水平面上有一静止的长木板B,另一木块A以一定的初速度v滑上表面粗糙的长木板,此时木块A受到的摩擦力与其运动方向(相对地面)相反,而木板B受到的摩擦力则与其运动方向(相对地面)相同。
但二者受到的摩擦力均与其相对运动(以相互作用的另一物体为参考系)方向相反。
误区之二:摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一条直线上解决办法:正确理解“摩擦力的方向沿两个物体的接触面的切线方向,且与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反,但不一定与物体的运动方向在同一条直线上。
”例题简析:如图2,一小物块放在水平粗糙圆盘上,与圆盘一起做匀速转动,物块相对圆盘具有沿径向向外运动的趋势,所以物块所受的静摩擦力方向沿径向指向转轴,即物块所需的向心力。
显然,物块所受的摩擦力(沿沿径)与物块运动方向(沿切向)不在同一条直线上。
误区之三:摩擦力总是阻力,或者说总是阻碍物体的运动解决办法:正确理解“摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体间的相对运动趋势(静摩擦力),但不一定阻碍物体间的实际运动。
摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
”例题简析:如图1中木块A受到的摩擦力为阻力,而木板受到的摩擦力为动力。
第2节摩擦力1.静摩擦力(1)定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时的摩擦力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动趋势。
①物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。
②实际最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动趋势的方向相反。
(4)大小:0<F≤ Fmax 。
2.滑动摩擦力(1)定义:一个物体在另一个物体表面滑动时,受到另一物体阻碍它们相对滑动的力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动的方向相反。
(4)大小:F=μF N,μ为动摩擦因数,其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
①F N的大小不一定等于物体的重力,等于重力是特殊情况。
②μ的大小与物体间接触面积的大小、相对运动速度的大小都无关。
[深化理解]1.区分物体间存在静摩擦力还是滑动摩擦力,要看物体间是有相对运动趋势还是有相对运动。
2.滑动摩擦力的大小可由公式F=μF N计算,而静摩擦力的大小一般不能用F=μF N计算。
[基础自测]一、判断题(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。
(×)(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。
(×)(3)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态。
(√)(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。
(√)(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。
(√)(6)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大。
(×)(7)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变。
(√)二、选择题1.[粤教版必修1 P74 T9](多选)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )A.滑动摩擦力与物体的重力成正比B.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C.滑动摩擦力总是阻碍着物体间的相对运动D.滑动摩擦力可能是动力解析:选CD 滑动摩擦力与接触面间的压力成正比,A错误;滑动摩擦力总是与物体间的相对运动方向相反,阻碍着物体间的相对运动,但滑动摩擦力可能是动力,与物体的运动方向相同,故B错误,C、D正确。
摩擦力的方向判断,是高中物理知识的一个难点。
对于刚接触高中物理的高一新生来说,在学习这部分内容时,更感到困难。
在教材中,也仅仅只有抽象的一句话:摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反,至于如何理解和应用,学生也摸不着头脑。
其实要克服这个难点,只要掌握几个关键步骤,就迎刃而解了。
1、滑动摩擦力的方向判断要判断滑动摩擦力的方向,就先得区分运动方向和相对运动方向这两个概念。
物体的运动方向是相对于地面而言的,而物体的相对运动方向是相对于和它接触的物体而言的。
清楚了这两个概念,对我们的判断就更加清晰了。
例1:如图1,传送带匀速顺时针转动,物体以初速度为0到的摩擦力的方向。
错解:物体放在传送带时后,将在滑动摩擦力的带动下相对地面向右运动,则物体受到的图1摩擦力方向向左。
错解分析:物体向右运动是对的,(以地面为参考系)但物体相对传送带的方向是向左的,(而不打算相对地面,与地面无任何关系)所以受到的摩擦力的方向是向右的。
错误的原因是错把运动方向当成了相对运动方向。
根据以上分析,我们欲判断滑动摩擦力的方向,应该明确以下几个方面:(1)应该明确受力物体和施力物体。
(2)明确受力物体相对施力物体的相对运动方向,而不是受力物体相对地面或其他的参考系,这点是非常重要的。
因为摩擦力是发生在受力物体施力物体之间,与任何其他物体无关,这是学生常犯的错误,尤其老是以地为参考系,判断物体相对于地面的方向。
(3)摩擦力的方向和第二步判断出的相对运动的方向相反。
其中(2)应该是最重要的一步,当然也是最难的一步。
如上例,学生就是在这点上常犯错误。
2、静摩擦力的方向判断对于静摩擦力,判断的方法仍然遵守上面的三个步骤,只是判断相对运动方向改为判断相对运动趋势方向。
当然,对静摩擦力,判断相对运动趋势的方向比较难,我们可以用假设法。
假设法,就是假设物体之间没有摩擦力,看物体之间将要发生的相对运动,那么这个相对运动方向也就是我们要找的相对运动趋势方向。
摩擦力--高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题1.如图所示,用力F把铁块压在竖直墙上不动,那么,当F增大时,关于铁块对墙的压力N,铁块受墙的摩擦力f,下列判断正确的是()A.N增大,f不变B.N增大,f增大C.N变小,f不变D.N不变,f不变2.下列关于静摩擦力的说法中正确的是()A.只有静止的物体才受静摩擦力B.静摩擦力与压力成正比C.静摩擦力方向可能与物体运动方向垂直D.静摩擦力方向与物体运动方向一定相反3.如图甲所示,小孩用80N的水平力推木箱不动,木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1;如图乙所示,小孩把木箱推动了,此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F2.若木箱对水平地面的压力大小为200N,木箱与水平地面间的动摩擦因数为0.45,则F1、F2的大小分别为()A.90 N、80 NB.80 N、45 NC.80 N、90 ND.90 N、90 N4.滑块能沿静止的传送带匀速滑下,如图.若在下滑时突然开动传送带向上传动.此时滑块的运动将()A.维持原来匀速下滑B.减速下滑C.向上运动D.可能相对地面不动.5.关于摩擦力,下列说法中正确的是( )A.摩擦力的大小跟支持力的大小成正比B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反D.静摩擦力可能是阻力,也可能是动力6.如图所示,皮带运输机将物体匀速地送往高处,下列结论正确的是()A.物体受到的摩擦力方向与其运动方向相反B.传送的速度越大,物体受到的摩擦力越大C.物体所受的摩擦力与传送的速度无关D.若匀速向下传送货物,物体所受的摩擦力沿皮带向下7.如图所示,物体M放在水平面上受到两个水平力的作用,F1=4 N,F2=8 N,物体处于静止状态。
如果将水平力F1增大到10 N,则()A.物体M仍处于静止B.物体M受到的合力方向向左C.物体M受到的合力方向向右D.物体M受到的摩擦力方向向右8.关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是()A.由公式μ= 可知,μ与摩擦力F f成正比,与正压力F N成反比B.μ只跟相互接触的两个物体的材料有关C.μ只跟两接触面粗糙程度有关D.μ既跟相互接触的两物体的材料有关,又跟接触面粗糙有关9.如图所示,小车向右运动的过程中,某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止,悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角.这段时间内关于物块B受到的摩擦力,下列判断中正确的是()A.物块B不受摩擦力作用B.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右C.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左D.因小车的运动性质不能确定,故B受到的摩擦力情况无法判断二、多选题10.用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻F减小为零.则物体所受的摩擦力F f随时间t变化图象可能是下列图中()A. B. C. D.11.如图所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法正确的是()A.若木块静止,木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向是竖直向上B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为μFD.若开始时木块静止,当撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用12.如图,水平的皮带传送装置中,O1为主动轮,O2为从动轮,皮带做匀速传动且不打滑.此时把一重10N的物体由静止放在皮带上的A点,若物体和皮带间的动摩擦因数μ=0.4.则下列说法正确的是()A.刚放上时,物体受到向左的滑动摩擦力4NB.达到相对静止后,物体在A点右侧,受到的是静摩擦力C.皮带上M点受到向下的静摩擦力D.皮带上N点受到向下的静摩擦力13.关于摩擦力,下列说法正确的是()A.滑动摩擦力的方向一定与速度反向B.物体在另一个物体表面滑动,但不一定受到摩擦力C.摩擦力总是阻碍物体的运动D.静止的物体也可能受动摩擦力,运动的物体也可能受静摩擦力14.关于静摩擦力,下列说法正确的是()A.只有静止的物体才可能受静摩擦力B.有相对运动趋势的相互接触的物体间有可能产生静摩擦力C.产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止D.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生15.A、B两木块重分别为90N和30N,用细线绕过滑轮连结在一起并叠放在水平桌面上,A 与B、B与桌面C之间的动摩擦因数均为0.3,当对滑轮施一水平力F=30N时,则()A.A对B的摩擦力为15NB.A对B的摩擦力为9NC.B对C的摩擦力为30ND.细线的张力为15N16.下列说法中,不正确的是()A.相互压紧并发生相对运动的物体间一定有摩擦力的作用B.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动D.滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动三、实验探究题17.某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离.(1)物块下滑是的加速度a=________m/s2打点C点时物块的速度v=________m/s;(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还需测量的物理量是(填正确答案标号)A.物块的质量B.斜面的高度C.斜面的倾角.18.某实验小组使用力的传感器代替弹簧测力计研究摩擦力,在计算机屏幕上直接得到摩擦力随时间变化的关系图,装置如图所示:(1)保持接触面的压力、面积等因素不变,只研究接触面粗糙程度对摩擦力的影响,这种研究方法称为________。
斜面模型是中学物理中最常见的模型之一,力学、电学等问题中都有出现。
相关方法有整体与隔离法、极值法、极限法等。
斜面固定时,对斜面上的物体受力分析,建立坐标系进行正交分解,选择利用三大定律列方程求解;对斜面不固定时,我们将斜面与斜面上的物体看成系统,仔细观察题中条件,采用整体法或动量定理甚至动量守恒定律处理。
分析时,要注意:(1)斜面上物体受到摩擦力的种类、方向判断,如斜面倾角与的比较等;(2)在采用整体法处理斜面体与它上面的物体时要区分变速运动部分(合外力)与整体的质量;(3)在计算正压力时遗漏除重力以外的其他力产生的作用而导致摩擦力大小计算错误;(4)在分析电磁力时电荷或导体棒的极值问题而引起的弹力或摩擦力的变化。
一、利用正交分解法处理斜面上的平衡问题例1、相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置(见图1),导轨所在平面与水平面的夹角为,现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab,它与导轨间动摩擦系数为,整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接电源电动势为15V,内阻不计,滑动变阻器的阻值可按要求进行调节,其他部分电阻不计,取,为保持金属棒ab处于静止状态,求:(1)ab中通入的最大电流强度为多少?(2)ab中通入的最小电流强度为多少?解析:导体棒ab在重力、静摩擦力、弹力、安培力四力作用下平衡,由图2中所示电流方向,可知导体棒所受安培力水平向右。
当导体棒所受安培力较大时,导体棒所受静摩擦力沿导轨向下,当导体棒所受安培力较小时,导体棒所受静摩擦力沿导轨向上。
(1)ab中通入最大电流强度时受力分析如图2,此时最大静摩擦力沿斜面向下,建立直角坐标系,由ab平衡可知,x方向:y方向:由以上各式联立解得:(2)通入最小电流时,ab受力分析如图3所示,此时静摩擦力,方向沿斜面向上,建立直角坐标系,由平衡有:x方向:y方向:联立两式解得:由二、利用矢量三角形法处理斜面系统的变速运动例2、物体置于光滑的斜面上,当斜面固定时,物体沿斜面下滑的加速度为,斜面对物体的弹力为。
摩擦力方向的判断方法作者:满忠孔来源:《中学课程辅导·教师教育(中)》2017年第09期【摘要】本文讨论了区分静摩擦力和滑动摩擦力的方法,并总结了几种不同情形下摩擦力方向的判断方法,并在此基础上归纳了口诀,以便在解题中快速准确地判断摩擦力的方向。
【关键词】摩擦力方向判断方法【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2017)09-087-01在普通高中课程标准实验教科书《物理(必修1)》第3章第3节中有如下表述:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力。
对于学生来说,什么是相对运动?什么是相对运动趋势?相对运动的方向是什么?相对运动趋势的方向又是什么?很难区分,导致摩擦力的方向往往不能准确地判断,为了解决这些问题,本文从以下几个方面进行整理:1. 摩擦力产生的条件如果两个物体不接触,或者即使接触了接触面又光滑,是不可能产生摩擦力的,两个物体之间要想产生摩擦力首要的条件就是要接触且接触面要粗糙,其次两个物体必须要挤压并发生形变,从微观来看,当有挤压时,两物体的分子才会相互嵌入,相对运动时才有摩擦,如果没有挤压,分子相离,就没有较大力的作用,如图1所示。
最后两物体间要有相对运动或相对运动趋势,如果没有,则两物体间只会存在弹力。
从摩擦力的产生条件可以看出,摩擦力属于接触力。
例1如图2所示,一个人用手将一个物块压在粗糙墙面上静止,问物块与墙面之间(填“有”或“没有”)摩擦力,如果人松手物体沿墙面下滑,问物块与墙面之间(填“有”或“没有”)摩擦力。
解析:物块静止在墙面上时,接触,粗糙面,手挤压,有向下运动的趋势,产生摩擦力的条件都具备,因此有摩擦力,松手后,虽然物块与墙面,接触,粗糙面,有向下的运动,但手不挤压墙面,少了一个条件,就不存在摩擦力了。
2. 静摩擦力方向的判断方法在两个物体接触、粗糙、挤压的情况下,如果相对静止(一起静止或一起共速运动)就有可能出现静摩擦力,究竟能否产生静摩擦力,我们可以:(1)假设接触面光滑,两物体仍然能够共速,就没有静摩擦力,两物体不再共速,就有静摩擦力。
高中力学中的斜面问题如何应用摩擦力公式在高中力学的学习中,斜面问题是一个常见且重要的知识点,而摩擦力公式的应用更是解决这类问题的关键。
掌握斜面问题中摩擦力公式的应用,对于我们理解物体在斜面上的运动规律、受力分析以及能量转化等方面都具有重要意义。
首先,我们来回顾一下摩擦力的相关知识。
摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力。
静摩擦力的大小取决于物体的受力情况,其取值范围在零到最大静摩擦力之间;而滑动摩擦力的大小可以通过公式$f =\mu N$ 来计算,其中$f$ 表示滑动摩擦力,$\mu$ 称为动摩擦因数,$N$ 则是接触面间的正压力。
在斜面上,物体所受的摩擦力情况较为复杂。
当物体在斜面上静止时,可能受到静摩擦力的作用;当物体在斜面上滑动时,则受到滑动摩擦力。
我们先来看物体在斜面上静止的情况。
假设一个物体静止在斜面上,斜面的倾角为$\theta$,物体的重力为$G$。
将重力分解为沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力,分别为$G_1 = G\sin\theta$ 和$G_2 = G\cos\theta$。
如果物体保持静止,那么沿斜面方向的力应该平衡,此时静摩擦力$f_s$ 的大小就等于$G_1$,方向沿斜面向上。
需要注意的是,这里的静摩擦力的大小是根据物体的平衡条件计算得出的,其最大值不能超过最大静摩擦力。
接下来,考虑物体在斜面上滑动的情况。
同样将重力分解为沿斜面方向和垂直斜面方向的分力。
此时,物体所受的滑动摩擦力$f =\mu N$ 。
而垂直斜面方向的力平衡,即$N = G\cos\theta$ 。
所以滑动摩擦力的大小为$f =\mu G\cos\theta$ ,方向沿斜面向上。
在实际解题中,我们需要根据具体情况判断物体是静止还是滑动。
例如,如果已知物体与斜面间的动摩擦因数$\mu$ 以及斜面的倾角$\theta$ ,并且给出了物体的初速度和受力情况,我们就可以通过比较重力沿斜面方向的分力$G\sin\theta$ 和最大静摩擦力(通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即$\mu G\cos\theta$ )来判断物体的运动状态。
物体在斜面上的静力平衡问题一、斜面上的力的概念1.斜面:一个平面,其倾斜角度大于0度,小于90度。
2.重力:地球对物体的吸引力,方向始终指向地心,垂直于水平面。
3.支持力:斜面对物体的支撑力,垂直于斜面。
4.摩擦力:物体在斜面上运动时,斜面与物体之间的阻力。
二、物体在斜面上的静力平衡条件1.物体在斜面上保持静止,即不发生滑动或滚动。
2.物体受到的力必须满足力的平衡条件,即合外力为零。
三、斜面上的力的分解1.重力分解:将重力分解为沿斜面方向的分力(正交分力)和平行斜面方向的分力(平行分力)。
2.支持力分解:斜面对物体的支撑力,垂直于斜面。
3.摩擦力分解:根据物体与斜面的摩擦系数,将平行斜面方向的重力分力分解为摩擦力和未摩擦力。
四、斜面上的静力平衡方程1.物体在斜面上的静力平衡方程为:重力分力等于斜面的支持力和摩擦力的合力。
2.方程表达式:(mg= N + f) ,其中(m)为物体质量,(g)为重力加速度,()为斜面倾角,(N)为支持力,(f)为摩擦力。
五、斜面上的摩擦力1.静摩擦力:物体在斜面上保持静止时,斜面与物体之间的摩擦力。
2.动摩擦力:物体在斜面上运动时,斜面与物体之间的摩擦力。
3.摩擦系数:描述物体与斜面之间摩擦力大小的物理量,用符号()表示。
六、斜面上的静力平衡应用1.斜面上的物体重心计算:根据物体的质量分布,计算物体的重心位置。
2.斜面上的物体重心投影:计算物体在斜面上的重心投影位置。
3.斜面上的物体稳定性的判断:根据物体的重力分力和摩擦力,判断物体在斜面上的稳定性。
七、斜面上的静力平衡问题解决步骤1.分析物体在斜面上的受力情况,确定重力分解为正交分力和平行分力。
2.确定斜面对物体的支持力和摩擦力。
3.列出物体在斜面上的静力平衡方程。
4.解方程,求解物体在斜面上的重心位置和稳定性。
物体在斜面上的静力平衡问题是力学中的一个重要知识点,掌握斜面上的力的分解、静力平衡方程和摩擦力的计算,能够解决实际问题,为中学生在物理学学习过程中奠定基础。
力学12(摩擦角公式)1.摩擦角、滑动摩擦问题中的不变量:(高考范围一般把最大静摩擦力等于滑动摩擦力,故静摩擦角等于动摩擦角)①摩擦角=弹力与滑动摩擦力的合力的夹角;滑动摩擦力与弹力成对出现、合力的方向固定,利用°摩擦角线”可以巧妙解决滑动摩擦相关受力分析;②技巧:主要是隔离法的运用。
题目问物块,就隔离物块;问地面和斜面的作用力,就隔离斜面。
③注意:一定要是滑动摩擦才有摩擦角线。
1.如图所示,一斜面体静止在粗糙的水平地面上,一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑。
若沿平行于斜面的方向用力F 向下推此物体,使物体加速下滑,斜面体依然和地面保持相对静止,则斜面体受地面的摩擦力( )A. 大小为零B. 方向水平向右C. 方向水平向左D. 大小和方向无法判断2.如图所示,放在斜劈上的物块,受到平行于光滑斜面向下的力F作用,沿斜面向下运动,斜劈保持静止。
下列说法正确的是()A.地面对斜劈的摩擦力方向水平向右B.地面对斜劈的弹力大于斜劈和物块的重力之和C.若F增大,地面对斜劈的摩擦力也增大D.若F反向,地面对斜劈的摩擦力也反向3.(多选)如图所示,质量为m的物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑,而斜面体处于静止状态,下列叙述中正确的是()A. 斜面体受地面的摩擦力为0B. 若仅沿斜面方向用力向下推物体,使物体加速下滑,而斜面体仍处于静止状态,则斜面体受地面的摩擦力方向水平向右C. 若仅增大斜面倾角,使物体加速下滑,而斜面体仍处于静止状态,则斜面体受地面的摩擦力方向水平向左D. 若仅减小斜面倾角,使物体减速下滑,而斜面体仍处于静止状态,则斜面体受地面的摩擦力力向水平向右4.如图所示,水平地面上有楔形物体b,b的斜面上有一小物块a,a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。
已知a恰好可沿斜面匀速下滑,此时若对a施加如图所示的作用力,a仍沿斜面下滑,则下列说法正确的是( )A. 在a上施加竖直向下的力F1,则地面对b摩擦力水平向左B. 在a上施加沿斜面向下的力F2,则地面对b的摩擦力水平向左C. 在a上施加一个水平向左的力F3,则地面对b的摩擦力水平向右D. 无论在a上施加什么方向的力,地面对b均无摩擦力5.如图所示,斜面体A放置在水平地面上,当只有小物体B放在斜面体上沿斜面体匀速下滑,此时斜面体A受到地面的摩擦力为f1,受到地面的支持力为N1.当用沿如图所示方向平行斜面向下的力F向下推此物体,使物体沿斜面匀加速下滑,此时斜面体A受地面的摩擦力为f2,受到地面的支持力为N2,斜面体始终静止在地面,则()A.f1=0 f2=0 N1=N2 B.f1=0 f2≠0 N1>N2B.f1≠0 f2=0 N1>N2 D.f1≠0 f2≠0 N1<N26.如图所示,斜面体A放置在水平地面上,当只有小物体B放在斜面体上沿斜面体匀速下滑,此时斜面体A受到地面的摩擦力为f1,受到地面的支持力为N1.当用沿如图所示方向平行斜面向上的力F向上推此物体,使物体沿斜面匀速上滑,此时斜面体A受地面的摩擦力为f2,受到地面的支持力为N2,斜面体始终静止在地面,则()C.f1=0 f2=0 N1=N2 B.f1=0 f2≠0 N1>N2D.f1≠0 f2=0 N1>N2 D.f1≠0 f2≠0 N1<N27.在粗糙水平面上有一个三角形物块,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的木块,m1>m2,θ1<θ2.已知两斜面均能沿斜面匀速下滑。
斜面模型[模型概述]斜面模型是中学物理中最常见的模型之一,各级各类考题都会出现,设计的内容有力学、电学等。
相关方法有整体与隔离法、极值法、极限法等,是属于考查学生分析、推理能力的模型之一。
[模型要点]斜面固定时,对斜面上的物体受力分析,建立坐标系进行正交分解,选择利用三大定律列方程求解;对斜面不固定时,我们将斜面与斜面上的物体看成系统,仔细观察题中条件,采用整体法或动量定理甚至动量守恒定律处理。
[误区点拨]arctan的比较等;(1)要注意斜面上物体受到摩擦力的种类、方向判断,如斜面倾角θ与μ(2)在采用整体法处理斜面体与它上面的物体时要区分变速运动部分(合外力)与整体的质量;(3)在计算正压力时遗漏除重力以外的其他力产生的作用而导致摩擦力大小计算错误;(4)在分析电磁力时电荷或导体棒的极值问题而引起的弹力或摩擦力的变化;[模型讲解]一. 利用正交分解法处理斜面上的平衡问题1.(浙江省宁波市2012届高三下学期4月高考模拟考试)如图所示,矩形物体甲和丙在水平外力的作用下静止在乙物体上,物体乙静止在水平面上。
现减小水平外力,三物体仍然静止,则下列说法中正确的是()A.物体乙对于物体甲的摩擦力一定减小B.物体丙对于物体甲的支持力一定减小C.物体乙对于地面的摩擦力一定减小D.物体丙对于物体甲的摩擦力可能减小1.C解析:将甲和丙作为一个整体,对其受力分析并根据平衡条件可知,物体乙对物2.(广西南宁市2012年高中毕业班第三次适应性测试)质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上,斜面体置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力F拉物体m使其支持力N=G+F sinθ=(M+m)g+F sinθ,所以选项AC错误,B正确;对m受力分析,并根据平衡条件可知,M对m的摩擦力大小f`=mg sinθ+F,选项D错误。
本题答案为B。
3.(2004夏季高考理综全国Ⅲ卷)如图,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫。
2024版新课标高中物理模型与方法斜面模型目录【模型一】斜面上物体静摩擦力突变模型【模型二】斜面体静摩擦力有无模型【模型三】物体在斜面上自由运动的性质【模型四】斜面模型的衍生模型----“等时圆”模型1.“光滑斜面”模型常用结论2.“等时圆”模型及其等时性的证明【模型五】功能关系中的斜面模型1.物体在斜面上摩擦力做功的特点2.动能变化量与机械能变化量的区别【模型一】斜面上物体静摩擦力突变模型【模型构建】1.如图所示,一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上。
1.试分析m受摩擦力的大小和方向【解析】:假设斜面光滑,那么物体将在重力和斜面支持力的作用下沿斜面下滑。
说明物体有沿斜面向下运动的趋势,物体一定受到沿斜面向上的静摩擦力作用。
由平衡条件易得:f=mg sinθ2.若斜面上放置的物体沿着斜面匀速下滑时,判断地面对静止斜面有无摩擦力。
【解析】:因地面对斜面的摩擦力只可能在水平方向,只需考查斜面体水平方向合力是否为零即可。
斜面所受各力中在水平方向有分量的只有物体A对斜面的压力N和摩擦力f。
若设物体A的质量为m,则N 和f的水平分量分别为N x=mg cosθsinθ,方向向右,f x=mg sinθcosθ,方向向左。
可见斜面在水平方向所受合力为零。
无左右运动的趋势,地面对斜面无摩擦力作用。
3.如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上。
若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2(F2>0)。
设斜面倾角为θ,斜面对物块的静摩擦力为f。
(1).当F=mg sinθ时斜面对物块无静摩擦力(2).当F>mg sinθ时物块有相对于斜面向上运动的趋势静摩擦力方向向下平衡方程为:F=f+mg sinθ随着F的增大静摩擦力增大,当静摩擦力达到最大值时外力F取最大值F1时,由平衡条件可得:F1=f+ mg sinθ---------------(1);(3).当F<mg sinθ时物块有相对于斜面向下运动的趋势静摩擦力方向向上平衡方程为:F+f=mg sinθ随着F的增大静摩擦力减小当静摩擦力减小为0时突变为(2)中的情形,随着F的减小静摩擦力增大,当静摩擦力达到最大值时外力F取最小值F2时,由平衡条件可得:f+F2=mg sinθ-------(2);联立(1)(2)解得物块与斜面的最大静摩擦力f=(F2-F1)/2.1(2019·高考全国卷Ⅰ)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N.另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止,则在此过程中()A.水平拉力的大小可能保持不变B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD【解析】 对N进行受力分析如图所示因为N的重力与水平拉力F的合力和细绳的拉力T是一对平衡力,从图中可以看出水平拉力的大小逐渐增大,细绳的拉力也一直增大,A错误,B正确;M的质量与N的质量的大小关系不确定,设斜面倾角为θ,若m N g≥m M g sinθ,则M所受斜面的摩擦力大小会一直增大,若m N g<m M g sinθ,则M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大,D正确,C错误.2(2023·河北沧州·沧县中学校考模拟预测)如图甲所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物块A连接,连接B的一段细绳与斜面平行,整个装置处于静止状态。
受力分析中应该重视的几个方面【摘要】受力分析在高中物理中是一个基本的技能,不突破受力分析可以说高中物理就没法学。
文中就用物体在斜面上的运动这一类问题为例说一说受力分析中几个应该重视的几个问题。
【关键词】受力分析;一类问题;物体在斜面上的运动受力分析中第一个容易忽视的问题就是研究对象的不清楚,如下题:如图所示,将粗糙的斜面体m放在粗糙水平地面上,物块m放在斜面上,恰能沿斜面匀速下滑,且斜面体静止不动.若用平行斜面向下的推力使物块加速下滑,则斜面体()a. 受地面的摩擦力大小为零b. 受地面的摩擦力方向水平向右c. 对地面的压力不变d. 可能沿水平面向右运动拿到本题很多同学不假思索就认为m现在增加了力,这个力可以沿水平方向和竖直分解。
竖直方向的力增加了,m受到地面给的支持力也增加了,水平方向要一个摩擦力来与之平衡,所以m在水平方向受到了一个摩擦力。
之所以犯这样的错误就是因为没有弄清楚研究对象,把m,m弄混淆了。
不难看出上面分析的是m的受力,得到的却是m力的变化。
本题要分析地面给m的支持力和摩擦力,研究对象就应该是m。
m给m的力一个是正压力、一个是滑动摩擦力。
平行斜面的力不会影响正压力,只要m是沿着斜面向下运动,滑动摩擦力就是就等于μn,m的受力并不因为m受到沿斜面向下的力而改变。
因此斜面体受地面的摩擦力大小为零、对地面的压力不变。
受力分析中第二个容易犯的错误就是想当然,不重视全面分析,如下题:如图所示,将粗糙的斜面体m放在粗糙水平地面上,物块m放在斜面上,恰能沿斜面匀速下滑,且斜面体静止不动.若用垂直斜面向下的推力推物块使物块减速下滑,则斜面体( )a. 受地面的摩擦力大小为零b. 受地面的摩擦力方向水平向右c. 对地面的压力不变d. 可能沿水平面向右运动本题最容易分析的就是m对m的弹力,由m的受力可知,m对m 的压力增加了。
有的同学就把这个压力水平分解、竖直分解。
m受到一个水平方向的压力的分力,那么m在水平方向必然受到地面给的一个摩擦力。