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高三一轮复习专题 摩擦力

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学习好资料 欢迎下载 高三一轮复习 摩擦力问题专题 何涛 2015.9.122 [重点难点提示] 摩擦力问题既是进行物体受力分析的重点，又是力学计算的难点和关键．因此，弄清摩擦力产生的条件和方向的判断，掌握相关的计算规律，抓住它的特点，并正确分析、判断它的作用效果，对于解决好跟摩擦力相关的各种力学问题具有非常重要的意义． 在对物体所受的摩擦力进行分析时，由于摩擦力存在条件的“复杂性”，摩擦力方向的“隐蔽性”及摩擦力大小的“不确定性”，使得对问题的研究往往容易出错．摩擦力的大小在确定摩擦力的大小之前，必须先分析物体的运动状态，判断是滑动摩擦力，还是静摩擦力． 1．摩擦力的产生条件：①两物体必须接触；②接触处有形变产生；③接触面是粗糙的；④接触物体间有相对运动或相对运动趋势。 2．摩擦力大小的计算：滑动摩擦力的计算公式为f＝μN，式中μ为滑动摩擦系数，N为压力。 需要注意的是：滑动摩擦系数与材料的表面性质有关，与接触面大小无关，一般情况下，可以认为与物体间的相对速度无关。 在滑动摩擦系数μ未知的情况下，摩擦力的大小也可以由动力学方程求解。 静摩擦力的大小：除最大静摩擦力外，与正压力不成正比关系，不能用某个简单公式来计算，只能通过平衡条件或动力学方程求解。 在一般计算中，最大静摩擦力的计算与滑动摩擦力的计算采用同一公式，即 fm＝μN，并且不区别静摩擦系数与滑动摩擦系数。而实际上前者要稍大于后者。 3．摩擦力的方向：沿接触面的切线方向，并和相对运动或相对运动趋势方向相反。 需要注意的是：物体所受摩擦力方向可能与物体运动方向相同，也可能相反；摩擦力可能是动力，也可能是阻力。摩擦力可以做正功，也可以做负功或不做功。滑动摩擦力的功要改变系统的机械能，损失的机械能将转化为物体的内能。而静摩擦力的功不会改变系统的机械能，不能将机械能转化为内能。 4.摩擦力做功特点： 静摩擦力做功：可以做正功、负功或不做功；一对相互作用的静摩擦力做功代数和为0。（故静摩擦力不损失系统机械能） 滑动摩擦力做：可以做正功、负功或不做功；一对滑动摩擦力做功代数和不为0，且

为fs，s为相对位移。 类型一 静摩擦力的大小、方向 如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过定滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)，P悬于空中，Q放在斜面上，均处乎静止状态．当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则( )． A.Q受到的摩擦力一定变小 B.Q受到的摩擦力一定变大 C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力一定不变 分析与解答：：物体P始终处于静止状态，则绳上拉力恒等于物体P的重力，不会发生变化，所以D选项正确．未加F时，物体Q处于静止状态，Q所受静摩擦力方向不确定，学习好资料 欢迎下载 P Q θ

设斜面倾角为α，则有TpFmg，sinTfQFFmg，即sinfQpFmgmg，当sinQpmgmg时，fF方向沿斜面向上，再加水平向左的的推力F，fF可能变小，

f

F

可能反向变大；当sinQpmgmg时，fF=0，再加水平向左的推力F，sinQpmgmg变大，当sinQpmgmg时，fF方向沿斜面向下，再加水平向左的推力F，fF变大．综合得物体Q受到的静摩擦力可能变小，可能变大，A、B选项均错误．答案为D 变式1 如图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2。当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为： A．0； B. μ1mgcosθ;

C. μ2mgcosθ; D. (μ1+μ2)mgcosθ;

分析与解答：：当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时，其加速度 为：a=gsinθ-μ2gcosθ.因为P和Q相对静止，所以P和Q之间的摩擦

力为静摩擦力，不能用公式fN求解。对物体P运用牛顿第二定律得： mgsinθ-f=ma，所以求得：f=μ2mgcosθ.答案为 C。

变式2 长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图所示．铁块受到摩擦力f木板倾角变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）：

分析与解答：本题应分三种情况进行分析： 1. 当0 ≤＜arctan（为铁块与木板间的动摩擦因数）时，铁块相对木板处于静止状态，铁块受静摩擦力作用其大小与重力沿木板面（斜面）方向分力大小相等，即f = mgsin，=0时，f = 0；f随增大按正弦规律增大． 2.当= arctan时处于临界状态，此时摩擦力达到最大静摩擦，由题设条件可知其等于滑动摩擦力大小． 3. 当arctan＜≤900时，铁块相对木板向下滑动，铁块受到滑动摩擦力的作用，根据摩擦定律可知f = FN =mgcos，f随增大按余弦规律减小．答案为C 变式3 a、b、c三个物体，均重30N，静止叠放在水平地面上，如图所示。各个接触面之间的滑动摩擦系数均为0.2。现用两个水平力F1＝10N，F2＝15N，分别作 用于b和c上，方向相反。则地面对物体c，c对b，b对a的摩擦力是： A. 15N，5N，5N B. 15N，10N，ON C. 5N，10N，ON D. 5N，10N，10N 分析与解答：判断三个相关联的物体间的摩擦力是否存在，是静摩擦力还是滑动摩擦力以及摩擦力的方向是一个难点，能否化难而易，取决于正确选择对象的突破口。以b与c的接触面作为切人点，a、b作为一个整体，重为60N，则物体c所受a、b对它的正压力为N＝60N，如物体b、 c有相对滑动，则滑动摩擦力人f1＝μN ＝ 0.2×60N＝l2N 此值大

A B C D 学习好资料 欢迎下载 于F1＝10N，所以在F1的作用下，物体b不可能在物体c的表面上滑动。那么在力F2的作用下，物体c有没有可能在地面上产生滑动呢？用同样的办法可以估计出物体c与地面的滑动摩擦力f2=0.2×90N＝18N，大于F2，所以物体c不可能沿地面滑动，三物体保持相对静止。所以，物体b与物体a间静摩擦力为零。物体c对物体b的滑动摩擦力为fb＝F1＝10N，方向向左。地面对物体c的静摩擦力为fc= F2－fb＝5N，方向向右。答案为C 变式4 如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端分别系着物体A和B，物体A放在倾角为的斜面上，已知A物体质量为m，A物体与斜面间的最大静摩擦力是与斜面间弹力的倍（< tan），滑轮摩擦不计，物体A要静止在斜面上，物体B质量的取值范围为多少？在A静止的前提下，斜面体与地面间的摩擦情况又如何？ 分析与解答：先以B为研究对象，若A处于将要上滑的临界状态 有：T = mBg 再以A为研究对象，若A处于将要上滑的临界状态 有：T1 = fm + mgsin T1 = T 而fm =N N = mgcos 得：mB = m(sin+cos) 同理，若A处于将要下滑的临界状态 则有：T2 = fm + mgsint T2 = T 得：mB = m(sin–cos) m(sin–cos)≤mB≤m(sin+cos)

在A静止的前提下，A和滑轮支架对斜面体的总作用力竖直向下，A、B和斜面C整体对地面只有向下的压力，地面与C间无摩擦力． 变式5 如图所示，物体P左边用一根轻弹簧和竖直墙相连，放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动。在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力N的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是 A．N始终增大，f始终减小 B．N先不变后增大，f先减小后增大 C．N保持不变，f始终减小 D．N保持不变，f先减小后增大 分析与解答：拉动之前弹簧伸长量始终没变，因此弹力大小不变；静摩擦力是被动力，开始方向向右，当水平力F增大时，摩擦力先减小，减小到零后，F再增大，P就有向右滑动的趋势了，因此摩擦力向左，且逐渐增大到最大值。答案为D 【方法概述】 静摩擦力的分析要注意三性： (1)隐蔽性：静摩擦力方向虽然总是阻碍相对运动趋势，但相对运动趋势往往不容易确定，一般要用假设法去推理分析． (2)被动性：静摩擦力大小没有确定的计算公式，是因为其大小往往需要由其它外力和运动状态一起来决定，或其它外力跟静摩擦力的合力决定物体的运动状态．一般需要根据牛顿第二定律或平衡条件确定． (3)可变性：静摩擦力的大小和方向一般根据牛顿第二定律或平衡条件确定．只要其大

小在0mff范围内，当其它外力变化，或运动状态有所变化时，静摩擦力的大小和方向会作相应的变化．

类型二 滑动摩擦力的大小、方向。

P F 学习好资料 欢迎下载 为了测定小木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如下的实验.在小木板上固定一个弹簧测力计(质量不计)，弹簧测力计下端吊一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，如图所示.用手固定住木板时，弹簧测力计的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F2，测得斜面倾角为θ，由测得的数据可求出木板与斜面间的动摩擦因数是多少？ 分析与解答：用手固定住木板时，对小球有 F1=mgsinθ 木板沿斜面下滑时，对小球有 mgsinθ-F2=ma 木板与小球一起下滑有共同的加速度，对整体有 (M+m)gsinθ-Ff=(M+m)a Ff=μ(M+m)gcosθ

得：tan12FF 变式1 如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因素为μ。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度V1向右匀速运动，同时用力F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度V2沿导槽匀速运动，求拉力F大小。

分析与解答：：物体相对钢板具有向左的速度分量V1和侧向的速度分量V2，故相对钢板的合速度V的方向如图所示，滑动摩擦力的方向与V的方向相反。根据平衡条件可得:

F=fcosθ=μmg22212VVV

从上式可以看出：钢板的速度V1越大，拉力F越小。 【方法概述】 滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反。所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，研究对象相对该参照物运动的方向。当研究对象参与几种运动时，相对运动方向应是相对接触物体的合运动方向。静摩擦力的方向总是与物体“相对运动趋势”的方向相反。所谓相对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，假若没有摩擦力研究对象相对该参照物可能出现运动的方向。

变式2 如图3所示，质量为m、带电量为+q的小物体，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，粗糙挡板ab的宽度略大于小物体厚度．现给带电体一个水平冲量I，试分析带电体所受摩擦力的情况． 分析对于滑动摩擦力的大小，还必须了解其与物体运动状态无关，与接触面积大小无关的特点． 带电体获得水平初速mIv/0它在．它在 磁场中受洛仑兹力mqBIBqvf/0洛和重力mgG，若 Gf洛，则带电体作匀速直线运动，不受摩擦力作用．

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2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第1讲重力、弹力、摩擦力

2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第1讲重力、弹力、摩擦力

练案[4]第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力一、选择题(本题共12小题，1～8题为单选，9～12题为多选)1．(2022·广东梅州二模)2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中，需要舞者两脚前后分开，以胯部为轴，上半身后躺，与地面近乎平行，在舞者缓慢后躺的过程中，下列说法不正确的是( A )A．人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力B．舞者所受的支持力始终等于舞者的重力C．舞者越向下躺，重心越低D．舞者两脚间距越大，下弯时越稳定[解析]人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，选项A错误，符合题意；舞者缓慢后躺，可认为都是平衡状态，则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力，选项B正确，不符合题意；舞者越向下躺，整个身体的重心越低，选项C正确，不符合题意；舞者两脚间距越大，重心越向下，下弯时越稳定，选项D正确，不符合题意。

2．(2022·陕西榆林市高三二模)一矿泉水瓶如图所示，其外壳是由食品级的弹性塑料制成的。

下列说法正确的是( C )A．手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变为非弹性形变B．手对矿泉水瓶的作用力是由矿泉水瓶的形变而产生的C．矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹是为了增大最大静摩擦力D．矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对平衡力[解析]手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变在手离开瓶后还能恢复原状，为弹性形变，故A错误；手对矿泉水瓶的作用力是由手的形变而产生的，故B错误；矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹，增加了瓶盖和瓶身的粗糙程度，手握瓶时可以增大最大静摩擦力，故C正确；矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对相互作用力，故D错误。

3．(2023·重庆南开中学高三阶段练习)艺术课上，老师将学生们的剪纸作品进行展出时，用磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上，下列关于各物体的受力情况正确的是( D )A．磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力B．磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的C．黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等D．磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等[解析]磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对相互作用力，故A 错误；由弹力产生的条件可知：磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的，故B错误；由图可知，三块磁铁对剪纸的压力与黑板对剪纸的支持力相等，黑板对剪纸的摩擦力大小等于剪纸与磁铁的重力之和，而磁铁对剪纸的摩擦力大小等于磁铁的重力，可得磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等，由力的合成知：黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小不相等，故D 正确，C错误。

高三物理一轮复习力学知识要点

高三物理一轮复习力学知识要点

物理一轮复习力学知识要点第1讲：运动的合成与分解及平抛运动（1.4）1、曲线运动中诀：速度与力夹轨迹，轨迹永远弯向力。

F 合与V 夹锐角时速度增大，夹钝角时V 减小。

（9.14）2、速度关联问题：⑴人拉船，分解实际速度船Vp=V 船cos θ=V 人 ，⑵、杆关联，找V 合（实际运动方向），分解V 合，沿杆V 等，V A sin θ=V B cos θ，⑶接触面关联：沿接触面和垂直接触面方向分解，垂直接触面V 相等。

3、平抛运动：速度方向夹角（水平方向与合速度方向夹角）tan θ=V y /V 0=gt/V 0 ， 水平方向与位移方向的夹角tan α=x y=21(gt 2/V 0t)=21(gt/v 0)，tan θ=2tan α，飞行时间由高度决定，水平射程由V 0和H 决定。

4、平抛运动的推论：2x y =tan θ，V y /V 0=2tan α=xy ，若θ角为竖直方向速度与合速度夹角则有1/tan θ=2tan α。

做平抛运动的物体在任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。

5、斜面上的平抛：⑴垂直打在斜面上，（斜面与水平面夹角为θ，则有竖直方向上的速度与合速度夹角也为θ），则有1/tan θ=2tan α=2xy ，⑵从斜面上抛出（斜面与水平面夹角为α，则有位移方向与水平方向夹角都也为α），tan α=xy ，同理也有tan θ=2tan α，θ为水平方向速度与合速度方向夹角，①打到斜面上的合速度方向相同，②打到斜面上的速度大小为V 0/cos θ，（9.14）。

第二讲：圆周运动与天体（9.21）6、水平圆周运动：1、圆锥摆模型：绳子的拉力F=mg/cos θ,向心力F 向=Fsin=mgtan θ=m4π2r/T 2=m ω2r=mV 2/r,r=lsin θ，由此可以求出周期T ，线速度V 、角速度ω，当L 不变时，θ当变大时，T 小，V 大、ω大。

2、漏斗模型：支持力F N =mg/cos θ，向心力F 向=mgtan θ，r=h/tan θ，根据公式可求出T 、V 、ω，随着高度的增大，周期T线速度V 变大，角速度变小，θ不变。

高考物理一轮专题复习学案： 力

高考物理一轮专题复习学案： 力

一、力二、重力【例1】如图1－1甲所示，物体A对物体B的压力是10N，试画出这个力的图示，并说明施力物体和受力物体．【分析和解答】画力的图示，要严格按照以下步骤进行．①选定标度：此题选2mm长的线段表示2N的力；②从作用点向力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小画，线段上加刻度，如图1－1甲从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(10mm)的线段；③在线段上加箭头表示力的方向．为了简便，也可以按1－1乙那样，不画B物体，而用O点代替B物体，做出力F的图示．力F的施力物体是A，受力物体是B．【例2】关于重力，下列说法中正确的是：A．某一物体所受的重力大小是确定的； B．重力的方向总是垂直于地面的；C．重力的作用点必然在物体上最重的一点处； D．重力的作用点可能并不在物体上．【分析和解答】重力指的是地球对物体的吸引作用，当然应该与物体和地球的相对位置有关．事实上重力大小G＝mg，对确定的物体来说，其质量m是确定的，但g却随位置变化而变化，因此A是错误的．当然，如果物体只在地面上小范围内运动，则g随位置的变化可以忽略，这种情况下我们可以认为重力大致恒定．重力的方向总是竖直向下，总与水平地面垂直，但如果地面不水平，重力就与地面不垂直了，因此B也是错误的．重力的作用点就是所谓的重心，而物体的重心有时在物体上，有时并不在物体上，因此C错，而D正确．●课堂针对训练●(1)关于力的下述说法中错误的是：A．力是物体对物体的作用； B．只有直接接触的物体间才有力的作用；C．由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知：力可以离开物体而独立存在；D．力的大小可以用天平测量．(2)下列说法正确的是：A．甲用力把乙推倒而自己不倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用；B．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力；C．只有运动物体才会受到力的作用；D．找不到施力物体的力是不存在的．(3)有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环，如图1－2(a)、(b)所示，下面说法正确的是：A．重心向外侧偏移，重力减小； B．重力和重心都没有变；C．重力减小，重心位置没有变； D．重力减小，重心位置不存在．(4)用图示法画出力，并指出施力物体和受力物体：①水平桌面对桌面上的书产生30N的支持力；②某人用1600N的力沿跟水平方向成30°角斜向上拉车；③放在倾角为30°的斜面上的物体，被某个人用沿着斜面向上的150N的拉力拉住．(5)下列说法中正确的是：A．凡是在地球表面附近的物体，一定受到重力； B．重力的方向一定是垂直于水平面向下；C．任何有规则形状的物体，其几何中心必与其重心重合；D．物体的形状改变时，其重心的位置必定改变．(6)关于重力的说法，正确的是：A．重力就是地球对物体的吸引力； B．只有静止的物体才受到重力；C．同一物体在地球上无论向上或向下运动都受到重力； D．重力是由于物体受到地球的吸引而产生的力．(7)用弹簧秤竖直悬挂静止的小球，下面说法正确的是：A．小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力； B．小球对弹簧秤的拉力的大小等于小球的重力；C．小球的重力的施力物体是弹簧； D．小球的重力的施力物体是地球．(8)一个重是20N的物体沿着斜面下滑，在下图1－3所示中，关于物体受到的重力的图示正确的是：(9)如果地面上一切物体受到的重力都消失了，则可能出现的现象是：A．江河的水不会流动； B．鸡毛和铁球都可悬浮在空中；C．天不会下雨； D．一切物体的质量都变为零．(10)把一条盘放在地上的长为l的匀质铁链向上刚好拉直时，它的重心位置升高了多少？，把一个边长为l的匀质立方体，绕bc棱翻倒使对角面AbcD处于竖直(如图1－4)，重心位置升高了多少？三、弹力【例题】试分析图1－5中光滑小球受到弹力的情况(小球放在水平面上)，并画出小球受到的重力和弹力．【分析和解答】产生弹力的必要条件是接触，充分条件是挤压产生弹性形变．在图1－5中与球接触的有两点A和B，因此小球所受到的弹力只能来自这两点，但是有接触并不一定就产生弹力，还必须要挤压才产生弹力，对B点来说，小球一定与水平面挤压，可假设没有水平面，小球在重力作用下一定掉下来，因此B点受弹力且方向垂直于B点的切面指向圆心；对A点来说，假设没有这个台阶，小球不会在水平面上自动向左运动，因此A点没有挤压(即没有弹性形变)，亦即A点不受弹力，小球受力如图1－6．注意：上例中用的是“假设法”判断物体受力情况，这种方法在以后学习中经常用到．●课堂针对训练●(1)课本静止在水平桌面上，关于课本和桌面间的弹力，下列叙述正确的是：A．桌面受压而发生弹性形变，桌面受到了弹力，而课本没有发生形变，所以课本没有受到弹力；B．课本受到了弹力作用，原因是课本也发生了形变；C．课本受到弹力的原因是桌面发生了形变；D．以上说法都不正确．(2)下列说法，正确的是：A．支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体； B．压力的方向总是竖直向下；C．通常所说的压力、支持力、拉力、浮力都是弹力；D．静止在光滑平面上的物体，没有受到弹力．(3)下列说法正确的是：A．木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的；B．拿一根细竹杆拨动水中的木头，木头受到竹杆的弹力，这是由于木头发生形变而产生的；C．绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向；D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的．(4)关于物体对水平支持面的压力P，下述说法中正确的是：A．P就是物体的重力；B．P是物体重力的平衡力；C．P的作用点在物体上；D．P的作用点在支持面上．(5)如图1－7所示，绳子竖直悬挂小球，球与光滑的斜面接触，则小球受到的力是：A．重力、绳的拉力； B．重力、绳的拉力、斜面的弹力；C．重力、斜面的弹力； D．绳的拉力、斜面的弹力．(6)画出图1－8各图中A物体受到的重力和弹力(图中墙壁竖直，球面和竖直面均光滑)(7)一根弹簧在弹性限度内，对其施加30N的拉力时，其长为20cm，对其施加30N的压力时，其长为14cm，则该弹簧的自然长度是多少？其劲度系数是多少？★滚动训练★(8)在绳下吊一个小球保持静止状态，在下述说法中正确的是：A．小球对绳的拉力就是小球的重力； B．小球对绳的拉力大小等于小球的重力，但拉力不是重力；C．由于小球吊在空中，所以小球的重力没有施力物体； D．小球重力的施力物体是地球．(9)磁铁吸引铁块是我们已知的现象，关于磁铁吸引铁块的下述说法中正确的是：A．只要有磁铁存在就会有力，而不必有铁；B．磁铁与铁块必须同时存在，才会有力吸引铁块；C．磁铁对铁块有力的作用，而铁块对磁铁没有力的作用；D．两个物体之间有力的作用时，这两个物体不一定相互接触．四摩擦力【例1】在图1－9中，若两物体的质量分别为m A＝2kg、m B＝4kg，A、B间动摩擦因数μ1＝0.2，B与地面间动摩擦因数μ2＝0.4．用水平拉力F作用在B上后，A、B间、B与地面间都发生了相对滑动．求各接触面间摩擦力的大小(g＝10N/kg)．【分析与解答】物体A受的弹力F N1＝m A g＝20N由F＝μF N得：F1＝0.2×20N＝4N地面对物体B的弹力F N2＝(m A＋m B)g＝(2＋4)×10N＝60N同理得地面对物体B的摩擦力：F2＝0.4×60N＝24N．●课堂针对训练●(1)以下关于滑动摩擦力的说法中正确的是：A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反；B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动；C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反；D．滑动摩擦力是成对产生的，两个互相接触的物体在发生相对运动时，它们都要受到滑动摩擦力的作用．(2)物体与竖直墙壁的动摩擦因数为μ，物体的质量为m，当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力是多大？(3)一根质量为m，长为L的均匀长方体木料放在水平桌面上，木料与桌面间的动摩擦因数为μ，现用水平力推木料，当木料经过图1－10所示的位置时，桌面对它的摩擦力为：A ．31μmg ；B ．32μmg ；C ．μmg ；D ．0(4)物体间的动摩擦因数取决于：A ．物体接触面间正压力的大小；B ．物体间相对运动速度的大小；C ．物体间相互接触的面积大小；D ．相互摩擦的物体的材料性质及表面粗糙程度．(5)关于滑动摩擦力，下列叙述中正确的是：A ．只要物体间接触面是粗糙的，则它们之间一定有滑动摩擦力的作用；B ．滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相同；C ．材料相同，质量大的物体在运动过程中受到的滑动摩擦力大；D ．一个物体如果在水平面上滑行，接触面积大时受到的滑动摩擦力也大．(6)如图1－11，在水平面上向右运动的物体，质量为20kg ．物体与水平面的动摩擦因数μ＝0.1，，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10N 的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力为多少？(g ＝10N/kg)：(7)用弹簧秤将一物体静止吊起时，弹簧秤的示数为10N ，将此物体放于水平桌面上，用弹簧秤沿水平方向匀速拉动时，弹簧秤的示数为1N ，求物体与桌面间的动摩擦因数．★滚动训练★(8)如图5－12所示，一个铁筒装满沙子，筒的底部留有小口，沙子可以从底端流出，在保证筒不动的情况下，在沙子开始至完全流出的过程中，筒内沙子和筒组成的重心变化情况是：A ．一直降低；B ．先降低再升高；C ．先降低，然后保持不变；D ．先升高，然后保持不变．(9)两个物体A 和B 的质量分别为M 、m ，用跨过定滑轮的轻绳相连，A 静止于水平地面上，如图1－13所示，不计摩擦，A 对绳的作用力的大小与地面对A 的作用力大小分别是：A．mg，(M－m)g；B．mg，Mg；C．(M－m)g，Mg；D．(M＋m)g，(M－m)g．【例2】皮带运输机把货物由低处送到高处(货物相对于皮带静止)．试分析此时货物相对于皮带的运动趋势方向和所受的静摩擦力的方向．【分析与解答】若货物与皮带的接触面是光滑的，那么当把货物放在皮带上时，货物在重力作用下将向下滑行而无法向上运动，即货物相对于皮带的运动趋势方向是向下的．由于静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，所以货物受到的静摩擦力方向沿皮带向上．【总结提高】此题中货物受到的静摩擦力与运动方向相同，是动力(与运动方向相同)，不是阻力．有些问题静摩擦力是阻力，请同学找实例分析．【例3】木块A放在水平面上，如图1－14所示，用同样大小的外力F，先自左向右推，后自右向左推，木块均保持静止．问(1)前后两次推木块，木块受到的静摩擦力是否相同？(2)若将外力F增大至10N，木块恰能滑动，则木块与水平面间的静摩擦力的取值范围是多少？【分析与解答】(1)前后两次推木块，木块未动，说明木块受到了静摩擦力的作用且大小与外力F相等，但方向与外力相反．甲图中外力F自左向右推木块，使木块有一自左向右的运动趋势，而静摩擦力的方向与运动趋势相反，故应自右向左．同理，乙图的静摩擦力大小等于外力F，方向应自左向右．可见，前后两次以同样大小的外力F推木块，木块受到的静摩擦力大小相同，但方向相反，所以说前后两次推木块，其受到的静摩擦力不相同．(2)依题意知，木块与水平面间的最大静摩擦力是10N．根据静摩擦力在最大静摩擦力范围内随外力的变化而变化的特点，静摩擦力的取值范围应该是：0＜F静≤10N．【总结提高】两个力相同，必须同时满足：“大小相等、方向相同”这两个条件，缺一不可．【例4】重为400N的木箱放在水平地面上，木箱与地面间的最大静摩力是120N，动摩擦因数是0.25，如果分别用70N和150N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分别是多少牛？【分析和解答】计算摩擦力时应先判出是静摩擦力还是滑动摩擦力．此题中要用水平力推动木箱，推力必须大于或等于最大静摩擦力120N，若用70N水平力推时，物体没有运动，此时静摩擦力大小可由二力平衡知大小为70N．当用150N的水平力推时，物体发生相对运动，此时滑动摩擦力为：F＝μFN，根据竖直方向二力平衡得FN＝mg，所以F＝μmg＝0.25×400＝100(N)．【总结提高】计算摩擦力时要先判明是静摩擦力还是滑动摩擦力，若是静摩擦，则不能用F ＝μFN计算．●课堂针对训练●(10)关于静摩擦力的说法，下列正确的有：A．静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反； B．静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反；C．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用； D．受静摩擦力作用的物体一定是静止的．(11)运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是f1和f2，那么：A．f1向下，f2向上，且f1＝f2； B．f1向下，f2向上，且f1＞f2；C．f1向上，f2向上，且f1＝f2； D．f1向上，f2向下，且f1＝f2．(12)某人推着自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为F1，对后轮的摩擦力为F2；该人骑着自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为F3，对后轮的摩擦力为F4，下列说法中正确的是：A．F1与车前进方向相同；B．F2与车前进方向相同；C．F3与车前进方向相同；D．F4与车前进方向相同；(13)如图1－15，设A与B的表面粗糙，地面光滑，当用水平力F拉A时A、B无相对滑动，则：A相对B的运动趋势向________，B对A的静摩擦力向________，属________力(填动或阻)；B相对A的运动趋势向________，A对B的静摩擦力向________，属________力．(14)卡车上放一只木箱，卡车在水平路面上运动，下列说法中正确的是：A．卡车起动时，卡车给木箱向前的摩擦力； B．卡车匀速运动时，卡车给木箱向前的摩擦力；C．卡车突然制动时，卡车给木箱向前的摩擦力； D．卡车突然制动时，卡车不给木箱摩擦力．(15)水平桌面上一重200N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15N、30N、80N 的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为多少？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)★滚动训练★(16)关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力，正确的是：A．有弹力必有摩擦力； B．有摩擦力必有弹力；C．摩擦力的大小与弹力的大小成正比； D．弹力既可是动力，也可是阻力，摩擦力只能是阻力．(17)如图1－16所示，A为长木板，在水平面以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是：A．若是v1＝v2，A、B之间无滑动摩擦力； B．若是v1＞v2，A受到了B所施加向右的滑动摩擦力；C．若是v1＜v2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力；D．若是v1＞v2，B受到了A施加的向左的滑动摩擦力．受力分析【例1】画出图1－17甲物体A的受力示意图．已知物体A静止在斜面上，F垂直于斜面．【分析和解答】取物体为研究对象，物体受：①重力G，方向竖直向下；②压力F，方向垂直于斜面向下；③支持力F1，方向垂直于斜面向上；④静摩擦力F2，方向沿斜面向上．在判定有无摩擦力时，可用假设法，假设接触面光滑没有摩擦力，则物体将沿着斜面下滑，而现在物体静止，说明有沿斜面向上的摩擦力阻碍物体下滑．力的图示如图1－17乙．【例2】如图1－18甲所示，物体A、B叠放在水平桌面上处于静止状态，试画出物体B的受力示意图．【分析和解答】研究对象是B，应把B隔离出来，B物体受到：①重力G，方向竖直向下；②压力F1(B受到A的压力)方向竖直向下；③支持力F2(B受到桌面的支持力)，方向竖直向上．受力示意图如图1－18乙所示．【总结提高】受力分析是力学的一个重点和难点，不可能在短时间内掌握好．希望同学们在以后的学习中，对有关受力分析要按以上的方法和步骤进行，不断总结，方可掌握好．●课堂针对训练●(1)图1－19中各物体的受力图哪些是正确的？(2)画出图1－20中A受力分析图，已知A静止．图③④中F的方向竖直且F＜G．(3)被踢出去的足球，在空中飞行受到几个力的作用？(空气阻力不计)并作出力的示意图．(4)画出图1－21各图中A物体的受力分析图，已知A静止且各接触面光滑．(5)画出图1－22中A 、B 的受力图，A 和B 用绳子连结，在水平拉力F 的作用下物体A 和B 沿桌面匀速运动．(6)分别画出图1－23中，半径为r 的光滑球A 的受力示意图，并说明四幅图中A 球受力情况可能相同的有哪些？★滚动训练★(7)如图1－24所示，物体A 与B 相对静止，共同沿斜面匀速下滑，则：A ．A 、B 间无摩擦力； B ．B 对A 的静摩擦力沿斜面向上；C ．斜面对B 的滑动摩擦力沿斜面向上；D ．物体B 受到五个力的作用．(8)一只青蛙，蹲在置于水平地面上的长木板一端，并沿板的方向朝另一端跳，在下列情况下，青蛙一定不能跳过长木板的是：A ．木板的上表面光滑而下表面粗糙；B ．木板的上表面粗糙而底面光滑；C ．木板上、下两表面都粗糙；D ．木板上、下两表面都光滑．五、力的合成【例1】如图1－25甲，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力都是2000N ，夹角是60°，求这两个拉力的合力．【分析和解答】按作图法取4mm 长表示500N 的力，O 点表示物体，作出平行四边形如图1－25乙所示．量得对角线长为28mm ，故合力F 的大小为428×500N ＝3500N ，合力的方向沿两分力F 1和F 2的夹角的平分线．本题作出的平行四边形是菱形，我们也可用计算法求合力F ．如图1－25丙所示，直角三角形OAD 中，OD 表示合力F 的一半，∠AOD ＝30° 由直角三角形知识得：2F ＝F 1cos30° ∴ F ＝2(F 1cos30°)＝2×2000×0.866N ＝3464N ．比较这两种解法可见，在测量误差允许范围内，所得的结果是一致的．【例2】大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F，则有：A．合力F一定大于任一个分力； B．合力的大小既可等于F1，也可等于F2；C．合力有可能小于任一个分力； D．合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小．【分析和解答】正确答案是BCD．分析此题时，我们可以这样考虑，题目要求判断的是在任意夹角下合力与分力的联系，不需要求解详细数值，因此我们不必画出各种夹角下的很多个平行四边形来加以判断，我们可以取一些极特殊的数值来分析：当F1和F2的夹角是0°时，合力最大F大＝F1＋F2，当F1和F2的夹角是180°(即反向)时，合力最小F小＝|F1－F2|，因此F1和F2的合力数值的变化范围是|F1－F2|≤F≤(F1＋F2)，若取F1＝2N，F2＝3N(取些较简单的数)则1N≤F≤5N．当F1与F2夹角为180°时，合力小于分力，应排除A同时知C答案正确；对B答案，由合力的变化范围可知正确；对D答案，当F1和F2的夹角为最小值(0°)时，合力最大，当F1与F2的夹角为最大值(180°)时，合力最小，可见，随着F1与F2的夹角增大合力F反而减小．●课堂针对训练●(1)关于分力与合力的说法中，正确的是：A．分力与合力同时作用于物体上；B．分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的效果相同；C．合力总是大于分力；D．两个分力夹角在0°到180°之间时，夹角越大，合力越小．(2)两个共点力，大小都是50N，如果要使这两个力的合力也是50N，这两个力之间的夹角应为：A．30°；B．45°；C．90°；D．120°(3)两个共点力的大小都是F，其合力的大小：A．一定大于F； B．一定小于F；C．由F及两个力间的夹角决定；D．一定满足0≤F合≤2F．(4)一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F＝5N的力竖直向上拉该物体时，如图1－26所示，物体受到的合力为：A．15N；B．25N；C．20N；D．0．(5)两个共点力的合力最大为15N，最小为5N，则这两个力的大小分别是多少？如果这两个力的夹角是90°，则合力的大小为多少？(6)六个共点力大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相互间夹角均为60°，如图1－27所示，则它们的合力的大小和方向．7)有三个力，一个力是12N，一个力是5N，一个力是8N，有关这三个力的合力的下列说法中正确的是：A．合力的最小值是1N；B．合力的最小值是0；C．合力不可能是20N；D．合力不可能是30N．(8)已知两个力的大小分别为3N和4N，用作图法求出图1－28所示几种情况下的合力．(9)有两个大小相等的共点力，当它们间的夹角为90°时合力为F，则当它们间的夹角为120°时，合力的大小为多少？★滚动训练★(10)如图1－29，A、B、C三个物体叠放在桌面上，在A的上面再加一个作用力F，则C物体受到竖直向下的作用力除了自身的重力之外还有：A．1个力；B．2个力；C．3个力；D．4个力．(11)如图1－30所示，物体以一定的初速度沿光滑斜面上滑过程中，受到的力有：A．向上的冲力；B．重力；C．斜面的支持力；D．向下的滑力．六、力的分解【例1】图1－31甲中，电灯的重力G＝10N，AO绳与顶板间夹角为45°，BO绳水平，则AO 绳所受的拉力F1和BO绳所受的拉力F2各为多大？【分析和解答】先分析物理现象：为什么绳AO、BO受到拉力呢？原因是由于OC绳受到电灯的拉力才使AO、BO绳张紧产生拉力，因此OC绳的拉力产生了两个效果，一是沿AO向下的拉紧AO的分力F1；二是沿BO向左的拉紧BO绳的分力F2，画出平行四边形如图1一31乙所示，因为OC拉力等于电灯重力，因此由几何关系得：F1＝G/sin45°＝102N，F2＝Gcot45°＝10N．【例2】在倾角α＝30°的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G＝20N的光滑圆球，如图1－32甲所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力．【分析和解答】先分析物理现象，为什么挡板和斜面受压力呢？原因是球受到向下重力作用，这个重力总是欲使球向下运动，但是由于挡板和斜面的支持，球才保持静止状态，因此球的重力产生了两个作用效果，如图1－32乙所示，故产生两个分力：①使球垂直压紧挡板的力F1；②使球垂直压紧斜面的力F2．由几何知识可得，F1＝Gtanα，F2＝G/cosα．F1和F2分别等于球对挡板和斜面的压力．【总结提高】在进行力的分解时，要先把这个力的作用效果(即两个分力的方向)一一分清．●课堂针对训练●(1)关于力的分解，下列说法正确的是：A．力的分解其本质就是用同时作用于物体的几个力产生的效果代替某一个力的作用效果；B．分力可能大于合力；C．力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则；D．分解一个力往往根据它产生的效果来分解它．(2)在已知的一个力的分解中，下列情况具有唯一解的是：A．已知两个分力的方向，并且不在同一直线上； B．已知一个分力的大小和方向；C．已知一个分力的大小和另一个分力的方向； D．已知两个分力的大小．(3)将一个力F分解为两个不为零的力，下列哪种或哪些分解方法是不可能的？A分力之一垂直于F； B．两个分力与F都在一直线上；C．一个分力的大小与F的大小相同； D．一个分力与F相同．(4)对一个方向向东，大小为4N的力沿直线分解，若其中一个分力的大小为2N，则另一个分力(方向向东)的大小可能为：A．1N；B．2N；C．6N；D．7N．(5)如图1－33所示，绳子MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO＞NO，则在不断增加重物G的重力过程中(绳OG不会被拉断)A．ON先被拉断； B．OM先被拉断；C．OM与ON同时被拉断； D．无法确定哪条绳子先被拉断．(6)如图1－34所示，重10N的木块被水平绳AB系住静止在倾角为30°的光滑斜面上，求斜面对木块的支持力及AB绳对木块的拉力．(7)为了把陷在泥坑里的汽车拉出来，司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上，开始。

圆周运动之传动模型高三物理一轮复习专题

圆周运动之传动模型高三物理一轮复习专题

一.必备知识1．常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。

(2)摩擦(齿轮)传动：如图丙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。

(3)同轴转动：如图丁所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA＝ωB。

2.解决传动问题的关键(1)确定属于哪类传动方式，抓住传动装置的特点。

①同轴转动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；②皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：齿轮传动和不打滑的摩擦(皮带)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

(2)结合公式v＝ωr，v一定时ω与r成反比，ω一定时v与r成正比，判定各点v、ω的比例关系。

假设判定向心加速度a n的比例关系，可巧用a n＝ωv这一规律。

二.传动模型例题及对点演练〔一〕例题例1如下图的皮带传动装置中，右边两轮连在一起同轴转动。

图中三轮半径的关系为：r1＝2r2，r3＝1.5r1，A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，那么A、B、C三点的线速度之比为________；角速度之比为________；周期之比为________。

思维引导：(1)A 、B 两点位于两轮边缘靠皮带传动，那么v A 与v B 有什么关系？ωA 与ωB 有什么关系？提示：v A ＝v B ，ωA ωB ＝r 2r 1。

(2)B 、C 为同轴转动的两点，v B 与v C 、ωB 与ωC 的关系是什么？ 提示：v B v C ＝r 2r 3，ωB ＝ωC 。

案答： 1∶1∶3__1∶2∶2__2∶1∶1解析：因为两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内A 、B 两点转过的弧长相等，即v A＝v B ，由v ＝ωr 知ωA ωB ＝r 2r 1＝12，又B 、C 是同轴转动，相等时间内转过的角度相等，即ωB ＝ωC ，由v ＝ωr 知v B v C ＝r 2r 3＝12r 11.5r 1＝13。