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高考数学难点解析|磨擦力的理解和应用

更新时间:2023-10-15 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

磨擦力IpE物理好资源网(原物理ok网)

两个互相接触的物体,当它们对运动或具有相对运动的趋势时,都会在接触面上形成制约相对运动或相对运动趋势的力。IpE物理好资源网(原物理ok网)

形成的条件IpE物理好资源网(原物理ok网)

①接触面粗糙IpE物理好资源网(原物理ok网)

②接触且挤压IpE物理好资源网(原物理ok网)

③接触面间有相对运动(或相对运动趋势)IpE物理好资源网(原物理ok网)

方向IpE物理好资源网(原物理ok网)

①静磨擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。IpE物理好资源网(原物理ok网)

②滑动磨擦力的方向总跟接触面相切摩擦力做功的公式,并与相对运动方向相反。IpE物理好资源网(原物理ok网)

注意IpE物理好资源网(原物理ok网)

(1)“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。IpE物理好资源网(原物理ok网)

滑动磨擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一倾角。IpE物理好资源网(原物理ok网)

(2)滑动磨擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。IpE物理好资源网(原物理ok网)

磨擦力的大小IpE物理好资源网(原物理ok网)

①静磨擦力IpE物理好资源网(原物理ok网)

静磨擦力随拉力的变化而变化,但是F静=F。当拉力减小到某一值时侯,物体就要滑动,此时静磨擦力达到最大值,我们把Fmax称为最大静磨擦力。IpE物理好资源网(原物理ok网)

最大静磨擦力略小于滑动磨擦力。IpE物理好资源网(原物理ok网)

静磨擦力的取值范围:0<f≤FmaxIpE物理好资源网(原物理ok网)

②滑动磨擦力IpE物理好资源网(原物理ok网)

当一个物体在另一个物体表面滑动时,会遭到另一个物体制约它滑动的力,这些力称作滑动磨擦力IpE物理好资源网(原物理ok网)

方向:顺着接触面,而且跟物体的相对运动的方向相反。IpE物理好资源网(原物理ok网)

大小:滑动磨擦力跟压力成反比,也就是两个物体表面间的垂直斥力成反比。IpE物理好资源网(原物理ok网)

公式:F=μFNIpE物理好资源网(原物理ok网)

μ叫动磨擦质数,它与互相接触的两个物体的材料有关,还与接触面的情况(粗糙程度等)有关。IpE物理好资源网(原物理ok网)

注意IpE物理好资源网(原物理ok网)

①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定。IpE物理好资源网(原物理ok网)

②μ与接触面的材料、接触面的情况有关。IpE物理好资源网(原物理ok网)

③滑动磨擦力大小,与相对运动的速率大小无关。IpE物理好资源网(原物理ok网)

摩擦力做功的计算_摩擦力做功的公式_摩擦力做功讲解视频IpE物理好资源网(原物理ok网)

③滚动磨擦IpE物理好资源网(原物理ok网)

一个物体在另一个物体表面上滚动时形成的磨擦。当压力相同时,滚动磨擦比滑动磨擦小好多。IpE物理好资源网(原物理ok网)

磨擦力的疗效IpE物理好资源网(原物理ok网)

总是制约物体间的相对运动(或相对运动趋势),但并不总是制约物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。IpE物理好资源网(原物理ok网)

说明:滑动磨擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速率和加速度无关,只由动磨擦质数和正压力两个诱因决定,而动磨擦质数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关。IpE物理好资源网(原物理ok网)

静磨擦力做功的特征IpE物理好资源网(原物理ok网)

1、静磨擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。IpE物理好资源网(原物理ok网)

2、在静磨擦力做功的过程中,只有机械能的互相转移(静磨擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其他方式的能。IpE物理好资源网(原物理ok网)

3、相互作用的系统内,一对静磨擦力所做功的代数和总为零。IpE物理好资源网(原物理ok网)

滑动磨擦力做功的特征IpE物理好资源网(原物理ok网)

1、滑动磨擦力可以不做功IpE物理好资源网(原物理ok网)

若相对运动的两物体之一对地面静止,则滑动磨擦力对该物体不做功。IpE物理好资源网(原物理ok网)

2、滑动磨擦力可以做正功IpE物理好资源网(原物理ok网)

如:客车车箱内放一木架,客车忽然加速,木架相对卡车向后滑动,但相对地面向前运动,则客车对木架的滑动磨擦力做正功。IpE物理好资源网(原物理ok网)

3、滑动磨擦力可以做负功IpE物理好资源网(原物理ok网)

如:客车车箱内放一木架,客车忽然加速,木架相对卡车向后滑动,但相对地面向前运动,则木架对客车的滑动磨擦力对客车做负功。IpE物理好资源网(原物理ok网)

4、相互作用的系统内,一对滑动磨擦力所做的功总不为零,其绝对值恰等于滑动磨擦力与相对位移的乘积,即等于系统损失的机械能。IpE物理好资源网(原物理ok网)

5、一对滑动磨擦力做功的过程中,能量的转化有两种情况:一是互相磨擦的物体之间机械能的转移;二是机械能转化为内能,转化为内能的量值等于滑动磨擦力与相对位移的乘积。IpE物理好资源网(原物理ok网)

斜面上磨擦力做功的特征IpE物理好资源网(原物理ok网)

模型:单个物体在斜面上滑动,不受其它外力作用时,滑动磨擦力做功Wf=-μGx(x为物体运动的水平位移)。IpE物理好资源网(原物理ok网)

特征:IpE物理好资源网(原物理ok网)

①一个物体在斜面上滑动;IpE物理好资源网(原物理ok网)

②FN=mgcosα;IpE物理好资源网(原物理ok网)

③摩擦力为阻力;IpE物理好资源网(原物理ok网)

④摩擦阻力做功为Wf=-μGx(x为物体运动的水平位移);IpE物理好资源网(原物理ok网)

⑤μ=h/XIpE物理好资源网(原物理ok网)

习题练习IpE物理好资源网(原物理ok网)

例1、如图1所示,铁块A置于木板B上表面下端,现用水平恒力F将A拉至B的右端,已知A、B间的磨擦力大小为f。第一次将木板固定在地面上,f对A做功数值为W1,这次过程中形成热量为Q1;第二次木板B可以在光滑水平地面上自由滑动,这一次f对A做功数值为W2,此过程中形成热量为Q2,则()IpE物理好资源网(原物理ok网)

A、W1IpE物理好资源网(原物理ok网)

B、W1≠W2,Q1=Q2IpE物理好资源网(原物理ok网)

C、W1IpE物理好资源网(原物理ok网)

D、Wl=W2,Q1IpE物理好资源网(原物理ok网)

解析:IpE物理好资源网(原物理ok网)

设木板长为L,铁块周长为a,当木板固定时,磨擦力f对A做负功,大小为W1=f(L-a)IpE物理好资源网(原物理ok网)

该过程形成的热量Q1=W1=f(L-a)IpE物理好资源网(原物理ok网)

当木板B可以在光滑水平面上运动时,在A被拉至木板右端的过程中,木板将往右联通,设联通距离为l,此过程中A相对于B的位移仍为(L-a)摩擦力做功的公式IpE物理好资源网(原物理ok网)

如图1所示IpE物理好资源网(原物理ok网)

磨擦力f对A做负功,大小为W2=f(L+l-a)IpE物理好资源网(原物理ok网)

木板遭到的磨擦力f对木板做正功WB,WB=fl使木板的动能减小。IpE物理好资源网(原物理ok网)

A、B组成的系统,磨擦力做功的代数和为负值,大小为Wf=f(L-a),此过程中形成的热量Q2=f(L-a)。IpE物理好资源网(原物理ok网)

所以W1。IpE物理好资源网(原物理ok网)

2.如图3所示,质量为m的木板(足够长)以速率v在光滑水平面上向左运动,一质量也为m的小铁块以同样大小的速率从木板上端往右运动,若它们之间的动磨擦质数为IpE物理好资源网(原物理ok网)

,求小铁块能在长木板上滑行多远?IpE物理好资源网(原物理ok网)

剖析:将木板与铁块视为系统,此系统动量为零,由动量守恒定理可知,当小铁块相对于木板静止时,小铁块和木板也相对地面静止。按照滑动磨擦力做功的特征得IpE物理好资源网(原物理ok网)

此即小铁块在长木板上滑行的距离。IpE物理好资源网(原物理ok网)

3.如图所示,B物体在拉力F的作用下向左运动,在运动的过程中,A、B间有互相作用的磨擦力,则磨擦力做功的情况是:IpE物理好资源网(原物理ok网)

A.A、B都克服磨擦力做功IpE物理好资源网(原物理ok网)

B.磨擦力对A不做功,B克服磨擦力做功IpE物理好资源网(原物理ok网)

C.磨擦力对A做功,B克服磨擦力做功IpE物理好资源网(原物理ok网)

D.磨擦力对A、B都不做功IpE物理好资源网(原物理ok网)

解析IpE物理好资源网(原物理ok网)

做功的两个必要诱因是力和在力的方向上通过一段位移,当B向左联通时,A没有动,故AB之间的磨擦力对A没有做功;IpE物理好资源网(原物理ok网)

B物体遭到的磨擦力方向与运动方向相反,故磨擦力对B做负功,即B克服磨擦力做功;IpE物理好资源网(原物理ok网)

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