高考熱點專題(二)從四個角度剖析摩擦力 【熱點概述【熱點概述】摩擦力的理解和分析是中學物理的一個重點，也是一個難點，摩擦力的理解和分析是中學物理的一個重點，也是一個難點，更是高考的熱點。要掌握好這個重點，突破這個難點，應注意更是高考的熱點。要掌握好這個重點，突破這個難點，應注意摩擦力的分類、性質及作用。準確理解摩擦力的概念，對我們摩擦力的分類、性質及作用。準確理解摩擦力的概念，對我們正確解決受力分析、共點力的平衡、牛頓運動定律及能量守恒正確解決受力分析、共點力的平衡、牛頓運動定律及能量守恒等問題有很重要的作用。等問題有很重要的作用。【熱點透析【熱點透析】1.1.摩擦力的分類摩擦力的分類摩擦力分靜摩擦力和滑動摩擦力。因摩擦力總是阻礙相互接觸摩擦力分靜摩擦力和滑動摩擦力。因摩擦力總是阻礙相互接觸的物體間的相對運動或相對運動趨勢，與物體的運動情況無必的物體間的相對運動或相對運動趨勢，與物體的運動情況無必然聯(lián)系，故靜止的物體受到的摩擦力可能是滑動摩擦力，運動然聯(lián)系，故靜止的物體受到的摩擦力可能是滑動摩擦力，運動的物體受到的摩擦力也可能是靜摩擦力。的物體受到的摩擦力也可能是靜摩擦力。【例證【例證1 1】如圖所示，如圖所示，B B置于光滑的水平面上，置于光滑的水平面上，A A置于置于B B的上面，的上面，且且A A、B B接觸面粗糙。在（接觸面粗糙。在（1 1）中）中A A、B B在水平力在水平力F F作用下，一起向作用下，一起向右做加速運動，在（右做加速運動，在（2 2）中）中A A用輕繩水平拉住，用輕繩水平拉住，B B在在F F的作用下，的作用下，向右運動。試分析向右運動。試分析A A、B B之間的摩擦力。之間的摩擦力?！窘馕觥窘馕觥吭冢ㄔ冢? 1）中）中A A、B B一起向右做加速運動，但一起向右做加速運動，但A A與與B B保持相保持相對靜止，對靜止，A A向右做加速運動，必受到向右的力的作用，這個力向右做加速運動，必受到向右的力的作用，這個力就是就是B B給給A A的向右的靜摩擦力。的向右的靜摩擦力。在（在（2 2）中，）中，B B相對于相對于A A向右運動，向右運動，A A相對地面靜止不動，相對地面靜止不動，A A、B B之之間的摩擦力是滑動摩擦力，間的摩擦力是滑動摩擦力，B B給給A A向右的滑動摩擦力。向右的滑動摩擦力。答案：答案：（1 1）中）中B B與與A A之間的摩擦力為靜摩擦力之間的摩擦力為靜摩擦力（2 2）中）中B B與與A A之間的摩擦力為滑動摩擦力之間的摩擦力為滑動摩擦力2.2.摩擦力的方向摩擦力的方向摩擦力的方向總是與接觸面相切，靜摩擦力的方向與相互接觸摩擦力的方向總是與接觸面相切，靜摩擦力的方向與相互接觸的物體間的相對運動趨勢的方向相反；滑動摩擦力的方向與相的物體間的相對運動趨勢的方向相反；滑動摩擦力的方向與相互接觸的物體間的相對運動方向相反，而不一定與物體的運動互接觸的物體間的相對運動方向相反，而不一定與物體的運動方向相反。故摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同，可能方向相反。故摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同，可能與物體的運動方向相反，還可能與物體的運動方向成一夾角。與物體的運動方向相反，還可能與物體的運動方向成一夾角?！纠C【例證2 2】如圖所示，物體如圖所示，物體A A放在勻速轉動的圓盤上并與圓盤相放在勻速轉動的圓盤上并與圓盤相對靜止，試判斷對靜止，試判斷A A所受靜摩擦力的方向。若圓盤加速轉動時，所受靜摩擦力的方向。若圓盤加速轉動時，A A與圓盤間有相對滑動時，試分析與圓盤間有相對滑動時，試分析A A所受摩擦力的方向。所受摩擦力的方向?！窘馕觥窘馕觥繉 A進行受力分析：受豎直向下的重力和豎直向上的進行受力分析：受豎直向下的重力和豎直向上的支持力，支持力，A A隨圓盤一起做勻速圓周運動時，需要的向心力就只隨圓盤一起做勻速圓周運動時，需要的向心力就只由圓盤對由圓盤對A A的靜摩擦力提供，方向指向圓心。摩擦力的方向與的靜摩擦力提供，方向指向圓心。摩擦力的方向與物體的運動方向成物體的運動方向成9090角。若圓盤加速轉動時，角。若圓盤加速轉動時，A A與圓盤間有與圓盤間有相對運動，相對運動，A A與圓盤間的摩擦力為滑動摩擦力，滑動摩擦力的與圓盤間的摩擦力為滑動摩擦力，滑動摩擦力的方向與相對滑動的方向相反。方向與相對滑動的方向相反。答案：答案：圓盤勻速轉動時摩擦力的方向與物體的運動方向成圓盤勻速轉動時摩擦力的方向與物體的運動方向成 9090角，始終指向圓心角，始終指向圓心; ;加速轉動時摩擦力的方向與相對滑動加速轉動時摩擦力的方向與相對滑動的方向相反。的方向相反。3.3.摩擦力的大小摩擦力的大小物體受到的摩擦力可能是靜摩擦力，也可能是滑動摩擦力，故物體受到的摩擦力可能是靜摩擦力，也可能是滑動摩擦力，故在計算摩擦力的大小時，必須先分析物體的運動狀態(tài)，判明物在計算摩擦力的大小時，必須先分析物體的運動狀態(tài)，判明物體間是相對滑動還是相對靜止，因為靜摩擦力的大小隨著物體體間是相對滑動還是相對靜止，因為靜摩擦力的大小隨著物體相對運動趨勢強弱變化而變化，取值在相對運動趨勢強弱變化而變化，取值在0 0與最大靜摩擦力與最大靜摩擦力f fmaxmax之之間；滑動摩擦力就只能用公式間；滑動摩擦力就只能用公式f=Nf=N計算。計算?！纠C【例證3 3】一木塊靜止在水平桌面上，已知木塊重為一木塊靜止在水平桌面上，已知木塊重為10N10N，木塊，木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.20.2，最大靜摩擦力為，最大靜摩擦力為2.2N2.2N，求：，求：（1 1）用）用1.5N1.5N的水平力拉木塊時，木塊受到的摩擦力有多大？的水平力拉木塊時，木塊受到的摩擦力有多大？（2 2）要使木塊由靜止開始運動，至少要用多大的水平拉力？）要使木塊由靜止開始運動，至少要用多大的水平拉力？（3 3）木塊在桌面上滑動后，使水平拉力大小變?yōu)椋┠緣K在桌面上滑動后，使水平拉力大小變?yōu)?.5N1.5N，木塊，木塊受到多大的摩擦力？受到多大的摩擦力？【解析【解析】木塊與桌面間的最大靜摩擦力木塊與桌面間的最大靜摩擦力f fmaxmax=2.2N=2.2N，而滑動摩擦，而滑動摩擦力的大小為力的大小為f=mgf=mg=0.2=0.210N=2.0N10N=2.0N。（1 1）因）因F F1 1=1.5Nf=1.5Nfmaxmax，故木塊受到的是靜摩擦力，則，故木塊受到的是靜摩擦力，則f f1 1=F=F1 1= =1.5N1.5N。（2 2）要使木塊由靜止開始運動，水平拉力必須大于最大靜摩）要使木塊由靜止開始運動，水平拉力必須大于最大靜摩擦力，故至少要擦力，故至少要2.2N2.2N。（3 3）木塊在桌面滑動后，木塊受到的是滑動摩擦力）木塊在桌面滑動后，木塊受到的是滑動摩擦力F F2 2=f=mg=f=mg=0.2=0.210N=2.0N10N=2.0N。答案：答案：（1 1）1.5N 1.5N （2 2）2.2N 2.2N （3 3）2.0N2.0N4.4.摩擦力的作用摩擦力的作用摩擦力既可作動力，又可作阻力，因此摩擦力既可做正功，又摩擦力既可作動力，又可作阻力，因此摩擦力既可做正功，又可做負功。一對靜摩擦力做功，機械能不發(fā)生轉化；一對滑動可做負功。一對靜摩擦力做功，機械能不發(fā)生轉化；一對滑動摩擦力做的總功等于系統(tǒng)減少的機械能，等于轉化的內能。摩擦力做的總功等于系統(tǒng)減少的機械能，等于轉化的內能。【例證【例證4 4】如圖，質量為如圖，質量為m m的小木塊的小木塊A A以水平初速度以水平初速度v v0 0沖上質量沖上質量為為M M，長為，長為l，置于光滑水平面上的木板，置于光滑水平面上的木板B B上，并正好不從上，并正好不從B B上掉上掉下，下，A A、B B間的動摩擦因數(shù)為間的動摩擦因數(shù)為。求此過程產生的內能。求此過程產生的內能?！窘馕觥窘馕觥緼 A滑上滑上B B后，后，A A、B B之間的滑動摩擦力的方向如圖所示，之間的滑動摩擦力的方向如圖所示，其大小其大小f=f=mgf=f=mg。設當。設當A A恰好滑到恰好滑到B B的末端時，二者具有共同的末端時，二者具有共同速度速度v v。對對A A：f f與木塊的運動方向相反，做負功，與木塊的運動方向相反，做負功，W W1 1=fs=fsm m；由動能定理：由動能定理：W W1 1= m= m（v v2 2- - ） 對對B B：ff與木板的運動方向相同，做正功，與木板的運動方向相同，做正功，W W2 2=fs=fsM M；由動能定理：由動能定理：W W2 2= Mv= Mv2 2 1220v12摩擦力對系統(tǒng)所做的功：摩擦力對系統(tǒng)所做的功：W=WW=W1 1+W+W2 2=mg=mg（s sM M-s-sm m）=-mg=-mgl 將將代入代入得滑動摩擦力對系統(tǒng)所做的功：得滑動摩擦力對系統(tǒng)所做的功：W=-mgW=-mgl= m + = m + （M+mM+m）v v2 2此過程產生的內能：此過程產生的內能：E=-W= m - E=-W= m - （M+mM+m）v v2 2答案：答案： m - m - （M+mM+m）v v2 212121212121220v20v20v【熱點集訓【熱點集訓】1.1.一個斜面體上擱置一根只能沿豎直方向運動的直桿，桿與斜一個斜面體上擱置一根只能沿豎直方向運動的直桿，桿與斜面體的接觸面粗糙，在斜面體水平向右運動過程中，發(fā)現(xiàn)桿勻面體的接觸面粗糙，在斜面體水平向右運動過程中，發(fā)現(xiàn)桿勻加速上升，如圖所示，關于斜面體對桿的作用力，下列判斷正加速上升，如圖所示，關于斜面體對桿的作用力，下列判斷正確的是確的是( )( )A.A.斜面體對桿的滑動摩擦力沿斜面向下斜面體對桿的滑動摩擦力沿斜面向下B.B.斜面體對桿的滑動摩擦力沿斜面向上斜面體對桿的滑動摩擦力沿斜面向上C.C.斜面體對桿的作用力豎直向上斜面體對桿的作用力豎直向上D.D.斜面體對桿的作用力豎直向下斜面體對桿的作用力豎直向下【解析【解析】選選A A。桿勻加速上升，斜面體水平向右運動，桿相對。桿勻加速上升，斜面體水平向右運動，桿相對于斜面體斜向上滑動，因此桿受的摩擦力沿斜面向下，于斜面體斜向上滑動，因此桿受的摩擦力沿斜面向下，A A對、對、B B錯；桿受的支持力垂直于斜面向上，桿受斜面體的作用力斜向錯；桿受的支持力垂直于斜面向上，桿受斜面體的作用力斜向右上方，右上方，C C、D D錯誤。錯誤。2.2.如圖所示，質量如圖所示，質量m m1 1=20kg=20kg和和m m2 2=50kg=50kg的兩物體的兩物體A A、B B，疊放在動，疊放在動摩擦因數(shù)為摩擦因數(shù)為0.400.40的粗糙水平地面上，一處于水平位置的輕彈簧，的粗糙水平地面上，一處于水平位置的輕彈簧，勁度系數(shù)為勁度系數(shù)為200N/m200N/m，一端固定于墻壁，另一端與，一端固定于墻壁，另一端與A A物體相連，物體相連，彈簧處于自然狀態(tài)，現(xiàn)用一水平推力彈簧處于自然狀態(tài)，現(xiàn)用一水平推力F F作用于作用于B B物體上，使它慢物體上，使它慢慢地向墻壁一側移動，取慢地向墻壁一側移動，取g=10m/sg=10m/s2 2，當移動，當移動0.50m 0.50m 時，兩物體時，兩物體間開始相對滑動，這時水平推力間開始相對滑動，這時水平推力F F的大小為的大小為( )( )A.80N B.280NA.80N B.280NC.380N D.100NC.380N D.100N【解析【解析】選選C C。兩物體開始相對滑動，則。兩物體開始相對滑動，則A A受到向左的滑動摩擦受到向左的滑動摩擦力，大小為力，大小為1 1m m1 1g g，但，但A A、B B間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)1 1未知，故不能求未知，故不能求出，采用整體法，當兩物體間開始相對滑動，它們之間的摩擦出，采用整體法，當兩物體間開始相對滑動，它們之間的摩擦力可視為內力，以力可視為內力，以A A、B B為一整體，分析受力有：為一整體，分析受力有：F=F=（m m1 1+m+m2 2）g+kxg+kx=0.40=0.40（20+5020+50）10N+20010N+2000.50N=0.50N=380N380N。選項。選項C C正確。正確。