【优化方案】高考物理一轮复习 第二章 第一节 重力 弹力 摩擦力课件

第二章相互作用2015高考导航考纲展示热点视角1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ2．形变、弹性、胡克定律Ⅰ3．矢量和标量Ⅰ4．力的合成和分解Ⅱ5．共点力的平衡Ⅱ实验二：探究弹力和弹簧伸长量的关系实验三：验证力的平行四边形定则1.本章内容主要包括重力、弹力、摩擦力、力的合成与分解、物体的平衡等知识．高考对本章知识的考查通常以选择题的形式出现，对理解能力要求较高．2．高考对本章考查频率较高的是摩擦力和物体的平衡两知识点，常与牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律相结合，有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结合,题目难度中等.3．本章知识还可以以现实生活中的现象为背景，或以高科技为背景考查一些综合性问题，这类问题是今后高考出题的方向.第一节重力弹力摩擦力一、力1．力的概念：物体与物体之间的_______作用．相互2．力的作用效果两类效果使物体发生_____.改变物体的__________.形变运动状态二、重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小：G＝mg.3．方向：总是__________．4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．特别提示：(1)重力的方向不一定指向地心．(2)并不是只有重心处才受到重力的作用．竖直向下三、弹力1．弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要__________，对与它接触的物体产生力的作用．(2)产生的条件①两物体__________；②发生__________．(3)方向：与物体形变方向_______．特别提示：产生弹力的两个物体一定接触，但两个接触的物体之间不一定产生弹力．恢复原状相互接触弹性形变相反2．胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成_______．(2)表达式：F＝kx.①k是弹簧的__________，单位为N/m；k的大小由弹簧__________决定．②x是弹簧长度的_______，不是弹簧形变以后的长度．正比劲度系数自身性质变化量四、摩擦力1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有__________或_________________时，在接触面上所受的阻碍__________或_________________的力．2．产生条件：接触面_______；接触面间有弹力；物体间有__________或__________________．3．大小：滑动摩擦力f＝_____，静摩擦力：0≤f≤fmax.4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向________.5．作用效果：阻碍物体间的__________或_____________．相对运动相对运动趋势相对运动相对运动趋势粗糙相对运动相对运动趋势μN相反相对运动相对运动趋势1.关于力的概念，下列说法正确的是()A．一个受力物体可能受到两个施力物体的作用力B．保持静止不动的物体，一定不受力的作用C．只有相互接触的物体之间才可能存在力的作用D．一个受力物体可以不对其他物体施力2．下列关于重力的说法中正确的是()A．物体只有静止时才受重力作用B．重力的方向总是指向地心C．地面上的物体在赤道上受的重力最小D．物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数一定等于物体的重力AC3－1.在下图中，a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是()B3－2.一根轻质弹簧，当它上端固定、下端悬挂重为G的物体时，长度为L1；当它下端固定在水平地面上，上端压一重为G的物体时，其长度为L2，则它的劲度系数是()A.GL1B.GL2C.GL1－L2D.2GL1－L2D4.质量为m的物体在水平面上，在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下，从静止开始沿水平面运动，如图所示，若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体()A．在F1的反方向上受到f1＝μmg的摩擦力B．在F2的反方向上受到f2＝μmg的摩擦力C．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为f＝2μmgD．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为f＝μmgD弹力的分析与计算1．弹力有无的判断方法(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况．(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力．(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．2．五种常见模型中弹力的方向常见的弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解．(2)根据力的平衡条件进行求解．(3)根据牛顿第二定律进行求解．(2014·宁德模拟)如图甲所示,轻杆OB可绕B点自由转动,另一端O点用细绳OA拉住，固定在左侧墙壁上，质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点，OA与轻杆的夹角∠BOA＝30°.乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上，另一端O装有小滑轮，用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物，图中∠BOA＝30°，求：(1)甲、乙两图的细绳OA拉力各是多大？(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大？(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大？[审题突破](1)甲图中的O点是死结还是活结？乙图中的呢?(2)甲图中杆受到的力一定沿杆吗？乙图中呢？[解析](1)由于图甲中的杆可绕B转动,是转轴杆(是“活杆”),故其受力方向沿杆方向，O点的受力情况如图甲所示，则O点所受绳子OA的拉力FT1、杆的弹力N1的合力与物体的重力是大小相等、方向相反的，在直角三角形中可得，FT1＝mg/sin30°＝2mg；图乙中是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的,由于O点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小，且AOC是同一段绳子，而同一段绳上的力处处相等，故乙图中绳子拉力为F′T1＝F′T2＝mg.(2)由甲图的受力的平行四边形可知，甲图中轻杆受的弹力为N′1＝N1＝mg/tan30°＝3mg.(3)对乙图中的滑轮受力分析，如图乙所示，由于杆OB不可转动，所以杆所受弹力的方向不一定沿OB方向．即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等，方向相反，由图乙可得，F2＝2mgcos60°＝mg，则所求力N″2＝N′2＝F2＝mg.[答案]见解析[总结提升]一般情况下,插入墙中的杆属于固定杆(如钉子)，弹力方向不一定沿杆．而用铰链相连的杆属于活动杆，弹力方向一定沿杆．1．在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接．下列说法正确的是()A．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙B．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁C．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙D．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁B摩擦力的分析与计算计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力．1．滑动摩擦力由公式F＝μN计算，应用此公式时要注意以下两点：(1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关．2．静摩擦力的计算(1)它的大小和方向都跟产生相对运动趋势的力密切相关，跟接触面相互挤压力N无直接关系，因此它具有大小、方向的可变性，变化性强是它的特点，对具体问题，要具体分析研究对象的运动状态，根据物体所处的状态(平衡、加速等)，由力的平衡条件或牛顿运动定律求解．(2)最大静摩擦力fmax：是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力．它的数值与N成正比，在N不变的情况下，fmax比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，而静摩擦力可在0～fmax间变化．如图所示，人重600N，木块A重400N，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1)人对绳的拉力大小；(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向．[审题突破]人和木块一起做匀速直线运动，分析受力时能不能视为一个整体？求人脚对A的摩擦力时二者还能视为一个整体吗？[解析]设绳子的拉力为FT，木块与地面间的摩擦力为fA.(1)取人和木块为整体，并对其进行受力分析，如图甲所示，由题意可知fA＝μ(mA＋m人)g＝200N.由于系统处于平衡状态，故2FT＝fA所以FT＝100N.(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示．由于人处于平衡状态，故FT＝f人＝100N由于人与木块A处于相对静止状态，故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力．由牛顿第三定律可知人脚对木块A的摩擦力方向水平向右，大小为100N.[答案](1)100N(2)100N方向水平向右乙[规律总结](1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析．(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的．(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力．2．如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同．三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示．则下列说法错误的是()A．A物体受到的摩擦力为零B．三个物体只有A物体受到的摩擦力为零C．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反D解析：A物体与传送带一起匀速运动,没有发生相对滑动,也没有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力,选项A正确；对B、C物体进行受力分析，可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsinθ，方向均沿传送带向上，选项B、C正确，D错误．3.(原创题)如图所示，斜面C固定在水平地面上，一斜劈形物体B放在斜面上，小物块A放在斜劈形物体B的水平面上，在不为零的水平力F作用下，物体A与B均保持静止．则下面说法错误的是()A．斜面对物体B的摩擦力方向可能沿斜面向下B．斜面对物体B可能没有摩擦力C．斜面对物体B的摩擦力方向可能沿斜面向上D．物体B可能受到三个力D解析：先对A、B整体分析，设A、B总质量为M，如果FcosθMgsinθ，则受到沿斜面向下的静摩擦力，选项A正确；如果Fcosθ＝Mgsinθ，则不受摩擦力，B正确；如果FcosθMgsinθ，则受到沿斜面向上的静摩擦力，选项C正确；B的受力情况可能为重力、斜面的支持力、A对B的压力、A对B的摩擦力(可能还有斜面给B的摩擦力)，故B的受力可能为4个或者5个，D错误．轻弹簧模型[规范解答]————————————该得的分一分不丢！位于A点和B点时物体受力分别如图甲、乙所示．设弹簧原长为L0.在A点时：k(L1－L0)＝mgsinθ＋μmgcosθ(4分)在B点时：k(L0－L2)＝μmgcosθ－mgsinθ(4分)两式相加得k(L1－L2)＝2μmgcosθ代入数据得μ＝0.14.(2分)[答案]0.14[建模感悟]中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”是理想化模型，具有如下几个特性：(1)胡克定律F＝kx中的x是指弹簧的形变量．(2)轻：即弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零．由此特点可知，同一弹簧的弹力大小处处相等．(3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能受拉力，不能受压力．(4)由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失．4．如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速