高三物理第一轮复习第二章第1讲重力 弹力 摩擦力

第1讲重力弹力摩擦力第二章高考导航考纲直击1．滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力(Ⅰ)2．形变、弹力、胡克定律(Ⅰ)3．矢量和标量(Ⅰ)4．力的合成与分解(Ⅱ)5．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复习建议1．理解重力、弹力、摩擦力三种重要性质力的产生条件，会用假设法判断弹力或静摩擦力的有无及方向，掌握滑动摩擦力和静摩擦力不同的计算方法．2．受力分析是解决物理问题的前提，力的合成和分解是解决问题的基本方法．3．本章的重点是力的平衡，要掌握多种解决平衡问题的方法，如整体法与隔离法，正交分解法，相似三角形法，图解法等．4．本章常与牛顿运动定律，动能定理，能量守恒定律等重要考点相结合，综合性较强，能力要求高．学之趣兴趣是最好的老师基础梳理一、力的概念力的概念力是物体与物体间的________，一个物体受到力的作用，一定有另一个物体对它施加这种作用，脱离物体的力是不存在的力的四种属性________、物质性、________和瞬时性．________和物质性反映力不能离开物体而独立存在；______强调力是有方向的量；瞬时性是说明力的产生与消失依外部条件决定相互作用相互性矢量性相互性矢量性力的效果使受力的物体___________________，或者使物体__________力的分类①按性质分类，____________________________________________________等七种性质力；简记：重弹摩分电磁核②按效果分类，如_______________________________________________等．③按力的作用对象分类：内力和外力力的单位______，用N表示力的矢量性大小、方向、作用点是力的三要素；简记：力三要素大方点.运动状态发生改变发生形变重力、弹力、摩擦力、电场力、分子力、磁场力、核力浮力、动力、阻力支持力、压力、拉力、牛顿二、力学中常见的三种性质的力1．重力(1)产生：重力是______________________．(2)大小：①重力和质量的关系______．②重力在数值上等于物体静止时对______________的压力或者对______的拉力．(3)重力的方向____________，但不一定指向地心．由于地球的吸引而产生的G＝mg水平支持面悬绳始终竖直向下2．弹力(1)产生：弹力是由于物体发生__________而产生的．(2)产生条件：①________________；②______________.(3)方向：某物体受到的弹力与自身形变的方向______；与施力物体恢复形变的方向______①压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被压或被支持物体．②绳的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向．③杆的弹力方向有多种可能方向，可拉，可压也可侧向用力．简记：压支垂面拉沿绳，杆可拉压也可侧弹性形变与其他物体接触发生弹性形变相同相同(4)胡克定律：①内容：在弹簧的弹性限度内，____________________________________________.②公式：F＝kx；k是弹簧的劲度系数，由弹簧本身决定．弹簧的弹力与弹簧伸长量或压缩量成正比3．摩擦力(1)定义：两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生__________或有_______________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，这种力叫摩擦力．相对运动相对运动趋势摩擦力滑动摩擦力静摩擦力定义两个发生___________的物体间的摩擦力两个有______________物体间的摩擦力产生条件①接触面粗糙②发生相对运动③存在弹力①接触面粗糙②有相对运动趋势③存在弹力大小滑动摩擦力跟______________________成正比，公式为______________静摩擦力随着两物体间相对运动趋势的强弱变化而在0～Fm之间变化(2)两种摩擦力的比较相对运动相对运动趋势物体受的正压力F＝μFN方向总是沿着接触面，并且与物体相对运动方向相反总是沿着接触面，并且与物体相对运动趋势方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动，但并不是阻碍物体的运动，对物体的运动，可以作动力，也可以作阻力总是阻碍物体间的相对运动趋势，但并不是阻碍物体的运动，对物体的运动，可以作动力，也可以作阻力思维激活思考1：弹力的方向与受力物体，施力物体的形变方向存在何种关系？思考2：动摩擦因数与接触面积有关吗？影响动摩擦因数的因素有哪些？温馨提示1性质相同的力，效果可以相同，也可以不同，效果相同的力，性质可以相同，也可以不相同．温馨提示2(1)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．(2)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动，即不一定是阻力．温馨提示3(1)轻杆对物体的弹力不一定沿杆方向，可成任意角度，具体要根据力与运动的关系进行分析和判断．(2)弹力是被动力，其大小和方向与物体所受的其他力的作用以及物体的运动状态有关．讲之道点线面构成知识链考点1弹力的大小与方向的判断考点归纳杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力.例题示范例1如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球．下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是A．小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上C．小车向右以加速度a运动时，一定有F＝masinθD．小车向左以加速度a运动时，F＝ma2＋mg2，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为α＝arctanag答案】D我来试试1.(1)若将上例中的斜杆换成细绳，小车以加速度a向右运动，求解绳子拉力的大小和方向．(2)若杆与小车通过铰链连接，杆对球的作用力大小和方向又将如何？答案(1)若将杆换成细绳，弹力的方向与竖直方向的夹角为arctanag，弹力的大小为mg2＋a2(2)若杆与小车通过铰链连接，弹力的方向与竖直方向的夹角为arctanag，弹力的大小为mg2＋a2小试身手11.(2014·广东卷)如图所示，水平地面上堆放着原木．关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向解析：M处支持力方向垂直于地面，因此竖直向上，N处的支持力方向垂直于原木P；M处受到的静摩擦力方向平行于地面；N处受到的静摩擦力方向平行于原木P．答案：A考点2弹簧弹力的分析和计算弹簧的弹力一般根据胡克定律计算，有时也根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿运动定律计算.例2[2011·新课标全国卷]一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为()A.F2－F1l2－l1B.F2＋F1l2＋l1C.F2＋F1l2－l1D.F2－F1l2＋l1【答案】C【解析】设弹簧原长为l0，根据胡克定律有F1＝k(l0－l1)，F2＝k(l2－l0)，解得：k＝F2＋F1l2－l1.我来试试2.如图所示，A、B两弹簧的劲度系数均为k，两球所受重力均为G，两弹簧的质量均不计，则两弹簧的伸长长度之和为()A.2GkB.GkC.3GkD.G2k答案C考点3摩擦力的分析与计算考点归纳分析计算摩擦力的大小和方向时，应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力．若是滑动摩擦力，则根据公式F＝μFN、力的平衡条件和牛顿第二定律进行分析计算，切记压力FN一般情况下不等于重力．若是静摩擦力，则只能根据力的平衡条件和牛顿第二定律进行分析计算，切记不能用公式F＝μFN计算静摩擦力.例题示范例3质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与该斜面间的动摩擦因数μtanθ，图中表示该物体的速度v和所受摩擦力F随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向)，可能正确的是()【答案】AC【解析】由于μtanθ，即μmgcosθmgsinθ考点4物体的受力分析考点归纳1.受力分析时要按照先重力，再弹力、摩擦力，后其他力的顺序进行．2．判断某个力存在与否的方法：(1)从力的概念出发寻找施力物体；(2)从力的性质角度寻找产生的原因；(3)根据力的效果寻找是否产生形变或改变运动状态.例题示范例4L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为()A．3B．4C．5D．6【答案】C【例5】如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为()A.3∶4B．4∶3C．1∶2D．2∶1解析：选两个小球及弹簧B作用一个整体进行受力分析，在水平方向有kxAsin30°＝kxC，则xAxC＝2，选项D正确．答案：D 例2如图所示,轻绳两端分别与A、C两物体相连接,mA=1kg,mB=2kg,mC=3kg,物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计.若要用力将C物体拉动,则作用在C物体上的(按最大静摩擦力等于滑动摩擦力计算)水平向左的拉力F最小为(取g=10m/s2) ()A.6NB.8NC.10ND.12N二、摩擦力大小的计算方法【规范全解】滑轮两边绳上的力相等,设为T,先根据整体法,对A、B、C整体研究,刚好拉动时,F最小,有F=2T+μ(mAg+mBg+mCg),对A研究,A刚运动时,T=μmAg,联立解得F=8N.【答案】B【规范全解】滑轮两边绳上的力相等,设为T,先根据整体法,对A、B、C整体研究,刚好拉动时,F最小,有F=2T+μ(mAg+mBg+mCg),对A研究,A刚运动时,T=μmAg,联立解得F=8N.【答案】B【名师点金】F最小与刚好拉动对应,刚好拉动时,物体之间达到最大静摩擦力.分别以A和A、B、C整体为研究对象列平衡方程求解.知识建构技能建构