第一节-重力-弹力-摩擦力导学案

第二章相互作用考纲展示要求考纲解读形变、弹性、胡克定律Ⅰ1.本章内容的考查重点有：弹力、摩擦力的分析与计算，共点力平衡的条件及应用，涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法的应用等．2.考试命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ矢量和标量Ⅰ力的合成与分解Ⅱ共点力的平衡Ⅱ实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：验证力的平行四边形定则第一节重力弹力摩擦力考点一重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小：与物体的质量成，即G＝mg.可用测量重力．3．方向：总是．4．重心：其位置与其质量分布和形状有关．竖直向下弹簧秤正比•1．质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止(g取9.8N/kg)，则以下说法正确的是()•A．物体重力大小等于19.6N•B．物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力•C．剪断细绳后，物体不受任何力的作用•D．物体的各部分中，只有重心处受重力A•2.如图所示，一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙，底部有一阀门，打开阀门让细沙慢慢流出的过程中，球壳与细沙的共同重心将会()•A．一直下降•B．一直不变•C．先下降后上升•D．先上升后下降C考点二弹力1．产生条件(1)两物体相互．(2)两物体发生．弹性形变接触2．方向弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反．几种典型的弹力的方向如下：(1)压力：垂直于支持面而指向的物体．(2)支持力：垂直于支持面而指向的物体．(3)细绳的拉力：沿绳指向绳收缩的方向．(4)轻杆的弹力：不一定沿杆，要根据运动状态具体分析．被支持被压3．大小(1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律：F＝.(2)非弹簧类弹力大小应根据平衡条件或动力学规律求解．kx3．如图2－1－1所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确的是()A．弹簧发生拉伸形变B．弹簧发生压缩形变C．该弹力是小车形变引起的D．该弹力的施力物体是小车图2－1－1解析：小车受到水平向右的弹力作用，弹簧发生拉伸形变，该弹力是弹簧形变引起的，该弹力的施力物体是弹簧，选项A正确，B、C、D错误。答案：A•4．关于弹力，下面说法不正确的是()•A．两个弹性物体相互接触不一定会产生弹力•B．静止在水平面上的物体，对水平面的压力就是物体的重力•C．产生弹力的物体一定发生弹性形变•D．弹力的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹力越大C考点三弹力的方向判断与大小计算1．弹力有无的判断“四法”(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。(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。(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。(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。2．五种常见模型中弹力的方向可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析杆的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)指向受力物体点与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体面与面接触的弹力沿绳指向绳收缩的方向轻绳的弹力与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向弹簧两端的弹力弹力的方向常见的弹力3．计算弹力大小的三种方法(3)根据牛顿第二定律进行求解。(2)根据力的平衡条件进行求解。(1)根据胡克定律进行求解。轻杆、轻绳、轻弹簧模型轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型，与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位，且涉及的情景综合性较强，物理过程复杂，能很好地考查学生的综合分析能力，备受高考命题专家的青睐。即可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等只能发生微小形变形变特点模型特点模型图示轻弹簧轻绳轻杆三种模型一般不能发生突变可以发生突变可以发生突变大小突变特点可以提供拉力、推力只能提供拉力可提供拉力、推力作用效果特点一定沿弹簧轴线，与形变方向相反只能沿绳，指向绳收缩的方向不一定沿杆，可以是任意方向方向特点模型图示轻弹簧轻绳轻杆三种模型轻绳和轻杆弹力的分析技巧(2)轻杆可分为固定轻杆和有固定转轴(或铰链连接)的轻杆。固定轻杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向应根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律分析判断；有固定转轴的轻杆只能起到“拉”或“推”的作用，杆上弹力方向一定沿杆。(1)轻绳中间没有打结时，轻绳上各处的张力大小都是一样的；如果轻绳打结，则以结点为界分成不同轻绳，不同轻绳上的张力大小可能是不一样的。•5.下列图中各静止物体所受的弹力正确的是(各接触面均光滑)()A6.如图2－1－13所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()A．只有角θ变小，作用力才变大B．只有角θ变大，作用力才变大C．不论角θ变大或变小，作用力都是变大D．不论角θ变大或变小，作用力都不变图2－1－13解析：由于两侧细绳中拉力不变，若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小不变，选项D正确，A、B、C错误。答案：D•7．如图，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，正确是()•A．球在a、b两点处一定都受到支持力•B．球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力•C．球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力•D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定不受到支持力D8.(多选)如图2－1－3所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为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．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上D．小车向右匀加速运动时，一定有Fmg，方向可能沿杆向上图2－1－3[思维流程]――――――→牛顿第二定律物体平衡条件[解析]小车静止或匀速向右运动时，小球的加速度为零，合力为零，由平衡条件可得，杆对球的作用力竖直向上，大小为F＝mg，故A、B错误，C正确；若小车向右匀加速运动，小球的合力沿水平方向向右，由牛顿第二定律可得：Fy＝mg，Fx＝ma，F＝ma2＋mg2mg，tanα＝FxFy＝ag，当a的取值合适时，α可以等于θ，故D正确。[答案]CD小球的运动状态小球所受的合力确定弹力的大小和方向考点四．静摩擦力与滑动摩擦力(1)接触面____(2)接触处有____(3)两物体间有________(1)接触面____(2)接触处有____(3)两物体间有________趋势产生条件两的物体间的摩擦力两的物体间的摩擦力定义滑动摩擦力静摩擦力名称项目相对静止相对滑动粗糙弹力相对运动粗糙弹力相对运动总是阻碍物体间的相对运动总是阻碍物体间的相对运动趋势作用效果大小：F＝_____方向：与受力物体相对运动的方向_____大小：F≤Fmax方向：与受力物体相对运动趋势的方向_____大小、方向滑动摩擦力静摩擦力名称项目相反相反0μFN2．摩擦力与弹力的依存关系两物体间有摩擦力，物体间一定有弹力，两物体间有弹力，物体间不一定有摩擦力。9.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2－1－2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Ff1＝μmg的摩擦力B．在F2的反方向上受到Ff2＝μmg的摩擦力C．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff＝2μmgD．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff＝μmg图2－1－2解析：运动物体受到滑动摩擦力，大小为Ff＝μmg，方向与物体运动方向相反，即与F1、F2的合力方向相反，故D正确。答案：D考点五判断静摩擦力有无及方向的四种方法利用假设法判断的思维程序如下：(1)假设法(2)反推法此法的关键是抓住“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。(4)牛顿第三定律法此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。(3)状态法从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，从而判断静摩擦力的有无及方向。10.如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小A•11.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．μ1mgcosθ，方向平行于斜面向上•B．μ1mgcosθ，方向平行于斜面向下•C．μ2mgcosθ，方向平行于斜面向上•D．μ2mgcosθ，方向平行于斜面向下C(1)滑动摩擦力的计算方法最大静摩擦力Ffmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来。比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即Ffmax＝μFN。①最大静摩擦力Ffmax的计算：(2)静摩擦力的计算方法②结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或变速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。①滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN计算。考点六摩擦力大小的计算②一般静摩擦力的计算：一般静摩擦力Ff的大小和方向都与产生相对运动趋势的力密切相关，跟接触面间相互挤压的弹力FN无直接关系，因此Ff具有大小、方向的可变性。对具体问题要结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或变速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。(3)计算摩擦力大小的三点注意③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应用滑动摩擦力的计算公式Ff＝μFN时，注意动摩擦因数μ，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，FN为两接触面间的正压力，不一定等于物体的重力。①分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力。•12.如图所示，斜面为长方形的斜面体倾角为37°，其长为0.8m，宽为0.6m．一重为20N的木块原先在斜面体上部，当对它施加平行于AB边的恒力F时，刚好使木块沿对角线AC匀速下滑，求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)•(1)木块与斜面间的摩擦力为哪种摩擦力？木块所受摩擦力方向如何？•(2)匀速运动的木块一共受几个力？求出木块对斜面的压力、外界的恒力F和斜面对木块的摩擦力大小？•(3)如何求解木块与斜面间的动摩擦因数μ？【高考通关】1．物体的重心位置由物体的形状和质量分布共同决定．2．物体所受的弹力是施力物体形变产生的．3．物体间要产生摩擦力必须同时满足：接触面粗糙且有弹力．物体间有相对运动或相对运动的趋势．4．静摩擦力存在于相对静止的物体接触面间，物体本身不一定静止．5．滑动摩擦力存在于相对滑动的物体接触面间，物体本身不一定运动．听老师讲十遍，不如自己做一遍