（浙江选考）2021高考物理一轮复习 第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力课件

过好双基关研透命题点课时精练内容索引NEIRONGSUOYIN过好双基关011.重力的理解(1)产生：由于而使物体受到的力.(2)大小：G＝mg，可用测量.(3)方向：总是的.(4)重心：其位置与物体的分布和形状有关.(5)重心位置的确定质量分布均匀的规则物体，重心在其；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用两次来确定.地球吸引重力基本相互作用一弹簧测力计竖直向下质量几何中心悬挂2.基本相互作用(1)万有引力(2)电磁相互作用(3)强相互作用(4)弱相互作用自测1下列关于重力和重心的说法正确的是A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B.重力的方向总是指向地心C.用细线将重物悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D.重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上√1.形变与弹性形变(1)形变：物体在力的作用下的变化叫形变.(2)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够的形变.(3)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的，这个限度叫弹性限度.2.弹力(1)定义：发生弹性形变的物体，由于要，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力.(2)产生条件：物体相互且发生.(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向.形状或体积弹力二恢复原状形状恢复原状接触弹性形变相反3.胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，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.说明：k是弹簧的，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定.x是弹簧长度的，不是弹簧形变以后的长度.正比劲度系数变化量自测2(多选)下列说法正确的是A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B.拿一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于竹竿发生形变产生的C.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的√√√1.静摩擦力与滑动摩擦力名称静摩擦力滑动摩擦力产生条件接触面______接触处有______两物体间有______________接触面______接触处有______两物体间有_________大小、方向大小：___________方向：与受力物体相对运动趋势的方向______大小：Ff＝_____方向：与受力物体相对运动的方向______作用效果总是阻碍物体间的_____________总是阻碍物体间的_________粗糙摩擦力三弹力相对运动趋势粗糙弹力相对运动0＜Ff≤Ffm相反μFN相反相对运动趋势相对运动2.动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生时，滑动摩擦力和正压力的比值.μ＝(2)决定因素：接触面的材料和.相对运动FfFN.粗糙程度自测3(多选)关于摩擦力，以下说法中正确的是A.运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用C.正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上√√02研透命题点1.弹力有无的判断“三法”(1)假设法：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力.(2)替换法：用细绳替换装置中的轻杆，看能不能维持原来的状态.如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力.(3)状态法：由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由力的平衡条件(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力.弹力的分析和求解基础考点自主悟透命题点一2.弹力方向3.弹力大小计算的三种方法(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.例1(2019·四川成都市第二次诊断)如图1，半圆球P和竖直挡板固定在水平面上，挡板与P相切，光滑小球Q静止在P和挡板之间.已知Q的质量为m，P、Q的半径之比为4∶1，重力加速度大小为g.则Q对P的压力大小为A.4mg3B.5mg4C.4mg5D.3mg4√模型1物体与物体间的弹力图1解析对Q受力分析如图所示设Q的半径为r，由几何关系得：4rcosα＝4r－(r＋rcosα)解得：cosα＝35由平衡条件得：FN2＝mgsinα解得：FN2＝54mg由牛顿第三定律可知，Q对P的压力大小为FN2′＝FN2＝54mg.例2如图2所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连.小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为60°，则轻绳对小球的拉力大小为(重力加速度为g)A.2mgB.3mgC.mgD.32mg√模型2绳的弹力图2解析对B点处的小球受力分析，如图所示，则有FTsin60°＝FNsin60°FTcos60°＋FNcos60°＝mg解得FT＝FN＝mg，故C正确.例3如图3所示，小球a的质量为小球b的质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态.轻弹簧A与竖直方向的夹角为60°，轻弹簧A、B的伸长量刚好相同，则下列说法正确的是A.轻弹簧A、B的劲度系数之比为1∶3B.轻弹簧A、B的劲度系数之比为2∶1C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2∶1D.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为3∶2√模型3弹簧的弹力图3解析设轻弹簧A、B的伸长量都为x，小球a的质量为m，则小球b的质量为2m.对小球b，由平衡条件知，弹簧B中弹力为kBx＝2mg；对小球a，由平衡条件知，竖直方向上，有kBx＋mg＝kAxcos60°，联立解得kA＝3kB，选项A、B错误；水平方向上，轻绳上拉力FT＝kAxsin60°，FTkAx＝32，选项C错误，D正确.变式1如图4所示，某一弹簧测力计外壳的质量为m，弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计.将其放在光滑水平面上，现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上，关于弹簧测力计的示数，下列说法正确的是A.只有F1＞F2时，示数才为F1B.只有F1＜F2时，示数才为F2C.不论F1、F2大小关系如何，示数均为F1D.不论F1、F2大小关系如何，示数均为F2√解析弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计，弹簧测力计的示数一定等于弹簧挂钩上的拉力F1，与F1、F2的大小关系无关，C正确.图4例4如图5所示，与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为mg(g表示重力加速度)，则轻杆对小球的弹力大小为A.53mgB.35mgC.45mgD.54mg34√模型4杆的弹力图5解析小球处于静止状态，其所受合力为零，小球受力如图所示，由图中几何关系可得F＝mg2＋34mg2＝54mg，选项D正确.变式2如图6所示，小车上固定着一根弯成θ角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，重力加速度为g.关于杆对球的作用力F，下列判断正确的是A.小车静止时，F＝mgcosθ，方向沿杆向上B.小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直杆向上C.小车向右以加速度a运动时，一定有F＝D.小车向右以加速度a运动时，F＝方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为α，则tanα＝masinθ√图6mg2＋a2，ag解析小车静止时，由平衡条件知此时杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg，故A、B错误；小车向右以加速度a运动时，弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上受力平衡，水平方向上具有向右的加速度.设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为α，如图所示，据力的平衡和牛顿第二定律得Fsinα＝ma，Fcosα＝mg，解得可见，只有当小车向右的加速度大小a＝F＝mg2＋a2，tanα＝ag，F＝masinθ，gtanθ时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有故C错误，D正确.1.静摩擦力的分析(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小.(2)物体有加速度时，若只受静摩擦力，则Ff＝ma.若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力的分析滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关；FN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和接触面的大小均无关.摩擦力的分析与计算高考热点讲透练熟命题点二例5(多选)(2019·河北唐山市上学期期末)如图7所示，长木板A与物体B叠放在水平地面上，物体与木板左端立柱间放置水平轻质弹簧，在水平外力F作用下，木板和物体都静止不动，弹簧处于压缩状态.将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，在此过程中A.弹簧弹力不变B.物体B所受摩擦力逐渐减小C.物体B所受摩擦力始终向左D.木板A所受地面的摩擦力逐渐减小√题型1静摩擦力的分析与计算图7√解析将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，则弹簧的长度不变，弹力不变，选项A正确；对物体B，因开始时所受摩擦力的方向不确定，有F弹＝F±Ff，则随F的减小，物体B所受摩擦力的大小和方向都不能确定，选项B、C错误；对A、B与弹簧组成的整体，在水平方向，力F与地面对A的摩擦力平衡，则随F的减小，木板A所受地面的摩擦力逐渐减小，选项D正确.变式3一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图8所示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为A.10N，方向向左B.6N，方向向右C.2N，方向向右D.0√解析当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于静止状态时，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力的大小为8N，可知最大静摩擦力Ffmax≥8N.当撤去力F1后，F2＝2N＜Ffmax，木块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在木块上的力F2等大反向，故C正确.图8变式4如图9所示，质量为m的滑块静止放在半径为R的半球体上，滑块与半球体间的动摩擦因数为μ，滑块与球心的连线与水平地面的夹角为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左B.滑块对半球体的压力大小为mgcosθC.滑块所受摩擦力大小为mgsinθD.滑块所受摩擦力大小为mgcosθ√解析以滑块与半球体为整体，由平衡条件知，地面对半球体的摩擦力为零，选项A错误；对滑块受力分析，如图所示，由平衡条件得，FN＝mgsinθ，Ff＝mgcosθ，FN′＝FN，选项D正确，B、C错误.图9例6(2019·全国卷Ⅱ·16)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行.已知物块与斜面之间的动摩擦因数为重力加速度取10m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1500N，则物块的质量最大为A.150kgB.100kgC.200kgD.200kg33，√解析设物块的质量最大为m，将物块的重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解，由平衡条件，在沿斜面方向有F＝mgsin30°＋μmgcos30°，当F＝1500N时，物块的质量最大，解得m＝150kg，A项正确.题型2滑动摩擦力的分析和计算33变式5如图10所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力.当手拉木板从木块下抽出时，弹簧测力计的示数为Ff，由此可知A.木板与桌面间的滑动摩擦力等于FfB.木块与木板间的滑动摩擦力等于FfC.绳子对木板的拉力等于FfD.人手对绳子的拉力等于Ff√解析由木块受力平衡可知，弹簧测力计的示数等于木板对木块的滑动摩擦力，故B正确；因不知木板与桌面间的动摩擦因数的大小情况，故无法得知木板与桌面间的滑动摩擦力是否等于Ff，故A错误；要使木板从木块下抽出，绳子对木板的拉力应大于木块和桌面对木板的滑动摩擦力之和，故C、D错误.图10变式6