2020版高考物理总复习 2 第1讲 重力 弹力 摩擦力课件 新人教版

必考部分第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力基础·全面落实考点·深度研析素能·专项突破真题·实战演练基础·全面落实教材回扣基础自测一、力1．力是物体对物体的作用，力的三要素：力的、、。2．力的性质(1)力不能脱离物体而独立存在，没有施力物体或受力物体的力是不存在的。(2)力的作用是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。3．力的表示方法(1)力的图示。(2)力的示意图。大小方向作用点二、重力1．产生：由于的吸引而使物体受到的力。2．大小：与物体的质量成，即G＝。可用测量重力。3．方向：总是的。4．重心：其位置与物体的分布和有关。地球正比mg弹簧测力计竖直向下质量形状三、弹力1．弹力(1)定义：发生的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。(2)产生的条件①物体间直接。②接触处发生。(3)方向：总是与物体形变的方向。弹性形变接触弹性形变相反2．胡克定律(1)内容：弹簧发生时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成。(2)表达式：F＝。k是弹簧的，由弹簧自身的性质决定，单位是，x是弹簧长度的，不是弹簧形变以后的长度。弹性形变正比kx劲度系数改变量N/m四、摩擦力滑动摩擦力和静摩擦力的对比名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两的物体间的摩擦力两的物体间的摩擦力产生条件①接触面②接触处有③两物体间有①接触面②接触处有③两物体间有相对静止相对运动粗糙压力相对运动趋势粗糙压力相对运动名称项目静摩擦力滑动摩擦力大小、方向大小：f≤方向：与受力物体相对运动趋势的方向大小：f＝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滑动摩擦力大小的计算公式f＝μN中μ为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。0fmμFN相反相反相对运动趋势相对运动(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)1．重力的方向一定指向地心。()2．物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同。()3．轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。()4．运动的物体也可以受到静摩擦力作用。()5．两物体间正压力增大时，接触面间的摩擦力不一定增大。()6．物体间的摩擦力越大，动摩擦因数一定越大。()×√√√××1．(重力和重心)把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示，则薄板的重心可能是图中的()A．A点B．B点C．C点D．D点解析将物体悬挂起来，竖直方向上受重力和绳的拉力，由二力平衡条件分析可得，重心位置可能是D点。答案D2．(弹力)(多选)一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，因果关系正确的是()A．地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变B．地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变C．物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D．物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变解析弹力产生的直接原因是施力物体的形变。地面受到的向下的弹力的施力物体是地面上的物体，A项错误，B项正确；物体受到的向上的弹力的施力物体是地面，C项正确，D项错误。答案BC3．(胡克定律)(多选)两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示。开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则()A．b弹簧的伸长量也为LB．b弹簧的伸长量为k1Lk2C．P端向右移动的距离为2LD．P端向右移动的距离为1＋k1k2L解析两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，两弹簧中的弹力大小相等，k1L＝k2x，解得b弹簧的伸长量为x＝k1Lk2，选项A错误，B正确；P端向右移动的距离为L＋x＝1＋k1k2L，C项错误，D项正确。答案BD4．(摩擦力)某同学双手握住竖直竹竿匀速攀上和匀速滑下的过程中，该同学受到的摩擦力分别为f1和f2，那么()A．f1方向竖直向下，f2方向竖直向上，且f1＝f2B．f1方向竖直向上，f2方向竖直向上，且f1＝f2C．f1为滑动摩擦力，f2为滑动摩擦力D．f1为静摩擦力，f2为静摩擦力解析匀速攀上时，其重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知：f1方向竖直向上，f1＝G；匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则f2方向竖直向上，且f2＝G，所以f1＝f2，A项错误，B项正确；双手握住竖直竹竿匀速攀上过程受到静摩擦力作用，匀速滑下的过程中，受到滑动摩擦力作用，C、D两项错误。答案B考点·深度研析核心考点分层突破考点1弹力的分析和计算考|点|速|通1．弹力有无的判断“三法”(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。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，可假设两个物体间不存在弹力，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，则此处一定存在弹力。(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是否存在弹力。2．弹力方向的确定典|例|微|探【例1】如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g，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．小车向左匀速运动时，F＝mg，方向竖直向上解析小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡条件可得杆对球的作用力F＝mg，方向竖直向上，A、B两项错误；小车向右以加速度a运动时，只有当a＝gtanθ时，才有F＝masinθ，如图所示，C项错误；小车向左匀速运动时，根据平衡条件知，杆对球的弹力大小为mg，方向竖直向上，D项正确。答案D弹力大小的常用计算方法1．根据胡克定律进行求解。2．根据共点力的平衡条件求解。3．根据牛顿第二定律求解。题|组|冲|关1.如图所示，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，下列结论正确的是()A．球在a、b两点处一定都受到支持力B．球在a点处一定受到支持力，在b点处一定不受支持力C．球在a点处一定受到支持力，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点处也不一定受到支持力解析若球与车一起水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用，若球与车一起水平向左匀加速运动，则球在a处的支持力可能为零，D项正确。答案D2.如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，重力加速度为g，则这一过程A上升的高度为()A.mgkB.2mgkC.3mgkD.4mgk解析系统最初静止时，以木块A为研究对象得弹簧的压缩量x1＝mgk。B刚好离开地面时，以木块B为研究对象得弹簧的伸长量x2＝mgk。A上升的高度h＝x1＋x2＝2mgk，故B项正确。答案B考点2静摩擦力的有无及方向判断考|点|速|通静摩擦力有无及方向的三种判断方法1．假设法利用假设法判断的思维程序如下：2．状态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．转换法利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定。此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向，再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向。典|例|微|探【例2】(多选)如图甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是()A．图甲中物块m受到摩擦力B．图乙中物块m受到摩擦力C．图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D．图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力解析对图甲：设物块m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物体m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C两项错误；对图乙：设物块m不受摩擦力，由于m匀速下滑，m必受力平衡，若m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知：m受到与斜面平行且向上的摩擦力，B、D两项正确。答案BD应用“状态法”解题时应注意的问题状态法是分析判断静摩擦力有无及方向的常用方法，使用状态法解题时，首先明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，然后根据平衡条件或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。如例2图乙中m受到的摩擦力可用状态法分析，十分方便。m的重力平行斜面向下有分力作用，一定有力要和此分力平衡，根据题中条件，只可能是M对m平行斜面向上的摩擦力作用。题|组|冲|关1．如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧，A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是()A．B受到向左的摩擦力B．B对A的摩擦力向右C．地面对A的摩擦力向右D．地面对A没有摩擦力解析压缩状态的弹簧对B有向左的弹力，B有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，A项错误；由上可知，A对B的摩擦力向右，根据牛顿第三定律可知，B对A的摩擦力向左，B项错误；对整体研究，根据平衡条件分析可知，地面对A没有摩擦力，C项错误，D项正确。答案D2．(多选)如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则()A．b对c的摩擦力一定减小B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C．地面对c的摩擦力方向一定向右D．地面对c的摩擦力一定减小解析设a、b的重力分别为Ga、Gb，若Ga＝Gbsinθ，b受到c的摩擦力为零；若Ga≠Gbsinθ，b受到c的摩擦力不为零；若GaGbsinθ，b受到c的摩擦力沿斜面向上，故A项错误，B项正确；以bc整体为研究对象，分析受力如图，由平衡条件得，水平面对c的摩擦力f＝Tcosθ＝Gacosθ，方向水平向左，在a中的沙子缓慢流出的过程中，则摩擦力在减小，故C项错误，D项正确。答案BD考点3摩擦力大小的计算考|点|速|通1．滑动摩擦力的计算方法可用公式f＝μFN计算，注意对物体间相互挤压的弹力FN的分析，FN并不总是等于物体的重力，它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关，也与研究对象在该方向上的运动状态有关。2．静摩擦力的计算方法(1)最大静摩擦力fmax的计算：最大静摩擦力fmax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fmax＝μFN。(2)一般静摩擦力的计算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计算其大小。②物体有加速度时，根据牛顿第二定律进行分析。例如，水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度，若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力。典|例|微|探【例3】如图甲所示，质量为m的半球体静止在倾角为θ的平板上，当θ从0°缓慢增大到90°的过程中，半球体所受摩擦力f与θ的关系如图甲所示，已知半球体始终没有脱离平板，半球体与平板间的动摩擦因数为34，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则()A．0～q段图象可能是直线B．0～π2段图象可能是直线C．q＝π6D．p＝35mg解析半圆体在平板上恰好开始滑动的临界条件是mgsinθ＝μmgcosθ，代入数据解得θ＝37°，C项错误；θ在0～37°之间时物体处于静止状态，f是静摩擦力，根据平衡条件可得f＝mgsinθ；当θ在37°～90°之间时物体开始滑动，f是滑动摩擦力，且大小为f＝μmgcosθ。综合以上分析得图线在各阶段均不是直线，A、B两项错误；当θ＝37°时，物体受到静摩擦力f＝mgsinθ＝35mg，D项正确。答案D计算摩擦力时的三点注意1．首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力