2020版高考物理一轮复习 第二章 相互作用（第1课时）课件

第二章相互作用返回导航考点内容要求2015～2018年全国课标卷考点考次统计滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ2015年Ⅰ卷20题2016年Ⅰ卷19题2017年Ⅱ卷16题形变、弹性、胡克定律Ⅰ2018年Ⅰ卷22题矢量和标量Ⅰ矢量和标量Ⅱ2016年Ⅲ卷17题共点力的平衡Ⅱ2016年Ⅲ卷17题201年Ⅰ卷21题2016年Ⅲ卷17题返回导航实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则Ⅱ2018年Ⅰ卷22题2017年Ⅲ卷22题命题特点1.纵观近四年全国高考，题型多为选择题，特别是对弹簧弹力、摩擦力、受力分析、共点力的平衡考查频率较高，尤其2017高考，多次涉及平衡问题．2．高考对本章内容的考查仍将以力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用为主，题型注重选择题.返回导航一、重力1．概念：由于地球的______而使物体受到的力．2．方向：______向下．3．大小：G＝____，g为重力加速度，可用___________测量．4．作用点：重心．重心的位置由物体的____和_________决定．吸引竖直mg弹簧测力计形状质量分布返回导航二、弹力1．产生条件：(1)相互接触；(2)发生_______形变．2．方向：总是与物体形变的方向______．3．胡克定律：表达式：F＝____，k为弹簧的__________，x表示弹簧的_________．三、摩擦力1．静摩擦力(1)概念：_____________的两物体间的摩擦力．(2)产生条件(同时满足)：①接触面______；②接触处有______；③有相对_____________．弹性相反kx劲度系数形变量相对静止粗糙弹力运动趋势返回导航(3)大小：0Ff≤Ffm.(4)方向：与受力物体相对运动趋势方向______．2．滑动摩擦力(1)概念：_____________的两物体间的摩擦力．(2)产生条件(同时满足)：①接触面_____；②接触处有______；③有相对_______．(3)大小：Ff＝________．(4)方向：与受力物体相对运动方向_______．相反相对滑动粗糙弹力运动μFN相反返回导航1．(多选)一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化()A．把它从赤道拿到南极B．把它送到月球上去C．把它放到水里D．改变它的运动状态返回导航AB解析：A、从赤道拿到两极，重力加速度变大，则重力变大．故A正确．B、拿到月球上去，重力加速度减小，则重力减小．故B正确．C、放到水里，重力加速度不变，则重力不变．故C错误．D、改变运动状态，重力加速度不变，则重力不变．故D错误．故选AB.返回导航2．(多选)如图所示，四中情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面(点)均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是()A．两球完全相同且接触，O为A球的球心返回导航B．O为A球的球心，C为A球重心C．O为A球的球心，墙壁竖直D．O为半球形的球心，A为一根均匀直棒返回导航BC解析：A、A球只受到水平面的弹力F1，右侧的球对A没有弹力，否则A球将向左运动，与题意矛盾，故A错误．B、A球受到两个支持力，这两个支持力都与接触面垂直，即通过球心，故B正确．C、A球受到墙的弹力F1，方向垂直于墙壁向右；斜面的支持力F2，方向与斜面垂直向上，故C正确．D、F2方向不对，应通过球心，故D错误．故选：BC返回导航3.如图所示，跳水运动员站在一块被他踩成斜面的木板上处于静止状态，关于斜面对跳水运动员的作用力，下面说法正确的是()A．木板对运动员可能有摩擦力作用，也可能没有摩擦力作用B．木板对运动员一定有摩擦力C．木板对运动员的弹力方向一定竖直向上D．木板对运动员的作用力方向垂直板斜向上返回导航B解析：运动员在斜面上静止，必然受到静摩擦力作用；木板对运动员的作用力是摩擦力与支持力的合力，根据二力平衡，木板对运动员的作用力与重力大小相等，方向相反．返回导航4．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图所示．下列关于斜台给足球的弹力方向的说法正确的是()A．沿v1的方向B．先沿v1的方向后沿v2的方向C．沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向D解析：支持力是弹力，方向总是垂直于接触面，并指向被支持物，所以斜台给篮球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向．故D正确，ABC错误；故选D。返回导航考点一弹力的分析与计算1．弹力的方向(1)返回导航(2)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．返回导航假设法思路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例证图中细线竖直、斜面光滑，因去掉斜面体，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力2．弹力有无的判断“三法”返回导航替换法思路用细绳替换装置中的轻杆，看能不能维持原来的力学状态．如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力例证图中轻杆AB、AC，用绳替换杆AB，原装置状态不变，说明杆AB对A施加的是拉力；用绳替换杆AC，原状态不能维持，说明杆AC对A施加的是支持力返回导航状态法思路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，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力例证升降机以a＝g加速下降或减速上升时物体不受底板的弹力作用返回导航【跟进题组】1．(弹力的分析)画出图中物体A(重力为G)受力的示意图．返回导航答案：如图所示返回导航2．(杆的弹力的计算)如图所示，一重为10N的球固定在支撑杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力()A．大小为7.5NB．大小为10NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方返回导航D解析：对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等大反向，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得tanα＝GF拉＝43，α＝53°，故选项D正确．返回导航3．(绳的弹力的分析)如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法中正确的是()A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用返回导航B解析：小车静止时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用；小车向右运动可能有三种运动形式：向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动．当小车向右匀速运动时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用．当小车向右加速运动时，小球需有向右的合力，但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知，该运动形式不可能有．当小车向右减速运动时，小球需有向左的合力，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力．返回导航特别提醒轻绳、轻杆类弹力的方向(1)轻绳对物体的弹力方向沿绳收缩的方向；(2)轻杆弹力的方向不一定沿杆的方向．①端点铰链连接：弹力方向沿杆的方向；②固定连接：弹力方向可以沿任意方向，由端点物体所受其他力的合力及物体的状态判断．返回导航考点二弹簧类弹力问题的分析与计算【典例】如图所示，质量为2m的物体A经过一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的进度系数为k，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A，另一端连一质量为m的物体C，物体A、B、C都处于静止状态，已知重力加速度为g，忽略一切摩擦。返回导航(1)求物体B对地面的压力；(2)把物体C的质量改为5m，这时C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态，这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度。解析：(1)对AB整体，根据平衡条件得：mg＋FN＝5mg,得地面对B的支持力，FN＝4mg，1分则物体B对地面的压力。1分方向：竖直向下1分返回导航(2)对C：绳子的拉力FT＝5mg.1分对A：FT＝FR＋2mg，所以FR＝3mg，2分即kx1＝3mg，得到弹簧的伸长长度为x1＝3mgk，开始时，弹簧的压缩量为x2，则kx2＝mg,由几何关系得到，A上升的高度为：hx＝x2＋x2＝4mgk.答案：(1)4mg(2)4mgk返回导航弹簧和橡皮绳的弹力特点(1)弹力遵循胡克定律F＝kx，其中x是弹簧的形变量．(2)弹簧既能受到拉力作用，也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能受到拉力作用，不能受到压力作用．(3)由于弹簧和橡皮绳受到力的作用时，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．返回导航【跟进题组】1．如图所示，在一粗糙水平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、劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的动摩擦因数为μ，现用一水平力向左拉木块1，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是：()返回导航A．l＋μkm1gB．l＋μk(m1＋m2)gC．l＋μkm2gD．l＋μk(m1m2m1＋m2)gC解析：对木块2受力分析，根据平衡条件，弹簧的弹力与摩擦力相等，即F＝2mg；又由胡克定律：F＝kx，整理：x＝Fk＝μm2gk；所以弹簧的长度为：1＋x＝l＋μkm2g，故选C.返回导航2．(2017课标Ⅲ，17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A．86cmB．92cmC．98cmD．104cm返回导航B解析：轻质弹性绳的两端分别固定在相距80cm的两点上，钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F＝k(l－l0)＝0.2k，由共点力的平衡条件和几何知识得F＝mg2sinα＝5mg6；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度变为l′，由胡克定律得F′＝k(l′－l0)，由共点力的平衡条件F′＝mg2，联立上面各式解得l′＝92cm，选项B正确．返回导航考点三摩擦力的分析与计算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：返回导航(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；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．3．静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：返回导航(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F合＝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)牛顿第三定律法：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．返回导航【典例1】(2018江淮十校三模，17)如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因素为μ。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度V1向右匀速运动，同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度V2沿导槽匀速运动，求拉力F大小。返回导航解析：物体相对钢板具有向左的速度分量V1和侧向的速度分量V2，故相对钢板的合速度V的方向如图所示，滑动摩擦力的方向与V的方向相反。根据平衡条件可得：F＝fcosθ＝μmgV2V21＋V22从上式可以看出：钢板的速度V1越大，拉力F越小。返回导航【跟进题组】1．如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平