2012优化方案高三物理一轮复习课件--第2章第一节《重力弹力摩擦力》.ppt

基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 第一节 重力 弹力 摩擦力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 课堂互动讲练 经典题型探究 第一节 重力 弹力 摩擦力 基础知识梳理 知能优化演练 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 一、力 1力的概念：物体与物体之间的_作用 2力的性质 (1)物质性：力不能脱离_而独立存在没有“施 力物体”或“受力物体”的力是_的 (2)相互性：力的作用是_的施力(受力)物体同 时也是受力(施力)物体 (3)矢量性：力是矢量，既有_，又有_ (4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果， 与这个物体是否受到其他力的作用_ 基础知识梳理 相互 物体 不存在 相互 大小方向 无关 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 形变 运动状态 4力的图示和示意图 (1)力的图示：包含力的_、_、 _三个要素 (2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物 体受到某一力的有向线段 特别提示：同一性质的力可以产生不同的效 果；不同性质的力可以产生相同的效果 大小方向 作用点 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 二、重力 1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力 2大小：Gmg. 3方向：总是_ 4重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效 果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一 点，这一点叫做物体的重心 特别提示：(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直 ，不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向 也就不同 (2)重力的方向不一定指向地心 (3)并不是只有重心处才受到重力的作用 竖直向下 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 思考感悟 重心的位置与哪些因素有关？ 提示：与质量分布和物体的形状有关 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 三、弹力 1定义：发生弹性形变的物体由于要_， 对与它接触的物体产生力的作用 2产生的条件 (1)两物体_；(2)发生_ 恢复原状 相互接触弹性形变 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 3方向 (1) 与物体形变方向_ (2)几种常见模型的弹力方向 轻绳的拉力沿绳指向_的方向 点与平面、平面与平面接触处的弹力_于接 触面(若是曲面则垂直于接触处的_)指向被压或 被支持的物体 弹簧的弹力方向：总是沿_指向变回原 长的方向 杆的弹力方向要依照平衡条件或牛顿定律判定 相反 绳收缩 垂直 切面 弹簧轴线 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 4大小 (1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式 为Fkx； (2)非弹簧类弹力大小应由_或动力学规律 求得 四、摩擦力 1产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有 _或_时，在接触面上所受的 阻碍_或_的力 2产生条件：接触面_；接触面间有弹力；物 体间有_或_ 平衡条件 相对运动相对运动趋势 相对运动相对运动趋势 粗糙 相对运动相对运动趋势 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 FN 4方向：与相对对运动动或相对对运动趋势动趋势 方向 _ 5作用效果：阻碍物体间间的_或 _ 相反 相对运动 相对运动趋势 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 特别提示：(1)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 (2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦 力作用的物体不一定运动 (3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦 力方向总垂直，反之不一定成立 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 一、弹力的有无及方向的判断方法 1弹力有无的判断方法 (1)根据弹力产生的条件直接判断 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 课堂互动讲练 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (2)利用假设法判断 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存 在，即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去 掉，看物体还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)根据“物体的运动状态”分析 由状态分析弹力，使物体的受力必须与物体的运动 状态符合， 依据物体的运动状态，由物体受力平衡 (或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否 存在 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 2弹力的方向的判断方法 (1)弹力的方向与物体形变的方向相反，作用在迫使 物体发生形变的那个物体上具体情况有以下几种 ： 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 弹力弹力的方向 弹簧两端的 弹力 与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧 恢复原状的方向 轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向 面与面接触 的弹力 垂直于接触面指向受力物体 点与面接触 的弹力 过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而 指向受力物体 球与面接触 的弹力 在接触点与球心的连线上，指向受力物体 球与球接触 的弹力 垂直于过接触点的公切面，而指向受力物 体 杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具 体分析 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (2)由物体的运动状态判断弹力的方向 物体的受力必须与物体的运动状态相符合可根据 物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点 力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹力 若所得结果为正值，其方向与假设方向相同，如果 为负值，其方向与假设方向相反 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 应用指导：(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推 力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收 缩的方向，这是由绳子本身的特点决定的 (2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方 向可以沿杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型 的最大区别 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.(2011年成都模拟)如图211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 法正确的是( ) 图211 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 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 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 解析：选B.若小车静止，则小球受力平衡，由于斜 面光滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力， 重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力， 则没法达到平衡，因此在小车静止时，斜面对小球 的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力， 故A项错误，B项正确；若小车向右匀速运动时，小 球受重力和绳子拉力两个力的作用；若小车运动时 加速度向左，则一定受斜面的支持力，可能受绳子 的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D项都不 对 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 二、摩擦力的有无及方向的判断方法 1假设法：即假设接触面光滑，看物体是否会发 生相对运动 (1)若发生相对运动，则说明物体原来虽相对静止却 有相对运动的趋势且假设接触面光滑后物体发生 相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向，从 而确定静摩擦力的方向 (2)若没有发生相对运动，则说明没有静摩擦力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 2根据摩擦力的效果来判断其方向：如平衡其他 力、作动力、作阻力、提供向心力等，再根据平衡 条件或牛顿定律来计算大小用牛顿第二定律判断 ，关键是先判断物体的运动状态(即加速度方向)， 再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力的方向，然 后由受力分析判断静摩擦力方向 3利用牛顿第三定律来判断 此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受 力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体 受到的摩擦力方向 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 特别提醒：(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，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力的方 向与物体运动的方向可能相同也可能相反，还可能 成一夹角，即摩擦力可能是动力也可能是阻力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 即时应用(即时突破，小试牛刀) 2.如图212所示，物体A置于倾斜的传送带上 ，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列 关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的 是( ) 图212 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 A物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦 力沿斜面向下 B物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦 力沿斜面向下 C物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力 作用 D无论A随传送带一起向上还是向下运动，传送带 对物体A的作用力均相同 答案：D 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 三、摩擦力大小的计算 1静摩擦力大小的计算 (1)物体处于平衡状态时(静止或匀速)，利用力的平 衡条件来判断其大小 (2)物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ffma，例 如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生 向心加速度；若除摩擦力外，物体还受其他力，则 F合ma，先求合力再求摩擦力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 2滑动摩擦力的计算 (1)滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算，但应 注意： 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为两接触面间正压力，其大小 不一定等于物体的重力 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接 触面的面积大小也无关 (2)根据物体的运动状态判断 若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解 若物体有加速度，利用牛顿第二定律和受力分析 结合起来求解 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 即时应用(即时突破，小试牛刀) 3.如图213所示，斜面固定在地面上，倾角为 37(sin370.6，cos370.8)，质量为1 kg的滑块 ，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑 块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力Ff 随时间变化的图象是图214中的(取初速度方向 为正方向，g10 m/s2)( ) 图213 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 解析：选A.由于mgsin37mgcos37，滑块减速 下滑，因斜面足够长，故滑块最终一定静止在斜 面上，开始阶段Ff滑mgcos376.4 N，方向沿 斜面向上，静止在斜面上时，Ff静mgsin376 N，方向沿斜面向上，由于取初速度方向为正方 向，故图象A正确，B、C、D均错误 图214 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 如图215所示，小车上固定着一根弯成 角的曲杆，杆的另一端固定着一个质量为m的球 试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向： 弹力的分析与计算 例例1 1 图215 经典题型探究 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (1)小车静止； (2)小车以加速度a水平向右加速运动 【思路点拨】 解答本题时应注意以下三点： (1)杆对小球的弹力方向不一定沿杆； (2)小车静止时，由平衡条件可以求解弹力的大小和 方向； (3)小车加速运动时，可由牛顿第二定律求解弹力的 大小和方向 【解析】 (1)小车静止时，球处于平衡状态，由平 衡条件可求：F1mg，方向竖直向上 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (2)当小车以加速度a向右匀加速运动时，小球的加 速度也为a，设杆对球的弹力为F2，与竖直方向的 夹角为，如图216所示，则有： 图216 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 【答案】 (1)mg 竖直向上 (2)见 解析 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 【题后反思】 杆产生的弹力方向可能沿杆，也可 能不沿杆，需结合物体的其他受力情况、运动情况 ，由平衡条件或F合ma确定 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (2011年滨州模拟)如图217所示，原长分 别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖 直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物 体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处 于静止状态求： 弹簧产生的弹力 例例2 2 图217 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (1)这时两弹簧的总长 (2)若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢 地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原 长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 【规律总结】 有关弹簧问题的综合设计，由于既 能考查相关弹力的特点规律，又能够将静力学知识 、动力学知识甚至能量知识综合起来考查学生的综 合应用知识的能力，所以在高考中出现的几率较大 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 变式训练1如图218所示，两木块的质量分别为 m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上 面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统 处于平衡状态现缓慢地向上提上面的木块，直到 它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块移动 的距离 图218 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 基 础 知 识 梳 理 经 典 题 型 探 究 知 能 优 化 演 练 课 堂 互 动 讲 练 第2章 相互作用 返回 (满分样板 10分) (2011年黄冈模拟)如图21 9所示，斜面为长方形的斜面体倾角为37，其长 为0.8 m，宽为0.6 m一重为20 N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