2017届一轮复习2.1重力弹力摩擦力课件(43张).pptx

第二章 相互作用 第二章 主干知识回顾-2-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 第1讲 重力 弹力 摩擦力 第二章 主干知识回顾-4-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 主干知识回顾 一、重力 1.产生:由于地球的 吸引 而使物体受到的力。 2.大小:G= mg 。 3.g的特点 (1)在地球上同一地点g值是一个不变的常数。 (2)g值随着 纬度 的增大而增大。 (3)g值随着高度的增大而减小。 4.方向: 竖直 向下。 5.重心 (1)相关因素:物体的 几何形状 、物体的 质量分布 。 (2)位置确定:质量分布均匀的规则物体,重心在其 几何中心 ;对于形状不规则或者质量 分布不均匀的薄板,重心可用 悬挂法 确定。 第二章 主干知识回顾-5-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 主干知识回顾 二、弹力 1.形变:物体形状或体积的变化。 2.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体,由于要 恢复原状 ,会对与它接触的物体产生力的作用。 (2)产生条件:物体相互 接触 ;物体发生 弹性形变 。 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 正比 。 (2)表达式:F= kx ,k是弹簧的 劲度系数 ,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 变化量 ,不是弹簧形变以后的长度。 第二章 主干知识回顾-6-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 主干知识回顾 【提示】(1)物体所受弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生的。 (2)物体所受弹力的方向与受力物体的形变方向相同,与施力物体的形变方向相反。 第二章 主干知识回顾-7-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 主干知识回顾 三、摩擦力 1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所 受到的 阻碍 相对运动或相对运动趋势的力。 2.两种摩擦力的比较 第二章 主干知识回顾-8-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 主干知识回顾 【提示】(1)摩擦力可以是动力,也可以是阻力。 (2)运动的物体也可以受静摩擦力作用,静止的物体也可以受滑动摩擦力作用。 (3)摩擦力的方向与物体运动方向无关,与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相 反。 (4)有摩擦力必定有弹力,有弹力不一定有摩擦力。 第二章 主干知识回顾-9-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 考点一 弹力的有无及方向的判断 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。此方法多用来 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。 (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。 2.弹力方向的判断方法 (1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。 (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。 考点四 第二章 主干知识回顾-10-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 典例1 画出图中物体A受力的示意图。 考点四 第二章 主干知识回顾-11-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 【解题思路】根据物体与各接触面的位置关系及物体的运动情况判断物体的受力情况, 受力示意图见 答案。 【参考答案】 考点四 第二章 主干知识回顾-12-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 【反思总结】 常见弹力的方向 考点四 第二章 主干知识回顾-13-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 如图所示,一倾角为45的斜面固定于墙角,为使一光滑的 铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心。下列说法正确的是(B) A.球一定受到墙水平向左的弹力 B.球可能受到墙水平向左的弹力 C.球一定受到斜面通过铁球重心的弹力 D.球可能受到斜面垂直于斜面向上的弹力 【解析】F的大小合适时,球可以静止在斜面上(此时对墙无压力),F增大时墙会对球有弹 力,A项错误,B项正确;斜面必须有斜向上的弹力才能使球不下落,该弹力方向垂直于斜面 过球心,但由于铁球的质量分布是否均匀未知,所以重心不一定与球心重合,C、D项错 误。 考点四 第二章 主干知识回顾-14-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 考点二 胡克定律的应用 1.弹簧产生的弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量。 2.轻弹簧(或橡皮绳)的质量除特别说明外一般都默认为零;由此特点可知,弹簧上的弹力大 小处处相等。 3.弹簧既能产生拉力,也能产生压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能产生拉力,不能产生压 力。 4.由于弹簧和橡皮绳受力时,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,但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们所受的弹力立即消失。 考点四 第二章 主干知识回顾-15-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 典例2 如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们 一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡 时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧 的长度不变,且弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一 次平衡时的位置下降了x,则x为 ( ) 考点四 第二章 主干知识回顾-16-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 【解题思路】物体质量为m时,上面的弹簧处于原长,由于物体处于平衡状态,下面的弹 簧一定对物体有向上的支持力,因此下面的弹簧被压缩 x1,由平衡条件得k1x1-mg=0;换成 质量为2m的物体后,下面的弹簧将进一步压缩 x,同时上面的弹簧被拉伸x,平衡时有 k1(x1+x)+k2x-2mg=0,联立解得 【参考答案】 A 考点四 第二章 主干知识回顾-17-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一 【反思总结】 弹簧类弹力的计算要点: (1)确定弹簧处于原长时端点的位置。 (2)判断弹簧的形变形式和形变量:从弹簧端点的实际位置与 弹簧处于原长时端点的位置对比判断弹簧的形变形式和形变量x,并由形变判断弹力的方 向。 (3)由胡克定律计算弹力的大小。 考点四 第二章 主干知识回顾-18-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为 F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2,弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为 ( C ) 第二章 主干知识回顾-19-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 考点三 摩擦力方向的分析与判断 1.静摩擦力有无及方向的判断方法 (1)假设法:假设接触面光滑,若发生相对滑动,则说明存在相对运动趋势,二者间有静摩擦 力,且静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反。 (2)状态法: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)牛顿第三定律法: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。 2.滑动摩擦力方向的判断 (1)滑动摩擦力的方向与接触面相切,与物体相对运动方向相反。相比静摩擦力,滑动摩擦 力的方向较为直观。 (2)对相对运动方向的理解:“相对”指与其接触的物体而言,即以与其接触的物体为参考系, 不一定是相对地面的运动。 第二章 主干知识回顾-20-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 典例3 (2016长沙长郡中学月考)如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相 同速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是 ( ) A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同 B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反 C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力 D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向与F相同 【解题思路】图甲中,假设A、B之间光滑接触,则物体A在水平方向不受任何外力作用,A 仍可保持原来的匀速直线运动,故A不受摩擦力;图乙中,假设物体A不受摩擦力或所受摩 擦力沿斜面向下时,则A将会在重力沿斜面向下的分力或该分力与摩擦力的合力作用下, 沿斜面向上做匀减速直线运动,与题设 条件矛盾,故A所受摩擦力应沿斜面向上。 【参考答案】 D 第二章 主干知识回顾-21-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 【名师归纳】 对静摩擦力的两点理解: (1)静摩擦力是被动力,应“势”而生,逆“势”而为。静摩擦力的大小随“势”而变,其大小介于 零和最大静摩擦力之间。 (2)静摩擦力的大小和方向具有“突变性”,即静摩擦力的大小和方向可瞬间发生变化。 第二章 主干知识回顾-22-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 如图所示,倾角为的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上, 通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与 斜面平行,A、B、C都处于静止状态,则 ( C ) A.B受到C的摩擦力一定不为零 B.C受到水平面的摩擦力一定为零 C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左 D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等 【解析】以B物体为研究对象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静 摩擦力,静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力,所以可能为0,可能沿 斜面向上或向下,A项错误;利用整体法(把B、C看作一个整体)可知不论B、C间摩擦力大 小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左,B项错误,C项正确;同理,在竖直方向利用整 体法判断水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力,D项错误。 第二章 主干知识回顾-23-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 考点四 摩擦力大小的分析与计算 1.滑动摩擦力大小的计算 (1)利用公式Ff=FN计算。 (2)利用平衡条件和牛顿第二定律计算。 2.静摩擦力大小的计算 (1)被动性特点:静摩擦力的大小、方向跟接触面相互挤压力FN无直接关系,跟产生相对运 动趋势的外力或运动状态密切相关,随着产生相对运动趋势的外力或运动状态的变化而 变化。 (2)计算方法:若为平衡状态,静摩擦力可由平衡条件建立方程求解;若为非平衡状态,可由 牛顿第二定律建立方程求解。 第二章 主干知识回顾-24-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 典例4 如图所示,在粗糙的水平面上,长度为L、质量M=2 kg的长木板某时刻正以速度v0 向右运动。现对长木板施加一水平向左的恒力F(大于3 N),同时将一质量m=1 kg的光滑小 球无初速度地放置于长木板上表面与左端距离为 处,发现长木板向右运动距离 后立 即反向向左运动。已知长木板与水平面间的动摩擦因数=0.1,g取10 m/s2,规定水平向左 为正方向,则长木板受到的摩擦力Ff随时间t的变化规律正确的是图中的 ( ) 考点二考点三考点一考点四 第二章 主干知识回顾-25-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 【参考答案】 A 第二章 主干知识回顾-26-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 【总结提升】 关于计算摩擦力大小的三点注意: (1)分清摩擦力的性质:静摩擦力或滑动摩擦力。 (2)应用滑动摩擦力的计算公式Ff=FN时,注意动摩擦因数,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。 (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。 第二章 主干知识回顾-27-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 1.如图所示,物体A、B的质量分别为mA=10 kg,mB=20 kg,A与B、B与水平桌面间的动摩擦 因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用水平力F=80 N向右拉轻滑轮时,B 对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(取g=10 m/s2) 第二章 主干知识回顾-28-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 解:A与B、B与水平桌面间的最大静摩擦力分别为 FfA=mAg=30 N FfB=(mAg+mBg)=90 N 由于绳子对物体A的拉力FA= =40 NFfA 故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30 N,方向向左。 物体B受到向右的拉力 =40 N和A施加给它的大小为30 N的摩擦力 FB=40 N+30 NFfB 故桌面对B的摩擦力为静摩擦力,大小为70 N,方向向左。 第二章 主干知识回顾-29-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 名师考点精讲 考点二考点三考点一考点四 2.如图所示,物体放在倾斜木板上,当木板倾角为30和45时,物体受到的摩擦力大小恰好 相同,则物体和木板间的动摩擦因数最接近 ( C ) A.0.5B.0.6 C.0.7 D.0.8 【解析】当木板倾角为30和45时摩擦力相等,说明了30时物体受到的是静摩擦力,大小 等于物体重力沿斜面向下的分力,即Ff1=mgsin 30,当倾角为45时,物体一定下滑,这时 Ff2=mgcos 45,两摩擦力相等求得= 0.7,C项正确。 第二章 主干知识回顾-30-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 摩擦力的“突变”模型 1.“静静”突变 物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变 化时,如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。 2.“静动”突变 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状 态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。 3.“动静”突变 在摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不受摩擦力作用,或 滑动摩擦力“突变”成静摩擦力。 第二章 主干知识回顾-31-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 典例 长直木板的上表面的一端放有一木块,如图所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即 木板与地面的夹角变大),另一端不动,则木块受到的摩擦力Ff随角度的变化图象是下列 图中的 ( ) 第二章 主干知识回顾-32-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 【解题思路】方法一 过程分析法 (1)木板由水平位置刚开始运动时 :=0,Ff静=0。 (2)从木板开始转动 到木板与木块发 生相对滑动前,木块所受的是静摩擦力。由于木板 缓慢转动 ,可认为 木块处 于平衡状态,受力分析如图: 由平衡关系可知,静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力Ff静=mgsin ,因此,静摩 擦力随的增大而增大,它们满 足正弦变化规律。 第二章 主干知识回顾-33-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 第二章 主干知识回顾-34-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 方法二 特殊位置法 本题选 两个特殊位置也可方便地求解,具体分析见下表: 由以上分析知C项正确。 【参考答案】 C 第二章 主干知识回顾-35-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 【名师点睛】 用临界法解决摩擦力突变问题的三点注意: (1)临界判断:题目中出现“最大”“最小”“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题。 有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”,但审题时发现某个物理量在变化过程 中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。 (2)最大静摩擦力判断:静摩擦力是被动力,其存在与否及大小、方向取决于物体间的相对 运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦的连接系统,相对滑动与相对静止的 临界条件是静摩擦力达到最大值。 (3)临界条件:研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、 方向和运动性质的分界点。 第二章 主干知识回顾-36-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 1.一木块放在水平桌面上,在水平方向受力F1、F2和摩擦力的作用而处于静止状态,如图所 示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为 ( C ) A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右 C.2 N,方向向右D.0 【解析】当物体受F1、F2及摩擦力处于静止时,由平衡条件可知物体受的摩擦力大小为8 N,可知最大静摩擦力Ffm8 N。当撤去力F1后,由于F1=2 NFfm,物体仍静止,由平衡条件 知物体的摩擦力将发生突变,将与F2等大反向,故C项正确。 第二章 主干知识回顾-37-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 2.如图所示,质量为M=8 kg的小车B放在光滑的水平面上,在小车右端加一个水平向右的 恒力F=8 N。当小车向右运动的速度达到v0=1.5 m/s时,在小车右端轻轻地放上一个大小 不计、质量m=2 kg的小物块A,物块与小车间的动摩擦因数=0.2,小车足够长,g=10 m/s2, 求从A放上小车经过t=1.5 s后位移的大小。 第二章 主干知识回顾-38-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 综合能力提升 第二章 主干知识回顾-39-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 课堂限时检测 1.(2015南昌二中质检)关于力的概念,下列说法中正确的是 ( B ) A.因为力是物体对物体的作用,所以力与物体是相互依存的 B.对于受多个力的物体,可以同时找到几个施力物体 C.放在桌面上的书本受到桌面对它向上的弹力,这是由书本发生微小形变而产生的 D.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力,等弹簧被压缩一段距离后才反过来给手一个弹力 【解析】力依存于物体,而物体不依存于力,A项错误;一个物体同时受到多个力的作用时, 该物体是受力物体,而每个力对应一个施力物体,B项正确;弹力是施力物体发生弹性形变 而对受力物体的作用力,书本受到的弹力是由桌面发生微小形变而对书本产生的力,C项 错误;压缩弹簧时,手给弹簧的压力与弹簧给手的弹力是一对作用力和反作用力,它们同时 产生,D项错误。 第二章 主干知识回顾-40-名师考点精讲综合能力提升课堂限时检测 第1讲 重力 弹力 摩擦力 课堂限时检测 2.(多选)对于相互接触的两个物体之间同一接触面上的弹力和摩擦力,以下说法中正确的 是 ( BD ) A.有弹力必有摩擦力 B.有摩擦力必有弹力 C.摩擦力的大小一定与弹力成正比 D.摩擦力的方向一定与弹力的方向垂直 【解析】弹力是摩擦力产生的必要条件之一,但有弹力不一定有摩擦力,A项错误,B项正 确;摩擦力有静摩擦力和滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与弹力成正比,但静摩擦力与弹力 的大小无必然关系,C项错误;弹力的方向总是垂直于接触面而指向被压或被支持的物体, 摩擦力的方向总是沿着接触面并与接触面相切,D项正确。 第二章 主干知识回顾-41-名