高考物理大一轮复习第二章相互作用基础课1重力弹力摩擦力课件新人教版

高考导航,基础课1 重力 弹力 摩擦力,知识点一、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。 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_确定。,地球,正比,mg,弹簧测,力计,竖直向下,质量,形状,几何中心,悬挂法,知识点二、形变、弹性、胡克定律 1形变 物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。 2弹性 （1）弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力能够_ _的形变。 （2）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。,恢复原,状,形状,3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：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向_。,恢复原状,接触,弹性形变,相反,4胡克定律 （1）内容：弹簧发生_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_。 k是弹簧的_，单位为N/m；k的大小由弹簧_决定。 x是_，但不是弹簧形变以后的长度。,弹性形变,正比,劲度系数,自身性质,形变量,kx,知识点三、滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 1静摩擦力与滑动摩擦力对比,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,0FFmax,有关,相反,相反,相对运动,趋势,相对运动,相对运动,粗糙程度,思考判断 （1）重力的方向总是指向地心。（ ） （2）重心就是物体所受重力的等效作用点，但重心不一定在物体上。（ ） （3）物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数一定等于物体的重力。（ ） （4）静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变。（ ） （5）相互接触的物体间不一定有弹力。（ ） （6）Fkx中“x”表示弹簧的长度。（ ）,（7）滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。（ ） （8）接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用；反之有弹力作用时，也一定有摩擦力作用。（ ） （9）接触处的摩擦力方向一定与弹力方向垂直。（ ） （10）两物体接触处的弹力增大时，接触面间的摩擦力大小一定增大。（ ）,答案 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） （9） （10）,弹力的分析与计算,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）常见模型中弹力的方向,（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。 3弹力大小计算的三种方法 （1）根据力的平衡条件进行求解。 （2）根据牛顿第二定律进行求解。 （3）根据胡克定律进行求解。,1弹力有无的判断在下列各图中，a、b均处于静止状态，且接触面均光滑，a、b间一定有弹力的是（ ）,答案 B,2弹力方向的判断（多选）如图1所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是（ ） 图1,A小车静止时，Fmgsin ，方向沿杆向上 B小车静止时，Fmgcos ，方向垂直于杆向上 C小车向右匀速运动时，一定有Fmg，方向竖直向上 D小车向右匀加速运动时，一定有Fmg，方向可能沿杆向上,解析 小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有Fmg，方向竖直向上。小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和F的合力应水平向右，如图所示。由图可知，Fmg，方向可能沿杆向上，选项C、D正确。,答案 CD,3弹簧弹力的大小（多选）如图2所示，放在水平地面上的质量为m的物体，与地面间的动摩擦因数为，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，则（ ）,图2,答案 BD,1轻杆与轻绳弹力的区别 轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的，但轻绳只能提供拉力，轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力。因此可用轻绳替代的杆为拉力，不可用轻绳替代的杆为支持力。 2易错提醒 （1）易错误地将跨过光滑滑轮、杆、挂钩的同一段绳当两段绳处理，认为张力不同；易错误地将跨过不光滑滑轮、杆、挂钩的绳子当成同一段绳子处理，认为张力处处相等。 （2）易错误地认为任何情况下杆的弹力一定沿杆。,方法技巧,摩擦力方向的判断,1对摩擦力的理解 （1）摩擦力的方向总是与物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。 （2）摩擦力总是阻碍物体间的相对运动（或相对运动趋势），但不一定阻碍物体的运动。 （3）摩擦力不一定是阻力，也可以是动力；摩擦力不一定使物体减速，也可以使物体加速。 （4）受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定保持相对静止。,2明晰“三个方向”,1对摩擦力的理解（多选）下列关于摩擦力的说法，正确的是（ ） A作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速 B作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速 C作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速 D作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速,解析 摩擦力总是阻碍物体的相对运动（或相对运动趋势），而物体间的相对运动与物体的实际运动无关。当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时，摩擦力是动力，方向相反时为阻力，故选项C、D正确。 答案 CD,2静摩擦力有无及方向的判断（多选）如图3所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态。下列说法正确的是（ ）,图3,AM对m的摩擦力方向向右 BM对m无摩擦力作用 C地面对M的摩擦力方向向右 D地面对M无摩擦力作用 解析 对m受力分析，m受到重力、支持力、水平向左的弹力及M对m的摩擦力，根据平衡条件知，M对m的摩擦力向右。故A正确，B错误；对整体受力分析，在竖直方向上受到重力和支持力而处于平衡状态，若地面对M有摩擦力，则整体不能平衡，故地面对M无摩擦力作用。故C错误，D正确。 答案 AD,3滑动摩擦力方向的判断如图4所示，A为长木板，在水平地面上以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动。下列判断正确的是（A、B间不光滑）（ ）,图4,A若是v1v2，A、B之间无滑动摩擦力 B若是v1v2，A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力 C若是v1v2，B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力 D若是v1v2，B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力,解析 当v1v2时，A、B之间无相对运动，它们之间肯定没有滑动摩擦力；当v1v2时，以B为参考系，A向右运动，它受到B施加的向左的滑动摩擦力，B则受到A施加的向右的滑动摩擦力；当v1v2时，以A为参考系，B向右运动，B受到A施加的向左的滑动摩擦力，A受到B施加的向右的滑动摩擦力。 答案 A,静摩擦力的有无及方向的判断方法 （1）假设法 （2）状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。 （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。,方法技巧,摩擦力大小的计算,计算摩擦力大小的“四点”注意 （1）在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。 （2）滑动摩擦力的大小可以用公式FFN计算，而静摩擦力没有公式可用，只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。这是因为静摩擦力是被动力，其大小随状态而变，介于0Fm之间。 （3）“FFN”中FN并不总是等于物体的重力。 （4）滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关。,【典例】 如图5所示，质量为m的木块在质量为M的木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为1，木块与木板间的动摩擦因数为2，木板一直静止，那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为（ ）,图5 A2mg 1Mg B2mg 2mg C2mg 1（mM）g D2mg 1Mg2mg,解析 因为木板一直静止，单独隔离木板受力分析，在水平方向上木板所受地面的静摩擦力与木块对它的滑动摩擦力，这两个力大小相等、方向相反，木块对木板的压力大小等于mg，故Ff2FN2mg，B对。 答案 B,摩擦力大小计算的思维流程,方法技巧,1摩擦力大小的计算如图6所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m4 kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角60，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 N，作用在物块2的水平力F20 N，整个系统处于平衡状态，取g10 m/s2，则以下说法正确的是（ ）,图6,A1和2之间的摩擦力是20 N B2和3之间的摩擦力是20 N C3与桌面间的摩擦力为20 N D物块3受6个力作用,解析 对小球受力分析可知，绳的拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向的分力，由几何关系可知绳的拉力等于20 N。将三个物块看成一个整体受力分析，可知水平方向整体受到拉力F和绳的拉力的作用，由于F等于绳的拉力，故整体受力平衡，与桌面间没有摩擦力，故物块3与桌面间的摩擦力为0，C错误；由于物块1、2之间没有相对运动的趋势，故物块1和2之间没有摩擦力的作用，A错误；隔离物块3受力分析，水平方向受力平衡可知物块2和3之间摩擦力的大小是20 N，B正确；物块3受重力、桌面的支持力、物块2的压力、物块2的摩擦力、绳的拉力5个力作用，D错误。 答案 B,2动摩擦因数的测定用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数，有如图7甲、乙两种装置。 （1）为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力，图示装置的两种情况中，木块A是否都要做匀速运动？ （2）若木块A做匀速运动，甲图中A、B间的摩擦力大小是否等于拉力Fa的大小； （3）若A、B的重力分别为100 N和150 N，甲图中当物体A被拉动时，弹簧测力计的读数为60 N，拉力Fa110 N，求A、B间的动摩擦因数。,图7,解析 （1）题图甲装置中只要A相对B滑动即可，弹簧测力计的拉力大小等于B受到的滑动摩擦力大小；题图乙装置中要使弹簧测力计的拉力大小等于A受到的摩擦力大小，A必须做匀速直线运动，即处于平衡状态。 （2）题图甲中A受到B和地面的滑动摩擦力而使A处于匀速运动状态，应是这两个滑动摩擦力的大小之和等于拉力Fa的大小。,（3）FNGB150 N，B所受滑动摩擦力大小等于此时弹簧测力计读数，即为Ff60 N，则由FfFN可求得0.4。（注：滑动摩擦力与Fa的大小无关，这种实验方案显然优于题图乙装置的方案） 答案 （1）见解析 （2）不等于 （3）0.4,摩擦力的突变问题,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”突变或“动静”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“动动”突变 某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”。,【典例】 如图8所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F1 N的作用，g取10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）,图8,解析 物体在力F和摩擦力作用下向右做匀减速直线运动，此时滑动摩擦力水平向左，大小为Ff1mg2 N，物体的速度为零后，物体在力F作用下处于静止状态，物体受水平向右的静摩擦力，大小为Ff2F1 N，故只有图A正确。 答案 A,分析摩擦力突变问题的三点注意 （1）题目中出现“最大”、“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题。有时，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。,方法技巧,（2）静摩擦力的大小、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）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。,1“静静”突变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9所示，其中F110 N，F22 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为（ ）,图9 A10 N，方向向左 B6 N，方向向右 C2 N，方向向右 D0,解析 当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，方向向左。可知最大静摩擦力Ffmax8 N。当撤去力F1后，F22 NFfmax，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向。选项C正确。 答案 C,2“静动”突变如图10所示，完全相同的A、B两物体放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，每个物体重G10 N，设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为Ffm2.5 N，若对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F，有四位同学将A物体所受到的摩擦力随水平推力F的变化情况在图中表示出来。其中表示正确的是（ ）,图10,解析 推力F由0均匀增大到2.5 N，A、B均未动，而FfA由0均匀增大到2.5 N。推力F由2.5 N增大到5 N，FfA2.5 N。推力F由5 N增大到6 N，A处于运动状态，FfAG2 N，D正确。 答案 D,3“动动”突变如图11所示，斜面固定在地面上，倾角为37（sin 370.6，cos 370.8）。质量为1 kg 的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8），则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是下图中的（取初速度v0的方向为正方向，g10 m/s2）（ ）,图11,解析 滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由FFN和FNmgcos 联立得F6.4 N，方向为沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin mgcos ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Fmgsin ，代入可得F6 N，方向为沿斜面向上，故选项B正确。 答案 B,摩擦力方向与运动方向的三类关系 摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。,图12,A物体受到与运动方向相同的摩擦力作用 B传送的速度越大，物体受到的摩擦力越大 C物体所受的摩擦力与传送的速度无关 D物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的动力 解析 物体随皮带运输机一起上升的过程中，物体具有相对于皮带下滑的趋势，受到沿皮带向上的摩擦力作用，是使物体向上运动的动力，其大小等于物体重力沿皮带向下的分力，与传送带的速度大小无关，故A、C、D正确，B错误。 答案 ACD,图13,答案 BD,图14,解析 滑块A、B一起冲上光滑斜面，以A、B为整体研究，加速度沿斜面向下agsin ，整体向上做匀减速直线运动，加速度方向沿斜面向下，由于B的加速度方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律知，B受到合力沿斜面向下，则B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力，故A正确，B、C、D错误。 答案 A,1（2016江苏单科，1）一轻质弹簧原长为8 cm，在4 N的拉力作用下伸长了2 cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为（ ） A40 m/N B40 N/m C200 m/N D200 N/m,答案 D,2（2016海南单科，2）如图15，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则（ ）,图15,Af10，f20，f30 Bf10，f20，f30 Cf10，f20，f30 Df10，f20，f30,解析 对a、b、P整体受力分析可知，整体相对地面没有相对