人教版高中物理必修一第1讲 重力 弹力 摩擦力.ppt

第1讲 重力 弹力 摩擦力,1.形变、弹性、胡克定律,疑难突破1 摩擦力的“突变”问题,解析一个疑难,抓住两个考点,备选视频展台,2.滑动摩擦力 动摩擦因数、静摩擦力,状元微博,1.弹力方向的判断及大小的计算,2.静摩擦力的判断（小专题）,3.摩擦力大小的计算,突破三个考向,随堂 基础演练,第二章 相互作用 备选多媒体展台 1.桌面微小形变的观察 2.小桌微小形变演示实验 3.弹簧的形变与弹力 4.静摩擦力与滑动摩擦力 5.人走路时所受静摩擦力的分析 6.骑自行车时静摩擦力的分析 7.力的合成实验演示 8.力的合成实验模拟 9.合力与两个分力变化关系的演示 10.共点力的概念 11.两共点力的合成 12.验证“平行四边形定则” 13.力的分解（二绳挂重物） 14.力的分解(斜拉放在水平面上的物体) 15.力的分解（三角架挂重物） 16.力的分解（物体置于斜面上） 17.矢量求和的三角形法则 18.矢量差的判断, 01抓住两个考点,解析 假设将与研究对象接触的物体逐一移走，如果研究对象的状态发生变化，则表示它们之间有弹力； 如果状态无变化，则表示它们之间无弹力四个选项中当b选项中的b物体移走后，a物体一定会摆动，所以b选项中a、b间一定有弹力 答案 b,【思维驱动】,在图中，a、b均处于静止状态，则a、b之间一定有弹力的是( ),提示： 用假设法试试！,解析/显隐,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时能够_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, 01抓住两个考点,【知识存盘】,形状,恢复原状,思考： 1.只要两个物体接触就一定有弹力 （ ） 2.只要物体发生形变就一定有弹力产生 （ ）,3弹力 (1)定义：发生弹性形变的物体，由于要_，会对与它接触的物体产生力的作用 (2)产生条件 物体相互_； 物体发生_ (3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向_ 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：fkx. k是弹簧的_，单位为n/m；k的大小由弹簧_决定 x是弹簧长度的_，不是弹簧形变以后的长度., 01抓住两个考点,【知识存盘】,接触,相反,恢复原状,弹性形变,弹性形变,正比,自身性质,劲度系数,变化量,【思维驱动】, 01抓住两个考点,下列关于摩擦力的说法正确的是( ) a摩擦力的方向总与物体的运动方向相反 b摩擦力的大小与相应的正压力成正比 c运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力作用 d静摩擦力的方向与接触物体相对运动趋势的方向相反,d,解析/显隐,1静摩擦力和滑动摩擦力 (1)静摩擦力：两个有相对_的物体间在接触面上产生的_相对运动趋势的力叫静摩擦力 (2)滑动摩擦力：两个有相对_的物体间在接触面上产生的阻碍_的力叫滑动摩擦力, 01抓住两个考点,【知识存盘】,运动趋势,相对运动,阻碍,滑动,思考： 1.两物体的接触面积越大，滑动摩擦力越大( ) 2.物体的速度越大，滑动摩擦力越大( ), 01抓住两个考点,滑动趋势,阻碍,粗糙,弹力,运动趋势,滑动,相对运动,粗糙,弹力,相对运动,2两种摩擦力的对比, 01抓住两个考点,无关,0,相反,fn,相对运动,粗糙,思考： 1.在公式ff= fn中物体所受压力大小等于物体的重力大小（ ） 2.有摩擦力的地方，一定有弹力（ ）, 01抓住两个考点,本栏内容 结束,1.,02突破三个考向,.判断弹力有无的常用方法,(1)条件法：根据弹力产生的两个条件接触和发生弹性形变直接判断.,(2)状态法：根据研究对象的运动状态进行分析，判断是否需要弹力，物体才能保持现在的运动状态.,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，与自身（受力物体）形变方向相同判断. 注：几种常见接触面间的弹力见“状元微博”.,(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律进行判断.,02突破三个考向,【典例】如图所示，一重为10n的球固定在支杆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7.5n b.大小为10n c.方向与水平方向 成530角斜向右下方 d.方向与水平方向成530角斜向左上方,典例 剖析,mg,f拉,f,3.弹力大小 的计算方法,(1)根据力的平衡条件进行求解. (2)根据胡克定律进行求解. (3)根据牛顿第二定律进行求解.,审题视角： 小球最后静止时受几个力？ 小球所受各力遵从什么规律呢?自己尝试解答哟！,【解析】本题考查力与物体的平衡，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值反向，令ab杆对小球的作用力与水平方向夹角为，可得：tan =g/f拉=4/3， =530，故d项正确. 答案 d,解析/显隐,02突破三个考向,1绳只能产生拉力，不能产生支持力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子收缩的方向 2杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，弹力的方向可能沿着杆，也可能不沿杆,借题发挥,02突破三个考向,小车上固定一根弹性直杆a，杆顶固定一个小球b(如图所示)，让小车从光滑斜面上自由下滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是( ),解析 小车在光滑斜面上自由下滑，则加速度agsin (为斜面的倾角)，由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsin ，则杆的弹力方向垂直于斜面向上，杆不会发生弯曲，c正确 答案 c,变式跟踪1,解析/显隐,隐含了什么条件？,02突破三个考向,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，即摩擦力不一定是阻力.,02突破三个考向,例2 如图所示,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，方向和f方向相同,审题导析 1.注意题中关键信息. 2.对甲乙两图中a物体的受力，用假设法尝试着分析一下！,【解析】 （用假设法分析） 甲图中，假设a受摩擦力，与a做匀速运动在水平方向合力为零不符，所以a不受摩擦力. 乙图中，假设a不受摩擦力，a将相对b沿斜面向下运动，从而a受沿f方向的摩擦力正确选项是d. 答案 d,解析/显隐,02突破三个考向,静摩擦力有无及方向的常用判断方法,假设物体间接触面光滑,不发生 相对滑动,无相对 运动趋势,无 静摩擦力,发生 相对滑动,有相对 运动趋势,有 静摩擦力,方向与相对运动 趋势的方向相反,状态法：（如变式跟踪2）明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力的大小和方向.,牛顿第三定律法：（如变式跟踪3）此法的关键是抓住“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.,假设法：如例2，利用假设法判断的思维程序如下:,【以题说法】,【变式跟踪2】(2011天津，2)如图所示,a、b两物体叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中b受到的摩擦力( ) a方向向左，大小不变 b方向向左，逐渐减小 c方向向右，大小不变 d方向向右，逐渐减小,解析 物体b具有水平向左的恒定加速度，由牛顿第二定律知，物体b受到的合外力水平向左且恒定，对物体b受力分析可知，物体b在水平方向的合外力就是物体a施加的静摩擦力，因此，物体b受到的摩擦力方向向左，且大小不变，故a正确 答案 a,02突破三个考向,解析/显隐,隐含了 什么信息？,a,ff,【变式跟踪3】如图示，用一水平力f把a、b两个物体挤压在竖直的墙上，a、b两物体均处于静止状态，下列判断正确的是( ) ab物体对a物体的静摩擦力方向向上 bf增大时，a和墙之间的摩擦力也增大 c若b的重力大于a的重力，则b受到的摩擦力大于墙对a的摩擦力 d不论a、b的重力哪个大，b受到的摩擦力一定小于墙对a的摩擦力,解析 将a、b视为整体，可以看出a物体受到墙的摩擦力方向竖直向上对b受力分析可知b受到的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律可知b对a的摩擦力方向向下，a错误；由于a、b两物体受到的重力不变，根据平衡条件可知b错误；a和墙之间的摩擦力与a、b两物体重力平衡，故c错误、d正确 答案 d,02突破三个考向,尝试对a、b用整体法分析,然后再对b隔离分析,解析/显隐,mbg,ff,f,f,审题视点 (1)a、b向右匀速运动，b物体受到的合力为零. (2)a、b共同向右匀加速运动，b受合力方向向右. (3)a、b发生相对滑动，b受到的是滑动摩擦力. (4)滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小无关.,【答案】 （1）零. (2) ma，方向水平向右. (3) mg，方向水平向右. (4) mg ，方向水平向右.,02突破三个考向,例3 在粗糙的水平面上放一物体a，a上再放一质量为m的物体b，a、b间的动摩擦因数为，施加一水平力f作用于a（如图示），计算下列情况下a对b的摩擦力. (1).当a、b一起做匀速运动时. (2).当a、b一起以加速度a向右匀加速运动时. (3).当力f足够 大而使a、b发 生相对滑动时. (4).当a、b发生相对滑动，且b物体的1/5伸到a的外面时.,【解析】 （1）因a、b向右匀速运动，b物体受到的合力为零，所以b物体受到的摩擦力为零. (2)因a、b无相对滑动，所以b物体受到的摩擦力是静摩擦力，此时不能用滑动摩擦力公式ff=fn来计算.用牛顿第二定律对b物体分析有ff=ma，方向水平向右. （3）因a、b发生相对滑动，故b受到的是滑动摩擦力，即ff= fn= mg.方向水平向右. (4)因滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小无关，所以ff= mg ，方向水平向右.,解析/显隐,本栏内容 结束,02突破三个考向,摩擦力大小的计算技巧,分析计算摩擦力的大小和方向时，应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力 （1）若是滑动摩擦力：根据公式ff= fn计算；力的平衡条件计算； 牛顿第二定律进行分析计算.切记压力fn一般情况下不等于重力. （2）若是静摩擦力: 根据力的平衡条件； 牛顿第二定律进行分析计算.切记不能用公式ff= fn 计算静摩擦力.,【借题发挥】,本栏内容 结束,02突破三个考向,【变式跟踪4】 (2013山东淄博)如图所示，物块a放在倾斜的木板上，已知木板的倾角分别为30和45时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为( ),审题视点 当倾角30时，物块受到的摩擦力是静摩擦力. 当45时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力 .,解析/显隐,03解析一个疑难,一、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.,审题视点 1.判定物块与桌面间最大静摩擦力的可能值 . 2.撤去f1后，再根据最大静摩擦力的可能值判定木块是否滑动.,03解析一个疑难,典例1 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,如图所示，其中f110 n，f22 n，若撤去f1，则木块受到的摩擦力为( ). 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，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c正确. 答案 c,解析/显隐,03解析一个疑难,静动“突变” 物体在摩擦力和其他力的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. (如例2),典例2 长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角变大)，另一端不动，如图所示则铁块受到的摩擦力ff随角度的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.,审题视角 1).建立木板及铁块的运动模型 2). 到过程中铁块受力怎样？ 转动到位置后，铁块受力又怎样？ 自己分析一下！,=,mg,ff,fn,【解析】 设木板与水平面间夹角增大到时，铁块开始滑动,显然当时,铁块与木板相对静止.由力的平衡条件知,铁块受到的静摩擦力的大小为ffmgsin;当时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力;设动摩擦因数为，由滑动摩擦力公式得，铁块受到的滑动摩擦力为ffmgcos. 由上述分析知：时，静摩擦力随角增大按正弦函数增加；当时，滑动摩擦力随角增大按余弦规律减小，所以正确选项为c. 答案 c,解析/显隐,03解析一个疑难,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.(如例3),典例3 如图示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数=0.2，从t=0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f=1n的作用，取 g=10m/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：,解析：,运动阶段,受向左的滑动摩擦力fn= mg=2n,物体减速运动，速度为0后静止,静止阶段,fmax=fn=2n,受向右的静摩擦力ff2=f=1n,外力f=1nfmax,a正确,03解析一个疑难,规律 总结,突破策略 物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力的种类就有可能发生突变.解决这类问题的关键是： 1.正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”. 2.分析清楚“突变”后摩擦力的变化情况，是静静变化，还是动静（静动）变化；是大小变化，还是方向也发生变化.,04随堂基础演练,随堂基础演练 答案及解析,1.解析 力的作用不一定要直接接触譬如地球与物体之间的万有引力，电荷与电荷之间的作用力，都不需要直接接触，所以b错误；力的作用离不开物体，用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，球没有受到向前的力来维持它向前运动，c错误；两个物体之间的相互作用力没有先后之说，所以d错误 答案 a,a,c,c,d,cd,cd,2.解析 物体是否