重庆市万州区龙宝中学高考物理总复习 第2章 第1讲 重力 弹力 摩擦力课件.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 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 f kx 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 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 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 5nb 大小为10nc 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 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a gsin 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 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 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 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 a b物体对a物体的静摩擦力方向向上b f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 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 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 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 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f1 10n f2 2n 若撤去f1 则木块受到的摩擦力为 a 10n 方向向左b 6n 方向向右c 2n 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8n 可知最大静摩擦力ffmax 8n 当撤去力f1后 f2 2n ffmax 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 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ff mgsin 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ff mgcos 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 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 1n fmax 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