高考物理一轮复习 第二章 第1单元 重力 弹力 摩擦力课件.ppt

必考部分 第二章相互作用 第1单元重力弹力摩擦力 网控基础点提炼命题源 一 重力 1 产生 由于地球的 而使物体受到的力 2 大小 g 3 g的特点 在地球上同一地点g值是一个不变的常数 g值随着 的增大而增大 g值随着高度的增大而减小 4 方向 向下 1 吸引 2 mg 3 纬度 4 竖直 读读教材 5 重心 相关因素 物体的 物体的 位置确定 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 5 几何形状质量分布 几何中心悬挂法 二 弹力1 弹力 1 定义 发生 的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力 2 产生的条件 物体间直接 接触处发生 3 方向 总是与物体形变的方向 1 弹性形变 2 接触 弹性形变 3 相反 2 胡克定律 1 内容 弹簧发生 时 弹力的大小跟弹簧伸长 或缩短 的长度x成 2 表达式 f k是弹簧的 由弹簧自身的性质决定 单位是 用符号 表示 x是弹簧长度的 不是弹簧形变以后的长度 1 弹性形变正比 2 kx劲度系数牛顿每米n m变化量 三 滑动摩擦力 动摩擦因数 静摩擦力1 静摩擦力和滑动摩擦力 1 静摩擦力 两个有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍 的力 2 滑动摩擦力 两个有相对滑动的物体间在接触面上产生的阻碍 的力 1 相对运动趋势 2 相对运动 2 两种摩擦力的对比 1 玩具汽车停在模型桥面上 如图所示 下列说法正确的是 a 桥面受向下的弹力 是因为桥梁发生了弹性形变b 汽车没有发生形变 所以汽车不受弹力c 汽车受向上的弹力 是因为桥梁发生了弹性形变d 汽车受向上的弹力 是因为汽车发生了形变 练练基础 题组一 重力 弹力 胡克定律 题组二 摩擦力的理解及简单计算 4 如图所示 物体b叠放在物体a上 a b的质量均为m 且上 下表面均与斜面平行 它们以共同速度沿倾角为 的固定斜面c匀速下降 则 a a b间没有静摩擦力b a受到b的静摩擦力方向沿斜面向上c a受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin d a与b间的动摩擦因数 tan 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 4 滑动摩擦力的大小与两物体间的接触面积的大小及物体的运动状态无关 小思考微总结 研细核心点练透经典题 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 2 利用假设法判断对形变不明显的情况 可假设两个物体间不存在弹力 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判断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 考点一弹力的分析与计算 2 五种常见模型中弹力的方向3 弹力大小的计算 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 调研1 2015 武汉一模 如图所示 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的小球 试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向 1 小车静止 2 小车以加速度a水平向右加速运动 解题指导 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 试题调研 杆的弹力与绳的弹力不同 绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向 但杆的弹力方向不一定沿杆的方向 其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定 可以理解为 按需提供 即为了维持物体的状态 由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向 杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力 名师归纳点题破疑 类题练熟 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 状态法此法关键是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 考点二摩擦力方向的分析与判断 3 牛顿第三定律法此法的关键是抓住 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 调研2 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 试题调研 解题探究 1 甲图中物体a受几个力作用 a b间是否存在静摩擦力 提示 若b对a有摩擦力 方向沿水平方向 则物体a在水平方向的合力不为零 与物体做匀速运动矛盾 所以物体a受两个力 a b间无静摩擦力 2 乙图中物体a受几个力作用 a b间是否存在静摩擦力 提示 若物体a不受摩擦力 则沿斜面方向重力的分力会产生加速度 与物体匀速运动矛盾 所以物体a受三个力 a b间有静摩擦力 解析 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 答案 d 静摩擦力的特点 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 名师归纳点题破疑 2 1 多选 如图所示 将两相同的木块a b置于粗糙的水平地面上 中间用一轻弹簧连接 两侧用细绳系于墙壁 开始时a b均静止 弹簧处于伸长状态 两细绳均有拉力 a所受摩擦力ffa 0 b所受摩擦力ffb 0 现将右侧细绳剪断 则剪断瞬间 a ffa大小不变b ffa方向改变c ffb仍然为零d ffb方向向右 类题练熟 解析 右侧细绳剪断瞬间 其拉力变为零 弹簧上的弹力不变 物体b受水平向右的摩擦力 选项d正确 剪断细绳瞬间 由于弹簧上的弹力不变 物体a所受摩擦力不变 选项a正确 a 匀速运动时 麻袋包只受重力与支持力作用b 匀速运动时 麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上c 减速运动时 麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下d 减速运动时 麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上 2 2 如图所示 某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包 现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上 与传送带一起向上匀速运动 其间突遇故障 传送带减速直至停止 若上述匀速和减速过程中 麻袋包与传送带始终保持相对静止 下列说法正确的是 解析 传送带匀速运动时 麻袋包受力平衡 麻袋包除受重力 垂直斜面向上的支持力外 还要受沿斜面向上的摩擦力的作用 a错误 b正确 传送带向上减速运动时 麻袋包的加速度沿斜面向下 受到的摩擦力可能沿传送带向上 沿传送带向下或为零 c d错误 1 滑动摩擦力大小的计算 1 滑动摩擦力的大小用公式ff fn计算 应用此公式时要注意以下两点 fn为两接触面间的正压力 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 与接触面积的大小无关 2 利用平衡条件和牛顿第二定律计算 考点三摩擦力大小的分析与计算 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 调研3 如图所示 物体a b的质量分别为ma 10kg mb 20kg 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 80n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 10m s2 试题调研 解题探究 1 绳子对a b的拉力分别为多大 提示 绳子对a b的拉力大小相等 都等于拉力f的一半 即40n 2 如何判断a相对于b b相对于桌面是否发生滑动 提示 若绳子对a的拉力大于a b间的最大静摩擦力 a相对于b就发生滑动 否则a就不滑动 绳子对b的拉力与a对b的摩擦力的合力若大于b与地面间的最大静摩擦力 b相对于桌面发生滑动 否则不发生滑动 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 静摩擦力没有公式直接计算 一般根据平衡条件或牛顿第二定律求解 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 名师归纳点题破疑 3 1 2015 黄冈模拟 如图所示 质量分别为m和m的两物体p和q叠放在倾角为 的斜面上 p q之间的动摩擦因数为 1 q与斜面间的动摩擦因数为 2 当它们从静止开始沿斜面滑下时 两物体始终保持相对静止 则物体p受到的摩擦力大小为 a 1mgcos 方向平行于斜面向上b 1mgcos 方向平行于斜面向下c 2mgcos 方向平行于斜面向上d 2mgcos 方向平行于斜面向下 类题练熟 解析 当物体p和q一起沿斜面加速下滑时 其加速度为a gsin 2gcos gsin 因为p和q相对静止 所以p和q之间的摩擦力为静摩擦力 且方向平行于斜面向上 b d错误 不能用公式ff fn求解 对物体p运用牛顿第二定律得mgsin f静 ma 求得f静 2mgcos c正确 3 2 如图所示 斜面为长方形的斜面体倾角为37 其长为0 8m 宽为0 6m 一重为20n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匀速下滑 求木块与斜面间的动摩擦因数 和恒力f的大小 sin37 0 6 cos37 0 8 解决摩擦力突变问题的方法 思想 方法 技巧 四 名师点睛 临界状态是指一种物理过程转变为另一种物理过程 或一种物理状态转变为另一种物理状态时 处于两种过程或两种状态的分界处的状态 处于临界状态的物理量的值叫临界值 在解决摩擦力的突变问题时 常用以下两种方法 1 过程分析法 对物体的整个受力过程进行分析 应用平衡条件 牛顿第二定律和ff fn得出静摩擦力 滑动摩擦力与变化量之间的定量关系 求解变化规律的特殊解 2 特殊位置法 选取物体受力情况发生变化过程中发生突变和具有代表性的位置 直接分析讨论临界值 求解所研究问题的规律 经典范例 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 1 题目中出现