高考物理一轮复习常见的力同步PPT课件.ppt

第1讲常见的力 1 一 力1 力的概念 物体与物体之间的 作用 2 力的性质 1 物质性 力不能脱离 而独立存在 没有 施力物体 或 受力物体 的力是 的 2 相互性 力的作用是 的 施力 受力 物体同时也是受力 施力 物体 3 矢量性 力是矢量 既有 又有 4 独立性 一个力作用于某个物体上产生的效果 与这个物体是否受到其他力的作用 基础知识梳理 相互 物体 不存在 相互 大小 方向 无关 2 形变 运动状态 4 力的图示和示意图 1 力的图示 包含力的 三个要素 2 力的示意图 受力分析时 作出的表示物体受到某一力的有向线段 特别提示 同一性质的力可以产生不同的效果 不同性质的力可以产生相同的效果 大小 方向 作用点 3 二 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 方向 总是 4 重心 因为物体各部分都受重力的作用 从效果上看 可以认为各部分受到的重力作用集中于一点 这一点叫做物体的重心 特别提示 1 重力的方向总是与当地的水平面垂直 不同地方水平面不同 其垂直水平面向下的方向也就不同 2 重力的方向不一定指向地心 3 并不是只有重心处才受到重力的作用 竖直向下 4 思考感悟重心的位置与哪些因素有关 提示 与质量分布和物体的形状有关 5 三 弹力1 定义 发生弹性形变的物体由于要 对与它接触的物体产生力的作用 2 产生的条件 1 两物体 2 发生 恢复原状 相互接触 弹性形变 6 3 方向 1 与物体形变方向 2 几种常见模型的弹力方向 轻绳的拉力沿绳指向 的方向 点与平面 平面与平面接触处的弹力 于接触面 若是曲面则垂直于接触处的 指向被压或被支持的物体 弹簧的弹力方向 总是沿 指向变回原长的方向 杆的弹力方向要依照平衡条件或牛顿定律判定 相反 绳收缩 垂直 切面 弹簧轴线 7 4 大小 1 弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律 其公式为F kx 2 非弹簧类弹力大小应由 或动力学规律求得 四 摩擦力1 产生 相互接触且发生形变的粗糙物体间 有 或 时 在接触面上所受的阻碍 或 的力 2 产生条件 接触面 接触面间有弹力 物体间有 或 平衡条件 相对运动 相对运动趋势 相对运动 相对运动趋势 粗糙 相对运动 相对运动趋势 8 FN 4 方向 与相对运动或相对运动趋势方向 5 作用效果 阻碍物体间的 或 相反 相对运动 相对运动趋势 9 特别提示 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 反之不一定成立 10 一 弹力的有无及方向的判断方法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 11 2 利用假设法判断对形变不明显的情况 可假设两个物体间弹力不存在 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 分析由状态分析弹力 使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 12 2 弹力的方向的判断方法 1 弹力的方向与物体形变的方向相反 作用在迫使物体发生形变的那个物体上 具体情况有以下几种 13 14 2 由物体的运动状态判断弹力的方向物体的受力必须与物体的运动状态相符合 可根据物体的运动状态 先假设一个弹力的方向 由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程 求出弹力 若所得结果为正值 其方向与假设方向相同 如果为负值 其方向与假设方向相反 15 应用指导 1 绳对物体只能产生拉力 不能产生推力 且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向 这是由绳子本身的特点决定的 2 杆既可以产生拉力 也可以产生推力 弹力的方向可以沿杆 也可以不沿杆 这是杆和绳两种模型的最大区别 16 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 2011年绍兴模拟 如图2 1 1所示 小车内有一固定光滑斜面 一个小球通过细绳与车顶相连 细绳始终保持竖直 关于小球的受力情况 下列说法正确的是 图2 1 1 17 A 若小车静止 绳对小球的拉力可能为零B 若小车静止 斜面对小球的支持力一定为零C 若小车向右运动 小球一定受两个力的作用D 若小车向右运动 小球一定受三个力的作用 18 解析 选B 若小车静止 则小球受力平衡 由于斜面光滑 不受摩擦力 小球受重力 绳子的拉力 重力和拉力都沿竖直方向 如果受斜面的支持力 则没法达到平衡 因此在小车静止时 斜面对小球的支持力一定为零 绳子的拉力等于小球的重力 故A项错误 B项正确 若小车向右匀速运动时 小球受重力和绳子拉力两个力的作用 若小车运动时加速度向左 则一定受斜面的支持力 可能受绳子的拉力 也可能不受绳子的拉力 故C D项都不对 19 二 摩擦力的有无及方向的判断方法1 假设法 即假设接触面光滑 看物体是否会发生相对运动 1 若发生相对运动 则说明物体原来虽相对静止却有相对运动的趋势 且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向 从而确定静摩擦力的方向 2 若没有发生相对运动 则说明没有静摩擦力 20 2 根据摩擦力的效果来判断其方向 如平衡其他力 作动力 作阻力 提供向心力等 再根据平衡条件或牛顿定律来计算大小 用牛顿第二定律判断 关键是先判断物体的运动状态 即加速度方向 再利用牛顿第二定律 F ma 确定合力的方向 然后由受力分析判断静摩擦力方向 3 利用牛顿第三定律来判断此法关键是抓住 摩擦力是成对出现的 先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向 再确定另一物体受到的摩擦力方向 21 特别提醒 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 摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反 还可能成一夹角 即摩擦力可能是动力也可能是阻力 22 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 如图2 1 2所示 物体A置于倾斜的传送带上 它能随传送带一起向上或向下做匀速运动 下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述 正确的是 图2 1 2 23 A 物体A随传送带一起向上运动时 A所受的摩擦力沿斜面向下B 物体A随传送带一起向下运动时 A所受的摩擦力沿斜面向下C 物体A随传送带一起向下运动时 A不受摩擦力作用D 无论A随传送带一起向上还是向下运动 传送带对物体A的作用力均相同答案 D 24 三 摩擦力大小的计算1 静摩擦力大小的计算 1 物体处于平衡状态时 静止或匀速 利用力的平衡条件来判断其大小 2 物体有加速度时 若只有摩擦力 则Ff ma 例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度 若除摩擦力外 物体还受其他力 则F合 ma 先求合力再求摩擦力 26 2 滑动摩擦力的计算 1 滑动摩擦力的大小用公式Ff FN来计算 但应注意 为动摩擦因数 其大小与接触面的材料 表面的粗糙程度有关 FN为两接触面间正压力 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 与接触面的面积大小也无关 2 根据物体的运动状态判断 若物体处于平衡状态 利用平衡条件求解 若物体有加速度 利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解 27 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 2011年衢州一中检测 如图2 1 3所示 斜面固定在地面上 倾角为37 sin37 0 6 cos37 0 8 质量为1kg的滑块 以一定的初速度沿斜面向下滑 斜面足够长 滑块与斜面间的动摩擦因数为0 8 该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是图2 1 4中的 取初速度方向为正方向 g 10m s2 图2 1 3 28 解析 选A 由于mgsin37 mgcos37 滑块减速下滑 因斜面足够长 故滑块最终一定静止在斜面上 开始阶段Ff滑 mgcos37 6 4N 方向沿斜面向上 静止在斜面上时 Ff静 mgsin37 6N 方向沿斜面向上 由于取初速度方向为正方向 故图象A正确 B C D均错误 29 例1 如图2 1 5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的球 试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向 图2 1 5 题型一弹力的分析与计算 30 1 小车静止 2 小车以加速度a水平向右加速运动 思路点拨 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 解析 1 小车静止时 球处于平衡状态 由平衡条件可求 F1 mg 方向竖直向上 31 2 当小车以加速度a向右匀加速运动时 小球的加速度也为a 设杆对球的弹力为F2 与竖直方向的夹角为 如图2 1 6所示 则有 图2 1 6 32 答案 1 mg竖直向上 2 见解析 33 题后反思 杆产生的弹力方向可能沿杆 也可能不沿杆 需结合物体的其他受力情况 运动情况 由平衡条件或F合 ma确定 34 例2 2011年山东滨州模拟 如图2 1 7所示 原长分别为L1和L2 劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上 两弹簧之间有一质量为m1的物体 最下端挂着质量为m2的另一物体 整个装置处于静止状态 求 图2 1 7 题型一弹簧产生弹力的计算 35 1 这时两弹簧的总长 2 若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起 直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和 求这时平板受到下面物体m2的压力 36 37 38 规律总结 有关弹簧问题的综合设计 由于既能考查相关弹力的特点规律 又能够将静力学知识 动力学知识甚至能量知识综合起来考查学生的综合应用知识的能力 所以在高考中出现的几率较大 39 变式训练1如图2 1 8所示 两木块的质量分别为m1和m2 两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2 上面的木块压在上面的弹簧上 但不拴接 整个系统处于平衡状态 现缓慢地向上提上面的木块 直到它刚离开上面的弹簧 求这个过程中下面木块移动的距离 图2 1 8 40 41 满分样板10分 2011年湖北黄冈模拟 如图2 1 9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 图2 1 9 42 思路点拨 解答本题时应注意以下几点 1 木块受到的摩擦力的方向 2 滑动摩擦力Ff FN中FN的大小 3 斜面方向上木块所受合力为零 43 解题样板规范步骤 该得的分一分不丢 画出木块在斜面内的受力图 如图2 1 10所示 由于木块沿斜面向下做匀速直线运动 由平衡条件可知 重力沿斜面向下的分力mgsin37 与水平推