高考复习方案（全国卷地区专用）2017届高考物理一轮复习 第2单元 相互作用物体平衡 第3讲 重力、弹力、摩擦力听课手册 新人教版.doc

第3讲重力、弹力、摩擦力核心填空一、力1定义：力是_的相互作用2作用效果：使物体发生形变或改变物体的_(即产生加速度)3性质：力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征4基本相互作用(1)四种基本相互作用：_相互作用、_相互作用、强相互作用和弱相互作用(2)重力属于引力相互作用，弹力、摩擦力、电场力、磁场力等本质上是_作用的不同表现二、重力1定义：由于地球的_而使物体受到的力2大小：与物体的质量成_，即gmg.3方向：_4重心：重力宏观作用效果的_作用点三、弹力1定义：发生_的物体由于要恢复原状而使物体受到的力2产生条件：两物体相互接触且发生了_3方向：沿_恢复原状的方向4胡克定律：在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力大小与形变量成_，即fkx，其中k表示弹簧的劲度系数，反映弹簧的性质四、滑动摩擦力1定义：一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时所受到的阻碍物体_的力2产生条件：(1)两物体相互_、挤压；(2)物体间的接触面_；(3)两物体间发生_3大小：跟正压力fn成正比，即ffn，表示两物体间的_4方向：与接触面平行，并且跟物体相对接触面的滑动方向_五、静摩擦力1定义：两个相互接触、相对静止的物体由于有相对运动的趋势而在物体接触处产生的 _物体之间相对运动趋势的力2产生条件：(1)两物体相互接触、_；(2)物体间的接触面_；(3)两物体相对静止但有_的趋势3大小：在零至_之间变化4方向：总是跟接触面_，并且跟物体相对运动趋势的方向相反易错判断(1)重力的方向一定指向地心()(2)弹力可以产生在不直接接触的物体之间()(3)相互接触的物体间不一定有弹力()(4)fkx中“x”表示弹簧伸长量()(5)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势()(6)受滑动摩擦力作用的物体，一定处于运动状态()(7)同一接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直()考点一关于弹力的判定与计算1.弹力有无的判断(1)“条件法”：根据弹力产生的两个条件接触和形变直接判断(2)“假设法”：在一些微小形变难以直接判断的情况下，可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合图31中绳“1”对小球必无弹力，否则小球不能静止图31(3)“状态法”：根据研究对象的运动状态进行受力分析，判断物体保持现在的运动状态是否需要弹力(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否维持原来的运动状态2弹力的方向与大小(1)弹力方向除几种典型情况(压力、支持力、拉力等)外，一般应由其运动状态结合动力学规律确定(2)弹力大小除弹簧类弹力由胡克定律计算外，一般也要结合运动状态，根据平衡条件或牛顿第二定律求解1(弹力是否存在的判断)如图32所示，轻绳上端固定，下端悬挂一个重球，在重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且处于静止状态，轻绳保持竖直，则重球受到的力是()图32a重力和轻绳的拉力b重力、轻绳的拉力和斜面的支持力c重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力d重力、轻绳的拉力、斜面的支持力和下滑力2(弹簧弹力的大小问题)如图33所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为f1、f2、f3，其大小关系是()图33af1f2f3bf1f2f3cf1f3f2df3f1f23(弹力方向判断)图34中各物体均处于静止状态图中画出了小球a所受弹力的情况，其中正确的是()图344(动态分析杆上的弹力)如图35所示，小车上固定着一根弯成角的细杆，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小球的弹力的大小和方向(重力加速度为g)(1)小车静止；(2)小车以加速度a水平向右加速运动图35 特别提醒1中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有如下特性：(1)弹力遵循胡克定律fkx，其中x是弹簧的形变量(2)轻：即弹簧(或橡皮绳)的质量可视为零(3)弹簧既能受到拉力作用，也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能受到拉力作用，不能受到压力作用2分析绳或杆的弹力时应重点关注的问题：(1)中间没有打结的轻绳上各处的张力大小都是一样的，如果绳子打结，则以结点为界，不同位置上的张力大小可能不同(2)杆可分为固定杆和活动杆，固定杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向视具体情况而定；活动杆只能起到“拉”和“推”的作用考点二关于滑动摩擦力的分析与计算1.滑动摩擦力的大小滑动摩擦力由公式ffn直接计算， fn为两接触物体间的正压力，此正压力不一定等于物体重力滑动摩擦力的大小也可根据物体的运动状态应用共点力的平衡条件或牛顿第二定律求解2滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动方向相反，判断滑动摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义是指相对跟它接触的物体，所以滑动摩擦力的方向可能与物体实际运动(对地运动)方向相反，也可能与实际运动方向相同，还可能与物体实际运动方向成一定的夹角1 如图36所示，在粗糙的水平面上，长度为l、质量m2 kg的长木板某时刻正以速度v0向右运动现对长木板施加一水平向左的恒力f(大于3 n)，同时将一质量m1 kg的光滑小球无初速度地放置于长木板上表面与左端距离为处，发现长木板向右运动距离后立即反向向左运动已知长木板与水平面间的动摩擦因数0.1，g取10 m/s2，规定水平向左为正方向，则长木板受到的摩擦力f随时间t的变化规律正确的是图37中的()图36图37式题 如图38所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1v2)，绳中的拉力分别为f1、f2，则下列说法正确的是()图38a物体受到的摩擦力ff1ff2b物体所受摩擦力方向向右cf1f2d传送带速度足够大时，物体受到的摩擦力可为0 特别提醒应用滑动摩擦力的决定式ffn时要注意以下几点：(1)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为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的面积均无关；其方向一定与物体间相对运动方向相反，与物体运动(对地)的方向不一定相反考点三关于静摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的大小(1)两物体间实际产生的静摩擦力f在零和最大静摩擦力fmax之间，即0ffmax.最大静摩擦力fmax是物体将要发生相对运动(临界状态)时的摩擦力，它的数值与fn成正比，在正压力fn不变的情况下，最大静摩擦力fmax略大于滑动摩擦力在一般情况下，可近似认为物体受到的最大静摩擦力等于物体受到的滑动摩擦力(2)静摩擦力的大小要依据物体的运动状态进行计算：如果物体处于平衡状态，可根据平衡条件求解静摩擦力；如果物体处于非平衡状态，可根据牛顿第二定律求解静摩擦力2静摩擦力的方向静摩擦力的方向与接触面相切，与物体间的相对运动趋势的方向相反，即与受力物体相对施力物体的运动趋势方向相反常用的判断静摩擦力方向的方法主要有：(1)假设法；(2)根据“物体的运动状态”来判定；(3)利用牛顿运动定律来判定2 如图39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39a2mg1mg b2mg2mgc2mg1(mm)g d2mg1mg2mg式题 2015山东卷 如图310所示，滑块a置于水平地面上，滑块b在一水平力作用下紧靠滑块a(a、b接触面竖直)，此时a恰好不滑动，b刚好不下滑已知a与b间的动摩擦因数为1，a与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力a与b的质量之比为()图310a. b.c. d. 注意事项在静摩擦力分析中的“三点注意”：(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析；(2)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；(3)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考点四关于摩擦力的综合分析与计算关于摩擦力的综合分析，我们重点研究摩擦力的突变问题摩擦力发生突变的原因具有多样性：可能是物体的受力情况发生变化，可能是物体的运动状态发生变化，也可能是物体间的相对运动形式发生了变化因此要全面分析物体的受力情况和运动状态，抓住摩擦力突变的原因，才能正确地处理此类问题1静摩擦力突变为滑动摩擦力：静摩擦力达到最大值的状态是物体恰好保持相对静止的临界状态2滑动摩擦力突变为静摩擦力：滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(变为零或变为静摩擦力)3由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力：静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动趋势，相对运动趋势取决于主动力，若主动力发生突变而物体仍然处于相对静止状态，则其静摩擦力将由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力3 (多选)将力传感器a固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上如图311甲所示，传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系沙桶，整个装置开始处于静止状态在滑块与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙，力传感器采集的ft图像如图乙所示则()图311a2.5 s前小车慢慢滑动b2.5 s后小车做变加速运动(假设细沙仍在加注中)c2.5 s前小车所受摩擦力不变d2.5 s后小车所受摩擦力不变式题1 如图312所示，把一重为g的物体，用一水平方向的推力fkt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图313中的()图312图313式题2 如图314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f随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图314图315 注意事项分析摩擦力的突变问题要注意以下几点：(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚