江苏省高考物理大一轮复习 第二章 相互作用 1 重力 弹力 摩擦力课件.pptVIP

第二章相互作用 第1讲重力弹力摩擦力 1 知道力是物体间的相互作用 并在具体问题中找出施力物体与受力物体 2 知道力的三要素 在具体问题中画出力的图示或力的示意图 3 了解弹性形变的概念 知道弹力及弹力产生的条件 会分析弹力的方向 4 知道胡克定律 并用其进行简单计算 5 知道静摩擦力产生的条件 知道最大静摩擦力的概念 会判断静摩擦力的方向 6 知道滑动摩擦力产生的条件 会判断滑动摩擦力的方向 7 知道影响滑动摩擦力大小的因素 会用动摩擦因数计算滑动摩擦力 1 力 力是物体与物体之间的 作用 力的作用效果是使物体发生 改变物体的 2 重力 由于地球对物体的 而使物体受到的力 大小 g 方向 相互 形变 运动状态 吸引 mg 竖直向下 1 g的特点 在地球上同一地点g值是 g值随着纬度的增大而 g值随着高度的增大而 2 重心 物体的重心与物体的 物体的 有关 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 重心可用悬挂法确定 一个不变的常数 增大 减小 几何形状 质量分布 几何中心 3 形变和弹力 胡克定律 1 物体在力的作用下 或 的变化叫做形变 在形变后撤去作用力时能够 的形变叫做弹性形变 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形状 这个限度叫弹性限度 2 弹力 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 这个力叫做弹力 弹力产生的条件是物体相互 且物体发生 弹力的方向总是与施力物体形变的方向 形状 体积 恢复原状 恢复原状 接触 弹性形变 相反 3 胡克定律 弹簧发生弹性形变时 弹力的大小f跟弹簧伸长 或缩短 的长度x成正比 表达式f k是弹簧的劲度系数 单位为n m k的大小由弹簧 决定 x是弹簧长度的变化量 不是弹簧形变以后的长度 kx 自身性质 4 静摩擦力 滑动摩擦力 1 定义 相互接触且发生形变的粗糙物体间 有 或 时 在接触面上所产生的阻碍 或 的力 2 产生条件 接触面 接触面间有弹力 物体间有 或相对运动趋势 3 大小 滑动摩擦力f 静摩擦力 0 f fmax 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 fn 相反 相对运动 相对运动趋势 1 弹力有无的判断 弹力的判定和计算 2 常见模型中弹力的方向 弹力方向除几种典型情况 压力 支持力 张力等 外 有时应根据其运动状态结合动力学规律确定 3 轻杆 轻绳 轻弹簧模型比较 4 计算弹力大小的三种方法 1 根据胡克定律进行求解 2 根据力的平衡条件进行求解 3 根据牛顿第二定律进行求解 典题演示1如图所示 一匀质木棒搁置于台阶上保持静止 下列关于木棒所受弹力的示意图中 正确的是 d 解析 木棒的下端与地面接触 接触面为水平面 故弹力的方向应该与地面垂直 木棒的上端与台阶的一点接触 接触面为木棒的一个面 故弹力的方向和木棒垂直 典题演示2 多选 如图所示 轻质弹簧连接a b两物体 a放在水平地面上 b的上端通过细线挂在天花板上 已知a的重力为8n b的重力为6n 弹簧的弹力为4n 则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是 a 18n和10nb 4n和10nc 12n和2nd 14n和2n bc 解析 题目没有具体说明弹簧是被拉伸还是被压缩 如果弹簧被拉伸 a b两物体的受力情况如图甲所示 a物体满足fn ga f 4n b物体满足ft gb f 10n b正确 如果弹簧被压缩 a b两物体的受力情况如图乙所示 a物体满足fn ga f 12n b物体满足ft gb f 2n c正确 1 假设法利用假设法判断的思维程序如下 摩擦力的有无及方向判断 2 反推法 从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件 分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用 从而判断静摩擦力的有无及方向 3 状态法 先判断物体的运动状态 根据二力平衡条件 牛顿第二定律 可以判断摩擦力的方向 4 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 说明 1 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 2 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 即摩擦力不一定是阻力 3 静摩擦力的作用点总是在两物体的接触面上且方向与接触面相切 与对应的弹力方向垂直 典题演示3 2016 海南卷 如图 在水平桌面上放置一斜面体p 两长方体物块a和b叠放在p的斜面上 整个系统处于静止状态 若将a和b b与p p与桌面之间摩擦力的大小分别用f1 f2和f3表示 则 a f1 0 f2 0 f3 0b f1 0 f2 0 f3 0c f1 0 f2 0 f3 0d f1 0 f2 0 f3 0 c 解析 首先对整体受力分析可知 整体相对地面没有相对运动趋势 故f3 0 再将a和b看成一个整体 a b整体有相对斜面向下运动的趋势 故b与p之间有摩擦力 即f2 0 再对a进行受力可知 由于a处于静止状态 且a相对于b有向下运动的趋势 故a和b之间存在摩擦力作用 即f1 0 故选项c正确 静摩擦力与滑动摩擦力的比较 a 解析 当木块以任意速度运动时 无论匀速 加速或减速运动 木块受到的滑动摩擦力的大小均相等 且等于它匀速运动时受到的水平拉力大小 故木块受到的摩擦力为6n a正确 b c d错误 典题演示5 多选 2014 湖南湘中名校大联考 物体m位于斜面上 受到平行于斜面的水平力f的作用处于静止状态 如图所示 如果将外力f撤去 则物块 a 会沿斜面下滑b 摩擦力方向一定变化c 摩擦力的大小变大d 摩擦力的大小变小 bd 解析 未撤去f前 将物体的重力分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向的两个分力 在斜面方向的分力大小为mgsin 方向沿斜面向下 作出物体在斜面内的受力情况如图 当物体的受力情况发生变化时 摩擦力的大小和方向往往会发生变化 有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化 常见的模型有 摩擦力的突变问题 该类问题常涉及摩擦力的突变问题 在分析中很容易发生失误 在解决此类问题时应注意以下两点 1 如题干中无特殊说明 一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 2 此类问题涉及的过程较为复杂 一般采用过程分析法 有时也可用特殊位置分析法解题 c 1 如图所示 一个重为10n的球固定在支杆ab的上端 现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53 角斜向右下方d 方向与水平方向成53 角斜向左上方 d c 解析 当木块受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 木块仍处于静止状态 由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变 且与作用在木块上的f2等大反向 故选项c正确 3 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 ad 解析 将右侧绳子剪断的瞬间 弹簧的长度不发生变化 对a来说 还处于平衡状态 摩擦力的大小和方向都不发生变化 a项正确 b项错误 对b来说 这时有向左运动的趋势 所以摩擦力不为零 方向向右 c项错误 d项正确 4 多选 甲 乙双方同学在水平地面上进行拔河比赛 正僵持不下 如图所示 如果地面对甲方所有队员的总摩擦力为6000n 同学甲1和乙1对绳子的水平拉力均为500n 绳上的a b两点分别位于甲1和乙1 乙1和乙2之间 不考虑绳子的质量 下列说法中正确的是 a 地面对乙方队员的总摩擦力是6000nb a处绳上的张力为零c b处绳上的张力为500nd b处绳上的张力为5500n ad 解析 以甲 乙双方的队员为整体 分析水平方向的受力情况 易知地面对乙方队员的总摩擦力也是6000n 以甲队为研究对象 水平方向受力平衡 故a处绳子的张力为6000n 以ab段绳子为研究对象 可得b处绳子的张力为5500n c 6 如图所示 一质量不计的弹簧原长为10cm