高考物理总复习 第2章 相互作用（第1课时）重力 弹力 摩擦力课件.ppt

考纲要求 第1课时重力弹力摩擦力 基础过关 1 重力 1 产生 由于 的吸引而使物体受到的力 2 大小 与物体的质量成 即g 可用 测量重力 3 方向 总是 的 考点一重力基本相互作用 c c 地球 正比 mg 弹簧测力计 竖直向下 4 重力加速度g的特点 大小 在地球上同一地点g值是一个不变的常数 g值随着纬度的增大而增大 g值随着高度的增大而减小 方向 竖直向下 5 重心 其位置与物体的 分布和 有关 6 重心位置的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 质量 形状 几何中心 悬挂法 2 基本相互作用 1 万有引力 2 电磁相互作用 3 强相互作用 4 弱相互作用 过关演练 1 关于物体的重力和重心 下列说法正确的是 a 物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的 所以方向总是垂直于地面向下b 同一物体在地球上的不同位置 当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的 当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同c 物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点d 形状规则的物体 如正方体 其重心一定在其几何中心处 解析重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下 选项a错误 同一物体在地球上不同位置所受重力不同 与弹簧测力计无关 选项b错误 重心为物体各部分所受重力的等效作用点 选项c正确 重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关 如果质量分布不均匀 仅有规则几何外形 其重心也不一定在几何中心上 选项d错误 答案c 2 以下说法中正确的是 a 物体受到的重力是由于地球吸引而产生的b 地球上的物体只有静止时才受到重力的作用c 一个挂在绳子上的物体 它所受到的重力就是物体对悬绳的拉力d 物体从赤道移到北极 物体的重力大小保持不变 解析重力是由于物体受地球的吸引而产生的 地球附近的物体都受到重力的作用 a项正确 b项错误 重力和拉力性质不同 施力物体也不相同 所以c项错误 赤道的重力加速度小于两极的 所以物体从赤道移到北极所受重力增加 d项错误 答案a 要点突破 要点与重力有关知识易错点再认识1 误认为重力的大小与物体的运动状态有关 2 误认为重力的方向指向地心 实际上重力的方向是竖直向下 不一定指向地心 3 误认为力可以没有施力物体或受力物体 实际上力是物体与物体间的相互作用 任何力同时具有施力物体与受力物体 4 误认为只有相互接触的物体间才存在作用力 实际上有些力可以发生在不接触的物体间 如重力等 例题 下列有关重力的说法中正确的是 a 物体只有静止时才受重力作用b 重力的方向总是指向地心c 地面上的物体在赤道上受的重力最小d 物体挂在弹簧测力计下 弹簧测力计的示数一定等于物体的重力 解析任何物体均受重力作用 重力的方向竖直向下 不一定指向地心 a b均错误 地面上的物体在赤道上受到的重力最小 c正确 当物体处于平衡状态时 弹簧测力计的示数才等于悬挂的物体的重力 d错误 答案c 精练题组 1 下列关于重力和重心的说法正确的是 a 物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力b 重力的方向总是指向地心c 用细线将重物悬挂起来 静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上d 重心就是物体所受重力的等效作用点 故重心一定在物体上 解析重心是由于地球的吸引而产生的 但不是地球的吸引力 a错 重力的方向竖直向下 b错 由平衡条件可知 细线拉力和重力平衡 重心在重力作用线上 c对 重心位置跟物体的形状 质量分布有关 是重力的等效作用点 但不一定在物体上 如球壳 其重心就不在球壳上 d错 答案c 2 如图所示 一饮料杯装满水 杯子的底部有一小孔 在水从小孔不断流出的过程中 杯连同杯中水的共同重心将 a 一直下降b 一直上升c 先升后降d 先降后升 解析水杯的重心位置是不变的 水不断流出 则水的重心不断下降 故整体的重心在不断下降 降到一定位置后又会上升 也可用极限方法来研究 设想水流尽 则整体的重心就是水杯的重心 故共同重心是先降后升 选项d正确 答案d 3 2016 10月浙江学考 中国女排在2016年奥运会比赛中再度夺冠 图为比赛中精彩瞬间的照片 此时排球受到的力有 a 推力b 重力 推力c 重力 空气对球的作用力d 重力 推力 空气对球的作用力 解析排球受重力 空气阻力 但排球与手不接触 排球不受推力 故c正确 答案c 4 下列说法中正确的是 a 自然界所有的相互作用可归纳为四种基本相互作用b 在四种基本相互作用中 万有引力是最强的c 四种基本相互作用的规律是完全独立的 不可能再统一了d 万有引力 强相互作用和电磁力是长程力 弱相互作用是短程力 解析在当前的研究水平上 可以认为自然界所有的相互作用可归纳为四种 选项a正确 在四种基本相互作用中 万有引力是最弱的 选项b错误 随着研究的深入 人们已经发现了几种基本相互作用之间的统一关系 如 弱电统一 四种基本相互作用最终有可能统一为一种最基本的相互作用 选项c错误 万有引力和电磁力是长程力 强相互作用和弱相互作用是短程力 选项d错误 答案a 方法总结 重力方向竖直向下也就是沿重垂线的方向 不能将竖直向下说成 垂直向下 也不能说成 指向地心 竖直向下 是指垂直于当地的水平面向下 而 垂直向下 可以指垂直于任何支持面向下 只有在两极或赤道时 重力的方向才 指向地心 基础过关 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 考点二弹力 c c 恢复原状 形状 3 弹力 1 定义 发生弹性形变的物体 由于要 对与它接触的物体会产生力的作用 这种力叫做弹力 2 产生条件物体相互 且发生 3 方向 弹力的方向总是与施力物体形变的方向 恢复原状 接触 弹性形变 相反 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 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 弹性形变 正比 kx 劲度系数 自身性质 变化量 答案d 2 2015 杭州期末 如图所示的装置中 三个相同的弹簧在未受力状态下的原长相等 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 平衡时各弹簧的长度分别为l1 l2 l3 其大小关系是 a l1 l2 l3b l1 l2l2d l3 l1 l2 解析三种情况下弹簧弹力均等于小球的重力 故f mg 由f kx知 l1 l2 l3 答案a 要点突破 要点一常见的弹力方向判断 例1 如图所示 一个球形物体静止于光滑水平面上 并与竖直光滑墙壁接触 a b两点是球跟墙和地面的接触点 则下列说法中正确的是 a 物体受重力 b点的支持力 a点的弹力作用b 物体受重力 b点的支持力作用c 物体受重力 b点的支持力 地面的弹力作用d 物体受重力 b点的支持力 物体对地面的压力作用 解析假设没有光滑墙壁 物体也不会左右滚动 可见物体并未受到a点的弹力 a错误 b点对物体的支持力和地面对物体的弹力实为一个力 所以c错误 物体对地面的压力作用在地面上 并不是物体受到的力 受力分析时一定要明确研究对象 d错误 综上 b正确 答案b 要点二胡克定律应用利用胡克定律f kx时 要注意 1 弹簧要在弹性限度内形变 2 x为弹簧的伸长量或压缩量 并不是弹簧的长度 3 轻弹簧 即弹簧 或橡皮绳 的重力可视为零 4 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 例2 弹簧一端固定 另一端受到拉力f的作用 f与弹簧伸长的关系如图所示 该弹簧的劲度系数为 a 2n mb 4n mc 20n md 0 05n m 答案c 精练题组 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 解析汽车与桥面相互挤压都发生了形变 b错 由于桥面发生弹性形变 所以对汽车有向上的弹力 c对 d错 由于汽车发生了形变 所以对桥面产生向下的压力 a错 答案c 2 体育课上一学生将足球踢向墙壁 如图所示 下列关于足球与墙壁作用时墙壁给足球的弹力方向的说法中 正确的是 a 沿v1的方向b 沿v2的方向c 先沿v1的方向后沿v2的方向d 沿垂直于墙壁 斜向左上方 的方向 解析足球与墙壁的作用是球面与平面接触 足球所受弹力方向垂直于墙壁指向足球球心 即斜向左上方的方向 故选项d正确 答案d 答案b 4 多选 如图所示 一位于水平面上的小车 固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 在斜杆的下端固定有质量为m的小球 下列关于杆对球的作用力f的判断中 正确的是 a 小车静止时 f mgsin 方向沿杆向上b 小车静止时 f mgcos 方向垂直于杆向上c 小车向右匀速运动时 一定有f mg 方向竖直向上d 小车向右匀加速运动时 一定有f mg 方向可能沿杆向上 解析小球受重力和杆的作用力f 处于静止或匀速运动时 由力的平衡条件知 二力必等大反向 有f mg 方向竖直向上 选项a b错误 c正确 小车向右匀加速运动时 小球有向右的恒定加速度 根据牛顿第二定律知 mg和f的合力应水平向右 如图所示 由图可知 f mg 方向可能沿杆向上 选项d正确 答案cd 答案b 方法总结 弹力方向的判断方法1 压力和支持力一定垂直于它们的接触面 且指向受力物体 2 绳对物体的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向 3 分析物体的运动状态 是平衡还是加速运动 结合平衡条件和牛顿第二定律 就容易分析出弹力的方向 4 当遇到弹力难以判断时 可尝试用假设法 基础过关 1 滑动摩擦力 1 产生条件 接触面 接触处有 两物体间有 考点三摩擦力 c c 粗糙 弹力 相对运动 2 定义 两个相互接触且发生形变的粗糙物体 当它们发生 时 就会在接触面上产生 相对运动的力 3 大小及方向 大小 f fn 公式中 为比例常数 称为动摩擦因数 其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关 方向 沿两物体的接触面 与相对运动的方向 相对运动 阻碍 相反 2 静摩擦力 1 产生条件 接触面 接触处有 两物体有 仍保持相对静止 2 定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体 当它们具有 时 就会在接触面上产生 的力 3 大小和方向 大小 0 f fm 方向 沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向 粗糙 弹力 相对运动趋势 相对运动 趋势 阻碍相对运动趋势 相反 过关演练 1 2012 浙江6月学考 如图所示 手沿水平方向将书压在竖直墙壁上 使其保持静止 现增大手对书的压力 则书 a 将沿墙壁滑动b 受到的合外力增大c 对墙壁的压力不变d 受到的静摩擦力不变 答案d 2 2015 浙江1月学考 如图所示 用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上做匀速直线运动 此时弹簧测力计读数为0 90n 已知滑块重为3n 则滑块与桌面间的动摩擦因数为 a 0 1b 0 3c 2 0d 3 0 答案b 要点突破 要点一摩擦力方向判断1 判断静摩擦力的有无及方向的三种方法 1 假设法利用假设法判断的思维程序如下 2 运动状态法此法关键是先确定物体的运动状态 如平衡或求出加速度 再利用平衡条件或牛顿第二定律 f ma 确定静摩擦力的方向 3 牛顿第三定律法 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 再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向 2 滑动摩擦力方向判断 1 根据滑动摩擦力方向与相对运动方向相反 2 根据运动状态 例1 如图所示 在水平桌面上有一向右运动的物体 其质量为20kg 与桌面间的动摩擦因数 0 1 物体在运动过程中 还受到一个方向水平向左的大小为10n的拉力作用 则物体受到的滑动摩擦力为 g 10m s2 a 10n 水平向右b 10n 水平向左c 20n 水平向右d 20n 水平向左 解析题中物体与水平面间的摩擦力是滑动摩擦力 其方向与相对运动方向相反 即水平向左 大小可根据ff fn mg求解 代入数据得ff 20n d正确 答案d 要点二摩擦力大小计算1 摩擦力大小的计算方法 1 先要依据条件判断是滑动摩擦力还是静摩擦力 2 滑动摩擦力的大小可以用f fn计算 也可以用平衡条件计算 3 静摩擦力的大小要根据平衡条件计算 2 计算摩擦力大小时的 三点注意 1 公式f fn中的fn是两个物体接触面上的压力 称为正压力 垂直于接触面的力 性质上属于弹力 它不一定等于物体的重力 许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定 2 滑动摩擦力f的大小与物体的运动速度无关 与接触面的大小无关 3 该公式适用于滑动摩擦力大小的计算 求静摩擦力的大小时 该公式不成立 例2 2015 江苏3月学考 如图所示 小强用水平方向成 角的轻绳拉木箱 未拉动 此时绳中拉力为f 则木箱所受摩擦力的大小为 a fcos b fsin c 0d f 解析将拉力f正交分解 并根据二力平衡得到木箱所受摩擦力的大小为fcos a项正确 答案a 精练题组 1 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间相对运动趋势的方向相反 解析摩擦力的方向与物体的运动方向可以相同也可以相反 故a错 静摩擦力的方向总是与物体间相对运动趋势的方向相反 故d对 静摩擦力存在于相对静止的物体间 物体可以是静止的 也可以是运动的 故c错 滑动摩擦力大小与正压力成正比 静摩擦力与正压力无关 最大静摩擦力与正压力成正比 故b错 答案d 2 如图所示 手拿起玻璃瓶 使瓶在空中处于静止状态 关于瓶的受力 下列说法中正确的是 a 滑动摩擦力 方向竖直向上b 静摩擦力 方向竖直向下c 摩擦力和重力是一对平衡力d 摩擦力和重力是作用力和反作用力 解析依题意可知瓶子所受摩擦力为静摩擦力 方向竖直向上与重力平衡 答案c 3 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