高考物理总复习 第2章 第1讲 描述运动的基本概念课件 新人教版.ppt

第二章相互作用 第1讲描述运动的基本概念 知识点一重力和弹力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 4 重心 其位置与其分布和形状有关 地球 正比 mg 弹簧测力计 竖直向下 质量 2 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 弹性形变 接触 弹性形变 相反 4 大小 胡克定律 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 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n m表示 x是弹簧长度的 不是弹簧形变以后的长度 弹性形变 正比 劲度系数 牛顿每米 变化量 kx 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 2 弹力方向的判断方法 1 如图所示 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 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 解析 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 答案 b 知识点二摩擦力1 摩擦力的产生条件两物体直接接触且发生形变 接触面粗糙 有或相对运动趋势 这三个条件缺一不可 2 滑动摩擦力和静摩擦力的定义 1 滑动摩擦力 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阻碍的力 相对运动 相对运动 相对运动 2 静摩擦力 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阻碍的力 相对运动趋势 相对运动 趋势 3 两种摩擦力的比较 粗糙 弹力 相对运动趋势 粗糙 弹力 相对运动 0 fmax fn 相反 相反 1 静摩擦力有无及方向的常用判断方法 1 假设法 利用假设法判断的思维程序如下 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 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 4 牛顿第三定律法 此法的关键是抓住 力是成对出现的 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 摩擦力大小的计算 1 滑动摩擦力的计算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 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 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 静摩擦力的计算 其大小 方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关 但跟接触面相互挤压力fn无直接关系 因而静摩擦力具有大小 方向的可变性 其大小只能依据物体的运动状态进行计算 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 可由动力学规律建立方程求解 最大静摩擦力ffm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力 它的数值与fn成正比 在fn不变的情况下 滑动摩擦力略小于ffm 而静摩擦力可在0 ffm间变化 解析 对竖直悬挂的物体 因处于静止状态 故有kl mg 对斜面上的物体进行受力分析 建立如图所示的坐标 并假设摩擦力方向沿x轴正方向 由平衡条件得 kl ff 2mgsin30 联立 两式解得 ff 0 故选项a正确 b c d错误 答案 a 如图所示 在水平传送带上有三个质量分别为m1 m2 m3的木块1 2 3 1和2及2和3间分别用原长为l 劲度系数为k的轻弹簧连接起来 木块与传送带间的动摩擦因数均为 现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上 传送带按图示方向匀速运动 当三个木块达到平衡后 1 3两木块之间的距离是 解析 先以2 3为整体分析 设1 2间弹簧的伸长量为x1 有kx1 m2 m3 g 再以3为研究对象 设2 3间弹簧伸长量为x2 有kx2 m3g 所以1 3两木块之间的距离为2l x1 x2 故选b 答案 b 弹力的计算方法1 一般物体之间的弹力 要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算 2 弹簧的弹力 由胡克定律 f kx 计算 变式训练 1 如图所示 一重为10n的球固定在支杆ab的上端 今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 如图所示 a b两物块叠放在一起 在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动 运动过程中b受到的摩擦力a 方向向左 大小不变b 方向向左 逐渐减小c 方向向右 大小不变d 方向向右 逐渐减小 解析 因a b相对静止一起做匀减速直线运动 所以加速度恒定 方向与速度方向相反 隔离b 由牛顿第二定律知只有静摩擦力提供加速度 a对 答案 a 判定静摩擦力有无及其确定其方向可用三种方法1 假设法 先假设没有摩擦力 光滑 看相对静止的物体间是否有相对运动趋势 若有说明存在静摩擦力 否则就没有 2 根据物体的运动状态 用牛顿第二定律或物体的平衡条件求解 先确定物体的运动状态 再由平衡条件或牛顿第二定律结合物体的受力分析确定其静摩擦力的大小和方向 3 利用牛顿第三定律确定 先分析与之关联物体的运动情况 受力情况 再由牛顿第三定律确定其静摩擦力的大小和方向 变式训练 2 如甲 乙两图所示 物体a b在力f作用下一起以相同速度沿f方向甲乙两速运动 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 方向和f方向相同 解析 用假设法分析 甲图中 假设a受摩擦力 与a做匀速运动在水平方向合力为零不符 所以a不受摩擦力 乙图中 假设a不受摩擦力 a将相对b沿斜面向下运动 从而a受沿f方向的摩擦力 正确选项是d 答案 d 如图所示 质量为m的小滑块a静止在半球壳的内壁上 与球壳的动摩擦因数为 与球心o的连线跟水平线的夹角为 则小滑块a 所受摩擦力大小为mgsin b 所受摩擦力大小为mgcos c 所受摩擦力大小为 mgcos d 对球壳的压力大小为mgcos 解析 小滑块受力如图所示 由共点力的平衡条件可知 小滑块所受的静摩擦力大小为ff mgcos 所受球壳的支持力大小为fn mgsin 由牛顿第三定律得 小滑块对球壳的压力大小为mgsin 故b正确 答案 b 计算摩擦力大小的技巧1 在确定摩擦力的大小之前 首先分析物体所处的状态 分清是静摩擦力还是滑动摩擦力 2 滑动摩擦力有具体的计算公式 而静摩擦力要借助其他公式 如 利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等 3 ff fn 中fn 并不总是等于物体的重力 变式训练 3 2012 浙江高考 如图所示 与水平面夹角为30 的固定斜面上有一质量m 1 0kg的物体 细绳的一端与物体相连 另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连 物体静止在斜面上 弹簧秤的示数为4 9n 关于物体受力的判断 取g 9 8m s2 下列说法正确的是 10分 如图所示 轻绳ad跨过固定在水平横梁bc右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体 acb 30 g取10m s2 求 1 轻绳ac段的张力fac的大小 2 横梁bc对c端的支持力大小及方向 物体m处于平衡状态 根据平衡条件可判断 与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力 取c点为研究对象 进行受力分析 如图所示 1 图中轻绳ad跨过定滑轮拉住质量为m的物体 物体处于平衡状态 绳ac段的拉力为 fac fcd mg 10 10n 100n 4分 2 由几何关系得 fc fac mg 100n 4分 方向和水平方向成30 角斜向右上方 2分 答案 1 100n 2 100n方向与水平方向成30 角斜向右上方 变式训