【优化方案】高考物理总复习 第二章第一节 重力　弹力　摩擦力课件 新人教版必修1.pptVIP

第二章相互作用 第二章相互作用 第一节重力弹力摩擦力 一 力1 力的概念 物体与物体之间的 作用 2 力的作用效果 相互 形变 运动状态 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 竖直向下 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 重力的方向不一定指向地心 2 并不是只有重心处才受到重力的作用 三 弹力1 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 恢复原状 两物体 发生 3 方向 与物体形变方向 2 胡克定律 1 内容 弹簧的弹力的大小f跟弹簧伸长 或缩短 的长度x成 相互接触 弹性形变 相反 正比 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 kx 劲度系数 自身性质 变化量 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 相对运动 相对运动趋势 相对运动 相对运动趋势 2 产生条件 接触面 接触面间有弹力 物体间有 或 粗糙 相对运动 相对运动趋势 3 大小 滑动摩擦力ff 静摩擦力 0 ff ffmax 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 fn 相反 相对 运动 相对运动趋势 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 思考感悟动摩擦因数与接触面积有关吗 影响动摩擦因数的因素有哪些 提示 动摩擦因数与接触面积无关 与接触面的粗糙程度和相互作用的两个物体的材料有关 一 弹力的判断及大小的计算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 分析根据物体的运动状态 利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在 2 弹力的方向的判断方法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 3 计算弹力大小常见的三种方法 1 根据力的平衡条件进行求解 2 根据胡克定律进行求解 3 根据牛顿第二定律进行求解 即时应用1 改编题 如图2 1 1 固定于竖直面内的粗糙斜杆 质量为m的小球套在杆上 在大小不变的拉力作用下 小球沿杆由底端匀速运动到顶端 下面关于小球的受力情况的分析可能正确的是 图2 1 1 a 既受弹力 又受摩擦力b 既不受弹力 又不受摩擦力c 受弹力不受摩擦力d 不受弹力 受摩擦力答案 a 二 摩擦力的判断及大小的计算1 摩擦力有无和方向的判断方法 1 假设法利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下 2 状态法 从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件 并进一步分析组成条件中静摩擦力所起的作用 从而判断出静摩擦力的有无及方向 3 利用牛顿第三定律来判断 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 反向 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 根据物体的运动状态计算不论滑动摩擦力 还是静摩擦力都可根据物体的运动状态求解 若物体处于平衡状态 利用平衡条件求解 若物体有加速度 利用牛顿第二定律求解 2 根据公式ff fn计算 计算滑动摩擦力时 关键的是对相互挤压力fn的分析 它跟研究物体在垂直于接触面方向的受力密切相关 与物体速度大小 接触面积大小无关 只有静摩擦力达到最大值 且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时 才能用ffm fn计算 即时应用2 2011 高考天津卷 如图2 1 2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 图2 1 2 解析 选a b向右做匀减速直线运动 加速度大小不变 方向向左 由牛顿第二定律知 所受摩擦力的方向向左 大小不变 即a正确 b c d均错误 图2 1 3 如图2 1 3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10n c 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 解析 对小球进行受力分析可得 ab杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向 答案 d 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 变式训练1 2011 高考江苏卷 如图2 1 4所示 石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块 侧面与竖直方向的夹角为 重力加速度为g 若接触面间的摩擦力忽略不计 则石块侧面所受弹力的大小为 图2 1 4 图2 1 5 如图2 1 5所示 质量为m的物体a放在地面上的竖直轻弹簧b上 且弹簧b分别与地面和物体a相连接 现用细绳跨过定滑轮将物体a与另一轻弹簧c连接 当弹簧c处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变 已知弹簧b和弹簧c的劲度系数分别 为k1和k2 不计定滑轮 细绳的质量和摩擦 将弹簧c的右端由a点沿水平方向拉到b点时 弹簧b的弹力变为原来的 求a b两点间的距离 解析 开始时b被压缩的长度为x1 有k1x1 mg 题后反思 弹簧的弹力是由其形变量决定的 而形变量与物体的位移相关 变式训练2如图2 1 6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 图2 1 6 木块与传送带间的动摩擦因数为 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 a 2l m2 m3 g kb 2l m2 2m3 g k c 2l m1 m2 m3 g kd 2l m3g k答案 b 图2 1 7 满分样板10分 如图2 1 7有一半径为r 0 2m的圆柱体绕竖直轴oo 以 9rad s的角速度匀速转动 今用力f将质量为1kg的物体a压在圆柱侧面 使其以v0 2 4m s的速度匀速下降 若物体a与圆柱面的摩擦因数 0 25 求力f的大小 已知物体a在水平方向受光滑挡板的作用 不能随轴一起转动 解题样板在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度 a相对圆柱体有垂直纸面向外的速度为v v r 1 8m s 2分 a相对于圆柱体的合速度为 图2 1 8 名师归纳 滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反 本题容易造成的错解就是认为摩擦力的方向竖直向上 变式训练3 2012 东城区检测 如图2 1 9所示 两根直木棍ab和cd 可视为相同的圆柱体 相互平行 固定在同一个水平面上 一个圆柱形工件p架在两木棍之间 工件在水平向右的推力f的作用下 恰好能向右匀速运动 若保持两木棍在同一水平面内 但将它们之间的距离稍微增大一些后固定 仍将该工件架在两木棍之间 用同样的水平推力f向右推该工件 则下列说法中正确的是 图2 1 9 a 工件可能静止不动b 工件一定向右匀速运动c 工件一定向右减速运动d 工件一定向右加速运动 当工件在水平向右的推力f的作用下 恰好能向右匀速运动时 水平方向有f