高考物理复习 第2章第一节重力 弹力 摩擦力课件 沪科版.pptVIP

第一节重力弹力摩擦力 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第一节重力弹力摩擦力 基础知识梳理 基础知识梳理 一 力的认识1 力的作用效果 1 改变物体的 2 使物体发生 2 力的性质 1 物质性 力不能脱离 而存在 没有 施力物体 或 受力物体 的力是 的 2 相互性 力的作用是 的 施力 受力 物体同时也是受力 施力 物体 3 矢量性 力是矢量 即有 又有 力的运算遵循 定则或 定则 运动状态 形变 物体 不存在 相互 大小 方向 平行四边形 三角形 3 力的图示及示意图 1 力的图示 从力的作用点沿力的方向画出的 包括力的三要素 2 力的示意图 受力分析时 作出的表示物体受到某一力的 4 力的分类 1 按性质命名的力 如 等 2 按效果命名的力 如 等 有向线段 有向线段 重力 弹力 摩擦力 电场力 磁场力 分子力 核力 支持力 压力 拉力 浮力 动力 阻力 向心力 回复力 特别提示 性质相同的力 效果可以相同 也可以不同 效果相同的力 性质可以相同 也可以不同 二 重力1 产生 由于 的吸引而使物体受到的力 2 大小 g mg 3 方向 总是 4 重心 1 定义 为了研究方便认为各部分受到的重力集中作用的点 2 位置确定 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物体 重心可用 确定 地球 竖直向下 几何中心 悬挂法 三 弹力1 产生 弹力是由于物体发生 而产生的 2 产生条件 1 2 3 方向 某物体受到的弹力与自身形变的方向 选填 相同 或 相反 与施力物体恢复形变的方向 选填 相同 或 相反 弹性形变 与其他物体接触 发生弹性形变 相同 相同 4 胡克定律 1 内容 在弹簧的弹性限度内 弹簧的弹力与弹簧伸长量或压缩量成正比 2 公式 f kx k是弹簧的劲度系数 由弹簧本身决定 思考感悟1 轻绳和轻弹簧都可以产生拉力 比较它们的拉力有何不同 提示 1 轻绳的拉力可忽略绳子的形变量 其大小可由受力平衡或牛顿第二定律计算得出 轻弹簧的拉力与弹簧的形变量有关 其大小可由胡克定律求得 四 摩擦力1 定义 两个相互接触且发生形变的粗糙物体 当它们发生 或有 时 就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力 这种力叫摩擦力 相对运动 相对运动趋势 2 两种摩擦力的比较 相对运动 相对运动趋势 粗糙 弹力 相对滑动 粗糙 弹力 相对运动趋势 相对运动 f n 思考感悟2 运动的物体受到滑动摩擦力的作用 而静止的物体受到静摩擦力的作用 此说法对吗 提示 2 物体受静摩擦力还是滑动摩擦力作用 不能根据物体是运动还是静止来判断 而应先判断物体相对于另一物体是有 相对运动 还是有 相对运动趋势 若两物体有相对运动 则两物体接触面间存在滑动摩擦力 若两物体有相对运动趋势 则两物体接触面间受静摩擦力作用 受静摩擦力作用的物体不一定静止 如物体随传送带加速运动 物体运动却受到静摩擦力作用 受滑动摩擦力作用的物体也不一定运动 如物体在地面上滑动 物体对地面的摩擦力为滑动摩擦力 但地面却处于静止状态 课堂互动讲练 一 弹力的有无及方向的判断方法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 分析由运动状态分析弹力 使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 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 2 由物体的运动状态判断弹力的方向物体的受力必须与物体的运动状态相符合 可根据物体的运动状态 先假设一个弹力的方向 由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程 求出弹力 若所得结果为正值 其方向与假设方向相同 如果为负值 其方向与假设方向相反 名师点睛 1 绳对物体只能产生拉力 不能产生推力 且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向 这是由绳子本身的特点决定的 2 杆既可以产生拉力 也可以产生推力 弹力的方向可以沿杆 也可以不沿杆 这是杆和绳两种模型的最大区别 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 如图2 1 1所示 倾角为30 重为80n的斜面体静止在水平面上 一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上 杆的另一端固定一个重为2n的小球 小球处于静止状态时 下列说法正确的是 图2 1 1 a 地面没有形变b 地面对斜面的支持力为80nc 球对弹性轻杆的作用力为2n 方向竖直向下d 弹性轻杆对小球的作用力为2n 方向垂直斜面向上解析 选c 地面受到斜面体的压力发生了形变 只是形变很小 只是用眼看不到 a错 把小球 杆和斜面作为整体受力分析可知 仅受重力和地面的支持力 且二力平衡 故a b错 对小球受力分析知 只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力 杆对小球的力不一定沿杆 故c对 d错 二 静摩擦力的有无及方向的确定方法1 假设法 即假设接触面光滑 看物体是否会发生相对运动 若发生相对运动 则说明物体原来虽相对静止却有相对运动的趋势 且物体发生相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向 从而确定静摩擦力的方向 若没有发生相对运动 则说明没有静摩擦力 2 运动状态法 根据物体的运动状态利用平衡条件或牛顿第二定律判断 此方法关键是先确定物体的运动状态 静止或加速 再利用平衡条件或牛顿第二定律列式计算 确定静摩擦力存在与否及静摩擦力的方向 如图2 1 2中汽车启动时 放在车箱中的相对汽车静止的物体 只能是受到车箱向前的静摩擦力作用才产生了加速度 图2 1 2 3 反作用法 利用牛顿第三定律 即作用力与反作用力的关系 来判断 先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向 再确定另一物体受到的静摩擦力 名师点睛 要正确理解摩擦力产生条件中 相对 的含义 相对 既不是对 地 也不是对 观察者 相对 的是跟它接触的物体 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2011年宿州模拟 如图2 1 3所示是主动轮p通过皮带带动从动轮q的示意图 a与b c与d分别是皮带上与轮缘上相互接触的点 则下列判断正确的是 图2 1 3 a b点相对于a点运动趋势方向与b点运动方向相反b d点相对于c点运动趋势方向与c点运动方向相同c d点所受静摩擦力方向与d点运动方向相反d 主动轮受到的摩擦力是阻力 从动轮受到的摩擦力是动力 解析 选d p为主动轮 假设接触面光滑 b点相对于a点的运动方向一定与b点的运动方向相同 a错误 q为从动轮 d点相对于c的运动趋势方向与c点的运动方向相反 q轮通过静摩擦力带动 因此 d点所受的静摩擦力方向与d点的运动方向相同 b c均错误 主动轮靠摩擦带动皮带 从动轮靠摩擦被皮带带动 故d正确 三 摩擦力大小的计算计算摩擦力的大小 首先要判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力 然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小 1 静摩擦力大小的计算根据物体所受外力及所处的状态 平衡或加速 可分为两种情况 1 物体处于平衡状态 静止或匀速 利用力的平衡条件来判断其大小 2 物体有加速度时 若只有摩擦力 则f ma 例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度 若除摩擦力外 物体还受其他力 则f合 ma 先求合力再求摩擦力 这种与运动状态有关的特点 区别于滑动摩擦力 2 滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式f n来计算 应用此公式时要注意以下几点 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 n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无关 与接触面的大小也无关 名师点睛 接触面处有摩擦力一定有弹力 且弹力与摩擦力总垂直 反之不一定成立 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体 静止时弹簧的伸长量为l 现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体 系统静止时弹簧伸长量也为l 斜面倾角为30 如图2 1 4所示 则物体所受摩擦力 图2 1 4 解析 选a 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系 并假设摩擦力方向沿x轴正方向 由平衡条件得 经典题型探究 如图2 1 5所示 在水平地面上放一质量为m的物体 物体上端与劲度系数为k的轻弹簧相连 在弹簧上端施加竖直向上的力f 使弹簧上端从弹簧自然状态由静止开始竖直向上做加速度为a的匀加速直线运动 问力f至少作用多长时间能将物体拉起 图2 1 5 思路点拨 力f的作用点 即弹簧的上端做匀加速直线运动 弹簧伸长 将物体拉起的临界条件是弹力和重力相等 互动探究写出在这段时间内拉力f随时间t的变化关系式 答案 见解析 满分样板8分 如图2 1 6所示 有黑白两条毛巾交替折叠放在地面上 白毛巾的中间用绳与墙壁连结着 黑毛巾的中部用手将它拉住 若两条毛巾的质量均为m 毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为 现要将其分离开来 则对黑毛巾施加的水平力f至少为多少 图2 1 6 思路点拨 黑毛巾有四个面受到滑动摩擦力 而每个面上受的压力从上到下逐渐增大 解题样板规范步骤 该得的分一分不丢 答案 5 mg 反思领悟 对生活中的摩擦力问题 分清所受摩擦力的情况是解题的关键 木板a b分别重50n和60n 它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0 25 夹在a b之间的轻弹簧被压缩了2cm 弹簧的劲度系数为400n m 系统置于水平地面上静止不动 现用f 1n的水平拉力作用在木块b上 如图2 1 7所示 求力f作用后木块a b所受摩擦力的大小 图2 1 7 解析 未加f时 木块a b受力平衡 所受静摩擦力等于弹簧的弹力 即fa fb kx 400 0 02n