物理高考骄子之路第一轮总复习2-1ppt课件.ppt

2018高三一轮总复习 物理 提高效率 创造未来 铸就辉煌 0 必考部分力学 1 7章 第二章相互作用 1 高考研读 相互作用知识体系 第1节重力弹力摩擦力 5 栏目导航 1 2 3 4 抓知识点 抓重难点 课时跟踪检测 抓易错点 6 7 一 力的概念1 力的概念 1 力是物体间的 力总是 出现的 这一对力的性质 不接触的物体间也可以有力的作用 如重力 电磁力等 2 力是矢量 其作用效果由大小 方向及作用点三个要素决定 力的作用效果是使物体产生 或 2 力的分类按力的性质可分为重力 弹力 摩擦力等 按力的效果可分为动力 阻力 向心力 浮力 压力 支持力等 即使力的作用效果相同 这些力产生的条件及性质也不一定相同 相互作用 成对 相同 形变 加速度 3 力的表示方法 1 力的图示 2 力的示意图 二 重力1 产生 由于地球对物体的吸引而使物体受到的力 2 大小 G mg 大小与物体的运动状态无关 与物体所在的纬度 高度 3 方向 有关 竖直向下 4 重心 1 定义 物体各部分都受重力的作用 从 上看 可以认为各部分受到的重力作用集中于一点 这一点叫物体的重心 2 重心的确定 质量分布均匀的规则物体的重心在其 形状不规则或质量分布不均匀的薄板 重心可用 法确定 效果 几何中心 悬挂 加深理解重力产生的原因是物体受到地球的吸引 而完整地描述重力 则要把重力的三要素即大小 方向 作用点描述出来 重力的大小可通过公式G mg来计算 重力的方向竖直向下 重力的作用点在重心处 质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止 g取9 8N kg 则以下说法正确的是 A 物体重力大小等于19 6NB 物体对绳的拉力与物体重力的大小 方向均相同 所以它们是同一个力C 剪断细绳后 物体不受任何力的作用D 物体的各部分中 只有重心处受重力 即时突破 解析 由重力和质量的关系可知G mg 2 9 8N 19 6N 选项A正确 判断两个力是否是同一个力不能仅看大小 方向是否相同 还要看作用点 力的性质等因素 物体对绳的拉力 施力物体是该物体 受力物体是绳 作用点在绳上 而重力的施力物体是地球 受力物体是该物体 作用点在该物体上 它们不是同一个力 选项B错误 剪断细绳后 物体仍然受重力作用 选项C错误 物体的各部分都受重力 从 效果 上看跟重力作用在重心一样 选项D错误 答案 A 三 弹力1 定义发生弹性形变的物体由于要恢复 会对跟它接触的物体产生力的作用 这种力叫做弹力 2 产生的条件 1 两物体 2 发生 3 方向与施力物体恢复形变的方向 选填 相同 或 相反 作用在迫使物体发生形变的那个物体上 原状 相互接触 弹性形变 相同 4 大小 胡克定律 1 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 2 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 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 kx 劲度系数 牛 米 N m 形变量 1 试画出下图中物体所受弹力的方向 即时突破 答案 2 2017届安徽省六安一中考试 如图中甲 乙 丙 丁四根弹簧完全相同 甲 乙左端固定在墙上 图中所示的力F均为水平方向 大小相等 丙 丁所受的力均在一条直线上 四根弹簧在力的作用下均处于静止状态 其长度分别是L甲 L乙 L丙 L丁 下列选项正确的是 A L甲L丁B L甲 L丙 L乙 L丁C L甲L丁 解析 由图可知 图甲和丙的力都会使弹簧伸长 图乙和图丁的力都会使弹簧压缩 在图甲中 力F通过弹簧传递给墙 力的作用是相互的 墙对弹簧施加的力等于F 方向水平向左 所以图甲和图丙的作用力情况相同 效果相同 故它们伸长的长度相同 所以L甲 L丙 在图乙中 力F通过弹簧传递给墙 力的作用是相互的 墙对弹簧施加的力等于F 方向水平向右 所以图乙和图丁的作用力情况相同 效果相同 故它们缩短的长度相同 所以L乙 L丁 故选项B正确 答案 B 四 摩擦力两种摩擦力对比 相对运动趋势 相对运动 粗糙 弹力 运动 粗糙 弹力 运动 0 相反 FN 相反 加深理解1 摩擦力的方向总是与物体间相对运动 或相对运动趋势 的方向相反 但不一定与物体的运动方向相反 2 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 或相对运动趋势 但不一定阻碍物体的运动 即摩擦力可以是阻力使物体减速 也可以是动力使物体加速 3 受静摩擦力作用的物体不一定静止 但一定与施力物体保持相对静止 判断正误 1 滑动摩擦力的大小可用公式F FN计算 式中的FN可能是重力与其他力的合力 2 相互作用的物体间的作用面越大 其摩擦力就越大 3 用手握紧装满水的瓶子静止提在空中时 手握瓶子的力越大 瓶子受到的摩擦力越大 4 动摩擦因数与接触面积有关 相同材料的两物体接触面积越大 动摩擦因数越大 即时突破 23 如图所示 一重为8N的球固定在AB杆的上端 今用测力计水平拉球 使杆发生弯曲 此时测力计的示数为6N 则AB杆对球作用力的大小及方向为 A 6N 竖直向上B 8N 竖直向下C 10N 斜左上与竖直方向的夹角为37 D 12N 斜右上与竖直方向的夹角为53 例1 答案 C 1 弹力有无的判断 三法 1 条件法 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 假设法 对形变不明显的情况 可假设两个物体间弹力不存在 看物体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 则此处一定有弹力 3 状态法 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 弹力方向的判断方法 1 根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断 2 根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向 提分秘笈 如图所示 水平轻杆的一端固定在墙上 轻绳与竖直方向的夹角为37 小球的重力为12N 轻绳的拉力为10N 水平轻弹簧的拉力为9N 则轻杆对小球的作用力的大小及其方向与竖直方向夹角 为 A 12N53 B 6N90 C 5N37 D 1N90 跟踪训练1 答案 C 例2 答案 A 提分秘笈 多选 2017届湖南省长沙市望城一中期末 图中a b c为三个物块 M N为两个轻质弹簧 R为跨过光滑定滑轮的轻绳 它们连接如图所示 并处于平衡状态 A 有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B 有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C 有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D 有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态 跟踪训练2 解析 由于N弹簧上面与细线相连 故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸 当N弹簧处于拉长状态时 细线的拉力可能小于a的重力 故M弹簧在a物体的作用下处于压缩状态 故A正确 当N弹簧处于拉伸状态时 细线对a有拉力 当拉力小于a物体的重力时 M弹簧处于压缩状态 当拉力等于a物体的重力时 M弹簧处于原长状态 当拉力大于a物体的重力时 M弹簧处于伸长状态 故D正确 从上面的分析中发现共有四种情况 即 N处于伸长状态而M处于压缩状态 N处于伸长状态而M处于伸长状态 N处于伸长状态而M处于不伸长不压缩状态 N不伸不缩 M压缩状态 故B C选项中的状态不存在 故选AD 答案 AD 在判断摩擦力是否存在时 一定要利用摩擦力产生的条件 结合物体的状态确定 特别是在相对运动趋势难以确定的条件下 更应结合物体的状态利用其满足的力学规律确定 多选 如下图甲 乙所示 倾角为 的斜面上放置一滑块M 在滑块M上放置一个质量为m的物块 M和m相对静止 一起沿斜面匀速下滑 下列说法正确的是 A 图甲中物块m受到摩擦力B 图乙中物块m受到摩擦力C 图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D 图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力 例3 解析 对题图甲 设m受到摩擦力 则物块m受到重力 支持力 摩擦力 而重力 支持力平衡 若受到摩擦力作用 其方向与接触面相切 方向水平 则物体m受力将不平衡 与题中条件矛盾 故假设不成立 A C错误 对题图乙 设物块m不受摩擦力 由于m匀速下滑 m必受力平衡 若m只受重力 支持力作用 由于支持力与接触面垂直 故重力 支持力不可能平衡 则假设不成立 由受力分析知 m受到与斜面平行向上的摩擦力 B D正确 答案 BD 判断静摩擦力的有无及方向的 四法 1 假设法利用假设法判断的思维程序如下 提分秘笈 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 如图甲所示 A B C三个相同的物体叠加在一起 放在水平地面上 B物体虽受水平力F作用 但三个物体都没有运动 试确定A B C三个物体分别所受的摩擦力的方向 跟踪训练3 解析 A与B之间有无相对运动趋势 可假设A物体受水平向右的摩擦力 则其受力如图乙所示 跟物体A接触的物体只有物体B B最多能对A施加两个力 支持力F1和摩擦力F2 由二力平衡条件知 F1与G抵消 但没有力与F2抵消 而力是改变物体运动状态的原因 物体A在F2的作用下 运动状态将发生变化 不能保持静止 这与题意相矛盾 所以假设错误 即物体A不受摩擦力 由上述A与B之间没有相对运动趋势 而B受到向右的外力F 因而B物体存在相对C向右的运动趋势 受C给它的摩擦力 方向向左 而C有相对B向左的运动趋势 受B给它的摩擦力向右 再由二力平衡 水平方向 可知 地面必然会给C一向左的摩擦力才能保证C物体静止 答案 A物体不受摩擦力B物体只受C施加的摩擦力 向左C物体受到B施加的摩擦力 向右 受到地面施加的摩擦力 向左 1 滑动摩擦力的计算方法可用公式Ff FN计算 注意对物体间相互挤压的弹力FN的分析 并不总是等于物体的重力 它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关 也与研究对象在该方向上的运动状态有关 2 静摩擦力的计算方法 1 最大静摩擦力Ffmax的计算 最大静摩擦力Ffmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来 比滑动摩擦力稍大些 通常认为二者相等 即Ffmax FN 2 一般静摩擦力的计算 一般静摩擦力Ff的大小和方向都与产生相对运动趋势的力密切相关 跟接触面间相互挤压的弹力FN无直接关系 因此Ff具有大小 方向的可变性 对具体问题要结合研究对象的运动状态 静止 匀速运动或加速运动 利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解 多选 如图所示 质量为m的木块在质量为M的长木板上 受到向右的拉力F的作用而向右滑动 长木板处于静止状态 已知木块与木板间的动摩擦因数为 1 木板与地面间的动摩擦因数为 2 下列说法正确的是 A 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 1mgB 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 2 m M gC 当F 2 m M g时 木板便会开始运动D 无论怎样改变F的大小 木板都不可能运动 例4 解析 由于木块在木板上运动 所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用 其大小为 1mg 根据第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为 1mg 又由于木板处于静止状态 木板在水平方向上受到木块的摩擦力 1mg和地面的静摩擦力的作用 二力平衡 选项A正确 B错误 若增大F的大小 只能使木块的加速度大小变化 但木块对木板的滑动摩擦力大小不变 因而也就不可能使木板运动起来 选项C错误 D正确 答案 AD 计算摩擦力时的三点注意1 首先分清摩擦力的性质 因为只有滑动摩擦力才有公式 静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解 2 公式F FN中FN为两接触面间的正压力 与物体的重力没有必然联系 不一定等于物体的重力 3 滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关 与接触面积的大小也无关 提分秘笈 如右图所示 质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上 物体与传送带间的动摩擦因数为 当传送带分别以v1 v2的速度做逆时针运动时 v1 v2 绳中的拉力分别为F1 F2 则下列说法正确的是 A 物体受到的摩擦力Ff1 Ff2B 物体所受摩擦力方向向右C F1 F2D 传送带速度足够大时 物体受到的摩擦力可为0 跟踪训练4 答案 C 1 静 静 突变 物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态 当作用在物体上的其他力的合力发生变化时 如果物体仍然保持静止状态 则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生 突变 2 静 动 突变 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态 当其他力变化时 如果物体不能保持静止状态 则物体受到的静摩擦力将 突变 成滑动摩擦力 3 动 动 突变 某物体相对于另一物体滑动的过程中 若突然相对运动方向改变了 则滑动摩擦力方向发生 突变 2016届江西抚州一模 表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块 如图所示 木板由水平位置缓慢向上转动 即木板与地面的夹角 变大 最大静摩擦力大于滑动摩擦力 另一端不动 则木块受到的摩擦力Ff随角度 变化的图象是下列图中的 例5 解析 下面通过 过程分析法 和 特殊位置法 分别求解 解法一 过程分析法 1 木板由水平位置刚开始运动时 0 Ff静 0 2 从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前 木块所受的是静摩擦力 由于木板缓慢转动 可认为木块处于平衡状态 受力分析如图所示 由平衡关系可知 静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力即Ff静 mgsin 因此 静摩擦力随 的增大而增大 它们满足正弦规律变化 解法二 特殊位置法 本题选两个特殊位置也可方便地求解 具体分析见下表 由以上分析知 选项C正确 答案 C 用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意1 题目中出现 最大 最小 和 刚好 等关键词时 一般隐藏着临界问题 有时 有些临界问题中并不含上述常见的 临界术语 但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变 则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态 2 静摩擦力是被动力 其存在及大小 方向取决于物体间的相对运动的趋势 而且静摩擦力存在最大值 存在静摩擦的连接系统 相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值 3 研究传送带问题时 物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小 方向和运动性质的分界点 提分秘笈 在探究摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中 特别设计了如图甲所示的演示装置 力传感器A与计算机连接 可获得力随时间变化的规律 将力传感器固定在光滑水平桌面上 测力端通过细绳与一滑块相连 调节传感器高度可使细绳水平 滑块放在较长的小车上 小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶 调节滑轮可使桌面上部细绳水平 整个装置处于静止状态 实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子 小车一旦运动起来 立即停止倒沙子 若力传感器采集的图象如图乙 则结合该图象 下列说法不正确的是 跟踪训练5 A 可求出空沙桶的重力B 可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D 可判断第50s后小车做匀速直线运动 滑块仍在车上 解析 在整个过程中 滑块受到水平向右的摩擦力Ff与水平向左的传感器的拉力F 滑块始终静止 处于平衡状态 由平衡条件得Ff F 小车对滑块的摩擦力Ff与滑块对小车的摩擦力Ff 是作用力与反作用力 由牛顿第三定律得Ff Ff 则Ff F t 0时 没有向桶中倒沙 G空桶 F 由题图乙所示图象可知G空桶 F 2N 故选项A不符合题意 当小车运动时 滑块与小车间的摩擦力是滑动摩擦力 由题图乙所示图象可知Ff F 3N 故选项B不符合题意 当小车由静止刚好开始运动时 滑块与小车间的摩擦力是最大静摩擦力 由题图乙所示图象可知 滑块与小车间的最大静摩擦力Ffmax F 3 5N 故选项C不符合题意 由题图我们只能知道50s后小车受到的滑动摩擦力是3N 恒定不变 并不知道沙桶对小车的拉力是多少 不知小车所受合力是多少 无法判断小车的运动状态 小车可能做匀速直线运动 也可能做加速直线运动 故选项D符合题意 答案 D 60 如图所示的皮带传动装置 O1是主动轮 O2是从动轮 A B分别是皮带与两轮接触的点 C D分别是两轮边缘与皮带接触的点 为清楚起见 图中将两轮与皮带画得略微分开 而实际上皮带与两轮是紧密接触的 当O1顺时针启动时 若皮带与两轮不打滑 则A B C D各点所受静摩擦力的方向分别是 A 向上 向下 向下 向上B 向下 向上 向上 向下C 向上 向上 向下 向下D 向下 向下 向上 向上 例1 解析 本题考查静摩擦力方向的判断 弄清楚物体相对运动趋势的方向是解答的关键 但相对运动趋势方向的判断难度较大 因此我们可用下面的方法判断 解法一 假设相对法 假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用 则当O1顺时针启动时 O1与皮带间将打滑 此时C点相对于A点向上运动 实际上 O1与皮带间没有打滑 可见C点相对于A点有向上运动的趋势 反之A点相对于C点有向下运动的趋势 根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反 可知C A两点受到的静摩擦力FC FA的方向分别是向下 向上 同样 我们可以得到B D两点受到的静摩擦力FB FD的方向分别是向上 向下 请同学们运用上面的方法自行分析 所以 A B C D各点所受静摩擦力的方向如图所示 本题应选C项 解法二 毛刷法 我们也可设想物体在接触面处长有垂直于接触面的 毛刷子 两物体的 毛刷 交叉镶嵌 当主动轮O1带动皮带转动时 C点处的 毛刷 将向下偏 A点处的 毛刷 将向上偏 各点所受摩擦力的方向应与 毛刷 的偏向一致 结论与方法一相同 同样也可得知B D两点所受静摩擦力的方向 解法三 动力阻力法 我们还可以从动力和阻力的角度来分析摩擦力的方向 主动轮O1带动皮带 C点所受的摩擦力FC是主动轮转动的阻力 应与C点实际运动方向相反 即FC向下 A点所受摩擦力FA是皮带转动的动力 应与A点实际运动方向相同 即FA向上 同样我们也可以分析出B D两点的静摩擦力的方向 从而C项正确 答案 C 错后感悟 各点的相对运动认识不清 不能掌握此类问题的解题方法 O1为主动轮 O2为从动轮 水平放置 O1顺时