高中物理总复习第二章第1讲重力弹力摩擦力

第1讲重力弹力摩擦力,高考成功方案第1步,高考成功方案第2步,高考成功方案第3步,每课一得,每课一测,第二章,回扣一力重力1下面说法中正确的是()A被踢出去的足球能在空中飞行，除受重力和空气阻力外，还受到踢球的脚对它施加的力B由一定距离的磁极间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在,C力的大小可以用天平测量D在力的示意图中，长的线段所对应的力不一定比短的线段所对应的力大,解析：被踢出的球，在空中飞行时，脚对球已无作用力，A错误；力不可能离开物体而存在，B错误；力的大小可用测力计测量，天平测物体的质量，C错误；在力的示意图中，线段的长短不严格表示力的大小，D正确。,答案：D,2判断正误。(1)物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力()(2)物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力()(3)用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上()(4)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：(1)重力是由地球吸引产生的，是所受引力的一个分力，两者一般不等。(2)压力和重力是两种性质不同的力。(3)由平衡条件知，细线拉力和重力平衡，重心在重力作用线上。(4)重心跟物体的形状、质量分布有关，是重力的等效作用点，不一定在物体上。如折弯成直角的均匀直杆。答案：(1)(2)(3)(4),回扣二弹力3关于弹力，下列说法中正确的是()A发生形变的物体才能有弹力，也一定有弹力B物体的形变越大，弹力也越大C弹力的方向一定与施力物体发生形变的方向相反D弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大,解析：弹力产生于相互接触的发生弹性形变的物体之间，A错误；其方向与施力物体形变的方向相反，C正确；弹力的大小不仅与形变量的大小有关，还与产生形变的物体本身有关，B、D错误。答案：C,4在弹性限度内，弹簧挂0.5N的重物时，弹簧伸长2cm，挂0.75N的重物时弹簧长度是10cm，则弹簧原长是_cm。,解析：挂0.5N物时：0.5N2102mk得：k25N/m挂0.75N物时：0.75N(10l0)102m25N/m得：l07cm。答案：7,回扣三摩擦力5下面关于摩擦力的说法中，正确的是()A只要物体相互接触，物体间就会产生摩擦力B与滑动摩擦力大小有关的因素有两个：一是物体间的动摩擦因数，二是物体重力的大小C如果物体受摩擦力作用，则物体一定受弹力作用D摩擦力总是阻碍物体的运动,解析：由摩擦力的产生条件可知，A错。滑动摩擦力与压力有关，B错。摩擦力阻碍物体间的相对运动，D错。答案：C,6质量为2kg的物体，静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。给物体一水平拉力。(1)当拉力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当拉力大小变为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？,解析：最大静摩擦力Fmax(滑动摩擦力)大小为FmaxFNmg0.5210N10N。(1)当拉力F5N时，FFmax，物体没有滑动，地面对物体的摩擦力为静摩擦力。F静F5N。(2)当拉力F12N时，FFmax，物体滑动起来，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力。F滑FNmg0.5210N10N。答案：(1)5N(2)10N,知识必会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，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)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。例如，如图211所示，小球A在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况。图211,若车厢和小球做匀速直线运动，则小球A受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力。若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，车厢后壁对小球的弹力水平向右。,2弹力方向的判断方法(1)根据物体产生形变的方向判断。(2)根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断，此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向。,3弹力大小的计算方法(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(Fkx)计算。,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。(3)弹力是被动力，其大小与物体所受的其他力的作用以及物体的运动状态有关。,典例必研例1双选如图212所示为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，在斜杆的下端固定图212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，Fmgsin，方向沿杆向上B小车静止时，Fmgcos，方向垂直于杆向上C小车向右匀速运动时，一定有Fmg，方向竖直向上D小车向右匀加速运动时，一定有Fmg，方向可能沿杆向上,思路点拨由小球的运动状态确定小球受到的合力大小，进而确定弹力的大小和方向。,解析小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有：Fmg，方向竖直向上。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，Fmg，方向可能沿杆向上。,答案CD,冲关必试1.如图213所示，一倾角为45的斜面固定于墙角，为使一光滑且质量分布均匀的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()A球一定受墙水平向左的弹力图213B球可能受墙水平向左的弹力C球一定受斜面竖直向上的弹力D球不一定受斜面的弹力作用,解析：F的大小合适时，球可以不受墙的作用力，F增大时墙才会对球有弹力，所以选项A错误、B正确；斜面对球必须有斜向上的弹力才能使小球不下落，该弹力方向垂直于斜面，C、D错。答案：B,2画出图214中物体A和B所受重力、弹力的示意图。(各接触面均光滑，各物体均静止)图214,答案：物体A和B所受重力、弹力的示意图，如图所示。,知识必会1摩擦力(1)定义：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。(2)产生条件：接触面粗糙；接触面处有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势。,(3)大小：滑动摩擦力FFN，静摩擦力：0FFm。(4)方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反。(5)作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。,2摩擦力的判断(1)假设法：利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思路如下：,(2)反推法：从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的有无及方向了。(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。,名师点睛(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的。(2)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力。(3)摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反。,典例必研例2如图215所示，倾角为的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，图215A、B、C都处于静止状态，则(),AB受到C的摩擦力一定不为零BC受到水平面的摩擦力一定为零C不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等,审题指导A、B的质量关系及斜面的倾角大小都是不确定的，因此，B的运动趋势不能确定。,解析由于B受到的重力沿斜面向下的分力与绳对它的拉力关系未知，所以B受到C的摩擦力情况不确定，A错；对B、C整体，受力如图所示，C受到水平面的摩擦力与拉力的水平分力相等，水平面对C的支持力等于B、C的总重力大小与拉力的竖直分力的差值，故C对。,答案C,冲关必试3.(2012曲靖模拟)把一个重为G的物体，用一水平推力Fkt(k为常量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙面上，如图216所示，图216从t0开始物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系是图217中的哪一个(),图217,解析：当fktG时，物体开始减速。在物体停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为fkt；当物体停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为G，故本题正确选项为B。答案：B,4.如图218所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的图218是(),A物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下B物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下C物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用D无论A随传送带一起向上还是向下运动，传送带对物体A的作用力均相同,解析：无论传送带向上还是向下运动，物体A随传送带匀速运动处于平衡状态，在重力作用下有相对于传送带沿斜面向下的运动趋势，传送带对物体有沿斜面向上的静摩擦力，根据平衡条件可得Ffmgsin，所以D正确。,答案：D,知识必会1滑动摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小用公式FFN来计算，但应注意：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，与接触面的面积大小也无关。,(2)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，利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解。,2静摩擦力的计算(1)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，静摩擦力将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。,(2)最大静摩擦力Fm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Fm，而静摩擦力可在0Fm间变化。,名师点睛(1)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，但在特别指明的情况下可以认为最大静摩擦力Fm等于滑动摩擦力F。(2)解题时首先要判定物体之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力的大小不能用滑动摩擦力的公式进行计算。,典例必研例3如图219所示，斜面固定在地面上，倾角为37(sin370.6，cos370.8)。质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面图219底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图像是图2110中的(取初速度方向为正方向)(g10m/s2)(),图2110,审题指导当物体的速度减到0时，摩擦力的性质可能会发生转变。解析物体上升过程中受滑动摩擦力，由FFN和FNmgcos联立得F6.4N，方向向下，当物体的速度减为零后，由于重力的分力mgsinmgcos，物体不动，物体受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Fmgsin，代入可得F6N，方向向上，故B项正确。答案B,答案：C,(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示。由于人处于平衡状态，故FTF人100N。由于人与木块A处于相对静止状态，故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力。由牛顿第三定律可知人脚对木块的摩擦力方向向右，大小为100N。答案：(1)100N(2)100N方向向右,每课一得,弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即Fkx，这就是胡克定律。注意在弹性限度内该定律才成立。解答含有弹簧的力学问题时，要深刻理解胡克定律中弹簧长度变化量x的物理意义，切不可与弹簧的实际长度相混淆。另外要特别注意区分弹簧是处于压缩状态还拉伸状态。,示例如图2113所示，质量为m的物体A压在置于水平面上的劲度系数为k1的竖直轻弹簧B上。用细绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧C连接。当弹簧C处在水平位置且未发生形变图2113时，其右端