高考物理全国通用大一轮复习课件第二章相互作用第1课时重力弹力摩擦力.ppt

第二章相互作用,统计考情有的放矢明考情,第1课时重力弹力摩擦力,回扣教材,考点扫描,真题在线,回扣教材梳理知识夯基础,知识整合,一、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.3.方向:总是.4.重心:物体所受重力的等效点,其位置与物体的分布和有关.二、形变、弹性、胡克定律1.形变:物体在力的作用下或的变化.(1)弹性形变:物体在形变后撤去作用力时能够的形变.(2)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的,这个限度叫弹性限度.,地球,正比,mg,弹簧测力计,竖直向下,各部分,质量,形状,形状,体积,恢复原状,形状,2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要,对与它的物体产生的力.(2)产生条件:物体相互且发生.(3)方向:总是与施力物体形变的方向.(4)常见的弹力方向.,恢复原状,接触,接触,弹性形变,相反,3.胡克定律(1)内容:弹簧发生时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成.(2)表达式:F=.其中k的大小由弹簧决定.三、摩擦力1.静摩擦力(1)产生条件接触面.接触处有.两物体有.(2)定义:两个物体之间只有,而没有时的摩擦力.(3)大小和方向大小:0mg,方向一定沿杆向上D.若小车向右做匀减速运动,F的方向指向左上方,核心点拨(1)固定支架上的杆,其弹力的方向具有多种可能,不能直接判断,需借助相关物体的运动状态来判断.(2)小车处于平衡状态时,小球受到的重力和弹力的合力为零.(3)小车在水平面加速运动时,小球受到的重力和弹力的合力沿水平方向.,答案:BD,题后反思轻杆弹力的确定方法(1)杆的弹力与绳的弹力不同,绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向,但杆的弹力方向不一定沿杆的方向.(2)轻杆弹力的大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定,可以理解为“按需提供”,即由受力平衡或牛顿运动定律确定弹力的大小和方向.,1.由平衡条件确定弹力如图所示,A,B两物体并排放在光滑的水平面上,C物体叠放在A,B上,D物体是光滑小球,悬挂在竖直线下端,且与斜面接触,若所有的接触面均光滑且都处于静止状态,下列说法中正确的是()A.B对A有弹力,且弹力方向水平向左B.D与斜面接触时,斜面未发生形变C.B对地面的压力大小等于B受到的重力D.A,B物体对C在竖直方向上没有弹力,即时巩固,解析:A与B之间没有挤压,没有弹力,选项A错误;D物体受到竖直向下的重力和竖直向上的线的拉力处于静止状态,没有受到斜面的支持力作用,所以斜面未发生形变,选项B正确;因为C物体压在A,B物体上,所以A,B物体对C物体有弹力,B对地面的压力大小大于B受到的重力,选项C,D错误.,B,2.由产生条件确定弹力的方向画出下列图(1)(4)中静止的球或杆受到的弹力及图(5)中杆和绳对轻滑轮的弹力.,解析:平面与平面接触,弹力方向垂直于平面;平面与曲面接触,弹力方向垂直于平面,也垂直于曲面过接触点的切面;曲面与曲面接触,弹力方向垂直于公切面;点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面过接触点的切面.图(5)中绳对滑轮的弹力为水平向右和竖直向下,大小相等,其合力沿杆的延长线,由滑轮平衡知杆的弹力沿杆方向.,答案:如图所示,考点二弹簧类弹力问题的分析和计算,要点透析,1.对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算.2.弹簧既能受到拉力作用,也能受到压力作用;橡皮条只能受到拉力作用,不能受到压力作用.3.由于弹簧和橡皮条受到力的作用时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮条中的弹力不能突变.,典例突破,【例2】在现代汽车技术中,一般轿车都设置有“汽车悬架”.麦弗逊式及烛式悬架都是将螺旋弹簧和减振器有机组合,对缓冲冲击和消减冲击产生的振动全面考虑,大大提高了乘坐者的舒适性.现在有一组合弹簧,一根大弹簧内套了一根小弹簧.大弹簧比小弹簧长0.2m.为了测量弹簧的劲度系数,把组合弹簧的一端平齐并竖直固定,另一端处于自由状态,如图(甲)所示.当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图线如图(乙)所示.(1)求大弹簧的劲度系数k1和小弹簧的劲度系数k2;(2)若取下小弹簧,制作一个弹簧测力计,则悬挂一包质量为400g的食用盐,则弹簧伸长多少?(g取10m/s2),【审题图示】,答案:(1)10N/m20N/m(2)0.2m,解析:(1)由图(乙)可知,当用F1=2N的压力压缩大弹簧时,大弹簧压缩x1=0.2m,由胡克定律,F1=k1x1可得大弹簧的劲度系数k1=10N/m.用F2=5N的压力压缩组合弹簧时,大弹簧压缩x2=0.3m,小弹簧压缩x3=0.1m,由F2=k1x2+k2x3解得小弹簧的劲度系数k2=20N/m.(2)小弹簧下悬挂一包质量为400g的食用盐,弹簧弹力等于F=mg=0.410N=4N.由胡克定律,F=k2x解得弹簧伸长x=0.2m.,题后反思弹簧类弹力计算的思维程序(1)判断弹簧的形变形式和形变量:从弹簧端点的实际位置与弹簧处于原长时端点的位置对比判断弹簧的形变形式和形变量x,并由形变形式判断弹力的方向.(2)由胡克定律计算弹力的大小.,1.由平衡条件确定弹簧类弹力的大小如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量以及一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1,F2,F3,其大小关系是(),即时巩固,解析:图(1)中以弹簧下面的小球为研究对象,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,由平衡条件可知F1=mg;图(2)和图(3)中,以悬挂的小球为研究对象,小球受竖直向下的重力mg和细线的拉力F,由平衡条件可知弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F=F2=F3=mg,即F1=F2=F3,故选项A正确.,A,A.F1=F2=F3B.F1=F2F2D.F3F1F2,2.导学号00622072由胡克定律确定弹簧类弹力的大小(多选)两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上,如图所示.已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形.则下列判断正确的是(),CD,考点三摩擦力的分析和计算,要点透析,1.静摩擦力的有无及方向的判断方法,特别提示:(1)静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,还可能与物体的运动方向成任意夹角.(2)静摩擦力的方向一定与接触面相切、与弹力垂直.2.滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动方向相反,判断滑动摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义是指相对跟它接触的物体,所以滑动摩擦力的方向可能与物体实际运动(对地运动)方向相反、相同或成某一夹角.,3.摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小,(2)静摩擦力的大小物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件求解.物体有加速度时,应用牛顿第二定律F合=ma求解.最大静摩擦力与接触面间的压力成正比,其值大于滑动摩擦力,但通常按最大静摩擦力等于滑动摩擦力处理问题.,典例突破,【审题指导】,【例3】(多选)木块A,B分别重50N和60N,它们与水平地面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,如图所示,设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,则力F作用后()A.木块A所受摩擦力大小是8NB.木块A所受摩擦力大小是11.5NC.木块B所受摩擦力大小是9ND.木块B所受摩擦力大小是7N,解析:未加F时,木块A在水平方向上受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用,且FA=F1=kx=8N,木块B在水平方向上受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用,且FB=F2=kx=8N,在木块B上施加F=1N的向右的拉力后,由于F2+Fgsin,则摩擦力方向沿斜面向下,与运动方向相同,故选项C错误;D项中,当A相对传送带静止向下匀速运动时,A有向下滑动的趋势,则受到沿传送带向上的静摩擦力,与运动方向相反,故选项D正确.,D,2.导学号00622073应用平衡条件分析滑动摩擦力(2016内蒙古巴彦淖尔市一中月考)(多选)在水平地面上放置一倾角为的斜面.A,B两物块如图叠放,并一起沿斜面匀速下滑.则()A.A,B间无摩擦力B.B与斜面间的动摩擦因数=tanC.斜面受到水平面的摩擦力方向向左D.B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下,解析:因为A处于平衡状态,A受重力、支持力以及B对A的静摩擦力平衡,知A,B间有摩擦力,摩擦力的方向沿A与B的接触面斜向上,A,B一起匀速向下滑动的过程中,A,B整体对斜面作用力竖直向下,地面对斜面没有摩擦力,故选项A,C错误;A,B整体一起匀速下滑,则有(mA+mB)gsin=(mA+mB)gcos,可得=tan,斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上,所以B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下,故选项B,D正确.,BD,考点四摩擦力的突变问题,要点透析,1.“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,则静摩擦力将突变成滑动摩擦力.2.“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变了,则滑动摩擦力方向发生突变.,多维突破,高考题型1,摩擦力的“静-动”突变问题,【例4】(多选)将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上.如图(甲)所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律.一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态.在滑块与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的Ft图像如图(乙)所示.则()A.2.5s前小车做变加速运动B.2.5s后小车做变加速运动(假设细沙仍在加注中)C.2.5s前小车所受摩擦力不变D.2.5s后小车所受摩擦力不变,【审题图示】,解析:由题图(乙)可知,在沙桶质量由小变大,且滑块与小车之间没有相对滑动的过程中,小车受静摩擦力作用,其大小与传感器的示数相等,所以2.5s前,小车、滑块均静止,故选项A,C错误;由F-t图像可知,2.5s后F不变,说明滑块所受摩擦力不变,则小车受恒定摩擦力,但是外力增加,因此做变加速直线运动,故选项B,D正确.,答案:BD,题后反思由相对运动情况判断“静动”突变问题(1)解答本题时,不注意传感器采集的数据反映滑块与小车之间的摩擦力随时间的变化特征.即在02.5s滑块与小车之间是静摩擦力,在2.5s之后是滑动摩擦力.(2)审题不仔细,误认为在2.5s后不再倒入细沙,小车做匀加速直线运动.,【针对训练】导学号00622074如图所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用,g取10m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(),A,解析:物体在力F和摩擦力作用下向右做匀减速直线运动,此时滑动摩擦力水平向左,大小为Ff1=mg=2N,物体的速度为零后,由于FFfmax,物体处于静止状态,则物体受水平向右的静摩擦力,大小为Ff2=1N,故选项A正确.,高考题型2,摩擦力的“动动”突变问题,【例5】(多选)如图所示,斜面体B静置于水平桌面上,一质量为M的木块A从斜面底端开始以初速度v0上滑,然后又返回出发点,此时速度为v,且vv0.在上述过程中斜面体一直静止不动,以下说法正确的是()A.桌面对B的静摩擦力的大小保持不变B.桌面对B始终有水平向左的静摩擦力C.木块A受到的摩擦力大小不变D.A上滑时比下滑时桌面对B的支持力大,核心点拨(1)要判断B的受力情况,应先分析清楚A的受力情况.(2)A上滑和下滑时斜面对物体的作用力方向向上偏左.(3)B对A的作用力与A对B的作用力必定大小相等、方向相反.,解析:由于木块A上滑后下滑,且v0).由此可求出()A.物块的质量B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力,C,解析:物块在斜面上处于静止状态,对物块进行受力分析,当F=F1时物块即将向上滑动,由平衡条件可得F1-Ffmax-mgsin=0.当F=F2时物块即将向下滑动,由平衡条件可得F2+Ffmax-mgsin=0,由以上两式可得Ffmax=,但无法求出物块质量、斜面倾角和物块对斜面的正压力,故选项C正确.,3.(2014全国卷,17)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态.现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内).与稳定在竖直位置时相比,小球的高度()A.一定升高B.一定降低C.保持不变D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定,A,4.(2016海南卷,2)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.若将a和b,b与P,P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1,f2和f3表示.则()A.f1=