必修1：21重力 弹力 摩擦力【2015《物理复习方略》一轮复习课件沪科版】

1、第二章相互作用 第1讲重力弹力摩擦力 知识点知识点1 1 形变、弹性、胡克定律形变、弹性、胡克定律 【思维激活【思维激活1 1】在图中在图中,A,A、B B均处于静止状态均处于静止状态, ,则则A A、B B之间一定之间一定 有弹力的是有弹力的是( () ) 【解析【解析】选选B B。假设将与研究对象接触的物体逐一移走。假设将与研究对象接触的物体逐一移走, ,如果研如果研 究对象的状态发生变化究对象的状态发生变化, ,则表示它们之间有弹力则表示它们之间有弹力, ,如果状态不发如果状态不发 生变化生变化, ,则表示它们之间无弹力。四个选项中只有当则表示它们之间无弹力。四个选项中只有当B B选项中

2、的选项中的 B B物体移走后物体移走后,A,A物体一定会摆动物体一定会摆动, ,所以所以B B选项中选项中A A、B B两物体间一两物体间一 定有弹力定有弹力, ,故故B B正确。正确。 【知识梳理【知识梳理】 1.1.形变：物体在力的作用下形变：物体在力的作用下_或或_的变化。的变化。 2.2.弹性形变：有些物体在形变后撤去外力作用后能够弹性形变：有些物体在形变后撤去外力作用后能够 _的形变。的形变。 形状形状体积体积 恢复原状恢复原状 3.3.弹力：弹力： (1)(1)定义：发生定义：发生_的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体由于要恢复原状而对与它接触 的物体产生的作用力。的物体产生的作

3、用力。 (2)(2)产生的条件。产生的条件。 物体间直接物体间直接_;_; 接触处发生接触处发生_。 (3)(3)方向：总是与物体形变的方向方向：总是与物体形变的方向_。 弹性形变弹性形变 接触接触 弹性形变弹性形变 相反相反 4.4.胡克定律：胡克定律： (1)(1)内容：弹簧发生内容：弹簧发生_时时, ,弹力的大小跟弹簧伸长弹力的大小跟弹簧伸长 ( (或缩短或缩短) )的长度的长度x x成成_。 (2)(2)表达式：表达式：F=_F=_。k k是弹簧的是弹簧的_,_,由弹簧自身的性由弹簧自身的性 质决定质决定, ,单位是单位是_,_,用符号用符号_表示。表示。x x是弹簧长度的是弹簧长度的

4、 _,_,不是弹簧形变以后的长度。不是弹簧形变以后的长度。 弹性形变弹性形变 正比正比 kxkx劲度系数劲度系数 牛顿每米牛顿每米N/mN/m 变化量变化量 知识点知识点2 2 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 【思维激活【思维激活2 2】(2014(2014东莞模拟东莞模拟) )一一 个物体平放在水平面上个物体平放在水平面上, ,受到一个水受到一个水 平推力平推力F F的作用的作用, ,如图所示。如图所示。F F的大小由零逐渐增大的大小由零逐渐增大, ,直到物体开直到物体开 始滑动一段位移。在这一过程中始滑动一段位移。在这一过程中, ,以下关于摩擦力的大小和方

5、以下关于摩擦力的大小和方 向的说法中正确的是向的说法中正确的是( () ) A.A.一直随一直随F F的增大而增大的增大而增大 B.B.大小不变大小不变 C.C.方向一直水平向左方向一直水平向左 D.D.方向先向左后向右方向先向左后向右 【解析【解析】选选C C。用力。用力F F推物体推物体, ,在没推动前在没推动前, ,物体受静摩擦力作用物体受静摩擦力作用, , 静摩擦力的大小随静摩擦力的大小随F F的增大而增大的增大而增大, ,方向与方向与F F反向反向, ,水平向左水平向左; ;当当F F 增大到能推动物体时增大到能推动物体时, ,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力物体受到的摩擦力为滑动摩擦力

6、, ,滑动摩滑动摩 擦力的大小擦力的大小f=N=mgf=N=mg, ,方向与运动方向相反方向与运动方向相反, ,水平向左水平向左, ,故只故只 有有C C正确正确,A,A、B B、D D错误。错误。 【知识梳理【知识梳理】 1.1.静摩擦力和滑动摩擦力的对比：静摩擦力和滑动摩擦力的对比： 名称名称 项目项目 静摩擦力静摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力 定义定义 两两_的物体间的摩擦的物体间的摩擦 力力 两两_的物体间的的物体间的 摩擦力摩擦力 产生产生 条件条件 接触面接触面_ 接触处有接触处有_ 两物体间有两物体间有_ 接触面接触面_ 接触处有接触处有_ 两物体间有两物体间有_ 大小、大小、 方向

7、方向 大小：大小：_f_f(0.13-0.10)N=6Nfm m=4N (2=4N (2分分) ) 物体将运动物体将运动, ,此时所受到的滑动摩擦力为此时所受到的滑动摩擦力为 f f2 2=N=mg=N=mg=0.2=0.22 210N=4N (210N=4N (2分分) ) 答案：答案：(1)200N/m(1)200N/m(2)2N(2)2N(3)4N(3)4N 【通关【通关1+11+1】 1.(20141.(2014福州模拟福州模拟) )三个质量相同的物体三个质量相同的物体, ,与水平桌面间的动摩与水平桌面间的动摩 擦因数相同擦因数相同, ,由于所受水平拉力不同由于所受水平拉力不同,A,A

8、做匀速运动做匀速运动,B,B做加速运做加速运 动动,C,C做减速运动做减速运动, ,那么它们受到的摩擦力大小关系应是那么它们受到的摩擦力大小关系应是( () ) A.fA.fB BffA AffC C B.fB.fA AffB BffC C C.fC.fB B=f=fA A=f=fC C D. D.不能比较大小不能比较大小 【解析【解析】选选C C。三个物体受到地面的滑动摩擦力作用。三个物体受到地面的滑动摩擦力作用, ,由由 f=N,Nf=N,N=mg,=mg,可得可得f fB B=f=fA A=f=fC C,C,C正确正确,A,A、B B、D D错误。错误。 2.2.如图所示如图所示,A,A

9、、B B两物块叠放在一两物块叠放在一 起起, ,在粗糙的水平面上保持相对静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止地向右做匀减速直线运动, ,运动运动 过程中过程中B B受到的摩擦力受到的摩擦力( () ) A.A.方向向左方向向左, ,大小不变大小不变 B.B.方向向左方向向左, ,逐渐减小逐渐减小 C.C.方向向右方向向右, ,大小不变大小不变 D.D.方向向右方向向右, ,逐渐减小逐渐减小 【解析【解析】选选A A。设。设A A与地面间的动摩擦因数为与地面间的动摩擦因数为,对对A A、B B整体由整体由 牛顿第二定律得牛顿第二定律得(m(mA A+m+mB B)g=(m)g

10、=(mA A+m+mB B)a)a, ,解得解得a=ga=g, ,方向向左方向向左; ;对对 B B由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得f=mf=mB Ba=ma=mB Bg g, ,方向与加速度方向相同方向与加速度方向相同, ,故选故选 项项A A正确。正确。 【加固训练【加固训练】 1.1.如图所示如图所示, ,在光滑水平面上以水平恒力在光滑水平面上以水平恒力F F拉动小车和木块拉动小车和木块, ,让让 它们一起做无相对滑动的加速运动它们一起做无相对滑动的加速运动, ,若小车质量为若小车质量为M,M,木块质量木块质量 为为m,m,加速度大小为加速度大小为a,a,木块和小车间的动摩擦因数为木块和

11、小车间的动摩擦因数为。对于这。对于这 个过程个过程, ,某同学用了以下四个式子来表达木块受到的摩擦力的某同学用了以下四个式子来表达木块受到的摩擦力的 大小大小, ,下述表达式一定正确的是下述表达式一定正确的是( () ) A.F-MaA.F-MaB.(M+m)aB.(M+m)aC.mgC.mgD.MaD.Ma 【解析【解析】选选A A。小车和木块一起做加速度大小为。小车和木块一起做加速度大小为a a的加速运动的加速运动, , 隔离木块隔离木块, ,由牛顿第二定律得木块受到的摩擦力的大小为由牛顿第二定律得木块受到的摩擦力的大小为F Ff f=ma;=ma; 对小车和木块整体对小车和木块整体, ,

12、由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F=(M+m)aF=(M+m)a, ,解得解得ma=F-Ma,ma=F-Ma, 选项选项A A正确正确,B,B、C C、D D错误。错误。 2.2.如图所示如图所示, ,质量为质量为m=20kgm=20kg的物体的物体, ,在粗糙水平面上向左运动在粗糙水平面上向左运动, , 物体与水平面间的动摩擦因数物体与水平面间的动摩擦因数=0.1,=0.1,物体同时还受到大小为物体同时还受到大小为 10N,10N,方向向右的水平拉力方向向右的水平拉力F F的作用的作用, ,则水平面对物体的摩擦力则水平面对物体的摩擦力(g(g 取取10m/s10m/s2 2)()() ) A

13、.A.大小是大小是10N,10N,方向水平向左方向水平向左 B.B.大小是大小是20N,20N,方向水平向左方向水平向左 C.C.大小是大小是20N,20N,方向水平向右方向水平向右 D.D.大小是大小是30N,30N,方向水平向右方向水平向右 【解析【解析】选选C C。物体相对地面向左运动。物体相对地面向左运动, ,受到的滑动摩擦力方受到的滑动摩擦力方 向与相对运动方向相反向与相对运动方向相反, ,故方向水平向右故方向水平向右, ,大小为大小为F Ff f=F=FN N= = mgmg=0.1=0.1202010N=20N,10N=20N,与外力与外力F F无关无关, ,故故C C正确。正确

14、。 【学科素养升华【学科素养升华】 计算摩擦力大小时的三点计算摩擦力大小时的三点注意事项注意事项 (1)(1)计算摩擦力的大小计算摩擦力的大小, ,首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是 滑动摩擦力滑动摩擦力, ,然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大 小。小。 (2)(2)在计算滑动摩擦力的公式在计算滑动摩擦力的公式f=Nf=N中中,为动摩擦因数为动摩擦因数, ,其大小其大小 与接触面的材料、表面的粗糙程度有关与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;N;N为两接触面间的正压为两接触面间的正压 力力, ,其大小不一定等于物

15、体的重力。其大小不一定等于物体的重力。 (3)(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关, ,与接触面的大小与接触面的大小 也无关。也无关。 【资源平台【资源平台】日常生活中的摩擦问题日常生活中的摩擦问题 ( (多选多选) )如图所示如图所示, ,水平桌面上平放着一副水平桌面上平放着一副 扑克牌扑克牌, ,总共总共5454张张, ,每一张牌的质量都相每一张牌的质量都相 等等, ,牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面 一张牌与桌面之间的动摩擦因数也都相一张牌与桌面之间的动摩擦因数也都相 等。用手指以竖直向下的力按压第一张牌等。用手指

16、以竖直向下的力按压第一张牌, ,并以不变的速度水并以不变的速度水 平移动手指平移动手指, ,将第一张牌从牌摞中水平移出将第一张牌从牌摞中水平移出( (牌与手指之间无滑牌与手指之间无滑 动动) )。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力, ,则则( () ) A.A.第第1 1张牌受到手指的摩擦力方向与手指的运动方向相反张牌受到手指的摩擦力方向与手指的运动方向相反 B.B.从第从第2 2张牌到第张牌到第5454张牌之间的牌不可能发生相对滑动张牌之间的牌不可能发生相对滑动 C.C.从第从第2 2张牌到第张牌到第5454张牌之间的牌可能发生相对滑动张牌之间的牌可能发生相对滑动 D

17、.D.第第5454张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反 【解析【解析】选选B B、D D。手指对第。手指对第1 1张牌的摩擦力是第张牌的摩擦力是第1 1张牌运动的动张牌运动的动 力力, ,与运动的方向相同与运动的方向相同,A,A错误错误; ;第第1 1张牌后的每张牌的下面的接张牌后的每张牌的下面的接 触面处受到的最大静摩擦力依次增大触面处受到的最大静摩擦力依次增大, ,它们不可能发生相对滑它们不可能发生相对滑 动动,B,B正确正确,C,C错误错误; ;把第把第2 2张牌到第张牌到第5454张牌看作整体张牌看作整体, ,它们受到第它们受到第1

18、1 张牌的摩擦力方向与手指的运动方向相同张牌的摩擦力方向与手指的运动方向相同, ,因此桌面对第因此桌面对第5454张张 牌施加的摩擦力方向与手指的运动方向相反牌施加的摩擦力方向与手指的运动方向相反,D,D正确。正确。 建模提能之建模提能之1 1轻杆、轻绳、轻弹簧模型轻杆、轻绳、轻弹簧模型 1.1.模型特点：模型特点： 三种三种 模型模型 轻杆轻杆轻绳轻绳轻弹簧轻弹簧 模型模型 图示图示 三种模型三种模型轻杆轻杆轻绳轻绳轻弹簧轻弹簧 模型模型 特点特点 形变特点形变特点 只能发生微小只能发生微小 形变形变 柔软柔软, ,只能发只能发 生微小形变生微小形变, , 各处张力大小各处张力大小 相等相等

19、 既可伸长既可伸长, ,也也 可压缩可压缩, ,各处各处 弹力大小相弹力大小相 等等 方向特点方向特点 不一定沿杆不一定沿杆, , 可以是任意方可以是任意方 向向 只能沿绳指向只能沿绳指向 绳收缩的方向绳收缩的方向 一定沿弹簧一定沿弹簧 轴线轴线, ,与形变与形变 方向相反方向相反 作用效果作用效果 特点特点 可提供拉力、可提供拉力、 推力推力 只能提供拉力只能提供拉力 可以提供拉可以提供拉 力、推力力、推力 大小突变大小突变 特点特点 可以发生突变可以发生突变可以发生突变可以发生突变 一般不能发一般不能发 生突变生突变 2.2.解决三种模型问题时应注意的事项：解决三种模型问题时应注意的事项：

20、 (1)(1)轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型。轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型。 (2)(2)分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态。分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态。 (3)(3)讨论轻弹簧上的弹力时应指明弹簧处于伸长还是压缩状态。讨论轻弹簧上的弹力时应指明弹簧处于伸长还是压缩状态。 【案例剖析【案例剖析】典题例证深度剖析典题例证深度剖析 如图所示如图所示, ,水平轻杆的一端固定在墙水平轻杆的一端固定在墙 上上, ,轻绳与竖直方向的夹角为轻绳与竖直方向的夹角为3737, , 小球的重力为小球的重力为12N,12N,轻绳的拉力为轻绳的拉力为10N,10N, 水平

21、轻弹簧的拉力为水平轻弹簧的拉力为9N,9N,求轻杆对小求轻杆对小 球的作用力。球的作用力。 【精讲精析【精讲精析】以小球为研究对象以小球为研究对象, ,受力分析如受力分析如 图所示图所示, ,小球受四个力的作用：重力、轻绳的小球受四个力的作用：重力、轻绳的 拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力, ,其中轻其中轻 杆的作用力的方向和大小不能确定杆的作用力的方向和大小不能确定, ,重力与弹重力与弹 簧拉力的合力大小为簧拉力的合力大小为F= F= 设设F F与竖直方向夹角为与竖直方向夹角为,sin,sin= = 则则=37=37 即方向与竖直方向成即方向与竖直方向成373

22、7角斜向下角斜向下, ,这个力与轻绳的拉力恰好这个力与轻绳的拉力恰好 在同一条直线上。根据物体平衡的条件可知在同一条直线上。根据物体平衡的条件可知, ,轻杆对小球的作轻杆对小球的作 用力大小为用力大小为5N,5N,方向与竖直方向成方向与竖直方向成3737角斜向右上。角斜向右上。 答案：答案：5N,5N,方向与竖直方向成方向与竖直方向成3737角斜向右上角斜向右上 22 1 GF15 N 1 F3 , F5 【自我小测【自我小测】小试身手固本强基小试身手固本强基 1.(20141.(2014黄浦模拟黄浦模拟) )如图所示如图所示, ,长为长为L L的硬杆的硬杆A A一端固定一个质一端固定一个质

23、量为量为m m的小球的小球B,B,另一端固定在水平转轴另一端固定在水平转轴O O上上, ,硬杆绕转轴硬杆绕转轴O O在竖直在竖直 平面内缓慢转动。在硬杆与水平方向的夹角平面内缓慢转动。在硬杆与水平方向的夹角从从9090减小到减小到 0 0的过程中的过程中, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () ) A.A.小球小球B B受到硬杆受到硬杆A A的作用力方向始终沿杆的作用力方向始终沿杆 B.B.小球小球B B受到的合力方向始终沿杆受到的合力方向始终沿杆 C.C.小球小球B B受到硬杆受到硬杆A A的作用力逐渐减小的作用力逐渐减小 D.D.小球小球B B受到硬杆受到硬杆A A的作用力大小恒等于的作用力大小恒等于mgmg 【解析【