导学教程高考物理总复习 第二章 相互作用 第一节 重力 弹力 摩擦力课件 新人教

1、第二章 相互 作用2021/8/8 星期日12017高考备考导航考点考纲要求专家解读形变、弹性、胡克定律高考着重考查的知识点有：力的合成与分解、弹力、摩擦力概念及其在各种形态下的表现形式。对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有考试热点问题。此外，基础概念与实际联系也是当前高考命题的一个趋势。考试命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核。滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力矢量和标量力的合成与分解共点力的平衡实验：探究弹力和弹簧伸长的关系实验：验证力的平行四边形定则

2、2021/8/8 星期日2第一节重力弹力摩擦力2021/8/8 星期日3课前预习基础落实主干回顾接触弹性kx牛顿第二相反相对静止不光滑运动趋势接触面相反2021/8/8 星期日4相对滑动不光滑弹力运动相反FN2021/8/8 星期日51判断下列说法的正误。(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用。( )(2)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。( )(3)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用。( )(4)静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力。( )(5)受滑动摩擦力作用的物体，可能处于静止状态。( )(6)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。( )自我检测2021/8/8 星期日62 (

3、2016清远质检)如图211所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力的有关说法中正确的是图2112021/8/8 星期日7A弹簧发生拉伸形变B弹簧发生压缩形变C该弹力是小车形变引起的D该弹力的施力物体是小车答案A2021/8/8 星期日83一根轻质弹簧一端固定，用大小为F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为F2的力拉弹簧，平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为答案C2021/8/8 星期日94(多选)关于摩擦力，以下说法中正确的是A运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到

4、静摩擦力作用C正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变D摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上答案CD2021/8/8 星期日10答案D2021/8/8 星期日116如图212所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上。先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态。缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是图2122021/8/8 星期日12A先减小后增大 B先增大后减小C一直增大 D保持不变解析当木板倾角较小时，物块P有沿木板向上的运动趋势，由受力平衡可知静摩擦力随着角度的增大而减小，当弹簧

5、的弹力大小等于物块重力沿木板向下的分力时，静摩擦力减小到零，之后物块有沿木板向下的运动趋势，随着角度的增大，静摩擦力逐渐增大，直到物块与木板发生相对滑动为止，A对。答案A2021/8/8 星期日13课堂互动考点突破考点一弹力的分析与计算1弹力有无的判断“四法”(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。2021/8/8 星期日14(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

6、点力平衡条件判断弹力是否存在。(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。2021/8/8 星期日152弹力方向的确定(1)几种常见模型中弹力方向2021/8/8 星期日16(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断。考向1弹力有无的判断 例1(多选)如图213所示，一倾角为45的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是图2132021/8/8 星期日17A球一定受墙的弹力且水平向左B球可能受墙的弹力且水平向左C球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D球可能受斜

7、面的弹力且垂直斜面向上解析F大小合适时，球可以静止在无墙的斜面上，F增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力，故A错误、B正确；而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落，故C正确、D错误。答案BC2021/8/8 星期日18考向2弹力大小的计算 例2如图214所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是图2142021/8/8 星期日192021/8/8 星期日20思路引导小车静止时，由平衡条件判断；小车加速运动时，由牛顿第二定律判断。解析小车静止时，由物体的平衡条件知此时杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg。故A

8、、B都错。小车向右以加速度a运动时，此时弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上受力平衡，水平方向上具有向右的加速度。假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为，如图所示，据牛顿第二定律得2021/8/8 星期日212021/8/8 星期日22可见，只有当球的加速度agtan 时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有Fma/sin 。故C错、D正确。答案D2021/8/8 星期日23规律总结计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解。(2)根据力的平衡条件进行求解。(3)根据牛顿第二定律进行求解。2021/8/8 星期日24考点二静摩擦力的有无及方向的判断静摩擦力的有无

9、及其方向的判定方法1假设法利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下：2021/8/8 星期日252状态法从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件，并进一步分析具备条件中静摩擦力所起的作用，从而判断出静摩擦力的有无及方向。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“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。2021/8/8 星期日26考向1静摩擦力有无的判断例3如图215甲、乙所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是图2152021/8/8 星期日27A甲、乙两

10、图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同B甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反C甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和F相同2021/8/8 星期日28解析甲图中，由于A匀速运动，则A一定不受摩擦力，否则A不会处于匀速运动状态。乙图中，A除受重力、B对A的支持力外，还必受平行斜面向上的摩擦力，只有这样A才能匀速运动。故选项D正确。答案D2021/8/8 星期日29考向2静摩擦力方向的判定例4 (2016青岛模拟)如图216所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起向上匀速运动，其间突遇故障，

11、传送带减速直至停止。若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，下列说法正确的是2021/8/8 星期日30图216A匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用B匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上2021/8/8 星期日31解析传送带匀速运动时，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外，还要受沿斜面向上的摩擦力的作用，A错误，B正确。传送带向上减速运动时，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿传送带向上、沿传送带向下或为零，C、D错误。答案B2021/8/8

12、星期日32规律总结应用“状态法”分析摩擦力时应注意的两个问题用状态法分析判断静摩擦力有无及方向、大小，可以不必分析物体相对运动的趋势。在使用状态法处理问题时，需注意以下两点：(1)明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。(2)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角。2021/8/8 星期日33考点三摩擦力大小的计算1静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来求解其大小。(2)物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ffma，若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，

13、先求合力再求摩擦力。2021/8/8 星期日34(3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，为了处理问题的方便，最大静摩擦力常常按近似等于滑动摩擦力处理。(4)物体实际受到的静摩擦力一般小于最大静摩擦力。2滑动摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小可以用公式FfFN计算。(2)结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或变速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。2021/8/8 星期日35考向1滑动摩擦力大小的计算 例5如图217所示，质量为mB24 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA22 kg的木箱A放在木板B上，一根轻绳一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为37。

14、已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数10.5，现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2)，则木板B与地面之间的动摩擦因数2的大小为2021/8/8 星期日36图217A0.3B0.4C0.5D0.62021/8/8 星期日37解析对A受力分析如图甲所示，由题意得FTcos Ff1，FN1FTsin mAgFf11FN1由得：FT100 N2021/8/8 星期日38对A、B整体受力分析如图乙所示，由题意得FTcos Ff2FFN2FTsin (mAmB)gFf22FN2由得：20.3，故A选项正确。答案

15、A2021/8/8 星期日39考向2静摩擦力大小的计算 例6如图218所示，人重600 N，木块A重400 N，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2。现人用水平力拉轻绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：2021/8/8 星期日40图218 (1)人对轻绳的拉力大小；(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向。2021/8/8 星期日41审题探究人与木块间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？不知人脚对A的摩擦力的方向，是否可以先假设一个方向？解析设绳的拉力为FT，木块与地面间的摩擦力为FfA。2021/8/8 星期日42 (1)取人和木块组成的系统为研究对象，并对其进行受力分

16、析，如图所示，由题意可知FfA(mAm人)g200 N。由于系统处于平衡状态，故2FTFfA所以FT100 N。2021/8/8 星期日43(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图所示。2021/8/8 星期日44由于人处于平衡状态，故FTFf人100 N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A的摩擦力方向水平向右，大小为100 N。答案(1)100 N(2)100 N，方向向右2021/8/8 星期日45规律总结计算摩擦力大小时的三个注意事项(1)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滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑

17、动摩擦力的特点计算其大小。2021/8/8 星期日46(2)在计算滑动摩擦力的公式FfFN中，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为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。(3)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。2021/8/8 星期日47考点四摩擦力的突变问题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，

18、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。2021/8/8 星期日483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。考向1由滑动摩擦力突变为静摩擦力 例7如图219所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0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F1 N的作用，取g10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 2021/8/8 星期日49图219答案A2021/8/8 星期日50考向2由静摩擦力突变

19、为滑动摩擦力(多维度分析问题)例8长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图2110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)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度的变化图象是选项2021/8/8 星期日51图21102021/8/8 星期日52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。2021/8/8 星期日53 (2)从木板开始转动到木块与木板发生相对滑动前：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。由平衡条件可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：Ff静

20、mgsin 。因此，静摩擦力随的增大而增大，它们按正弦规律变化。2021/8/8 星期日542021/8/8 星期日55解法二特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解，具体分析见表：特殊位置分析过程木板刚开始运动时此时木块与木板无摩擦，即Ff静0，故A选项错误木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力，且大于刚开始运动时所受的滑动摩擦力，即FfmFf滑，故B、D选项错误答案C2021/8/8 星期日561 (2014广东理综)如图2111所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是随堂巩固课后训练能力达标2021/8/8 星期

21、日57图2111AM处受到的支持力竖直向上BN处受到的支持力竖直向上CM处受到的静摩擦力沿MN方向DN处受到的静摩擦力沿水平方向2021/8/8 星期日58解析支持力的方向垂直于支持面，因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N处支持力过N垂直于切面，A项正确、B项错误；静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，因此M处的静摩擦力沿水平方向，N处的静摩擦力沿MN方向，C、D项都错误。答案A2021/8/8 星期日592. (2015山东理综)如图2112所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因

22、数为1，A与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为2021/8/8 星期日60图21122021/8/8 星期日61答案B2021/8/8 星期日623(2016宁波联考)如图2113所示，A、B两个物块的重力分别是GA3 N，GB4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F2 N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力，有可能是图21132021/8/8 星期日63A3 N和4 N B5 N和6 NC1 N和2 N D5 N和2 N解析当弹簧由于被压缩而产生2 N的弹力时，由受力平衡及牛顿第三定律知识可得：天花板受到的拉力为1 N，地板受到的压力为6 N；当弹簧由于被拉伸而产生2 N的弹力时，可得天花板受到的拉力为5 N，地板受到的压力为2 N，D正确。答案D2021/8/8