高中物理一轮复习：2.1重力 弹力 摩擦力课件

第1讲重力弹力摩擦力高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力考点1重力和弹力1.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__________测量重力.(3)方向：总是____________.(4)重心：其位置与其______分布和形状有关.地球正比mg弹簧测力计竖直向下的质量高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力2.弹力(1)定义：发生__________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.(2)产生的条件.①物体直接______；②接触处发生__________.(3)方向：总是与物体形变的方向______.弹性形变接触弹性形变相反高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力3.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劲度系数牛顿每米N/m变化量高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力1.弹力有无的四种判断方法(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.高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力(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.(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，看能否维持原来的力学状态.高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力2.弹力方向的两种判断方法(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.3.计算弹力大小常见的三种方法(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.高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力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()A. B.C. D.【解析】选C.根据胡克定律有:F1=k(l0-l1),F2=k(l2-l0),解得k=C正确.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力考点2摩擦力静摩擦力与滑动摩擦力的具体比较见下表

名称项目

静摩擦力滑动摩擦力

定义两__________的物体间的摩擦力两__________的物体间的摩擦力产生条件①接触面______②接触处有______③两物体间有________趋势

①接触面______②接触处有______③两物体间有________相对静止相对运动粗糙压力相对运动粗糙压力相对运动高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力

名称项目

静摩擦力滑动摩擦力

大小、方向

大小：__<Ff≤____方向：与受力物体相对运动趋势的方向______大小：Ff=_____方向：与受力物体相对运动的方向______作用效果

总是阻碍物体间的_______________总是阻碍物体间的__________0Ffm相反μFN相反相对运动趋势相对运动高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力1.静摩擦力有无及方向的常用判断方法(1)假设法.利用假设法判断的思维程序如下:

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力(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方向.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力2.摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的计算.滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN计算，应用此公式时要注意以下两点：①μ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.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力(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，静摩擦力可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Ffm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Ffm，而静摩擦力可在0～Ffm间变化.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力(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高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】选C、D.静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，与物体是否运动无关，滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体之间，与物体是否运动无关，A、B错误；静摩擦力的大小与正压力的大小无关，一般由平衡条件或牛顿运动定律来求，滑动摩擦力Ff=μFN，随着正压力的增大而增大，C正确；摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，与速度方向无关，D正确.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力

弹力的分析与计算【例证1】(10分)如图所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB=30°,g取10m/s2，求：(1)轻绳AC段的张力FAC的大小；(2)横梁BC对C端的支持力大小及方向.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：明确两绳中拉力的特点明确横梁对绳支持力的方向由平衡条件求出作用力高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【规范解答】物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力，取C点为研究对象，进行受力分析，如图所示.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力为：FAC=FCD=Mg=10×10N=100N(4分)(2)由几何关系得：FC=FAC=Mg=100N(4分)方向和水平方向成30°角斜向右上方(2分)答案：(1)100N(2)100N方向与水平方向成30°角斜向右上方高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【互动探究】若图中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在竖直墙上，如图所示，轻绳AD拴接在C端,求：(1)轻绳AC段的张力FAC的大小；(2)轻杆BC对C端的支持力.高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】物体M处于平衡状态，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力，取C点为研究对象，进行受力分析，如图所示.(1)由FACsin30°=FCD=Mg得：FAC=2Mg=2×10×10N=200N(2)由平衡方程得：FACcos30°-FC=0解得：FC=Mgcot30°=Mg≈173N方向水平向右答案：(1)200N(2)173N，方向水平向右高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【总结提升】分析绳或杆上的弹力应注意的问题(1)中间没有打结的轻绳上各处的张力大小都是一样的，如果绳子打结，则以结点为界，不同位置上的张力大小可能是不一样的.(2)轻杆可分为固定轻杆和有固定转轴(或铰链)的轻杆，固定轻杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向应根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律分析判断；有固定转轴的轻杆只能起到“拉”和“推”的作用.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力

用“状态法”判断静摩擦力【例证2】(2011·天津高考)如图所示，A、B两物体叠放在一起，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，运动过程中B受到的摩擦力()A.方向向左，大小不变 B.方向向左，逐渐减小C.方向向右，大小不变 D.方向向右，逐渐减小高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：A、B运动状态判断B加速度方向确定合外力方向确定B的摩擦力高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【自主解答】选A.物体B具有水平向左的恒定加速度，由牛顿第二定律知，物体B受到的合外力水平向左且恒定，对物体B受力分析可知，物体B在水平方向的合外力就是物体A施加的静摩擦力，因此，物体B受到的摩擦力方向向左，且大小不变，故A正确.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【总结提升】应用“状态法”解题时应注意的两点状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法，用该方法可以不必分析物体相对运动的趋势，使模糊不清的问题明朗化，复杂的问题简单化.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.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【变式训练】(多选)(2012·苏州模拟)如图所示，质量为1kg的滑块在恒定外力作用下做减速运动，其初速度为v0,该滑块与水平面间的动摩擦因数为0.64.则下列关于该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象可能正确的是(取初速度方向为正方向)(g=10m/s2)()

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】选B、D.滑块速度减速为零时，可能静止也可能反向运动，符合条件的为B、D两个选项.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【变式备选】如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对B物体施加一水平变力F，F-t关系图象如图乙所示．两物体在变力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则()高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力A.t时刻，两物体之间的摩擦力最大B.t时刻，两物体的速度方向开始改变C.t～2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大D.0～2t时间内，物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相反高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】选C.t时刻，F＝0，故A、B的加速度为零，两物体速度方向不变，且A、B间的摩擦力为零，A、B错误；t～2t时间内，A、B系统的加速度逐渐增大，以A为研究对象，A受到的摩擦力应逐渐增大；A的加速度由其受到的摩擦力产生，因此A受到的摩擦力与A、B加速度同向，即与F同向，C正确，D错误.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力

摩擦力的分析与计算【例证3】如图所示，质量为m=20kg的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，物体同时还受到大小为10N，方向向右的水平拉力F的作用，则水平面对物体的摩擦力(g取10m/s2)()A.大小是10N，方向水平向左B.大小是20N，方向水平向左C.大小是20N，方向水平向右D.大小是30N，方向水平向右高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解题指南】滑动摩擦力的大小由Ff=μFN决定，其方向与物体相对运动的方向相反.【自主解答】选C.物体相对地面向左运动，受到的滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，故方向水平向右，大小为Ff=μFN=μmg=0.1×20×10N=20N，与外力F无关，故C正确.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【总结提升】解答本题关键在于明确滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和正压力有关，方向与相对运动方向相反.对易错选项及错误原因具体分析如下：

易错角度错误原因易错选A、B

误认为滑动摩擦力大小和方向与外力F有关,实际上滑动摩擦力的大小Ff=μFN，其方向与相对运动方向相反，与外力无关.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【变式训练】(2012·南通模拟)一块质量均匀分布的长方体木块按如图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动.则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是()A.Ff甲=Ff乙＜Ff丙

B.Ff甲=Ff丙＜Ff乙C.Ff甲=Ff乙=Ff丙

D.Ff甲＜Ff丙＜Ff乙高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】选C.根据公式Ff=μFN知，滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关，与相对速度或加速度也无关，C正确.高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力考查内容摩擦力的实际应用【例证】(多选)加工面条时，需要先把和好的面团轧成面片，然后再用刀切割成面条.如图所示，在轧面片的过程中，斜槽中的面片经过下面两个沿图示方向转动的滚轴时被轧薄.请你根据所学知识判断下列说法正确的是()

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力A.斜槽上的面片受到的摩擦力方向沿斜槽向上B.滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向上C.滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向下D.滚轴之间的面片对滚轴的摩擦力方向竖直向下高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】选A、C.在斜槽上的面片相对于斜槽向下滑动，所以斜槽上的面片受到的摩擦力方向沿斜槽向上，A正确；滚轴之间的面片在摩擦力作用下向下运动，所以滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向下，B错误，C正确；由牛顿第三定律可知，滚轴之间的面片对滚轴的摩擦力方向竖直向上，D错误.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力静摩擦力和滑动摩擦力的相互转化问题当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化.

该类问题常涉及摩擦力的突变问题，在分析中很容易发生失误.在解决此类问题时应注意以下两点：高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力(1)如题干中无特殊说明，一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力.(2)由于此类问题涉及的过程较为复杂，采用特殊位置法解题往往比采用过程分析法解题更为简单.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【典题例证】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α变大)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象是下列图中的()

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【命题探究】解决本题的关键在于理清物理过程，分析物体所受摩擦力的类型，然后分阶段或选用恰当的位置进行分析.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【深度剖析】选C.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：α=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：高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：Ff静=mgsinα.因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们满足正弦规律变化.

(3)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Ffm.α继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力.且满足：Ffm＞Ff滑.(4)木块相对于木板开始滑动后，Ff滑=μmgcosα，此时，滑动摩擦力随α的增大而减小，满足余弦规律变化.(5)最后，α=Ff滑=0综上分析可知选项C正确.高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力解法二：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：由以上分析知，选项C正确.

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Ffm＞Ff滑，故B、D选项错误.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力1.(2012·南京模拟)下列各实例中弹力的方向描述正确的是()A.图甲中,地面对运动员的弹力B.图乙中,弯曲的细木棍对圆木的弹力C.图丙中,碗对筷子的弹力D.图丁中,路灯杆对路灯的弹力高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】选D.A、B、C选项中的弹力均应与其接触面垂直，D选项中杆的弹力与重力平衡，故A、B、C均错，D正确.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力2.如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA>mB，则物体B()A.只受一个重力B.受到重力、摩擦力各一个C.受到重力、弹力、摩擦力各一个D.受到重力、摩擦力各一个，弹力两个高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力【解析】选A.物体A、B将一起做自由落体运动，所以A、B之间无相互作用力，物体B与墙面有接触而无挤压，所以与墙面无弹力，也就没有摩擦力，故物体B只受重力，A正确.

高中物理一轮复习：2.1重力弹力摩擦力3.(2012·东城模拟)如图所示，静止的弹簧测力计受到大小都为40N的F1、F