高考物理总复习第二章相互作用第4讲重力弹力摩擦力市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

相互作用第二章第4讲重力弹力摩擦力1/55考纲要求考情分析命题趋势1.对重力、弹力了解Ⅰ2．弹力方向确实定和大小计算Ⅰ3．摩擦力分析和计算Ⅰ·全国卷Ⅰ，15·全国卷Ⅱ，15本章高考试题主要以选择题形式出现，侧重对基本概念了解和应用考查．弹力和摩擦力一直是高考考查重点，既可单独命题，也可结合共点力平衡或牛顿运动定律进行考查.2/55栏目导航板块一板块二板块三板块四3/551．重力(1)产生：因为______吸引而使物体受到力．(2)大小：与物体质量成______，即G＝_____.可用_______________测量重力．(3)方向：总是____________．(4)重心：其位置与物体______分布和______相关．考点重力弹力摩擦力地球

正比mg

弹簧测力计竖直向下质量形状4/552．弹力(1)定义：发生____________物体因为要恢复原状而对与它接触物体产生作用力．(2)产生条件①物体间直接______；②接触处发生____________．(3)方向：总是与物体形变方向______．弹性形变接触弹性形变相反5/553．胡克定律(1)内容：在___________内，弹力大小跟弹簧伸长(或缩短)长度x成______．(2)表示式：F＝_____.k是弹簧____________，由弹簧本身性质决定，单位是____________，用符号N/m表示．x是弹簧长度_________，不是弹簧形变以后长度．弹性程度正比kx

劲度系数牛顿每米改变量6/554．滑动摩擦力和静摩擦力对比名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两___________物体间摩擦力两_________物体间摩擦力产生条件①接触面______②接触处有______③两物体间有______________①接触面______②接触处有______③两物体间有____________大小、方向大小：___<f≤_______方向：与受力物体相对运动趋势方向______大小：f＝_______方向：与受力物体相对运动方向______作用效果总是妨碍物体间_____________总是妨碍物体间___________相对静止相对运动粗糙压力相对运动趋势粗糙压力相对运动0fmax

相反μFN

相反相对运动趋势相对运动7/551．请判断以下表述是否正确，对不正确表述，请说明原因．(1)重力就是地球对物体吸引力．(

)(2)物体重心一定在物体上．(

)(3)物体所受弹力方向与其形变方向相同．(

)(4)绳对物体拉力方向总是竖直向上．(

)(5)杆弹力不一定沿杆．(

)(6)摩擦力方向一定与物体运动方向相反．(

)×

×

√×

√×

8/55(7)静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力．(

)(8)运动物体不可能受到静摩擦力作用．(

)(9)正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变．(

)(10)动摩擦因数与接触面积相关，相同材料两物体接触面积越大，动摩擦因数越大．(

)×

×

√×

9/552．(多项选择)以下关于弹力几个说法，其中正确是(

)A．两物体接触并不一定产生弹力B．静止在水平面上物体所受重力就是它对水平面压力C．静止在水平面上物体受到向上弹力是因为水平面发生了形变D．只要物体发生形变就一定有弹力产生AC

10/553．(滑动摩擦力有没有、方向判断)如图所表示，A为长木板，在水平地面上以速度v1向右运动，物块B在木板A上面以速度v2向右运动，以下判断正确是(A、B间不光滑)(

)A．若是v1＝v2，A、B之间无滑动摩擦力B．若是v1>v2，A受到了B所施加向右滑动摩擦力C．若是v1<v2，B受到了A所施加向右滑动摩擦力D．若是v1>v2，B受到了A所施加向左滑动摩擦力解析：当v1＝v2时，A、B之间无相对运动，它们之间没有滑动摩擦力；当v1>v2时，以B为参考系，A向右运动，它受到B施加向左滑动摩擦力，B则受到A施加向右滑动摩擦力；当v1<v2时，以A为参考系，B向右运动，B受到A施加向左滑动摩擦力，A受到B施加向右滑动摩擦力．A

11/55一弹力有没有判断12/5513/55对于形变显著物体，由形变情况直接判断弹力情况，对于形变不显著物体通惯用“假设法”和“替换法”，有时要依据物体运动状态判定弹力情况．14/55[例1](·陕西西安调研)如图所表示，在一个正方体盒子中放有一个质量分布均匀小球，小球直径恰好和盒子内表面正方体棱长相等，盒子沿倾角为α固定斜面滑动，不计一切摩擦，以下说法中正确是(

)A．不论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子下底面有压力B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子下底面和右侧面有压力C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子下底面和左侧面有压力D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子下底面和左侧面有压力[思维导引]采取假设法，可假设小球仅对盒子下底有压力，判断二者运动是否相同．A

15/55解析：先以盒子和小球组成系统为研究对象，不论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统加速度大小为a＝gsinα，方向沿斜面向下，因为盒子和小球一直保持相对静止，所以小球加速度大小也是a＝gsinα，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下重力分力大小恰好等于所需合外力，所以不需要盒子左、右侧面提供弹力．故选项A正确．16/551．弹力方向判断方法(1)弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使物体发生形变那个物体上．详细情况有以下几个：二弹力方向确实定和大小计算弹力弹力方向弹簧两端弹力与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向轻绳弹力沿绳指向绳收缩方向面与面接触弹力垂直于接触面或接触面切面，过接触面指向受力物体点与面接触弹力过接触点垂直于接触面(或接触面切面)而指向受力物体杆弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应详细情况详细分析17/55(2)由物体运动状态判断弹力方向：物体受力必须与物体运动状态相符合，可依据物体运动状态，先假设一个弹力方向，由共点力平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹力．若所得结果为正值，其方向与假设方向相同，假如为负值，其方向与假设方向相反．18/55绳、杆模型区分(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩方向，这是由绳本身特点决定．(2)杆既能够产生拉力，也能够产生推力，弹力方向能够沿杆，也能够不沿杆，这是杆和绳两种模型最大区分．(3)自由杆和固定杆中弹力方向对比类型特征受力特征自由杆能够自由转动杆受力一定沿杆方向固定杆不能自由转动不一定沿杆方向，由物体所处状态决定19/552．计算弹力大小三种方法(1)依据胡克定律进行求解．(2)依据力平衡条件进行求解．(3)依据牛顿第二定律进行求解．20/55D

21/5522/5523/55D

24/55解析：装置缓冲效果与弹簧劲度系数相关；依据力作用是相互可知：轻质弹簧A、B中弹力是相等，即k1x1＝k2x2，所以两弹簧压缩量之比x1∶x2＝k2∶k1，故D项正确．25/551．静摩擦力有没有判断(1)假设法静摩擦力方向一定与物体相对运动趋势方向相反，利用“假设法”能够判断出物体相对运动趋势方向．假设法(如图所表示)三静摩擦力大小和方向26/55(2)状态法此法关键是先判明物体运动状态(即加速度方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定协力，然后经过受力分析确定静摩擦力大小及方向．(3)牛顿第三定律法此法关键是抓住“力是物体间相互作用”，先确定受力较少物体受到静摩擦力方向，再依据“力相互性”确定另一物体受到静摩擦力方向．27/552．静摩擦力计算方法(1)最大静摩擦力Ffmax计算：最大静摩擦力Ffmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来．比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即Ffmax＝μFN.

(2)普通静摩擦力计算：普通静摩擦力F大小和方向都与产生相对运动趋势力亲密相关，跟接触面间相互挤压弹力FN无直接关系，所以含有大小、方向可变性．对详细问题要结合研究对象运动状态(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解．28/55应用“状态法”解题时应注意问题状态法是分析判断静摩擦力有没有及方向、大小惯用方法，在使用状态法处理问题时，需注意以下两点：(1)明确物体运动状态，分析物体受力情况，依据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力大小和方向．(2)静摩擦力方向与物体运动方向没有必定关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定夹角．29/55[例4](多项选择)(·山东济南高三第一次模拟)重物A、B叠放在水平桌面上，物体m1、m2、m3分别经过细线跨过定滑轮水平系在物体A、B上，m1＜m2＋m3，A、B处于静止状态，如图甲所表示．现将m3去掉，如图乙所表示，A、B仍处于静止状态，比较A、B间摩擦力F1和B与桌面间摩擦力F2大小改变情况，以下说法正确是(

)A．F1一定变小，F2可能变小B．F1一定变大，F2可能变大C．去掉m3后，B一定受到桌面摩擦力D．去掉m3后，B不一定受到桌面摩擦力AD

30/55[思维导引]①去掉m3前，A、B两个物体受到摩擦力大小是多少？②去掉m3后，A、B两个物体受到摩擦力大小是多少？③去掉m3后，对B物体进行分析，受力情况怎样？解析：去掉m3前，A物体受到摩擦力为(m2＋m3)g，方向向右；B物体受到A物体向左摩擦力，大小为(m2＋m3)g，绳子拉力为m1g，方向向右，所以桌面摩擦力方向向左，大小为(m2＋m3)g－m1g.去掉m3后，A物体受到摩擦力向右，大小为m2g；B受到A向左摩擦力，大小为m2g，绳子拉力为m1g，方向向右，所以B与桌面间摩擦力大小为(m2－m1)g，与撤去之前大小无法比较，假如m1与m2相等，则摩擦力大小为零．31/551．定义当一个物体在另一个物体表面滑动时候，会受到另一个物体妨碍它滑动力，这种力叫做滑动摩擦力．2．产生条件(1)两物体相互接触且挤压，发生形变，产生弹力．(2)两接触面粗糙．(3)两物体沿接触面发生相对运动．以上三个条件必须同时具备，才会有滑动摩擦力存在．四滑动摩擦力大小和方向32/553．滑动摩擦力计算方法可用公式Ff＝μFN计算，注意对物体间相互挤压弹力FN分析，并不总是等于物体重力，它与研究对象受到垂直接触面方向力亲密相关，也与研究对象在该方向上运动状态相关．33/55计算摩擦力三点注意(1)计算摩擦力大小，首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力，然后依据静摩擦力和滑动摩擦力特点计算其大小．(2)在计算滑动摩擦力公式Ff＝μFN中，μ为动摩擦因数，其大小与接触面材料、表面粗糙程度相关；FN为两接触面间正压力，其大小不一定等于物体重力．(3)滑动摩擦力大小与物体运动速度无关，与接触面积也无关．34/55ACD

35/5536/55当物体受力情况发生改变时，摩擦力大小和方向往往会发生改变，有可能会造成静摩擦力和滑动摩擦力之间相互转化。该类问题常包括摩擦力突变问题，在分析中很轻易发生失误．在处理这类问题时应注意以下两点：(1)如题干中无特殊说明，普通认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．(2)因为这类问题包括过程较为复杂，采取特殊位置法解题往往比采取过程分析法解题更为简单．五摩擦力突变问题37/55处理摩擦力突变问题关键点物体受到外力发生改变时，物体受到摩擦力种类就有可能发生突变．处理这类问题关键是：正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力突变“临界点”．常见类型以下：1．静—静“突变”看成用在物体上其它力协力发生改变时，物体仍保持静止，而所受静摩擦力方向发生180°“突变”，则“突变”点是静摩擦力为零时．38/552．动—动“突变”某物体相对于另一物体滑动过程中，若相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”，“突变”点为两物体相对速度为零时．3．静—动“突变”物体在摩擦力和其它力作用下处于静止状态，当其它力改变时，假如物体不能保持静止状态，则物体受到静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力，“突变”点为静摩擦力到达最大值时．4．动—静“突变”两物体相对减速滑动过程中，若相对速度变为零，则滑动摩擦力“突变”为静摩擦力，“突变”点为两物体相对速度刚好为零时．39/55[例6](·湖北黄冈诊疗)把一重为G物体，用一个水平推力F＝kt(k为常数，t为时间)压在竖直足够高平整墙上，如右图所表示．从t＝0开始，物体所受摩擦力f随时间改变关系是下列图中(

)B

40/5541/551．(·湖北黄冈期末统考)如图所表示，一倾角为45°斜面固定于墙角，为使一光滑铁球静止，需加一水平力F，且F经过球心．以下说法正确是(

)A．球一定受到墙水平向左弹力B．球可能受到墙水平向左弹力C．球一定受到斜面经过铁球重心弹力D．球可能受到斜面垂直于斜面向上弹力解析：F大小适当时，球能够静止在斜面上(此时对墙无压力)，F增大时墙才会对球有弹力，所以选项A错误，B正确；斜面必须有斜向上弹力才能使球不下落，该弹力方向垂直于斜面过球心，但因为铁球质量分布是否均匀未知，所以重心不一定与球心重合，所以选项C、D错误．B

42/552．(多项选择)如图所表示，A、B两个物块重力分别是GA＝3N，GB＝4N，弹簧重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧弹力F＝2N．则天花板受到拉力和地板受到压力有可能是(

)A．1N和6N B．5N和6NC．1N和2N D．5N和2N解析：弹簧弹力为2N，有两种可能情形：弹簧处于拉伸状态和弹簧处于压缩状态，所以对应解应有两组：(1)当弹簧处于拉伸状态时，由A、B受力均衡可知，D项正确；(2)若弹簧处于压缩状态，同理可知，A项正确．AD

43/553．(多项选择)(·湖北宜昌三模)如图所表示，质量为m木块在质量为M长木板上受到水平向右拉力F作用向右滑行，长木板处于静止状态．已知木块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2.以下说法正确是(

)A．木板受到地面摩擦力大小一定是μ1mgB．木板受到地面摩擦力大小一定是μ2(m＋M)gC．当F>μ2(m＋M)g时，木板与地面之间发生相对运动D．不论怎样改变F大小，木板都不可能运动AD

44/55解析：木块向右滑行时受到木板水平向左滑动摩擦力，大小为μ1mg，依据牛顿第三定律，木板也会受到木块水平向右反作用力，大小也是μ1mg；对木板受力分析并依据平衡条件可知，木板受到地面摩擦力方向水平向左，大小一定是μ1mg，选项A正确，B错误；不论拉力多大，木板与地面之间不会发生相对运动，选项C错误；因为木块对木板摩擦力最大为μ1mg，依据题意，该值小于木板与地面之间最大静摩擦力，所以不论怎样改变F大小，木板都不可能运动，选项D正确．45/554．(·浙江杭州一模)如图所表示，固定在水平地面上物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上小滑轮，一端系有质量为m＝4kg小球，小球与圆心连线跟水平方向夹角θ＝60°，绳另一端水平连接物块3，三个物块重均为50N，作用在物块2水平力F＝20N，整个系统处于平衡状态，取g＝10m/s2，则以下说法正确是(

)A．1和2之间摩擦力是20NB．2和3之间摩擦力是20NC．3与桌面间摩擦力为20ND．物块3受6个力作用B

46/55解析：对小球受力分析可知，绳拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向分力，由几何关系可知绳拉力等于20N．将三个物块看成一个整体受力分析，可知水平方向整体受到拉力F和绳拉力作用，因为F大小等于绳拉力大小，故整体受力平衡，与桌面间没有摩擦力，故物块3与桌面间摩擦力为0，C错误．因为物块1、