第一章++专题3　重力、弹力、摩擦力　力的合成与分解+课件-2027年高考物理一轮专题复习（人教版）

课时3重力、弹力、摩擦力力的合成与分解考点一重力和重心基础梳理地球mg竖直向下几何形状质量分布典例精析命题视角重力的理解和应用,深刻理解重心的等效替代观念【典例1】(容易)如图所示,公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶,桶可绕水平轴转动,水管口持续有水流出,过一段时间桶会翻转一次。决定桶能否翻转的主要因素是(

)A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小C.水流对桶撞击力的大小D.水桶与水整体的重心高低D解析:D

U形水桶中没有水时,水桶的重心在水平轴下方,当水持续流入时,水桶与水整体的重心会升高至水平轴上方,水桶便会翻转,D正确。考点二弹力基础梳理弹性形变1.弹力相反正比2.胡克定律劲度系数自身性质变化量典例精析命题视角1弹力有无及方向的判断,熟记常见模型中弹力的方向1.“三法”研判弹力的有无2.典型弹力的方向【典例2】(容易)如图所示四种情境,物体均处于静止状态,其中物体A所受弹力的示意图正确的是(

)A

B C

DB解析:B

A中,根据受力平衡可知,斜杆对A球的弹力应竖直向上,故A错误;B中,根据受力平衡可知,A球受到重力、右侧竖直墙壁水平向左的弹力FN2、下方小球对A球沿两球球心斜向上的弹力FN1,故B正确;C中,根据受力平衡可知,A球受到重力和竖直绳子的拉力FT1,倾斜绳子的拉力为0,故C错误;D中,根据受力平衡可知,A球受到重力、沿绳子收缩方向的拉力FN1、指向半圆轨道圆心的弹力FN2,故D错误。命题视角2弹力大小的计算,应用胡克定律要注意弹簧形变量【典例3】(容易)如图所示,某同学拉开拉力器使弹性绳(有2根)比原长伸长了40

cm,此时该同学对拉力器的拉力大小为120

N。可认为弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律,且未超过弹性限度。下列说法正确的是(

)A.在弹性限度内,弹性绳的伸长量与受到的拉力成反比B.对拉力器的拉力增大,弹性绳的劲度系数也随之增大C.若对拉力器的拉力变为60

N,则弹性绳长度变为20

cmD.每根弹性绳的劲度系数为150

N/mD考点三摩擦力基础梳理相对运动1.摩擦力相对运动趋势相对运动相对运动趋势粗糙相对运动相对运动趋势μF压相对运动相对运动趋势相反2.动摩擦因数粗糙程度命题视角1摩擦力的有无及方向判断,核心依据是摩擦力产生的条件1.判断静摩擦力有无及方向的三种方法状态法根据平衡条件、牛顿第二定律,通过受力分析确定静摩擦力的有无及方向对象转换法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”(牛顿第三定律)确定另一物体所受静摩擦力的方向假设法典例精析2.滑动摩擦力的方向确定方法:先确定该物体相对与其接触物体的运动方向,滑动摩擦力与这个相对运动的方向相反。【典例4】(容易)(2024·黑吉辽卷)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,(

)A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力C解析:C当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;由于砚台处于静止状态,水平方向,桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对砚台的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,故D错误。命题视角2摩擦力的分析与计算,要综合应用受力分析和平衡条件1.关键点:摩擦力方向的判断,摩擦力大小的求解,受力分析和平衡条件的理解和应用。2.解题思维链【典例5】(中等)一名同学用双手水平夹起一摞书,并停留在空中,如图所示。已知手掌与书间的动摩擦因数μ1=0.3,书与书间的动摩擦因数μ2=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若每本书的质量为0.2

kg,该同学对书的水平正压力为200

N,每本书均呈竖直状态,则下列说法正确的是(

)A.每本书受到的摩擦力的合力大小不等B.书与书之间的摩擦力大小均相等C.他最多能夹住42本书D.他最多能夹住60本书C解析:C每本书受到的摩擦力的合力与重力平衡,每本书的质量相同,则每本书受到的摩擦力的合力大小相等,A错误;越靠外侧,书与书间的摩擦力越大,B错误;以这一摞书为研究对象,每只手对它的最大静摩擦力为Ff1=μ1FN=60

N,这摞书受力平衡,2Ff1=n1mg,解得n1=60,但书与书间的最大静摩擦力为Ff2=μ2FN=40

N,除了左、右两侧跟手接触的两本书,以剩下的这一部分书为研究对象,由平衡条件有2Ff2=n2mg,解得n2=40,加上跟手接触的两本书,共42本书,C正确,D错误。命题视角3摩擦力的突变问题,把握突变的临界条件摩擦力突变的两个方面的临界条件(1)受力的临界条件:静摩擦力达到最大值是物体间相对滑动与相对静止的临界时刻,往往是静摩擦力与滑动摩擦力突变的临界状态。(2)运动的临界条件:相对运动与相对静止之间发生转换时,往往会导致摩擦力突变。【典例6】(容易)图甲为某口罩生产车间实景图,可简化为图乙所示模型。水平皮带在电动机带动下保持恒定速度v向右运动。现将一盒口罩由静止轻放在皮带A端,过一会儿能保持与水平皮带相对静止,到达B端。关于口罩受到的摩擦力,下列说法正确的是(忽略空气阻力)(

)A.因为口罩相对于地面是运动的,所以口罩受到的一定是滑动摩擦力B.当口罩与皮带相对静止时,口罩受到静摩擦力C.当口罩受到摩擦力作用时,口罩不一定受到弹力作用D.当口罩受到摩擦力作用时,摩擦力方向与口罩运动方向相同D解析:D一开始口罩与水平皮带发生相对滑动,口罩受到滑动摩擦力作用,当口罩与水平皮带相对静止时,口罩受到的摩擦力为0,故A、B错误;当口罩受到摩擦力作用时,口罩一定受到弹力作用,故C错误;当口罩受到摩擦力作用时,口罩速度小于皮带速度,口罩相对皮带向左运动,口罩受到的滑动摩擦力向右,与口罩运动方向相同,故D正确。考点四力的合成1.合力与分力基础梳理相同合力分力等效替代2.力的合成合力有向线段对角线有向线段命题视角共点力的合成,巧选合成的思路方法1.关键点:平行四边形定则2.解题思维链典例精析A考点五力的分解1.力的分解基础梳理分力平行四边形垂直2.矢量和标量方向平行四边形方向算术命题视角1分析力的作用效果,根据作用效果进行分解

1.关键点:平行四边形定则、力的作用效果分析。2.解题思维链典例精析【典例8】(容易)如图甲和乙分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样,针尖可看作顶角θ很小的劈尖形,医生沿着注射器施加一个较小的力F,针尖会对瓶塞产生很大的推力。现只分析如图乙的针尖倾斜侧面与下侧面对瓶塞产生的两个推力,则(

)A.针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的B.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比下侧面的推力小C.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力FN=Fsin

θD.若F一定,使用顶角θ越小的针尖,则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大D命题视角2力的正交分解,注意使尽量多的力在坐标轴上1.关键点:合理建立直角坐标系。