2014届高考物理(大纲版)一轮复习配套课件-第一章第一节-重力-弹力-摩擦力

1、第一章力物体的平衡,2014高考导航,第一节重力弹力摩擦力,本节目录,基础梳理自学导引,要点透析直击高考,考点探究讲练互动,知能演练轻巧夺冠,技法提炼思维升华,一、力 1力的概念：物体与物体之间的_作用 2力的性质 (1)物质性：力不能脱离_而独立存在没有“施力物 体”或“受力物体”的力是_的 (2)相互性：力的作用是_的施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体 (3)矢量性：力是矢量，既有_，又有_ (4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用_,相互,物体,不存在,相互,大小,方向,无关,3力的作用效果 (1)使物体发生_(2)改变物体的_ 名师点拨：同一

2、性质的力可以产生不同的效果；不同性质的力可以产生相同的效果 二、重力 1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力 2大小：Gmg. 3方向：总是_ 4重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心,形变,运动状态,竖直向下,名师点拨：(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直，不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向也就不同 (2)重力的方向不一定指向地心 (3)并不是只有重心处才受到重力的作用,思考感悟 重心的位置与哪些因素有关？ 提示：与质量分布和物体的形状有关,三、弹力 1定义：发生弹性形变的物体由于要_，对与它接触的物体产生力的作

3、用 2产生的条件 (1)两物体_；(2)发生_ 3方向 (1)与物体形变方向_ (2)几种常见模型的弹力方向 轻绳的拉力沿绳指向_的方向 点与平面、平面与平面接触处的弹力_于接触面(若是曲面则垂直于接触处的_)指向被压或被支持的物体,恢复原状,相互接触,弹性形变,相反,绳收缩,垂直,切面,弹簧的弹力方向：总是沿_指向变回原长的方向. 杆的弹力方向要依照平衡条件或牛顿定律判定 4大小 (1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式为Fkx. (2)非弹簧类弹力大小应由_或动力学规律求得 四、摩擦力 1产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有_或_时，在接触面上所受的阻碍_或_的力,弹簧轴线,平

4、衡条件,相对运动,相对运动趋势,相对运动,相对运动趋势,2产生条件：接触面_；接触面间有弹力；物体间 有_或_ 3大小：滑动摩擦力Ff_,静摩擦力:0FfFfmax. 4方向：与相对运动或相对运动趋势方向_ 5作用效果：阻碍物体间的_或_. 名师点拨：(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动 (2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动,粗糙,相对运动,相对运动趋势,FN,相对运动,相反,相对运动趋势,一、弹力的有无及方向的判断方法 1弹力有无的判断方法 (1)根据弹力产生的条件直接判断 根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存

5、在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况 (2)利用假设法判断 由于弹性形变一般很小，难以观察,因而判断弹力的有无常用 “假设法”由已知运动状态和其他条件，利用平衡条件或 牛顿运动定律来分析推理,例如,要判断图中静止在光滑水平面上的球是否受到斜面对它的弹力作用，可先假设有弹力FN2存在，则此球在水平方向所受合力不为零，必向右加速运动，与所给静止状态矛盾,说明此球与斜面间虽接触，但并不挤压，因而不存在弹力FN2. (3)根据“物体的运动状态”分析 由状态分析弹力，使物体的受力必须与物体的运动状态符合， 依据物体的运动状态，由物体受力平衡(或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否存在,2弹力的

6、方向的判断方法 (1)弹力的方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上 (2)由物体的运动状态判断弹力的方向 物体的受力必须与物体的运动状态相符合可根据物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点力的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，如果为负值，其方向与假设方向相反,特别提醒：(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向，这是由绳子本身的特点决定的. (2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方向可以沿 杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型的最大区别.,即时应用 1(原创题)在201

7、1年8月21日第26届世界大运会上,美国选手巴雷特以1.96 m的成绩夺得女子跳高冠军撑杆跳高是指运动员双手握住一根特制的杆子,经过快速助跑后,运动员借助杆支撑和弹力,使身体腾起,通过悬垂、摆体、举腿和引体等一系列动作，使身体越过一定高度,跨过横杆撑杆跳高一般分为四个过程：助跑、撑杆、腾空、越杆下列关于运动员各运动过程中的弹力，说法正确的是() A助跑阶段，运动员不受弹力作用 B撑杆时，地面对杆的弹力方向沿杆的方向 C腾空时，杆对运动员弹力的方向与杆形变的方向相反 D运动员脱杆越过横杆时，不受弹力作用,解析：选CD.运动员在助跑阶段，受地面支持力作用，支持力属于弹力；撑杆时，地面对杆的弹力垂直

8、地面向上，而并非沿杆的方向；腾空时，撑杆对运动员的弹力方向与撑杆形变方向相反；运动员脱杆越过横杆时，只受重力作 用选项CD正确,二、摩擦力的有无及方向的判断方法 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：,2状态法 从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件，并进一步分析组成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 此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定另一物体受到的摩擦力方向 特别提醒：(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.,(2)摩擦力阻碍的是物体间

9、的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反，还可能成一夹角，即摩擦力可能是动力也可能是阻力.,即时应用 2(2011高考海南卷)如图所示，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力() A等于零 B不为零，方向向右 C不为零，方向向左 D不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右 解析：选A.取物块与斜劈整体作为研究对象，由于物块匀速运 动、斜劈静止，故整体所受外力之和必为零分析整体的受力可知，由于重力、地面的支持力方向都沿竖直方向，若地面的摩擦力不为零时，其合力方向只能

10、沿水平方向，必导致整体的合力不为零与题述矛盾，故只有A正确,三、摩擦力大小的计算 1静摩擦力大小的计算 (1)物体处于平衡状态时(静止或匀速)，利用力的平衡条件来判断其大小 (2)物体有加速度时，若只受摩擦力,则Ffma，例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度；若除摩擦力外,物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求摩擦力 2滑动摩擦力的计算 (1)滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算，但应注意：,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为两接触面间正压力,其大小不一定等于物体的重力. 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的面积大小也无关 (2)根

11、据物体的运动状态判断 若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解 若物体有加速度，利用牛顿第二定律和受力分析结合起来 求解,即时应用 3如图所示，斜面固定在地面上，倾角为 37(sin370.6，cos370.8)，质量为1 kg的滑块，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力Ff随时 间变化的图象是图中的(取初速度方向为 正方向，g10 m/s2)(),解析：选A.由于mgsin37mgcos37，滑块减速下滑，因斜面足够长，故滑块最终一定静止在斜面上，开始阶段Ff滑mgcos376.4 N，方向沿斜面向上，静止在斜面上时，Ff静mgsin376

12、N，方向沿斜面向上，由于取初速度方向为正方向，故图象A正确，B、C、D均错误,考点1弹力的分析与计算 如图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定着一个质量为m的球试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向： (1)小车静止； (2)小车以加速度a水平向右加速运动,【思路点拨】解答本题时应注意以下三点： (1)杆对小球的弹力方向不一定沿杆； (2)小车静止时，由平衡条件可以求解弹力的大小和方向； (3)小车加速运动时,可由牛顿第二定律求解弹力的大小和方向.,【解析】(1)小车静止时,球处于平衡状态,由平衡条件可求：F1mg，方向竖直向上 (2)当小车以加速度a向右匀加速运动时,小球的加

13、速度也为a，设杆对球的弹力为F2,与竖直方向的夹角为,如图所示,则有： F2cosmg F2sinma,【答案】(1)mg竖直向上(2)见解析 【规律总结】杆产生的弹力方向可能沿杆,也可能不沿杆，需结合物体的其他受力情况、运动情况，由平衡条件或F合ma确定,跟踪训练,考点2摩擦力的分析与计算 (2013黄冈模拟)如图所示,斜面为长 方形的斜面体倾角为37，其长为0.8 m， 宽为0.6 m一重为20 N的木块原先在斜 面体上部，当对它施加平行于AB边的恒 力F时，刚好使木块沿对角线AC匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数和恒力F的大小 【思路点拨】解答本题时应注意以下几点： (1)木块受到的摩

14、擦力的方向； (2)滑动摩擦力FfFN中FN的大小； (3)斜面方向上木块所受合力为零,【答案】见解析 【名师点评】滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反本题容易造成的错解就是认为摩擦力的方向沿斜面向上,【范例】(10分)如图所示，斜面倾角为60，10 kg的物体通过弹簧与斜面上的固定板相连，已知弹簧的劲度系数k100 N/m，当弹簧长度为22cm和8cm时，物体分别位于A点和B点，且此两点是物体刚好可以平衡的点，试求斜面与物体间的动摩擦因数(已知最大静摩擦 力等于滑动摩擦力),寻规探法 批注：是指弹簧长度，而不是形变量； 批注：A、B两位置是物体受力平衡的两个临界位置,在A、B之间任一

15、位置均可处于平衡,超出该范围,物体则不能平衡； 批注：A、B两位置，静摩擦力达到最大值，因此,可判断,弹簧长8 cm是压缩状态，物体受向上的摩擦力；弹簧长22 cm是拉伸状态，物体受向下的摩擦力,【答题模板】位于A点和B点时物体受力分别如图甲、 乙所示 设弹簧原长为L0. 在A点时：k(L1L0)mgsinmgcos(4分) 在B点时：k(L0L2)mgcosmgsin(4分) 两式相加得 k(L1L2)2mgcos 代入数据得0.14.(2分),【答案】0.14 【建模感悟】中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”是理想化模型，具有如下几个特性： (1)胡克定律Fkx中的x是指弹簧的形变量. (2)轻：即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零.由此特点可知，同一弹簧的弹力大小处处相等. (3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能受拉力，不能受压力. (4)由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变.但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失.,【范例】如图所示，人向右匀速推动水平桌面上的长木板，在木板翻离桌面以前，则() A木板露出桌面后，推力将逐渐减小 B木板露出桌面后，木板对桌面的压力将减小 C木板露出桌面后，桌面对