高中物理总复习重力弹力摩擦力课件 67页

考什么1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力2.形变、弹性、胡克定律3.矢量和标量4.力的合成与分解5.共点力的平衡6.探究弹力和弹簧伸长的关系7.验证力的平行四边形定则\n怎么考对本章知识的考查主要有两个方面，一方面是对常见的三种力的考查，另一方面是对力的合成与分解及共点力平衡的考查。题型有选择题和实验题，难度中等，属每年高考的必考内容怎么办复习时，对“弹力”“摩擦力”要引起足够重视，抓住物体的受力分析这个关键，掌握力的合成与分解的方法，掌握解决平衡问题的基本方法，同时注意本章知识与牛顿运动定律、功和能、电磁学知识的结合，与社会生产生活的结合\n\n第1讲重力弹力摩擦力高考成功方案第1步高考成功方案第2步高考成功方案第3步每课一得每课一测第二章\n回扣一　力　重力1．下面说法中正确的是()A．被踢出去的足球能在空中飞行，除受重力和空气阻力外，还受到踢球的脚对它施加的力B．由一定距离的磁极间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在\nC．力的大小可以用天平测量D．在力的示意图中，长的线段所对应的力不一定比短的线段所对应的力大\n解析：被踢出的球，在空中飞行时，脚对球已无作用力，A错误；力不可能离开物体而存在，B错误；力的大小可用测力计测量，天平测物体的质量，C错误；在力的示意图中，线段的长短不严格表示力的大小，D正确。答案：D\n2．判断正误。(1)物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力()(2)物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力()(3)用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上()(4)重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上()\n解析：(1)重力是由地球吸引产生的，是所受引力的一个分力，两者一般不等。(2)压力和重力是两种性质不同的力。(3)由平衡条件知，细线拉力和重力平衡，重心在重力作用线上。(4)重心跟物体的形状、质量分布有关，是重力的等效作用点，不一定在物体上。如折弯成直角的均匀直杆。答案：(1)×(2)×(3)√(4)×\n回扣二　弹力3．关于弹力，下列说法中正确的是()A．发生形变的物体才能有弹力，也一定有弹力B．物体的形变越大，弹力也越大C．弹力的方向一定与施力物体发生形变的方向相反D．弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大\n解析：弹力产生于相互接触的发生弹性形变的物体之间，A错误；其方向与施力物体形变的方向相反，C正确；弹力的大小不仅与形变量的大小有关，还与产生形变的物体本身有关，B、D错误。答案：C\n4．在弹性限度内，弹簧挂0.5N的重物时，弹簧伸长2cm，挂0.75N的重物时弹簧长度是10cm，则弹簧原长是________cm。\n解析：挂0.5N物时：0.5N＝2×10－2m·k得：k＝25N/m挂0.75N物时：0.75N＝(10－l0)×10－2m·25N/m得：l0＝7cm。答案：7\n回扣三　摩擦力5．下面关于摩擦力的说法中，正确的是()A．只要物体相互接触，物体间就会产生摩擦力B．与滑动摩擦力大小有关的因素有两个：一是物体间的动摩擦因数，二是物体重力的大小C．如果物体受摩擦力作用，则物体一定受弹力作用D．摩擦力总是阻碍物体的运动\n解析：由摩擦力的产生条件可知，A错。滑动摩擦力与压力有关，B错。摩擦力阻碍物体间的相对运动，D错。答案：C\n6．质量为2kg的物体，静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。给物体一水平拉力。(1)当拉力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当拉力大小变为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？\n解析：最大静摩擦力Fmax(滑动摩擦力)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N。(1)当拉力F＝5N时，F＜Fmax，物体没有滑动，地面对物体的摩擦力为静摩擦力。F静＝F＝5N。(2)当拉力F＝12N时，F＞Fmax，物体滑动起来，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力。F滑＝μFN＝μmg＝0.5×2×10N＝10N。答案：(1)5N(2)10N\n\n[知识必会]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：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。\n(3)根据物体的运动状态分析：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。例如，如图2－1－1所示，小球A在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况。图2－1－1\n①若车厢和小球做匀速直线运动，则小球A受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力。②若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，车厢后壁对小球的弹力水平向右。\n2．弹力方向的判断方法(1)根据物体产生形变的方向判断。(2)根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断，此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向。\n3．弹力大小的计算方法(1)一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算。(2)弹簧的弹力，由胡克定律(F＝kx)计算。\n[名师点睛](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。(3)弹力是被动力，其大小与物体所受的其他力的作用以及物体的运动状态有关。\n[典例必研][例1][双选]如图2－1－2所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定图2－1－2有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()\nA．小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上D．小车向右匀加速运动时，一定有F>mg，方向可能沿杆向上\n[思路点拨]由小球的运动状态确定小球受到的合力大小，进而确定弹力的大小和方向。\n[解析]小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有：F＝mg，方向竖直向上。小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和F的合力应水平向右，如图所示。由图可知，F>mg，方向可能沿杆向上。[答案]CD\n[冲关必试]1.如图2－1－3所示，一倾角为45°的斜面固定于墙角，为使一光滑且质量分布均匀的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是()A．球一定受墙水平向左的弹力图2－1－3B．球可能受墙水平向左的弹力C．球一定受斜面竖直向上的弹力D．球不一定受斜面的弹力作用\n解析：F的大小合适时，球可以不受墙的作用力，F增大时墙才会对球有弹力，所以选项A错误、B正确；斜面对球必须有斜向上的弹力才能使小球不下落，该弹力方向垂直于斜面，C、D错。答案：B\n2．画出图2－1－4中物体A和B所受重力、弹力的示意图。(各接触面均光滑，各物体均静止)图2－1－4\n答案：物体A和B所受重力、弹力的示意图，如图所示。\n[知识必会]1．摩擦力(1)定义：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。(2)产生条件：接触面粗糙；接触面处有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势。\n(3)大小：滑动摩擦力F＝μFN，静摩擦力：0≤F≤Fm。(4)方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反。(5)作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。\n2．摩擦力的判断(1)假设法：利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思路如下：\n(2)反推法：从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的有无及方向了。(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“反向”确定另一物体受到的静摩擦力方向。\n[名师点睛](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，即摩擦力不一定是阻力。(3)摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反。\n[典例必研][例2]如图2－1－5所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，图2－1－5A、B、C都处于静止状态，则()\nA．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等\n[审题指导]A、B的质量关系及斜面的倾角大小都是不确定的，因此，B的运动趋势不能确定。\n[解析]由于B受到的重力沿斜面向下的分力与绳对它的拉力关系未知，所以B受到C的摩擦力情况不确定，A错；对B、C整体，受力如图所示，C受到水平面的摩擦力与拉力的水平分力相等，水平面对C的支持力等于B、C的总重力大小与拉力的竖直分力的差值，故C对。[答案]C\n[冲关必试]3.(2012·曲靖模拟)把一个重为G的物体，用一水平推力F＝kt(k为常量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙面上，如图2－1－6所示，图2－1－6从t＝0开始物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系是图2－1－7中的哪一个()\n图2－1－7\n解析：当f＝μktG时，物体开始减速。在物体停止运动前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为f＝μkt；当物体停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为G，故本题正确选项为B。答案：B\n4.如图2－1－8所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的图2－1－8是()\nA．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用D．无论A随传送带一起向上还是向下运动，传送带对物体A的作用力均相同\n解析：无论传送带向上还是向下运动，物体A随传送带匀速运动处于平衡状态，在重力作用下有相对于传送带沿斜面向下的运动趋势，传送带对物体有沿斜面向上的静摩擦力，根据平衡条件可得Ff＝mgsinθ，所以D正确。答案：D\n[知识必会]1．滑动摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小用公式F＝μFN来计算，但应注意：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，与接触面的面积大小也无关。\n(2)根据物体的运动状态求解：①若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解。②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。\n2．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，静摩擦力将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。\n(2)最大静摩擦力Fm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Fm，而静摩擦力可在0～Fm间变化。\n[名师点睛](1)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，但在特别指明的情况下可以认为最大静摩擦力Fm等于滑动摩擦力F。(2)解题时首先要判定物体之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，静摩擦力的大小不能用滑动摩擦力的公式进行计算。\n[典例必研][例3]如图2－1－9所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面图2－1－9底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图像是图2－1－10中的(取初速度方向为正方向)(g＝10m/s2)()\n图2－1－10\n[审题指导]当物体的速度减到0时，摩擦力的性质可能会发生转变。[解析]物体上升过程中受滑动摩擦力，由F＝μFN和FN＝mgcosθ联立得F＝6.4N，方向向下，当物体的速度减为零后，由于重力的分力mgsinθ<μmgcosθ，物体不动，物体受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得F＝mgsinθ，代入可得F＝6N，方向向上，故B项正确。[答案]B\n\n答案：C\n\n\n(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示。由于人处于平衡状态，故FT＝F人＝100N。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的摩擦力方向向右，大小为100N。答案：(1)100N(2)100N方向向右\n\n[每课一得]弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx，这就是胡克定律。注意在弹性限度内该定律才成立。解答含有弹簧的力学问题时，要深刻理解胡克定律中弹簧长度变化量x的物理意义，切不可与弹簧的实际长度相混淆。另外要特别注意区分弹簧是处于压缩状态还拉伸状态。\n[示例]如图2－1－13所示，质量为m的物体A压在置于水平面上的劲度系数为k1的竖直轻弹簧B上。用细绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧C连接。当弹簧C处在水平位置且未发生形变图2－1－13时，其右端点位于a位置。将弹簧C的右端点沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力。求：\n(1)当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变大小。(2)该过程中物体A上升的高度为多少？ab间的距离为多大？[方法导入](1)问中的研究对象是轻弹簧B，在题中条件下，弹簧C上的弹力为零，弹簧B上的压力大小等于物体A的重力大小；(2)问中的题给条件下，弹簧B处于伸长状态，物体A上升的高度为原来弹簧B的压缩量与后来伸长量的和，此状态下，弹簧C处于伸长状态，故ab间距离应为A物体上升的高度与弹簧C伸长量的和。\n\n\n点击此图片进入“每课一测”