高中物理复习课件2.1探究弹力与摩擦力 15页

主题内容要求说明相互作用滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力形变、弹性、胡克定律矢量和标量力的合成和分解共点力的平衡ⅠⅠⅠⅡⅡ实验(一)：探究弹力和弹簧伸长的关系实验(二)：验证力的平行四边形定则第二章　　研究物体间的相互作用\n1.对弹力、摩擦力的分析与计算一直是近几年高考考查的热点，预计在今后的高考中，弹力、摩擦力将仍是重点考查的对象。2.由于本章内容是高中物理的基础，所以对本章的考查贯穿于高考试卷中的大部分题目中，但对本章的单独考查较少，一般是选择题。3.对重力、弹力、摩擦力的考查，往往涉及物体的平衡问题，常常结合生活实例，电场力、磁场力的平衡，还会涉及连接体的平衡。\n本章内容是基础性的，复习时要加深对力的概念、产生条件的理解，熟悉力的分析方法、力的合成与分解的方法。侧重点是摩擦力、受力分析、力的合成与分解。多选与社会生产、生活和现代科技相联系的新颖题目加强训练，培养学生的创新精神和实践能力。\n1.弹力方向的几种情况(1)轻绳、轻杆、轻弹簧轻绳：只能产生拉力，方向沿绳子且指向绳子收缩的方向。轻杆：方向具有多向性，即杆产生的弹力方向不一定沿杆，此时需运用平衡条件或牛顿定律分析。轻弹簧：有压缩和拉伸形变，既能产生拉力，又能产生压力，方向沿弹簧的轴线方向。(2)面与面、点与面接触物体在面与面、点与面接触时，弹力方向垂直于面(若是曲面则垂直于切面)，且指向受力物体。2.弹力方向的判断方法(1)根据物体产生形变的方向判断弹力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)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。要点一弹力方向的判断学案1探究弹力与摩擦力\n＊体验应用＊1.(单项选择)如图2-1-1中各静止物体所受的弹力正确的是(各接触面均光滑)()A\n要点二摩擦力的理解1.区分两种摩擦力静止的物体也可能受滑动摩擦力作用，运动的物体也可能受静摩擦力作用；这里的静摩擦力的“静”和滑动摩擦力的“动”是针对接触面之间的相对运动而言的，区分“运动”和“相对运动”、“相对运动趋势”是不同的。2.摩擦力的方向可能和运动方向相同——充当动力，做正功；可能和运动方向相反——充当阻力，做负功；也可能和运动方向成某一夹角。3.静摩擦力的方向判断(1)假设法：即假设接触面光滑。若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时的相对运动的方向相同，然后根据静摩擦力方向跟物体相对运动趋势方向相反，便可以确定静摩擦力的方向。(2)结合物体的运动状态判断，由运动情况确定受力情况。\n2.(双项选择)关于摩擦力，下列说法正确的是()A.摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同B.摩擦力的方向可能与物体的运动方向相反C.运动的物体可以受静摩擦力作用，静止的物体一定不受滑动摩擦力作用D.静摩擦力可以是动力，也可以是阻力，滑动摩擦力一定是阻力＊体验应用＊AB\n【例1】(单项选择)如图2-1-2所示的固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()A.小车静止时，F=mgcosθ，方向沿杆向上B.小车静止时，F=mgcosθ，方向垂直杆向上C.小车向右以加速度a运动时，一定有F=ma/sinθD.小车向左以加速度a运动时，，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为arctan(a/g)图2-1-2热点一弹力的大小和方向的分析D【名师支招】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。【解析】小车静止时，由物体的平衡条件可知，此时杆对球的作用力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg。小车向右以加速度a运动时，设小球受杆的作用力方向与竖直方向的夹角为α，如图2-1-3所示，根据牛顿第二定律有：Fcosα=mg①Fsinα=ma②①②联立解得tanα=a/g.可见,只有当球的加速度a=gtanθ时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有F=masinθ。小车向左以加速度a运动时，根据牛顿第二定律知小球受重力mg和杆对球的作用力F的合力大小为ma，方向水平向左。根据力的合成，这三力构成图2-1-4所示矢量三角形，由图得，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为α′=arctan(a/g)。图2-1-3图2-1-4\n1(双项选择)如图2-1-6所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是()A.若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力B.若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下C.若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上D.若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力图2-1-6BD\n【例2】如图2-1-6所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓慢地向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块移动的距离。图2-1-6【名师支招】解决此类问题的关键是明确初、末状态弹簧的弹力大小、伸长还是压缩、端点和物体移动距离与形变量的关系，必要时辅以作图明示。【解析】根据题意，向上提上面木块前，有k2x2=(m1+m2)g①向上提上面木块后，有k2x2′=m2g②下面木块向上移动的距离为：Δx2=x2-x2′③①②③联立，得Δx2=m1g/k2。【答案】m1g/k2热点二胡克定律的应用\n（单项选择）如图2-1-7所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）A.l2>l1B.l4>l3C.l1>l3D.l2=l42D图2-1-7\n【例3】［2009年高考浙江理综卷］(单项选择)如图2-1-8所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()A.mg和1/2mgB.1/2mg和mgC.1/2mg和1/2μmgD.mg和μmg图2-1-8【名师支招】本题考查受力分析、物体的平衡和摩擦力的计算，正确进行受力分析，明确是滑动摩擦力还是静摩擦力、应用平衡条件即可作出。【解析】对三棱柱进行受力分析，受重力mg、支持力N和静摩擦力f作用处于平衡状态，由平衡条件可知，N=mgcos30°=mg，f=mgsin30°=1/2mg，故选A。A热点三静摩擦力的大小及方向\n3(单项选择)如图2-1-9所示，物体A、B和C叠放在水平桌面上，水平力为Fb=5N，Fc=10N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止，以f1、f2、f3分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小，则()A.f1=5N,f2=0,f3=5NB.f1=5N,f2=5N,f3=0C.f1=0,f2=5N,f3=5ND.f1=0,f2=10N,f3=5NC图2-1-9\n【例4】一根质量为m、长为L的均匀长方形木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ,现用水平力F推木条，当木条经过图2-1-10中位置时，桌面对它的摩擦力为()A.μmgB.2/3μmgC.1/3μmgD.以上选项均不对图2-1-10【名师支招】滑动摩擦力只跟正压力和动摩擦因数有关，与物体的运动状态及接触面积无关。【解析】据二力平衡得木条对桌面的压力为mg，由f＝μN得，桌面对木条的摩擦力f＝μmg。A热点四滑动摩擦力的大小及方向\n4(单项选择)如图2-1-12所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为()A.4μmgB.3μmgC.2μmgD.μmg图2-1-12A