（新課標(biāo)）河南省高考物理總復(fù)習(xí)講義 第2章 第1講 重力 彈力 摩擦力.doc

第二章相互作用考綱點(diǎn)擊備考指南1.形變、彈性、胡克定律高考著重考查的知識(shí)點(diǎn)有：力的合成與分解、彈力、摩擦力概念及其在各種形態(tài)下的表現(xiàn)形式對(duì)受力分析的考查涵蓋了高中物理的所有考試熱點(diǎn)問題此外，基礎(chǔ)概念與實(shí)際聯(lián)系也是當(dāng)前高考命題的一個(gè)趨勢(shì)考試命題特點(diǎn)：這部分知識(shí)單獨(dú)考查一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的試題非常少，大多數(shù)情況都是同時(shí)涉及到幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而且都是牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功和能、電磁學(xué)的內(nèi)容結(jié)合起來考查，考查時(shí)注重物理思維與物理能力的考核.2.滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力3.矢量和標(biāo)量4.力的合成和分解5.共點(diǎn)力的平衡實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則第1講重力彈力摩擦力知識(shí)一重力1產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力2大?。号c物體的質(zhì)量成正比，即gmg.可用彈簧秤測(cè)量重力3方向：總是豎直向下4重心：其位置與其質(zhì)量分布和形狀有關(guān)(1)重力的方向總是指向地心()(2)地面上的物體在赤道上受到的重力最小()(3)物體掛在彈簧秤下，彈簧秤的示數(shù)一定等于物體的重力()知識(shí)二彈力1產(chǎn)生條件(1)兩物體相互接觸(2)兩物體發(fā)生彈性形變2方向彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反幾種典型的彈力的方向如下：(1)壓力：垂直于接觸面而指向被壓的物體(2)支持力：垂直于接觸面而指向被支持的物體(3)細(xì)繩的拉力：沿繩指向繩收縮的方向(4)輕桿的彈力：不一定沿桿，要根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具體分析3大小(1)彈簧類彈力在彈性限度內(nèi)遵從胡克定律：fkx.(2)非彈簧類彈力大小應(yīng)根據(jù)平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解如圖所示的甲、乙、丙三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，各接觸面均光滑，請(qǐng)思考三個(gè)小球各受幾個(gè)彈力作用？并指出彈力的具體方向提示甲、乙球只受水平面的支持力，方向向上，丙球受兩個(gè)彈力，一個(gè)來自球底接觸面，指向球中心，另一個(gè)是右側(cè)小球的擠壓力，垂直接觸面向左知識(shí)三摩擦力名稱項(xiàng)目靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件接觸面粗糙接觸處有彈力兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)接觸面粗糙接觸處有彈力兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)大小、方向大?。?ffffm大?。篺ffn方向：與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反方向：與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反作用效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(1)摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反()(2)運(yùn)動(dòng)的物體不可能受到靜摩擦力的作用()(3)正壓力越大，摩擦力可能越大，也可能不變()1關(guān)于力的概念，下列說法正確的是()a一個(gè)受力物體可能受到兩個(gè)施力物體的作用力b力可以從一個(gè)物體傳給另一個(gè)物體c只有相互接觸的物體之間才可能存在力的作用d一個(gè)受力物體可以不對(duì)其他物體施力【解析】由于一個(gè)受力物體可能同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，所以一個(gè)受力物體可能找到兩個(gè)施力物體，a正確；因?yàn)榱κ俏矬w之間的相互作用，所以力不能通過一個(gè)物體傳給另一個(gè)物體，b錯(cuò)誤；力可以分為接觸力和非接觸力兩大類，不接觸的物體之間也可能存在相互作用，c錯(cuò)誤；根據(jù)力的定義可知，受力物體同時(shí)也是施力物體，d錯(cuò)誤【答案】a2下列關(guān)于重力和重心的說法正確的是()a物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力b物體靜止時(shí)，對(duì)水平支持物的壓力就是物體的重力c用細(xì)線將物體懸掛起來，靜止時(shí)物體的重心一定在懸線所在的直線上d重心就是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，故重心一定在物體上【解析】重力是由地球吸引產(chǎn)生的，是所受引力的一個(gè)分力，兩者一般不等，a錯(cuò)壓力和重力是兩種性質(zhì)不同的力，b錯(cuò)由平衡條件知，細(xì)線拉力和重力平衡，重心在重力作用線上，c對(duì)重心跟物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān)，是重力的等效作用點(diǎn)，但不一定在物體上，如折彎成直角的均勻直桿，d錯(cuò)【答案】c3一根輕質(zhì)彈簧，當(dāng)它上端固定、下端懸掛重為g的物體時(shí)，長度為l1；當(dāng)它下端固定在水平地面上，上端壓一重為g的物體時(shí)，其長度為l2，則它的勁度系數(shù)是()a.b.c. d.【解析】設(shè)彈簧原長為l0，由胡克定律知，gk(l1l0)，gk(l0l2)，聯(lián)立可得k，d對(duì)【答案】d圖2114(2013上海高考)如圖211，質(zhì)量mamb的兩物體a、b疊放在一起，靠著豎直墻面讓它們由靜止釋放，在沿粗糙墻面下落過程中，物體b的受力示意圖是()【解析】a、b在豎直下落過程中與墻面沒有彈力，所以也沒有摩擦力，a、b均做自由落體運(yùn)動(dòng)，都處于完全失重狀態(tài)，均只受重力，故a正確【答案】a5(多選)(2012山東基本能力)力是物體間的相互作用下列有關(guān)力的圖示及表述正確的是()【解析】由于在不同緯度處重力加速度g不同，旅客所受重力不同，故對(duì)飛機(jī)的壓力不同，a錯(cuò)誤充足氣的籃球平衡時(shí)，內(nèi)部氣體對(duì)籃球殼的壓力等于外部氣體對(duì)籃球殼的壓力與球殼彈力之和，故b正確書對(duì)桌子的壓力作用在桌子上，箭尾應(yīng)位于桌面上，故c錯(cuò)誤平地上勻速行駛的汽車，其主動(dòng)輪受到地面的靜摩擦力是其前進(jìn)的動(dòng)力，地面對(duì)其從動(dòng)輪的摩擦力是阻力，汽車受到的動(dòng)力與阻力平衡時(shí)才能勻速前進(jìn)，故d正確【答案】bd 考點(diǎn)一 08彈力的分析與計(jì)算一、彈力有無的判斷1“條件法”：根據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個(gè)條件接觸和形變直接判斷圖2122“假設(shè)法”或“撤離法”：在一些微小形變難以直接判斷的情況下，可以先假設(shè)有彈力存在，然后判斷是否與研究對(duì)象所處狀態(tài)的實(shí)際情況相符合還可以設(shè)想將與研究對(duì)象接觸的物體“撤離”，看研究對(duì)象能否保持原來的狀態(tài)圖212中繩“1”對(duì)小球必?zé)o彈力，否則小球不能靜止在此位置圖2133“狀態(tài)法”：根據(jù)研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)受力分析，判斷是否需要彈力，物體才能保持現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖213中車勻加速向右運(yùn)動(dòng)，a必然受車廂臂的彈力才能隨車向右加速運(yùn)動(dòng)二、彈力方向的判斷彈力方向除幾種典型情況(壓力、支持力、繩力等)外，一般應(yīng)由其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律確定三、彈力大小的計(jì)算彈力大小除彈簧類彈力由胡克定律計(jì)算外，一般也要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解1個(gè)示范例畫出圖214中物體a受力的示意圖圖214【答案】1個(gè)預(yù)測(cè)例圖215如圖215所示，質(zhì)量為m的物體a放在地面上的豎直輕彈簧b上，現(xiàn)用細(xì)繩跨過定滑輪將物體a與另一輕彈簧c連接，當(dāng)彈簧c處在水平位置且右端位于a點(diǎn)時(shí)它剛好沒有發(fā)生形變已知彈簧b和彈簧c的勁度系數(shù)分別為k1和k2，不計(jì)定滑輪、細(xì)繩的質(zhì)量和摩擦將彈簧c的右端由a點(diǎn)沿水平方向拉到b點(diǎn)時(shí)，彈簧b剛好沒有形變，求a、b兩點(diǎn)間的距離【審題指導(dǎo)】(1)根據(jù)平衡條件求彈簧彈力的大小(2)根據(jù)胡克定律求彈簧的伸長量【解析】開始時(shí)，彈簧b的壓縮量為x1；當(dāng)彈簧b無形變時(shí)，彈簧c伸長量為x2，所以a、b間的距離為：x1x2mg()【答案】mg()考點(diǎn)二 9靜摩擦力的有無及方向判斷一、假設(shè)法二、狀態(tài)法：先判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再利用二力平衡或牛頓第二定律分析判定靜摩擦力的有無和方向三、用牛頓第三定律判斷：“摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向，再確定另一物體受到的摩擦力方向1個(gè)示范例圖216如圖216，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對(duì)斜劈的摩擦力()a等于零b不為零，方向向右c不為零，方向向左d不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右【解析】因?yàn)槲飰K勻速下滑而斜劈靜止，可知兩者受力都是平衡的，因此把它們當(dāng)做一個(gè)整體，可知水平方向上不受摩擦力，a項(xiàng)對(duì)【答案】a1個(gè)預(yù)測(cè)例圖217(多選)如圖217所示，傾角為的斜面c置于水平地面上，小物塊b置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與物體a相連接，連接b的一段細(xì)繩與斜面平行，已知a、b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài)則()ab受到c的摩擦力一定不為零bc受到地面的摩擦力一定為零cc有沿地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，一定受到地面向左的摩擦力d將細(xì)繩剪斷，若b依然靜止在斜面上，此時(shí)地面對(duì)c的摩擦力為0【審題指導(dǎo)】(1)繩對(duì)b的拉力與b的重力沿斜面向下的分力大小關(guān)系未知，所以物塊b與斜面c間的摩擦力情況有多種可能(2)分析斜面c與地面之間的摩擦力用整體法易得出答案【解析】若繩對(duì)b的拉力恰好與b的重力沿斜面向下的分力平衡，則b與c間的摩擦力為零，a項(xiàng)錯(cuò)誤；將b和c看成一個(gè)整體，則b和c受到細(xì)繩向右上方的拉力作用，故c有向右滑動(dòng)的趨勢(shì)，一定受到地面向左的摩擦力，b項(xiàng)錯(cuò)誤，c項(xiàng)正確；將細(xì)繩剪斷，若b依然靜止在斜面上，利用整體法判斷，b、c整體在水平方向不受其他外力作用，處于平衡狀態(tài)，則地面對(duì)c的摩擦力為0，d項(xiàng)正確【答案】cd考點(diǎn)三 10摩擦力大小的計(jì)算一、滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算滑動(dòng)摩擦力用公式ffn或力的平衡條件進(jìn)行分析計(jì)算，切記，fn表示正壓力，不一定等于重力g.二、靜摩擦力的計(jì)算1靜摩擦力大小不能用ffn計(jì)算，只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，其最大值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，即fmfn.2靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定，其可能的取值范圍是：0fffm.1個(gè)示范例(多選)(2014南京模擬)在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，特設(shè)計(jì)了如圖218甲所示的演示裝置，力傳感器a與計(jì)算機(jī)連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測(cè)力端通過細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度可使細(xì)繩水平)，滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根細(xì)繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運(yùn)動(dòng)起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖218乙所示，則結(jié)合該圖象，下列說法中正確的是圖218a可求出空沙桶的重力b可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小c可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小d可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上)【解析】t0時(shí)刻，傳感器顯示拉力為2 n，則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為2 n，由車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 n，a對(duì)；t50 s時(shí)刻靜摩擦力達(dá)到最大值，最大靜摩擦力為3.5 n，同時(shí)小車啟動(dòng)，說明帶有沙的沙桶重力等于3.5 n，此時(shí)靜摩擦力立即變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力，故靜摩擦力突變?yōu)? n的滑動(dòng)摩擦力，b、c正確；此后由于沙桶重力3.5 n大于滑動(dòng)摩擦力3 n，故50 s后小車將加速運(yùn)動(dòng)，d錯(cuò)【答案】abc1個(gè)預(yù)測(cè)例圖219如圖219所示，質(zhì)量為mb24 kg的木板b放在水平地面上，質(zhì)量為ma22 kg的木箱a放在木板b上一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為37.已知木箱a與木板b之間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200 n的力f將木板b從木箱a下面勻速抽出(sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2)，則木板b與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2的大小為()a0.3b0.4c0.5d0.6【審題指導(dǎo)】(1)勻速抽出木板b，a、b均處于平衡狀態(tài)(2)整體隔離相結(jié)合受力分析，列平衡方程【解析】對(duì)a受力分析如圖甲所示，由題意得ftcos ff1fn1ftsin magff11fn1由得：ft100 n甲乙對(duì)a、b整體受力分析如圖乙所示，由題意得ftcos ff2ffn2ftsin (mamb)gff22fn2由得：20.3，故a答案正確【答案】a(1)在分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí)，一般采用整體法與隔離法進(jìn)行分析(2)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定是運(yùn)動(dòng)的(3)摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但摩擦力不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，即摩擦力不一定是阻力.有關(guān)摩擦力的判斷誤區(qū)1個(gè)易錯(cuò)例圖2110如圖2110所示，質(zhì)量分別為m和m的兩物體p和q疊放在傾角為的斜面上，p、q之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，q與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2.當(dāng)它們從靜止開始沿斜面下滑時(shí)，兩物體始終保持相對(duì)靜止，則物體p受到的摩擦力大小為多少？【規(guī)范解答】先取pq為一整體，受力分析如圖所示由牛頓第二定律得：(mm)gsin ffq(mm)affq2fnfn(mm)gcos 以上三式聯(lián)立可得agsin 2gcos 再隔離p物體，設(shè)p受到的靜摩擦力為ffp，方向沿斜面向上，對(duì)p再應(yīng)用牛頓第二定律得：mgsin ffpma可得出ffp2mgcos .【答案】2mgcos ,1審題方面(1)p、q相對(duì)靜止，二者之間的摩擦力為靜摩擦力，不能用動(dòng)摩擦因數(shù)1計(jì)算(2)p、q相對(duì)靜止，未必是平衡狀態(tài)，不能認(rèn)為ffmgsin .2方法應(yīng)用方面不能靈活應(yīng)用整體法和隔離法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析而造成錯(cuò)解圖2111(多選)如圖2111所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為m的長木板上受到向右的拉力f的作用向右滑行，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2.下列說法正確的是()a木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgb木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mm)gc當(dāng)f2(mm)g時(shí)，木板便會(huì)開始運(yùn)動(dòng)d無論怎樣改變f的大小，木板都不可能運(yùn)動(dòng)【解析】木塊在力f的作用下向右滑動(dòng)，木塊與木板之間為滑動(dòng)摩擦力，ff11mg.木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，其與地面間為靜摩擦力，根據(jù)物體的平衡條件可知ff2ff11mg，并保持不變【答案】ad對(duì)力的概念的理解1(2014南昌二中質(zhì)檢)關(guān)于力的概念，下列說法中正確的是()a因?yàn)榱κ俏矬w對(duì)物體的作用，所以力與物體是相互依存的b對(duì)于受多個(gè)力的物體，可以同時(shí)找到幾個(gè)施力物體c放在桌面上的書本受到桌面對(duì)它向上的彈力，這是由書本發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的d壓縮彈簧時(shí)，手先給彈簧一個(gè)壓力，等彈簧被壓縮一段距離后才反過來給手一個(gè)彈力【解析】力依存于物體，而物體不依存于力，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；一個(gè)物體同時(shí)受到多個(gè)力的作用時(shí)，該物體是受力物體，而每個(gè)力對(duì)應(yīng)一個(gè)施力物體，選項(xiàng)b正確；彈力是施力物體發(fā)生彈性形變而對(duì)受力物體的作用力，選項(xiàng)c中書本受到的彈力是由桌面發(fā)生微小形變而對(duì)書本產(chǎn)生的力，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；壓縮彈簧時(shí)，手給彈簧的壓力與彈簧給手的彈力是一對(duì)作用力和反作用力，它們同時(shí)產(chǎn)生，選項(xiàng)d錯(cuò)誤【答案】b受力分析2.圖2112如圖2112，光滑斜面固定于水平面，滑塊a、b疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，a上表面水平則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，b受力的示意圖為()【解析】對(duì)于a、b整體，根據(jù)牛頓第二定律可知a、b共同加速度為agsin ，沿斜面向下隔離滑塊b，由于摩擦力只能與接觸面相切，所以c、d錯(cuò)；由于b有水平向左的加速度分量，所以a對(duì)b的摩擦力必須水平向左，即a正確【答案】a彈力的判斷3.圖2113如圖2113所示，一重為10 n的球固定在支桿ab的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉力為7.5 n，則ab桿對(duì)球的作用力()a大小為7.5 nb大小為10 nc方向與水平方向成53角斜向右下方d方向與水平方向成53角斜向左上方【解析】對(duì)小球進(jìn)行受力分析可得，ab桿對(duì)球的作用力fn與繩的拉力的合力與小球重力等值反向，可得fn方向斜向左上方，令ab桿對(duì)小球的作用力與水平方向夾角為，可得：t