【優(yōu)化方案】高三物理一輪復(fù)習(xí) 第2章第一節(jié)《重力　彈力　摩擦力》課件.ppt

第一節(jié)重力彈力摩擦力 課堂互動講練 經(jīng)典題型探究 第一節(jié)重力彈力摩擦力 基礎(chǔ)知識梳理 知能優(yōu)化演練 一 力1 力的概念 物體與物體之間的 作用 2 力的性質(zhì) 1 物質(zhì)性 力不能脫離 而獨(dú)立存在 沒有 施力物體 或 受力物體 的力是 的 2 相互性 力的作用是 的 施力 受力 物體同時也是受力 施力 物體 3 矢量性 力是矢量 既有 又有 4 獨(dú)立性 一個力作用于某個物體上產(chǎn)生的效果 與這個物體是否受到其他力的作用 基礎(chǔ)知識梳理 相互 物體 不存在 相互 大小 方向 無關(guān) 形變 運(yùn)動狀態(tài) 4 力的圖示和示意圖 1 力的圖示 包含力的 三個要素 2 力的示意圖 受力分析時 作出的表示物體受到某一力的有向線段 特別提示 同一性質(zhì)的力可以產(chǎn)生不同的效果 不同性質(zhì)的力可以產(chǎn)生相同的效果 大小 方向 作用點(diǎn) 二 重力1 產(chǎn)生 由于地球的吸引而使物體受到的力 2 大小 g mg 3 方向 總是 4 重心 因?yàn)槲矬w各部分都受重力的作用 從效果上看 可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn) 這一點(diǎn)叫做物體的重心 特別提示 1 重力的方向總是與當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪?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 并不是只有重心處才受到重力的作用 豎直向下 思考感悟重心的位置與哪些因素有關(guān) 提示 與質(zhì)量分布和物體的形狀有關(guān) 三 彈力1 定義 發(fā)生彈性形變的物體由于要 對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用 2 產(chǎn)生的條件 1 兩物體 2 發(fā)生 恢復(fù)原狀 相互接觸 彈性形變 3 方向 1 與物體形變方向 2 幾種常見模型的彈力方向 輕繩的拉力沿繩指向 的方向 點(diǎn)與平面 平面與平面接觸處的彈力 于接觸面 若是曲面則垂直于接觸處的 指向被壓或被支持的物體 彈簧的彈力方向 總是沿 指向變回原長的方向 桿的彈力方向要依照平衡條件或牛頓定律判定 相反 繩收縮 垂直 切面 彈簧軸線 4 大小 1 彈簧類彈力在彈性限度內(nèi)遵從胡克定律 其公式為f kx 2 非彈簧類彈力大小應(yīng)由 或動力學(xué)規(guī)律求得 四 摩擦力1 產(chǎn)生 相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體間 有 或 時 在接觸面上所受的阻礙 或 的力 2 產(chǎn)生條件 接觸面 接觸面間有彈力 物體間有 或 平衡條件 相對運(yùn)動 相對運(yùn)動趨勢 相對運(yùn)動 相對運(yùn)動趨勢 粗糙 相對運(yùn)動 相對運(yùn)動趨勢 fn 4 方向 與相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢方向 5 作用效果 阻礙物體間的 或 相反 相對運(yùn)動 相對運(yùn)動趨勢 特別提示 1 摩擦力阻礙的是物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢 但不一定阻礙物體的運(yùn)動 2 受靜摩擦力作用的物體不一定靜止 受滑動摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動 3 接觸面處有摩擦力時一定有彈力 且彈力與摩擦力方向總垂直 反之不一定成立 一 彈力的有無及方向的判斷方法1 彈力有無的判斷方法 1 根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接判斷根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力 此方法多用來判斷形變較明顯的情況 課堂互動講練 2 利用假設(shè)法判斷對形變不明顯的情況 可假設(shè)兩個物體間彈力不存在 即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去掉 看物體還能否保持原有的狀態(tài) 若運(yùn)動狀態(tài)不變 則此處不存在彈力 若運(yùn)動狀態(tài)改變 則此處一定存在彈力 3 根據(jù) 物體的運(yùn)動狀態(tài) 分析由狀態(tài)分析彈力 使物體的受力必須與物體的運(yùn)動狀態(tài)符合 依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài) 由物體受力平衡 或牛頓第二定律 列方程來判斷物體間的彈力是否存在 2 彈力的方向的判斷方法 1 彈力的方向與物體形變的方向相反 作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上 具體情況有以下幾種 2 由物體的運(yùn)動狀態(tài)判斷彈力的方向物體的受力必須與物體的運(yùn)動狀態(tài)相符合 可根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài) 先假設(shè)一個彈力的方向 由共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律列方程 求出彈力 若所得結(jié)果為正值 其方向與假設(shè)方向相同 如果為負(fù)值 其方向與假設(shè)方向相反 應(yīng)用指導(dǎo) 1 繩對物體只能產(chǎn)生拉力 不能產(chǎn)生推力 且繩子彈力的方向一定沿著繩子并指向繩子收縮的方向 這是由繩子本身的特點(diǎn)決定的 2 桿既可以產(chǎn)生拉力 也可以產(chǎn)生推力 彈力的方向可以沿桿 也可以不沿桿 這是桿和繩兩種模型的最大區(qū)別 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 2011年成都模擬 如圖2 1 1所示 小車內(nèi)有一固定光滑斜面 一個小球通過細(xì)繩與車頂相連 細(xì)繩始終保持豎直 關(guān)于小球的受力情況 下列說法正確的是 圖2 1 1 a 若小車靜止 繩對小球的拉力可能為零b 若小車靜止 斜面對小球的支持力一定為零c 若小車向右運(yùn)動 小球一定受兩個力的作用d 若小車向右運(yùn)動 小球一定受三個力的作用 解析 選b 若小車靜止 則小球受力平衡 由于斜面光滑 不受摩擦力 小球受重力 繩子的拉力 重力和拉力都沿豎直方向 如果受斜面的支持力 則沒法達(dá)到平衡 因此在小車靜止時 斜面對小球的支持力一定為零 繩子的拉力等于小球的重力 故a項(xiàng)錯誤 b項(xiàng)正確 若小車向右勻速運(yùn)動時 小球受重力和繩子拉力兩個力的作用 若小車運(yùn)動時加速度向左 則一定受斜面的支持力 可能受繩子的拉力 也可能不受繩子的拉力 故c d項(xiàng)都不對 二 摩擦力的有無及方向的判斷方法1 假設(shè)法 即假設(shè)接觸面光滑 看物體是否會發(fā)生相對運(yùn)動 1 若發(fā)生相對運(yùn)動 則說明物體原來雖相對靜止卻有相對運(yùn)動的趨勢 且假設(shè)接觸面光滑后物體發(fā)生相對運(yùn)動的方向即為原來相對運(yùn)動趨勢的方向 從而確定靜摩擦力的方向 2 若沒有發(fā)生相對運(yùn)動 則說明沒有靜摩擦力 2 根據(jù)摩擦力的效果來判斷其方向 如平衡其他力 作動力 作阻力 提供向心力等 再根據(jù)平衡條件或牛頓定律來計算大小 用牛頓第二定律判斷 關(guān)鍵是先判斷物體的運(yùn)動狀態(tài) 即加速度方向 再利用牛頓第二定律 f ma 確定合力的方向 然后由受力分析判斷靜摩擦力方向 3 利用牛頓第三定律來判斷此法關(guān)鍵是抓住 摩擦力是成對出現(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 特別提醒 1 受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的 受滑動摩擦力作用的物體不一定是運(yùn)動的 2 摩擦力阻礙的是物體間的相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢 但摩擦力不一定阻礙物體的運(yùn)動 摩擦力的方向與物體運(yùn)動的方向可能相同也可能相反 還可能成一夾角 即摩擦力可能是動力也可能是阻力 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 2 如圖2 1 2所示 物體a置于傾斜的傳送帶上 它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運(yùn)動 下列關(guān)于物體a在上述兩種情況下的受力描述 正確的是 圖2 1 2 a 物體a隨傳送帶一起向上運(yùn)動時 a所受的摩擦力沿斜面向下b 物體a隨傳送帶一起向下運(yùn)動時 a所受的摩擦力沿斜面向下c 物體a隨傳送帶一起向下運(yùn)動時 a不受摩擦力作用d 無論a隨傳送帶一起向上還是向下運(yùn)動 傳送帶對物體a的作用力均相同答案 d 三 摩擦力大小的計算1 靜摩擦力大小的計算 1 物體處于平衡狀態(tài)時 靜止或勻速 利用力的平衡條件來判斷其大小 2 物體有加速度時 若只有摩擦力 則ff ma 例如勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上物塊靠摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度 若除摩擦力外 物體還受其他力 則f合 ma 先求合力再求摩擦力 2 滑動摩擦力的計算 1 滑動摩擦力的大小用公式ff fn來計算 但應(yīng)注意 為動摩擦因數(shù) 其大小與接觸面的材料 表面的粗糙程度有關(guān) fn為兩接觸面間正壓力 其大小不一定等于物體的重力 滑動摩擦力的大小與物體的運(yùn)動速度無關(guān) 與接觸面的面積大小也無關(guān) 2 根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)判斷 若物體處于平衡狀態(tài) 利用平衡條件求解 若物體有加速度 利用牛頓第二定律和受力分析結(jié)合起來求解 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 3 如圖2 1 3所示 斜面固定在地面上 傾角為37 sin37 0 6 cos37 0 8 質(zhì)量為1kg的滑塊 以一定的初速度沿斜面向下滑 斜面足夠長 滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0 8 該滑塊所受摩擦力ff隨時間變化的圖象是圖2 1 4中的 取初速度方向?yàn)檎较?g 10m s2 圖2 1 3 解析 選a 由于mgsin37 mgcos37 滑塊減速下滑 因斜面足夠長 故滑塊最終一定靜止在斜面上 開始階段ff滑 mgcos37 6 4n 方向沿斜面向上 靜止在斜面上時 ff靜 mgsin37 6n 方向沿斜面向上 由于取初速度方向?yàn)檎较?故圖象a正確 b c d均錯誤 圖2 1 4 如圖2 1 5所示 小車上固定著一根彎成 角的曲桿 桿的另一端固定著一個質(zhì)量為m的球 試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向 圖2 1 5 經(jīng)典題型探究 1 小車靜止 2 小車以加速度a水平向右加速運(yùn)動 思路點(diǎn)撥 解答本題時應(yīng)注意以下三點(diǎn) 1 桿對小球的彈力方向不一定沿桿 2 小車靜止時 由平衡條件可以求解彈力的大小和方向 3 小車加速運(yùn)動時 可由牛頓第二定律求解彈力的大小和方向 解析 1 小車靜止時 球處于平衡狀態(tài) 由平衡條件可求 f1 mg 方向豎直向上 2 當(dāng)小車以加速度a向右勻加速運(yùn)動時 小球的加速度也為a 設(shè)桿對球的彈力為f2 與豎直方向的夾角為 如圖2 1 6所示 則有 圖2 1 6 答案 1 mg豎直向上 2 見解析 題后反思 桿產(chǎn)生的彈力方向可能沿桿 也可能不沿桿 需結(jié)合物體的其他受力情況 運(yùn)動情況 由平衡條件或f合 ma確定 2011年濱州模擬 如圖2 1 7所示 原長分別為l1和l2 勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上 兩彈簧之間有一質(zhì)量為m1的物體 最下端掛著質(zhì)量為m2的另一物體 整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài) 求 圖2 1 7 1 這時兩彈簧的總長 2 若用一個質(zhì)量為m的平板把下面的物體豎直緩慢地向上托起 直到兩彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和 求這時平板受到下面物體m2的壓力 規(guī)律總結(jié) 有關(guān)彈簧問題的綜合設(shè)計 由于既能考查相關(guān)彈力的特點(diǎn)規(guī)律 又能夠?qū)㈧o力學(xué)知識 動力學(xué)知識甚至能量知識綜合起來考查學(xué)生的綜合應(yīng)用知識的能力 所以在高考中出現(xiàn)的幾率較大 變式訓(xùn)練1如圖2 1 8所示 兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2 兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2 上面的木塊壓在上面的彈簧上 但不拴接 整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)緩慢地向上提上面的木塊 直到它剛離開上面的彈簧 求這個過程中下面木塊移動的距離 圖2 1 8 滿分樣板10分 2011年黃岡模擬 如圖2 1 9所示 斜面為長方形的斜面體傾角為37 其長為0 8m 寬為0 6m 一重為20n的木塊原先在斜面體上部 當(dāng)對它施加平行于ab邊的恒力f時 剛好使木塊沿對角線ac勻速下滑 求木塊與斜面間的動摩擦因數(shù) 和恒力f的大小 圖2 1 9 思路點(diǎn)撥 解答本題時應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 木塊受到的摩擦力的方向 2 滑動摩擦力ff fn中fn的大小 3 斜面方向上木塊所受合力為零 解題樣板規(guī)范步驟 該得的分一分不丟 畫出木塊在斜面內(nèi)的受力圖 如圖2 1 10所示 由于木塊沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動 由平衡條件可知 重力沿斜面向下的分力mgsin37 與水平推力f的合力與木塊受到的滑動摩擦力為一對平衡力 由幾何關(guān)系可得