全國(guó)用2018版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用第1講重力彈力摩擦力課件教材

1、第1講重力彈力摩擦力第二章相互作用內(nèi)容索引基礎(chǔ)知識(shí)梳理命題點(diǎn)一重力、彈力的分析與計(jì)算命題點(diǎn)二“動(dòng)桿”和“定桿”與“活結(jié)”和“死結(jié)”問(wèn)題命題點(diǎn)三摩擦力的分析與計(jì)算盤(pán)查拓展點(diǎn)命題點(diǎn)四摩擦力的突變問(wèn)題課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)梳理1一、重力一、重力1.產(chǎn)生：由于 而使物體受到的力.注意：重力不是萬(wàn)有引力，而是萬(wàn)有引力豎直向下的一個(gè)分力.2.大小：Gmg，可用 測(cè)量.注意：(1)物體的質(zhì)量不會(huì)變；(2)G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的.3.方向：總是 的.注意：豎直向下是和水平面垂直，不一定和接觸面垂直，也不一定指向地心.地球吸引彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下4.重心：物體的每一部分都受重力作用，可認(rèn)為重力集中

2、作用于一點(diǎn)即物體的重心.(1)影響重心位置的因素：物體的幾何形狀；物體的 分布.(2)不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法： 法.注意：重心的位置不一定在物體上.質(zhì)量懸掛二、彈力二、彈力1.彈性形變：撤去外力作用后能夠 的形變.2.彈力：(1)定義：發(fā)生 的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力.(2)產(chǎn)生條件：物體間直接接觸；接觸處發(fā)生 .(3)方向：總是與施力物體形變的方向 .恢復(fù)原狀形變形變相反3.胡克定律：(1)內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈力和彈簧形變大小(伸長(zhǎng)或縮短的量)成 .(2)表達(dá)式：Fkx.k是彈簧的 ，單位是牛頓每米，用符號(hào)N/m表示；k的大小由彈簧 決定.x是彈簧長(zhǎng)度的 ，

3、不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度.正比勁度系數(shù)自身性質(zhì)變化量如圖所示，一重為10 N的球固定在支撐桿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)球的作用力方向及大小為多少？由此說(shuō)明桿彈力的方向有什么特點(diǎn)？答案解析AB桿對(duì)球的作用力與水平方向夾角為53，大小為12.5 N桿彈力的方向不一定沿桿方向深度思考深度思考對(duì)小球進(jìn)行受力分析可得，AB桿對(duì)球的作用力F和繩的拉力的合力與小球的重力等大、反向，可得F方向斜向左上方，令A(yù)B桿對(duì)小球的作用力與水平方向夾角為，可得：說(shuō)明桿彈力的方向不一定沿桿方向.三、摩擦力三、摩擦力1.靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力： 名稱項(xiàng)目靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力

4、定義兩 的物體間的摩擦力兩 的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件接觸面_接觸處有_兩物體間有_接觸面_接觸處有_兩物體間有_相對(duì)靜止相對(duì)運(yùn)動(dòng)粗糙粗糙壓力壓力相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)2.動(dòng)摩擦因數(shù)：(1)定義：彼此接觸的物體發(fā)生 時(shí)，摩擦力和正壓力的比值. .(2)決定因素：接觸面的材料和 .大小0mgcos 37，故此后小物體繼續(xù)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，則用臨界法分析摩擦力突變問(wèn)題的三點(diǎn)注意用臨界法分析摩擦力突變問(wèn)題的三點(diǎn)注意1.題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時(shí)，一般隱藏著臨界問(wèn)題.有時(shí)，有些臨界問(wèn)題中并不含上述常見(jiàn)的“臨界術(shù)語(yǔ)”，但審題時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過(guò)程中會(huì)發(fā)生突變，則該物理量突

5、變時(shí)物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài).2.靜摩擦力是被動(dòng)力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而且靜摩擦力存在最大值.存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，相對(duì)滑動(dòng)與相對(duì)靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值.3.研究傳送帶問(wèn)題時(shí)，物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分界點(diǎn).方法感悟方法感悟題組階梯突破題組階梯突破7.如圖所示，質(zhì)量為1 kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，從t0開(kāi)始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F1 N的作用，取g10 m/s2，向右為正方向，該物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)答案8.表面粗糙

6、的長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一個(gè)木塊，如圖所示，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角變大，最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力)，另一端不動(dòng)，則木塊受到的摩擦力Ff隨角度變化的圖象是下列圖中的答案解析下面通過(guò)“過(guò)程分析法”和“特殊位置法”分別求解：解法一：過(guò)程分析法(1)木板由水平位置剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)：0，F(xiàn)f靜0.(2)從木板開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到木板與木塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前：木塊所受的是靜摩擦力.由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖：由平衡關(guān)系可知，靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力：Ff靜mgsin .因此，靜摩擦力隨的增大而增大，它們滿足正弦規(guī)律變化.(3)木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)

7、而沒(méi)滑動(dòng)時(shí)，木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力Ffm.繼續(xù)增大，木塊將開(kāi)始滑動(dòng)，靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力，且滿足：FfmFf滑.(4)木塊相對(duì)于木板開(kāi)始滑動(dòng)后，F(xiàn)f滑mgcos ，此時(shí)，滑動(dòng)摩擦力隨的增大而減小，滿足余弦規(guī)律變化.(5)最后， ，F(xiàn)f滑0.綜上分析可知選項(xiàng)C正確.解法二：特殊位置法本題選兩個(gè)特殊位置也可方便地求解，具體分析見(jiàn)下表：由以上分析知，選項(xiàng)C正確.特殊位置分析過(guò)程木板剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)此時(shí)木塊與木板無(wú)摩擦，即Ff靜0，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤.木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí)木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力，且大于剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的滑動(dòng)摩擦力，即FfmFf滑，故B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.盤(pán)查

8、拓展點(diǎn)6掃描摩擦力的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)掃描摩擦力的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí) (多選)在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，特設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置，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(guò)細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)力傳感器高度可使細(xì)繩水平)，滑塊放在較長(zhǎng)的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過(guò)光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部輕繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)力傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結(jié)合該圖象，下列說(shuō)法正確的是【典例】A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑塊

9、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 s后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上)t0時(shí)刻，力傳感器顯示拉力為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)刻摩擦力達(dá)到最大值，即最大靜摩擦力為3.5 N，同時(shí)小車啟動(dòng)，說(shuō)明帶有沙的沙桶重力等于3.5 N，此時(shí)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，故摩擦力突變?yōu)? N的滑動(dòng)摩擦力，B、C正確；此后由于沙和沙桶重力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).答案解析點(diǎn)評(píng)上面的實(shí)驗(yàn)案例考查了靜

10、摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的區(qū)分.本題的難點(diǎn)分為：(1)對(duì)摩擦力分類的判斷，考慮到最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力，故在t50 s時(shí)刻為最大靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力的臨界點(diǎn)，最大靜摩擦力為3.5 N.(2)在50 s以后，沙和沙桶的重力一定大于滑動(dòng)摩擦力，故小車加速運(yùn)動(dòng)，不可視為平衡狀態(tài)來(lái)處理. 如圖所示，為什么不能固定木板，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)定木塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)呢？如果固定木板，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著木塊運(yùn)動(dòng)，要保證木塊勻速運(yùn)動(dòng)非常困難，且彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不穩(wěn)定，不能根據(jù)二力平衡求木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力.答案思維拓展思維拓展課時(shí)作業(yè)71234567891011121.(多選)關(guān)于彈力，下列說(shuō)

11、法正確的是A.彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反B.輕繩中的彈力方向一定沿著繩并指向繩收縮的方向C.輕桿中的彈力方向一定沿著輕桿D.在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的形變量成正比答案2.(多選)如圖所示，一傾角為45的斜面固定于墻角，為使一光滑的鐵球靜止于圖示位置，需加一水平力F，且F通過(guò)球心.下列說(shuō)法正確的是A.球一定受墻水平向左的彈力B.球可能受墻水平向左的彈力C.球一定受斜面通過(guò)鐵球重心的彈力D.球可能受斜面垂直于斜面向上的彈力答案1234567891011123.如圖所示，小車內(nèi)有一固定光滑斜面，一個(gè)小球通過(guò)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(shuō)法中正確的是

12、A.若小車靜止，繩對(duì)小球的拉力可能為零B.若小車靜止，斜面對(duì)小球的支持力一定為零C.若小車向右運(yùn)動(dòng)，小球一定受兩個(gè)力的作用D.若小車向右運(yùn)動(dòng)，小球一定受三個(gè)力的作用答案解析123456789101112小車靜止時(shí)，小球受力平衡，只受重力和繩子拉力兩個(gè)力的作用，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；小車向右運(yùn)動(dòng)可能有三種運(yùn)動(dòng)形式：向右勻速運(yùn)動(dòng)、向右加速運(yùn)動(dòng)和向右減速運(yùn)動(dòng).當(dāng)小車向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受力平衡，只受重力和繩子拉力兩個(gè)力的作用，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球須有向右的合力，但由細(xì)繩始終保持豎直狀態(tài)和斜面形狀可知，該運(yùn)動(dòng)形式不可能有.當(dāng)小車向右減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球須有向左的合力，則一定受重力和斜面的支持力，可能

13、受繩子的拉力，也可能不受繩子的拉力，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.1234567891011124.在豎直放置的平底圓筒內(nèi)，放置兩個(gè)半徑相同的剛性球a和b，球a質(zhì)量大于球b.放置的方式有如圖甲和乙兩種.不計(jì)圓筒內(nèi)壁和球面之間的摩擦，對(duì)有關(guān)接觸面的彈力，下列說(shuō)法正確的是A.圖甲圓筒底受到的壓力大于圖乙圓筒底受到的壓力B.圖甲中球a對(duì)圓筒側(cè)面的壓力小于圖乙中球b對(duì)側(cè)面 的壓力C.圖甲中球a對(duì)圓筒側(cè)面的壓力大于圖乙中球b對(duì)側(cè)面的壓力D.圖甲中球a對(duì)圓筒側(cè)面的壓力等于圖乙中球b對(duì)側(cè)面的壓力答案解析123456789101112以a、b整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，筒底對(duì)兩個(gè)球整體支持力等于兩球的重力，故圖甲圓筒底受

14、到的壓力等于圖乙圓筒底受到的壓力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；以a、b整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，兩側(cè)的兩個(gè)壓力是大小相等的，再以上面球?yàn)檠芯繉?duì)象受力分析，如圖所示，由幾何知識(shí)可知FN筒mgtan ，故側(cè)壁的壓力與上面球的重力成正比，由于球a的質(zhì)量大于球b的質(zhì)量，故乙圖中球?qū)?cè)面的壓力較大，選項(xiàng)B正確，C、D錯(cuò)誤.1234567891011125.(多選)下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法中，正確的是A.兩物體間有摩擦力，一定有彈力，且摩擦力的方向和它們的彈力方向 垂直B.兩物體間的摩擦力大小和它們間的壓力一定成正比C.在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體之間可以存在靜摩擦力，且靜摩擦力的方向可以與 運(yùn)動(dòng)方向成任意角度D.滑動(dòng)摩擦力的方向可以

15、與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以相反答案解析123456789101112摩擦力方向沿接觸面，彈力方向垂直接觸面，且有摩擦力一定有彈力，有彈力不一定有摩擦力，A正確；靜摩擦力與壓力沒(méi)有關(guān)系，B錯(cuò)誤；靜摩擦力可以產(chǎn)生在運(yùn)動(dòng)的物體間，且靜摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向成任意角度，例如靜摩擦力提供向心力，C正確；滑動(dòng)摩擦力可以是動(dòng)力也可以是阻力，D正確.1234567891011126.物體b在力F作用下將物體a向光滑豎直墻壁擠壓，如圖所示，a、b處于靜止?fàn)顟B(tài)，則A.a受到的摩擦力有二個(gè)B.a受到的摩擦力大小不隨F變化C.a受到的摩擦力大小隨F的增大而增大D.a對(duì)b的摩擦力方向豎直向上答案解析對(duì)于a：由于墻

16、壁光滑，a處于靜止?fàn)顟B(tài)，受重力、b對(duì)a的壓力、墻壁的彈力、b對(duì)a的靜摩擦力處于平衡，則b對(duì)a的摩擦力大小等于a的重力大小，方向豎直向上，F(xiàn)增大，摩擦力大小不變，始終等于a的重力大小，由牛頓第三定律知，a對(duì)b的摩擦力方向豎直向下.1234567891011127.如圖所示，純凈水桶和簡(jiǎn)易金屬支架靜止于水平桌面上，則A.桌面對(duì)支架的摩擦力水平向左B.水桶對(duì)支架的作用力豎直向下C.支架對(duì)水桶的作用力斜向右上方D.支架對(duì)桌面的壓力大小等于支架的重力答案解析123456789101112對(duì)水桶和支架整體，受重力和支持力，二力平衡，故桌面對(duì)支架沒(méi)有摩擦力，否則不平衡；支架對(duì)桌面的壓力等于整體的重力，大于支

17、架的重力，故A、D錯(cuò)誤.隔離水桶受力分析，水桶受重力和支架的支持力，根據(jù)平衡條件，支持力與重力等值、反向、共線，故支架對(duì)水桶的作用力豎直向上，根據(jù)牛頓第三定律，水桶對(duì)支架的作用力豎直向下，故B正確，C錯(cuò)誤.1234567891011128.(多選)下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法中，正確的是A.作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速B.作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不可能使物體減速C.作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速D.作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速答案解析摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))，而物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與物

18、體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān).當(dāng)摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，摩擦力是動(dòng)力，當(dāng)摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)為阻力，故C、D項(xiàng)正確.1234567891011129.(多選)如圖所示，A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同.三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示.則下列說(shuō)法正確的是A.A物體受到的摩擦力不為零，方向向右B.三個(gè)物體只有A物體受到的摩擦力為零C.B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同D.B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反答案解析123456789101112A物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，也沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以A物體不受摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)B、C物體進(jìn)行受力分析，可知B、C所受的靜摩擦力大小均為mgsin ，方向均沿傳送帶向上，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤.12345678910111210.(多選)如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁.開(kāi)始時(shí)a、b均靜止.彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受的摩擦力Ffa0，b所受的摩擦力Ffb0，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間A.Ffa大小不變 B.Ffa方向改變C.Ffb仍然為零 D.Ffb方向向右答案解析123456789101112剪斷右側(cè)細(xì)繩瞬間，b木塊仍受彈簧向左的拉力，故此時(shí)Ffb不等