高考一輪復習課件重力彈力摩擦力

第三章相互作用——力第一課時：重力、彈力、摩擦力人教版(2019)必修第一冊目標要求1.掌握重力的大小、方向及重心的概念。2.掌握彈力的有無、方向的判斷及彈力大小的計算方法，理解并掌握胡克定律。3.會判斷摩擦力的方向，會計算摩擦力的大小。力：1、定義：兩個物體之間的相互作用2、兩個物體：施力物體和受力物體3、三要素：大小、方向、作用點4、四性質(zhì)：物質(zhì)性、相互性、矢量性、獨立性5、兩種畫法：力的圖示（大小、方向、作用點）；力的示意圖（作用點、方向）6、兩種作用效果：發(fā)生形變；改變運動狀態(tài)（速度的大小和方向）7、兩種分類：性質(zhì)力（重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力）；效果力（動力、阻力、回復力、向心力、離心力、拉力、壓力、支持力等）受力分析分析的是有施力物體的力。conclusion重力

01一、重力產(chǎn)生1.重力：由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。2.產(chǎn)生原因：由于地球的吸引。3.注意：(1)重力的施力物體是地球。(2)物體所受的重力與它所處的運動狀態(tài)無關(guān)。(3)不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力（重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的分力）。二、重力大小1.物體所受重力G與物體的質(zhì)量m的關(guān)系式：G=mg2.單位：牛頓，簡稱牛，符號用N表示。3.g值：自由落體加速度。g=9.8N/kg，粗略計算取10N/Kg。g的單位可以是N/Kg，也可以是m/s2，而且1N/Kg=1m/s2赤小極大思考與討論(1)用何種儀器測量物體的重力呢？是用天平還是測力計？(2)如何用測力計測量物體的重力？(3)我們可以說測力計對物體的拉力大小等于物體的重力，能說成測力計對物體的拉力就是物體的重力嗎？為什么？測力計二力平衡不是，大小相等觀察與思考

自由下落的物體下落的方向和靜止懸掛物體繩子的方向有什么共同特點？三、重力的方向1.方向：豎直向下2.注意：(1)豎直向下不能說垂直向下；(2)豎直向下不能說指向地心，只有兩極和赤道處指向地心。觀察與思考

你認為用什么物理知識可以解釋這一現(xiàn)象呢？四、重心1.定義:一個物體的各部分都要受到重力的作用，從效果上看，我們可以認為各部分受到的重力集中作用于一點，這一點叫做物體的重心。2.重心的位置：(1)形狀規(guī)則、質(zhì)量分布的物體的重心的位置在其幾何中心；四、重心2.重心的位置：（2）質(zhì)量分布不均勻的物體，重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量分布有關(guān)；四、重心重心的位置與物體質(zhì)量分布有關(guān)四、重心2.重心的位置：（3）重心的位置可以在物體上，也可以在物體外。四、重心3.懸掛法確定重心：思考與討論你是否可以用剛才所學到的知識解釋“錐體上滾”這一現(xiàn)象？1.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。(

)2.形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體的幾何中心。(

)3.重力加速度g的大小與在地球表面的位置有關(guān)。(

)4.重力的方向總是指向地心。(

)5.地面上的同一物體在赤道上所受重力最小。(

)××√×√例1

(2022·浙江1月選考·4)如圖所示，公園里有一仿制我國古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動，水管口持續(xù)有水流出，過一段時間桶會翻轉(zhuǎn)一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流對桶沖擊力的大小D.水桶與水整體的重心高低√conclusion彈力02一、形變物體在力的作用下的形狀或體積會發(fā)生改變，這種變化叫做形變。思考：是否任何物體受到力，都會發(fā)生形變呢？一、形變通過平面鏡觀察桌面的微小形變一、形變體驗微小形變實驗二、彈力1.彈力：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。2.彈力的產(chǎn)生條件：(2)發(fā)生彈性形變(1)相互接觸（互相擠壓拉伸或扭曲）二、彈力3.彈力的施力物體FF思考：手受到彈簧的作用力中，誰是施力物體？

彈簧的形變使得彈簧對手有彈力的作用。彈力都是由施力物體發(fā)生形變而產(chǎn)生的。二、彈力3.彈力的施力物體(2)右圖桌子受到的力F1這個的彈力，誰是施力物體，誰發(fā)生了形變？(3)右圖書受到的力F2這個的彈力，誰是施力物體，誰發(fā)生了形變？二、彈力4.彈力的方向FF思考：手受到彈簧的彈力作用，彈力的方向與施力物體彈簧恢復形變的方向和形變的方向有什么關(guān)系？恢復形變方向彈簧形變方向恢復形變方向彈簧形變方向指向施力物體恢復形變的方向與施力物體的形變方向相反二、彈力4.彈力的方向（繩的拉力）未受到拉力時繩子形變方向拉力

由于繩被拉長而對所拉物體產(chǎn)生的彈力，通常稱為拉力．拉力的方向總是沿繩而指向繩收縮的方向．二、彈力4.彈力的方向（桿的彈力）桿彈力方向：不一定沿桿，要根據(jù)受力情況確定。思考：桿給物體的彈力方向一定沿著桿的方向嗎？FFmg二、彈力4.彈力的方向（各類接觸面）書板N1N2AB平面與平面間彈力方向：彈力垂直于平面曲面與平面間彈力方向：過接觸點垂直平面指向受力物體點與平面間彈力方向：過接觸點垂直平面指向受力物體面與面點與平面點與曲面曲面與平面

垂直于接觸面

垂直于接觸面

垂直于切面

垂直于平面3.接觸面上的彈力方向判斷二、彈力5.彈力有無的判斷（1）根據(jù)彈力的產(chǎn)生條件直接判斷法二、彈力5.彈力有無的判斷（2）假設(shè)法（常用于微小形變）例如：斜面光滑，使分析左右兩圖中的小球與斜面之間是否存在彈力？1.只要物體發(fā)生形變就會產(chǎn)生彈力作用。(

)2.輕繩產(chǎn)生的彈力方向一定沿著繩并指向繩收縮的方向。(

)3.輕桿產(chǎn)生的彈力方向一定沿著桿的方向。(

)×√×conclusion胡克定律04一、胡克定律1.內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。2.公式：F＝kx3.k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是N/m，只與彈簧本身有關(guān)，由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決定，它反映了彈簧的軟硬程度，k越大，彈簧越硬，其長度越難改變．一、胡克定律4.對胡克定律F＝kx的理解和應用(1)彈簧發(fā)生形變時必須在彈性限度內(nèi)。(2)x是彈簧的形變量，不是彈簧形變后的總長度。(3)如圖所示，F(xiàn)－x圖像為一條經(jīng)過原點的傾斜直線，圖像斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，在彈性限度內(nèi)同一根彈簧的勁度系數(shù)是不變的。一、胡克定律4.對胡克定律F＝kx的理解和應用(4)由F1＝kx1、F2＝kx2，得ΔF＝kΔx，即彈力的變化量ΔF與形變量的變化量Δx也成正比關(guān)系。(5)胡克定律F＝kx也適用于彈性繩、橡皮筋等產(chǎn)生的彈力的計算，只是它們只能產(chǎn)生拉伸形變，不能產(chǎn)生壓縮形變。具體問題中要根據(jù)題意判斷胡克定律是否適用。二、一般彈力的計算

對于除彈簧外的其他彈性物體的彈力大小的計算，一般要借助物體的運動狀態(tài)所遵循的物理規(guī)律求解，比如懸掛在豎直細線上的物體處于靜止狀態(tài)時，物體受細線豎直向上的拉力和豎直向下的重力作用，根據(jù)二力平衡，可知細線的拉力大小等于物體的重力大小。思考物理中的輕繩、輕桿、橡皮筋、輕彈簧四個物體中。(1)受外力作用形變量較小的有

。(2)產(chǎn)生彈力方向不一定沿物體本身的有

。(3)既可產(chǎn)生拉伸形變，又可產(chǎn)生壓縮形變的有

、輕彈簧。輕繩、輕桿輕桿輕桿例3如圖所示，固定斜面上有一小球，由一豎直輕彈簧P與一平行于斜面的輕彈簧Q連接著，小球處于靜止狀態(tài)，則下列說法正確的是A.若小球光滑，輕彈簧P一定有彈力B.若小球光滑，小球可能受到4個力C.若斜面和小球都不光滑，輕彈簧Q不可能處于壓縮狀態(tài)D.若斜面和小球都不光滑，小球與斜面之間一定有彈力√例4

(2023·山東卷·2)餐廳暖盤車的儲盤裝置示意圖如圖所示，三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上，下端連接托盤。托盤上疊放若干相同的盤子，取走一個盤子，穩(wěn)定后余下的正好升高補平。已知單個盤子的質(zhì)量為300g，相鄰兩盤間距1.0cm，重力加速度大小取10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，每根彈簧的勁度系數(shù)為A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m√conclusion摩擦力04滑動摩擦力的定義和產(chǎn)生條件1.定義：兩個互相接觸擠壓且發(fā)生相對運動的物體,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運動的力，此力即為滑動摩擦力。接觸面粗糙2.產(chǎn)生條件物體間相互接觸且擠壓兩物體間有相對運動①②③二、滑動摩擦力的方向1.滑動摩擦力的方向：總是沿著接觸面，并且跟物體相對運動方向相反。2.“相對”于“誰”：相對于接觸的物體，而不是一定相對于地面。3.判斷方向的步驟：4.滑動摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運動，而不是阻礙物體的運動，所以滑動摩擦力的方向可能與物體運動方向相同，也可能相反。

①找接觸的物體——②判斷相對運動方向——③畫出具體方向。一、研究影響滑動摩擦力大小的因素三、滑動摩擦力的大小1.大小：滑動摩擦力的大小跟壓力成正比。思考：兩物體間的壓力是否一定等于重力大小？vvFv三、滑動摩擦力的大小2.公式：Ff=μFNμ是動摩擦因數(shù)，它的數(shù)值只跟相互接觸的兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)；動摩擦因數(shù)無單位。3.幾種材料不同的動摩擦因數(shù)：二、靜摩擦力1.定義:兩個

并保持

的物體,當它們之間存在相對運動的

時,在它們的接觸面上會產(chǎn)生

物體間相對運動趨勢的力,這種力叫作

。2.產(chǎn)生的條件：（1）兩物體間相互接觸且接觸面是

的；（2）兩物體間有

的趨勢；（3）兩物體間有

力。只有以上三個條件同時滿足,才能產(chǎn)生靜摩擦力。指將要發(fā)生相對運動，但是又沒有發(fā)生相對運動的一種狀態(tài)1.相對靜止≠靜止2.“相對靜止”有兩種情況:一是兩個物體都靜止;二是兩個物體都做速度相同的運動。相互接觸相對靜止趨勢阻礙靜摩擦力粗糙相對運動彈說明了靜摩擦力的作用效果。二、靜摩擦力3.方向：靜摩擦力的方向總是與接觸面

，跟物體相對運動趨勢的方向

。靜摩擦力與彈力的方向一定相互

。靜摩擦力既可與物體的運動方向相同成為

，也可與物體的運動方向相反成為

。與接觸面相切的含義：當兩個物體接觸的面是平面時，就是沿著該平面；如果是平面跟一個曲面接觸，則沿著該曲面的切面，如果兩個物體接觸的面都是曲面,則沿著兩個曲面公共的切面。相切相反垂直動力阻力二、靜摩擦力二、靜摩擦力靜摩擦力的增大有一個

。圖3.2-5中木塊所受靜摩擦力的最大值Fmax在數(shù)值上等于物體即將開始運動時的

。兩物體之間實際產(chǎn)生的靜摩擦力F在0與最大靜摩擦力Fmax之間，即限度拉力0<F≤Fmax

靜摩擦因素

1.靜摩擦力可能是動力，滑動摩擦力一定是阻力。(

)2.運動的物體不可能受到靜摩擦力作用。(

)3.正壓力增大，摩擦力可能增大，也可能不變。(

)4.滑動摩擦力與接觸面積有關(guān)，相同材料的兩物體接觸面積越大，滑動摩擦力越大。(

)××√×思考摩擦力的方向是不是可以與物體運動方向相反，可以與物體運動方向相同，也可以與物體運動方向成任意角度？試舉例說明。答案用手握住水杯，水杯所受靜摩擦力豎直向上，當水杯向上運動、向下運動、水平運動、斜向上運動、斜向下運動時，靜摩擦力可以與物體運動方向相反，可以與物體運動方向相同，也可以與物體運動方向成任意角度。同理，當一個物體沿斜面體斜面下滑時，斜面體也可以向空間各個方向運動，物體所受滑動摩擦力可以與物體運動方向相反，可以與物體運動方向相同，也可以與物體運動方向成任意角度。例5

(多選)(2024·山東泰安市新泰一中月考)激光打印機是自動進紙的，其進紙原理如圖所示，進紙槽里疊放一疊白紙，每一張紙的質(zhì)量均相等，進紙時滾輪以豎直向下的力壓在第1張白紙上，并沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，確保第1張紙與第2張紙相對滑動，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，滾輪與白紙之間的動摩擦因數(shù)為μ1，白紙與白紙之間、白紙與紙槽底座之間的動摩擦因數(shù)均為μ2，不考慮靜電力的影響，則A.第1張白紙受到滾輪的摩擦力向左B.最后一張白紙受到紙槽底座的摩擦力向右C.下一張白紙受到上一張白紙的摩擦力一定向右D.正常情況下單張紙打印必須滿足μ1>μ2√√拓展

(1)甲同學認為“若滾輪對第一張白紙的正壓力為F，則滾輪對第一張白紙的摩擦力大小一定為μ1F”，對嗎？答案滾輪與第一張白紙間的摩擦力為靜摩擦力，小于或等于最大靜摩擦力，甲同學說法錯誤；(2)乙同學認為“越靠近底座，白紙間的摩擦力越大”，對嗎？答案第一、二張白紙間的摩擦力為滑動摩擦力，大小為Ff12＝μ2(F＋mg)，第二張白紙?zhí)幱陟o止狀態(tài)，第二、三張白紙間的摩擦力為靜摩擦力，大小等于第一、二張白紙間的摩擦力，即Ff23＝μ2(F＋mg)，除第一張白紙外，所有白紙均處于靜止狀態(tài)，白紙間的摩擦力均為μ2(F＋mg)，大小相等，故乙同學說法錯誤。例6如圖所示，一位同學用雙手水平夾起一摞書，并停留在空中。已知手掌與書間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.3，書與書間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.2，設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小。若每本書的質(zhì)量均為0.2kg，該同學對書的水平正壓力為200N，每本書均呈豎直狀態(tài)，重力加速度大小g取10m/s2，則下列說法正確的是A.每本書受到的摩擦力的合力大小不相等B.書與書之間的摩擦力大小均相等C.他最多能夾住42本書D.他最多能夾住60本書√每本