高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力教學(xué)案新人教版.doc

教學(xué)資料范本高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力教學(xué)案新人教版編 輯：_時(shí) 間：_第1節(jié)重力彈力摩擦力知識點(diǎn)一| 重力和彈力1重力(1)定義：由于地球的吸引而使物體受到的力。(2)大小：Gmg，不一定等于地球?qū)ξ矬w的引力。(3)方向：豎直向下。(4)重心：重力的等效作用點(diǎn)，重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系，且不一定在物體上。2彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)形變，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。(2)條件：兩物體相互接觸；發(fā)生彈性形變。(3)方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反。3彈力有無的判斷條件法根據(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假設(shè)法對形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個(gè)物體間沒有彈力，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狀態(tài)法根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律判斷彈力是否存在4.彈力方向的判斷(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷。(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律判斷。5胡克定律(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。(2)表達(dá)式：Fkx。k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定。x是彈簧長度的變化量，不是彈簧形變以后的長度。(1)只要物體發(fā)生形變就會產(chǎn)生彈力作用。()(2)物體所受彈力方向與自身形變的方向相同。()(3)重力的方向一定指向地心。()(4)Fkx中“x”表示彈簧形變后的長度。()(5)彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大。 ()考法1對重力和重心的理解1關(guān)于重力的下列說法正確的是()A重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B只有靜止的物體才受到重力C物體在地球上無論運(yùn)動狀態(tài)如何，都受到重力的作用D豎直懸掛的物體受到的重力就是它拉緊豎直懸繩的力C重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。嚴(yán)格地說，重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力的一個(gè)分力，其另一個(gè)分力成為物體隨地球自轉(zhuǎn)而繞地軸做勻速圓周運(yùn)動的向心力，所以重力是由地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生的，它是萬有引力的一個(gè)分力。萬有引力是普遍存在于宇宙間一切有質(zhì)量的物體之間的，故地球上的一切物體都要受到地球的吸引，都受到重力的作用。物體受到的重力可以與它拉緊豎直懸繩的力大小相等，方向相同，但二者是性質(zhì)完全不同的力，前者是重力，后者是彈力，不能說重力就是彈力。2(多選)關(guān)于物體重心的下列說法正確的是()A物體各部分所受重力的合力集中于一點(diǎn)，該點(diǎn)為物體的重心B有規(guī)則形狀的物體，重心是其幾何中心C物體的重心可能不在該物體上D物體的形狀及質(zhì)量分布不變，當(dāng)它被舉高或傾斜時(shí)，重心在物體上的位置不變ACD重心是指重力在物體上的作用點(diǎn)，即物體各部分所受重力的合力的作用點(diǎn)。只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心才在其幾何中心；形狀規(guī)則而質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心不一定在幾何中心。物體的重心不隨其所在位置的變化而變化，且可在物體上，也可能在物體外，如均勻圓環(huán)、呼啦圈等?？挤?彈力有無及判斷3(20xx西寧模擬)圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。圖中畫出了小球A所受彈力的情況，其中正確的是()ABCDC一般來講輕質(zhì)桿對物體的彈力不一定沿著桿的方向，選項(xiàng)A中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡可得小球受到的彈力應(yīng)豎直向上，所以A錯(cuò)。選項(xiàng)B中因?yàn)槔K豎直向上，如果左邊的繩有拉力，則豎直向上的那根繩就會發(fā)生傾斜，所以左邊的繩沒有拉力，故B錯(cuò)。對于球與面接觸的彈力方向，過接觸點(diǎn)垂直于接觸面(即在接觸點(diǎn)與球心的連線上)，即選項(xiàng)D中大半圓對小球的支持力FN2應(yīng)是沿著過小球與圓弧接觸點(diǎn)的半徑，且指向圓心的彈力，所以D錯(cuò)。球與球相接觸的彈力方向，垂直于過接觸點(diǎn)的公切面(即在兩球心的連線上)，而指向受力物體，由上可知C正確?？挤?胡克定律的應(yīng)用4.如圖所示，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，上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧，在此過程中下面木塊移動的距離為()A.B. C. D.C在此過程中，壓在下面彈簧上的壓力由(m1m2)g減小到m2g，即減少了m1g，根據(jù)胡克定律可斷定下面彈簧的長度增長了l，即下面木塊移動的距離為。5一處人工噴泉噴出的豎直水柱的高度為h，已知水的密度為，噴泉出水口的面積為S，則空中水的質(zhì)量為()AhSB2hSC3hSD4hSD水從出口噴出后做豎直上拋運(yùn)動，則水在出口處的流速為v，水在空中運(yùn)動的時(shí)間為t，在空中水的體積即t時(shí)間內(nèi)從噴口噴出水的體積，VvSt，則空中水的總質(zhì)量為mVvS4hS?？挤?輕桿彈力的分析6.(20xx聊城模擬)小車上固定一根彈性直桿A，桿頂固定一個(gè)小球B(如圖所示)，現(xiàn)讓小車從光滑斜面上自由下滑，在下列圖所示的情況中桿發(fā)生了不同的形變，其中正確的是() ABCDC小車在光滑斜面上自由下滑，則加速度agsin (為斜面的傾角)，由牛頓第二定律可知小球所受重力和桿的彈力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsin ，則桿的彈力方向垂直于斜面向上，桿不會發(fā)生彎曲或傾斜，C正確。7.如圖所示，小車上固定著一根彎成角的曲桿，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球。下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷正確的是()A小車靜止時(shí)，F(xiàn)mgcos ，方向沿桿向上B小車靜止時(shí)，F(xiàn)mgcos ，方向垂直桿向上C小車向右以加速度a運(yùn)動時(shí)，一定有FD小車向右以加速度a運(yùn)動時(shí)，F(xiàn)，方向斜向右上方，與豎直方向的夾角為arctan D小車靜止時(shí)，由物體的平衡條件知此時(shí)桿對球的作用力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg，故A、B錯(cuò)。小車向右以加速度a運(yùn)動時(shí)，此時(shí)彈力F的方向一定指向右上方，只有這樣，才能保證小球在豎直方向上受力平衡，水平方向上具有向右的加速度。設(shè)小球所受彈力方向與豎直方向的夾角為，如圖所示，據(jù)力的平衡和牛頓第二定律得Fsin ma，F(xiàn)cos mg，解得Fm，tan ，可見，只有當(dāng)球向右的加速度大小為agtan 時(shí)，桿對球的作用力才沿桿的方向，此時(shí)才有F。故C錯(cuò)誤，D正確。知識點(diǎn)二| 摩擦力的分析與計(jì)算1摩擦力(1)產(chǎn)生條件(2)(3)摩擦力的大小靜摩擦力的大小與相對運(yùn)動趨勢的強(qiáng)弱有關(guān)，趨勢越強(qiáng)，靜摩擦力越大，但不能超過最大靜摩擦力，即0FFm?；瑒幽Σ亮Φ拇笮。篎FN?；瑒幽Σ亮εc最大靜摩擦力的關(guān)系：一般最大靜摩擦力比滑動摩擦力略大一些，在許多問題的處理過程中往往認(rèn)為其大小等于滑動摩擦力。2動摩擦因數(shù)(1)定義：彼此接觸的物體發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)，摩擦力的大小和壓力的比值，。(2)決定因素：與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)。(1)滑動摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動方向相反。()(2)運(yùn)動的物體可能受到靜摩擦力的作用。()(3)靜摩擦力一定是阻力，滑動摩擦力不一定是阻力。()(4)物體間的摩擦力越大，動摩擦因數(shù)越大。()1明晰“三個(gè)方向”名稱釋義運(yùn)動方向一般指物體相對地面(以地面為參考系)的運(yùn)動方向相對運(yùn)動方向指以其中一個(gè)物體為參考系，另一個(gè)物體相對參考系的運(yùn)動方向相對運(yùn)動趨勢方向由兩物體間靜摩擦力的存在導(dǎo)致，有發(fā)生卻沒有發(fā)生的相對運(yùn)動的方向2.靜摩擦力的方向假設(shè)法狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，通過受力分析確定靜摩擦力的方向轉(zhuǎn)換對象法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向3.摩擦力大小的計(jì)算(1)滑動摩擦力的大小公式法若已知，則FFN，F(xiàn)N是兩物體間的正壓力，其大小不一定等于重力狀態(tài)法若未知，可結(jié)合物體的運(yùn)動狀態(tài)和其他受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律列方程求解(2)靜摩擦力的大小物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動)，利用力的平衡條件求解。物體有加速度時(shí)，應(yīng)用牛頓第二定律F合ma求解。最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，其值大于滑動摩擦力，但通常認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。典例(20xx惠州質(zhì)檢)如圖所示，兩個(gè)相同的固定斜面上分別放有一個(gè)處于靜止的三角形木塊A、B，它們的質(zhì)量相等。A木塊左側(cè)面沿豎直方向，B木塊左側(cè)面垂直于斜面，在兩斜面上分別放上一個(gè)相同的光滑球后，木塊仍保持靜止，則放上球后()AA木塊受到的摩擦力等于B木塊受到的摩擦力BA木塊受到的摩擦力小于B木塊受到的摩擦力CA木塊對斜面的壓力等于B木塊對斜面的壓力DA木塊對斜面的壓力大于B木塊對斜面的壓力【思路點(diǎn)撥】解此題關(guān)鍵是做好放上光滑小球后的受力情況，并利用平衡條件分析求解。A設(shè)球的質(zhì)量為m，A、B的質(zhì)量為M，斜面的傾角為。以球與A整體為研究對象，由平衡條件可得，A木塊受到的摩擦力FfA(Mm)gsin ，同理，以球與B整體為研究對象，B木塊受到的摩擦力FfB(Mm)gsin ，則FfAFfB，A正確，B錯(cuò)誤。以A為研究對象，受力分析如圖甲所示，由平衡條件得，斜面對A的支持力FNAMgcos FN1sin ，以B為研究對象，受力分析如圖乙所示，由平衡條件得，斜面對B的支持力FNBMgcos ，故FNAFNB。由牛頓第三定律可知，A木塊對斜面的壓力小于B木塊對斜面的壓力，C、D錯(cuò)誤。甲乙計(jì)算摩擦力時(shí)的三點(diǎn)注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因?yàn)橹挥谢瑒幽Σ亮Σ拍芾霉接?jì)算，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓定律來求解。(2)公式FFN中FN為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān)，與接觸面積的大小也無關(guān)?？挤?靜摩擦力的有無及方向判斷1如圖所示，物體A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向勻速運(yùn)動，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說法正確的是()甲乙A甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同B甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反C甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力D甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同D用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)A受摩擦力，與A做勻速運(yùn)動在水平方向所受合力為零不符合，所以A不受摩擦力；乙圖中，假設(shè)A不受摩擦力，A將相對B沿斜面向下運(yùn)動，則知A受沿F方向的摩擦力。正確選項(xiàng)是D?？挤?滑動摩擦力的有無及方向判斷2.如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙的傳送帶上，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度逆時(shí)針運(yùn)動時(shí)(v1 v2)，繩中的拉力分別為FT1、FT2，則下列說法正確的是()A物體受到的摩擦力Ff12(mM)g時(shí)，木板便會開始運(yùn)動D無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運(yùn)動D由于木塊在木板上運(yùn)動，所以木塊受到木板的滑動摩擦力的作用，其大小為1mg，根據(jù)牛頓第三定律可得木塊對木板的滑動摩擦力也為1mg。又由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，木板在水平方向上受到木塊的摩擦力1mg和地面的靜摩擦力的作用，二力平衡，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若增大F的大小，只能使木塊的加速度大小變化，但木塊對木板的滑動摩擦力大小不變，因而也就不可能使木板運(yùn)動起來，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確?？挤ㄖ笇?dǎo)(1)若已知相對運(yùn)動的物體間的動摩擦因數(shù)及正壓力FN，滑動摩擦力Ff的大小可以根據(jù)公式FfFN直接計(jì)算。(2)由于受力或運(yùn)動情況的不同，靜摩擦力的大小具有不確定性和被動適應(yīng)性，靜摩擦力的大小會隨著引起相對運(yùn)動趨勢的外力的變化而變化.在0fmax范圍內(nèi)，靜摩擦力的大小可根據(jù)二力平衡條件求得，它的大小總是與引起相對運(yùn)動趨勢的外力大小相等。當(dāng)兩物體一起做加速運(yùn)動，具有加速度時(shí)，可用牛頓第二定律確定靜摩擦力的大小。知識點(diǎn)三| 摩擦力的突變問題考法1“靜靜”突變1(多選)(20xx株洲模擬)如圖甲所示，放在固定斜面上的物體，受到一個(gè)沿斜面向上的力F作用，始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則在0t0時(shí)間內(nèi)物體所受的摩擦力Ff隨時(shí)間t的變化規(guī)律可能為下圖中的(取沿斜面向上為摩擦力Ff的正方向)()甲乙ABCDBCD物體在斜面上始終處于平衡狀態(tài)，沿斜面方向受力平衡方程為：Fmgsin Ff0，解得Ffmgsin F，若初態(tài)mgsin F，則B項(xiàng)正確；若初態(tài)mgsin F，則C項(xiàng)正確；若初態(tài)mgsin F，則D項(xiàng)正確?？挤?“靜動”突變2(多選)在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動摩擦力變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，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，測力端通過細(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)，滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部輕繩水平)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開力傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運(yùn)動起來，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，下列說法正確的是()甲乙A可求出空沙桶的重力B可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小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(滑塊仍在車上)ABCt0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，由小車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A選項(xiàng)正確；t50