[原創(chuàng)]2017年《南方新高考·高考總復習》物理專題二第1講重力彈力摩擦力[配套課件]

1、專題二 相互作用與物體平衡考點內(nèi)容要求熱點1. 滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力1.力學部分三種不同性質(zhì)的力一直是高考常考內(nèi)容2.本專題的高考熱點主要有兩個：一是與摩擦力的大小和方向有關的問題；二是共點力的平衡問題3.本專題的知識點常常與牛頓運動定律、功能關系等內(nèi)容綜合考查，單獨考查本專題內(nèi)容時常以選擇題為主，難度不大，而且命題多與體育運動、娛樂活動、生活、生產(chǎn)等相聯(lián)系4.本專題備考策略：受力分析是物理學的基礎，復習時要強化對受力分析的訓練；摩擦力是高考的熱點和難點，要知道如何判斷它的產(chǎn)生條件、方向；力的合成與分解是解決動力學問題的基礎，應熟練掌握力的平行四邊形定則和正交分解法.2.形變、彈性

2、、胡克定律3.矢量和標量4.力的合成與分解5.共點力的平衡實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系實驗三：驗證力的平行四邊形定則第1講重力 彈力摩擦力一、重力吸引mg1定義：由于地球的_而使物體受到的力2大?。篏_.水平面向下3方向：_，即垂直于_4重心：重力的作用點(1)物體的重心與它的_以及_有關重心不一定在物體上質(zhì)量分布(2)質(zhì)量分布均勻且有規(guī)則幾何外形的物體，其重心在物體的_幾何中心5重力與萬有引力的關系：重力是萬有引力的_，粗略計算時可認為兩者大小相等分力豎直向下形狀1彈性形變：撤去外力后物體能夠_的形變2彈力：物體由于發(fā)生_而對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用完全恢復原狀彈性形變3彈力產(chǎn)生的條件

3、(1)兩物體_直接接觸(2)接觸處發(fā)生_彈性形變二、形變和彈力4彈力方向的判斷繩收縮受力受力(1)細繩的拉力方向一定沿繩指向_的方向(2)接觸平面上的彈力，其方向垂直于接觸平面指向_物體(3)兩球面接觸處的彈力，其方向垂直于兩球面的公切面指向_物體(4)桿的彈力可沿桿，也可不沿桿，應具體問題具體分析5彈簧的彈力：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小遵循胡克定律，公式為 F_，式中的 k 為彈簧的勁度系數(shù)，x 為彈簧的形變量(并非原長或總長)kx【基礎檢測】1如圖 2-1-1 所示，一個球形物體靜止于光滑水平面上，并與豎直光滑墻壁接觸，A、B 兩點是球跟墻和地面的接觸點，則下列說法中正確的是()圖 2-

4、1-1A物體受重力、B 點的支持力、A 點的彈力作用B物體受重力、B 點的支持力作用C物體受重力、B 點的支持力、地面的彈力作用D物體受重力、B 點的支持力、物體對地面的壓力作用答案：B1滑動摩擦力(1)定義：兩個相互接觸的物體有_時，在物體之間產(chǎn)生的阻礙相對滑動的作用力相對滑動相對滑動(2)產(chǎn)生條件(缺一不可)：兩物體相互接觸并擠壓(有彈力)；接觸面粗糙；兩物體間有_材料(3)大?。号c正壓力成正比，即 f_.叫動摩擦因數(shù)，與接觸面的_和_有關粗糙程度(4)方向：與物體_的方向相反，與物體運動的方向無關相對滑動三、滑動摩擦力和靜摩擦力FN2靜摩擦力相對滑動趨勢相對滑動趨勢(1) 定義：兩個相互

5、接觸的物體間有_時，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對滑動趨勢的力(2)產(chǎn)生條件(缺一不可)：兩物體相互接觸并擠壓(有彈力)；接觸面粗糙；兩物體間有_(3)大?。何矬w間的靜摩擦力大小可以改變(兩物體間接觸面的粗糙程度和彈力不變的情況下) ，隨著其他外力的變化而變化(4)方向：跟物體_的方向相反，并且摩擦力的方向總跟接觸面平行(或相切)相對滑動趨勢(5)最大靜摩擦力 fmax：靜摩擦力有一個_，在數(shù)值上等于物體剛要滑動時所需要的沿相對滑動趨勢方向的外力靜摩擦力的大小取值范圍為：_.實際中，最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力一般情況下，可近似認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力最大值0ffmax【基礎檢測】2(多選，2

6、016 年福建福州格致中學期中)如圖 2-1-2 所示，質(zhì)量為 m 的物體在與斜面平行向上的拉力 F 作用下，沿著水平地面上質(zhì)量為 M 的粗糙斜面勻速上滑，在此過程中斜面保持靜止，則地面對斜面()圖 2-1-2A無摩擦力B支持力等于(mM)gC支持力為(Mm)gFsin D有水平向左的摩擦力，大小為 Fcos 答案：CD考點 1 對重力的理解重點歸納同一物體在兩極處，所受重力最大，大小等于萬有引力；在赤道上，所受的重力最小【考點練透】1(多選)以下說法正確的是()A自由下落的物體所受重力為零B物體所受重力的方向總是垂直水平面向下C懸掛在豎直繩子上的靜止物體，對繩的拉力就是其重力D把物體由赤道移

7、到北極，若用天平稱量，則示數(shù)在兩地相同；若用彈簧測力計稱量，則示數(shù)在北極略微增大答案：BD2下列關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重力的方向總是指向地心C用細線將重物懸掛起來，靜止時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，故重心一定在物體上答案：C考點 2 彈力的分析與計算重點歸納彈力有無的判斷(1)根據(jù)物體是否直接接觸并且發(fā)生明顯彈性形變來判斷是否存在彈力(2)假設法：當對一些微小形變難以直接判斷時，可假設有彈力存在，看是否能改變物體的運動狀態(tài)(3)撤物法：將與研究對象接觸的某一物體撤離，看物體的運動狀態(tài)是否能保持原來的狀

8、態(tài)(4)狀態(tài)法：依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由平衡條件或牛頓運動定律列方程求解，如由此方法計算出以加速度 ag 下降的升降機對底板上的物體無彈力作用典例剖析例 1：如圖 2-1-3 所示，在甲圖中懸掛小球的細線處于豎直狀態(tài)，在乙圖中懸線與豎直方向成角，在丙圖和丁圖中都是一支持面水平，另一面傾斜，且各面都光滑各圖中小球均處于)靜止狀態(tài)則小球與斜面之間存在彈力的是(圖 2-1-3A甲B乙C丙D丁思維點撥：判斷斜面對小球是否存在彈力，可用“撤物法”，若去掉斜面后物體仍能保持原來的狀態(tài)，則斜面對小球無彈力作用，否則小球受斜面的彈力作用解析：在甲圖中，若小球與斜面間有彈力，則其必沿垂直斜面方向，而小球所受重力豎

9、直向下，懸線中拉力必豎直向上，此時小球所受 3 個力的合力不為零，與小球處于靜止狀態(tài)相悖，故此時球與斜面間無彈力作用乙圖中，若球與斜面間無彈力作用，則小球僅受豎直向下的重力和沿線方向的拉力，而此兩力不在一條直線上，小球不能處于靜止狀態(tài)，故小球與斜面間有彈力在丙、丁圖中，小球受力如圖 2-1-4 戊、己中的實線所示，若小球與斜面之間有彈力的作用(如戊、己中的虛線所示)，則小球無法保持平衡，故小球與斜面間無彈力作用圖 2-1-4答案：B備考策略：判斷有無彈力，主要看有沒有發(fā)生彈性形變，但很多彈性形變是微小形變，無法直接觀察到，所以很多情況要間接判斷，如“假設法”“撤離法”“平衡法”等，在物理學習中

10、，常常用間接的方法處理物理問題【考點練透】3(2014 年河北衡水中學期中)如圖 2-1-5 所示，圖中所有的球都是相同的，且形狀規(guī)則，質(zhì)量分布均勻甲球放在光滑斜面和光滑水平面之間，乙球與其右側(cè)的球相互接觸并放在光滑的水平面上，丙球與其右側(cè)的球放在另一個大的光滑球殼內(nèi)部并相互接觸，丁球是一足球，一學生將足球踢向斜臺的示意圖如圖所示關于這四個球的受力情況，下列說法正確的是()圖 2-1-5A甲球受到兩個彈力的作用B乙球受到兩個彈力的作用C丙球受到兩個彈力的作用D丁球(足球)與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向先沿 v1的方向后沿 v2 的方向解析：對甲、乙、丙三球運用假設法和平衡法，假設甲球受斜面的

11、彈力，則甲球就不能平衡了，假設乙球受右面球的彈力，乙球?qū)⑾蜃筮\動，假設丙球不受右側(cè)球的彈力則丙球?qū)⑾蛴蚁路綕L動，故 A、B 均錯，C 正確；彈力的方向垂直于接觸面故 D 錯答案：C4一輕彈簧兩端分別連接物體甲、乙，在水平力作用下共同向右做勻加速運動，如圖 2-1-6 所示，在水平面上時，力為F1，彈簧長為 L1，在斜面上時，力為 F2，彈簧長為 L2，已知甲、乙兩物體與接觸面間的動摩擦因數(shù)相同，則輕彈簧的原長為()圖 2-1-6解析：設物體甲、乙的質(zhì)量分別為 m1、m2，與接觸面間的動摩擦因數(shù)為，彈簧原長為L0，在水平面上時，以整體為研究對象有F1(m1m2)g(m1m2)a隔離甲物體有k(L

12、1L0)m1gm1a聯(lián)立解得m1m1m2F1k(L1L0)同理可得F2L1F1L2F2F1，C 正確聯(lián)立可得輕彈簧的原長為L0答案：Ck(L2L0)m1m1m2F2考點 3 摩擦力的分析和計算重點歸納1如何判斷摩擦力的有無(1)由產(chǎn)生條件確定這種方法就是看產(chǎn)生摩擦力的三個條件是否滿足有一個條件不滿足，就沒有摩擦力(2)根據(jù)運動狀態(tài)確定由物體的運動狀態(tài)，結(jié)合物體受其他外力的情況來進行判斷2如何確定摩擦力的方向摩擦力的方向必定和接觸面相切，由相對運動或相對運動趨勢的方向確定(1)假設法：假設接觸面光滑，若物體發(fā)生相對運動，則說明物體受靜摩擦力，且相對運動趨勢的方向就是假設中的相對運動方向，從而確定

13、靜摩擦力的方向(2)反推法：從研究物體表現(xiàn)出的運動狀態(tài)反推它必須具有的條件，分析組成條件的相關因素中摩擦力所起的作用，就容易判斷摩擦力的方向了3摩擦力大小的計算(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)，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 Ffma，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(3)滑動摩擦力的大小用公式 fFN 來計算典例剖析例 2：(2014 年廣東廣州執(zhí)信、廣雅、六中三校聯(lián)考)如圖2-1-7所示，物體a、b 和 c 疊放在水平桌面上，水平力 Fb5 N，F(xiàn)c10

14、N 分別作用于物體 b、c 上，a、b 和 c 仍保持靜止，以f1、f2、f3 分別表示 a 與 b、b 與 c、c 與桌面間的靜摩擦力的大小，則()Af15 N，f20，f35 NBf15 N，f25 N，f30 NCf10 N，f25 N，f35 NDf10 N，f210 N，f35 N圖 2-1-7思維點撥：判斷摩擦力方向和有無的方法：首先將物體進行隔離，然后判斷是否有相對滑動或相對滑動的趨勢，從而得到所求的摩擦力，必要時也可用假設法求解解析：將 a 進行隔離分析可知，物體 a 相對物體 b 沒有相對滑動趨勢，故 a、b 間的摩擦力為零隔離 b 進行受力分析，可得 b、c 間的摩擦力大小

15、等于 Fb 的大小，將三個物體看作整體進行受力分析可知，物體所受合力為零，相對地面有相對運動的趨勢，物體 c 與地面間的摩擦力大小 f3FcFb5 N，故C 正確答案：C備考策略：計算摩擦力時的三點注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因為只有滑動摩擦力才有公式，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓定律來求解(2)公式FfFN 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，與接觸面積的大小也無關【考點練透】5(2015 年廣東韶關十校聯(lián)考)如圖 2-1-8 所示，力 F 垂直作用在傾角為的三角滑塊上，滑塊沒被推動，則滑塊受到地面的

16、靜摩擦力大小為()圖 2-1-8BFcos DFtan A0CFsin 答案：C6(2015 年陜西寶雞模擬)如圖 2-1-9 所示，傾角為的斜面體 C 置于水平地面上，小物體 B 置于斜面上，通過細繩跨過光滑的定滑輪與物體 A 相連接，連接 B 的一段細繩與斜面平行，)已知 A、B、C 都處于靜止狀態(tài)，則(AB 受 C 的摩擦力一定不為零BC 受地面的摩擦力一定為零CC 有沿地面向右滑的趨勢，一定受到地面向左的摩擦力D將細繩剪斷而 B 依然靜止在斜面上，此時地面對 C 的摩擦力水平向左圖 2-1-9解析：若有 mAgmBgsin ，則物體 B 不受斜面 C 對它的摩擦力，A 錯誤，當以 B、

17、C 整體為研究對象，受力如圖 D4 所示，由平衡條件可知，F(xiàn)fCFTcos ，B 錯誤，C 正確；若將細繩剪斷，B 靜止在斜面上，則 FT0，F(xiàn)fC0，D 錯誤圖 D4答案：C易錯點 摩擦力方向的判斷例 3：(2015 年廣東仲元中學等七校聯(lián)考)如圖 2-1-10 所示，激情爬竿在春晚受到觀眾的好評當雜技演員用雙手握住固定在豎直方向的竿勻速攀上和勻速攀下時，他所受的摩擦力分別是 f1和 f2，那么()Af1 向下，f2 向上，且 f1f2Bf1 向下，f2 向上，且 f1f2Cf1 向上，f2 向上，且 f1f2Df1 向上，f2 向下，且 f1f2圖 2-1-10錯解分析：認為摩擦力的方向與

18、速度方向相反選擇 A.正解分析：雜技演員在爬上與爬下的過程中，手與竿保持相對靜止，故受到的是靜摩擦力的作用，根據(jù)重力與摩擦力平衡，可得勻速攀上和勻速攀下時，摩擦力方向均沿竿向上，大小與重力相等，故 C 正確答案：C指點迷津：靜摩擦力的方向與物體的運動方向無關，與物體相對運動的趨勢相反，可用平衡條件或牛頓第二定律求解【觸類旁通】1(2015 年廣東湛江第一中學月考)如圖 2-1-11 所示，質(zhì)量為 1 kg 的物體與地面間的動摩擦因數(shù)0.2，從 t0 開始以初速度 v0 沿水平地面向右滑行，同時受到一個水平向左的恒力 F1 N 的作用，取 g10 m/s2，向右為正方向，該物體受到的摩擦力 f 隨時間變化的圖象是 ( 最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)()圖 2-1-11ACBD解析：從t0 開始以初速度v0 沿水平地面向右做勻減速運動，受到的滑動摩擦力大小為fmg0.2110 N2 N，方向向左，為負值當物體的速度減到零時，物體所受的最大靜摩擦力為 fmmg2 N，因為Ffm，所以物體不能被拉動而處于靜止狀態(tài)，受到靜摩擦力作用，其大小為 fF1 N，方向向右，為正值，根據(jù)數(shù)學知識得知，A 正確答案：A2(多選)如圖 2-1-12 甲、乙所示，傾角為的斜面上放置一滑塊 M，在滑塊 M 上放置一個質(zhì)量為 m 的物塊，M 和 m 相對靜止，一起沿斜面勻速下滑，下列說法正