導學教程高考物理總復習 第二章 相互作用 第一節(jié) 重力 彈力 摩擦力課件 新人教

1、第二章 相互 作用2021/8/8 星期日12017高考備考導航考點考綱要求專家解讀形變、彈性、胡克定律高考著重考查的知識點有：力的合成與分解、彈力、摩擦力概念及其在各種形態(tài)下的表現(xiàn)形式。對受力分析的考查涵蓋了高中物理的所有考試熱點問題。此外，基礎概念與實際聯(lián)系也是當前高考命題的一個趨勢?？荚嚸}特點：這部分知識單獨考查一個知識點的試題非常少，大多數(shù)情況都是同時涉及到幾個知識點，而且都是牛頓運動定律、功和能、電磁學的內容結合起來考查，考查時注重物理思維與物理能力的考核?；瑒幽Σ亮?、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力矢量和標量力的合成與分解共點力的平衡實驗：探究彈力和彈簧伸長的關系實驗：驗證力的平行四邊形定則

2、2021/8/8 星期日2第一節(jié)重力彈力摩擦力2021/8/8 星期日3課前預習基礎落實主干回顧接觸彈性kx牛頓第二相反相對靜止不光滑運動趨勢接觸面相反2021/8/8 星期日4相對滑動不光滑彈力運動相反FN2021/8/8 星期日51判斷下列說法的正誤。(1)只要物體發(fā)生形變就會產生彈力作用。( )(2)滑動摩擦力的方向一定與物體運動方向相反。( )(3)運動的物體不可能受到靜摩擦力的作用。( )(4)靜摩擦力一定是阻力，滑動摩擦力不一定是阻力。( )(5)受滑動摩擦力作用的物體，可能處于靜止狀態(tài)。( )(6)接觸處有摩擦力作用時一定有彈力作用。( )自我檢測2021/8/8 星期日62 (

3、2016清遠質檢)如圖211所示，小車受到水平向右的彈力作用，與該彈力的有關說法中正確的是圖2112021/8/8 星期日7A彈簧發(fā)生拉伸形變B彈簧發(fā)生壓縮形變C該彈力是小車形變引起的D該彈力的施力物體是小車答案A2021/8/8 星期日83一根輕質彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時長度為l2。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內，該彈簧的勁度系數(shù)為答案C2021/8/8 星期日94(多選)關于摩擦力，以下說法中正確的是A運動物體可能受到靜摩擦力作用，但靜止物體不可能受到滑動摩擦力作用B靜止物體可能受到滑動摩擦力作用，但運動物體不可能受到

4、靜摩擦力作用C正壓力越大，摩擦力可能越大，也可能不變D摩擦力方向可能與速度方向在同一直線上，也可能與速度方向不在同一直線上答案CD2021/8/8 星期日10答案D2021/8/8 星期日116如圖212所示，輕彈簧的一端與物塊P相連，另一端固定在木板上。先將木板水平放置，并使彈簧處于拉伸狀態(tài)。緩慢抬起木板的右端，使傾角逐漸增大，直至物塊P剛要沿木板向下滑動，在這個過程中，物塊P所受靜摩擦力的大小變化情況是圖2122021/8/8 星期日12A先減小后增大 B先增大后減小C一直增大 D保持不變解析當木板傾角較小時，物塊P有沿木板向上的運動趨勢，由受力平衡可知靜摩擦力隨著角度的增大而減小，當彈簧

5、的彈力大小等于物塊重力沿木板向下的分力時，靜摩擦力減小到零，之后物塊有沿木板向下的運動趨勢，隨著角度的增大，靜摩擦力逐漸增大，直到物塊與木板發(fā)生相對滑動為止，A對。答案A2021/8/8 星期日13課堂互動考點突破考點一彈力的分析與計算1彈力有無的判斷“四法”(1)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。2021/8/8 星期日14(2)假設法：對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。(3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共

6、點力平衡條件判斷彈力是否存在。(4)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產生明顯形變的物體來替換，看能否發(fā)生形態(tài)的變化，若發(fā)生形變，則此處一定有彈力。2021/8/8 星期日152彈力方向的確定(1)幾種常見模型中彈力方向2021/8/8 星期日16(2)根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律判斷?？枷?彈力有無的判斷 例1(多選)如圖213所示，一傾角為45的斜面固定于豎直墻上，為使一光滑的鐵球靜止，需加一水平力F，且F通過球心，下列說法正確的是圖2132021/8/8 星期日17A球一定受墻的彈力且水平向左B球可能受墻的彈力且水平向左C球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上D球可能受斜

7、面的彈力且垂直斜面向上解析F大小合適時，球可以靜止在無墻的斜面上，F(xiàn)增大到一定程度時墻才對球有水平向左的彈力，故A錯誤、B正確；而斜面對球必須有斜向上的彈力才能使球不下落，故C正確、D錯誤。答案BC2021/8/8 星期日18考向2彈力大小的計算 例2如圖214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質量為m的小球。下列關于桿對球的作用力F的判斷正確的是圖2142021/8/8 星期日192021/8/8 星期日20思路引導小車靜止時，由平衡條件判斷；小車加速運動時，由牛頓第二定律判斷。解析小車靜止時，由物體的平衡條件知此時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

8、、B都錯。小車向右以加速度a運動時，此時彈力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。假設小球所受彈力方向與豎直方向的夾角為，如圖所示，據(jù)牛頓第二定律得2021/8/8 星期日212021/8/8 星期日22可見，只有當球的加速度agtan 時，桿對球的作用力才沿桿的方向，此時才有Fma/sin 。故C錯、D正確。答案D2021/8/8 星期日23規(guī)律總結計算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律進行求解。(2)根據(jù)力的平衡條件進行求解。(3)根據(jù)牛頓第二定律進行求解。2021/8/8 星期日24考點二靜摩擦力的有無及方向的判斷靜摩擦力的有無

9、及其方向的判定方法1假設法利用假設法判斷摩擦力的有無及方向的思維程序如下：2021/8/8 星期日252狀態(tài)法從物體的運動狀態(tài)反推出必須具備的受力條件，并進一步分析具備條件中靜摩擦力所起的作用，從而判斷出靜摩擦力的有無及方向。3利用牛頓第三定律來判斷此法的關鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”，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的方向。2021/8/8 星期日26考向1靜摩擦力有無的判斷例3如圖215甲、乙所示，物體A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向勻速運動，關于物體A所受的摩擦力，下列說法正確的是圖2152021/8/8 星期日27A甲、乙兩

10、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2021/8/8 星期日28解析甲圖中，由于A勻速運動，則A一定不受摩擦力，否則A不會處于勻速運動狀態(tài)。乙圖中，A除受重力、B對A的支持力外，還必受平行斜面向上的摩擦力，只有這樣A才能勻速運動。故選項D正確。答案D2021/8/8 星期日29考向2靜摩擦力方向的判定例4 (2016青島模擬)如圖216所示，某糧庫使用電動傳輸機向糧垛上輸送麻袋包，現(xiàn)將一麻袋包放置在傾斜的傳送帶上，與傳送帶一起向上勻速運動，其間突遇故障，

11、傳送帶減速直至停止。若上述勻速和減速過程中，麻袋包與傳送帶始終保持相對靜止，下列說法正確的是2021/8/8 星期日30圖216A勻速運動時，麻袋包只受重力與支持力作用B勻速運動時，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上C減速運動時，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向下D減速運動時，麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上2021/8/8 星期日31解析傳送帶勻速運動時，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外，還要受沿斜面向上的摩擦力的作用，A錯誤，B正確。傳送帶向上減速運動時，麻袋包的加速度沿斜面向下，受到的摩擦力可能沿傳送帶向上、沿傳送帶向下或為零，C、D錯誤。答案B2021/8/8

12、星期日32規(guī)律總結應用“狀態(tài)法”分析摩擦力時應注意的兩個問題用狀態(tài)法分析判斷靜摩擦力有無及方向、大小，可以不必分析物體相對運動的趨勢。在使用狀態(tài)法處理問題時，需注意以下兩點：(1)明確物體的運動狀態(tài)，分析物體的受力情況，根據(jù)平衡方程或牛頓第二定律求解靜摩擦力的大小和方向。(2)靜摩擦力的方向與物體的運動方向沒有必然關系，可能相同，也可能相反，還可能成一定的夾角。2021/8/8 星期日33考點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)(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件來求解其大小。(2)物體有加速度時，若只有摩擦力，則Ffma，若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合ma，

13、先求合力再求摩擦力。2021/8/8 星期日34(3)最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，為了處理問題的方便，最大靜摩擦力常常按近似等于滑動摩擦力處理。(4)物體實際受到的靜摩擦力一般小于最大靜摩擦力。2滑動摩擦力大小的計算(1)滑動摩擦力的大小可以用公式FfFN計算。(2)結合研究對象的運動狀態(tài)(靜止、勻速運動或變速運動)，利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解。2021/8/8 星期日35考向1滑動摩擦力大小的計算 例5如圖217所示，質量為mB24 kg的木板B放在水平地面上，質量為mA22 kg的木箱A放在木板B上，一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為37。

14、已知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)10.5，現(xiàn)用水平向右、大小為200 N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2)，則木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)2的大小為2021/8/8 星期日36圖217A0.3B0.4C0.5D0.62021/8/8 星期日37解析對A受力分析如圖甲所示，由題意得FTcos Ff1，F(xiàn)N1FTsin mAgFf11FN1由得：FT100 N2021/8/8 星期日38對A、B整體受力分析如圖乙所示，由題意得FTcos Ff2FFN2FTsin (mAmB)gFf22FN2由得：20.3，故A選項正確。答案

15、A2021/8/8 星期日39考向2靜摩擦力大小的計算 例6如圖218所示，人重600 N，木塊A重400 N，人與木塊、木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2?，F(xiàn)人用水平力拉輕繩，使他與木塊一起向右做勻速直線運動，滑輪摩擦不計，求：2021/8/8 星期日40圖218 (1)人對輕繩的拉力大小；(2)人腳對A的摩擦力的大小和方向。2021/8/8 星期日41審題探究人與木塊間的摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力？不知人腳對A的摩擦力的方向，是否可以先假設一個方向？解析設繩的拉力為FT，木塊與地面間的摩擦力為FfA。2021/8/8 星期日42 (1)取人和木塊組成的系統(tǒng)為研究對象，并對其進行受力分

16、析，如圖所示，由題意可知FfA(mAm人)g200 N。由于系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，故2FTFfA所以FT100 N。2021/8/8 星期日43(2)取人為研究對象，對其進行受力分析，如圖所示。2021/8/8 星期日44由于人處于平衡狀態(tài)，故FTFf人100 N由于人與木塊A處于相對靜止狀態(tài)，故人與木塊A之間的摩擦力為靜摩擦力。由牛頓第三定律可知人腳對木塊A的摩擦力方向水平向右，大小為100 N。答案(1)100 N(2)100 N，方向向右2021/8/8 星期日45規(guī)律總結計算摩擦力大小時的三個注意事項(1)計算摩擦力的大小，首先要判斷摩擦力是屬于靜摩擦力還是滑動摩擦力，然后根據(jù)靜摩擦力和滑

17、動摩擦力的特點計算其大小。2021/8/8 星期日46(2)在計算滑動摩擦力的公式FfFN中，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；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關，與接觸面的大小也無關。2021/8/8 星期日47考點四摩擦力的突變問題1題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”和“剛好”等關鍵詞時，一般隱藏著臨界問題。有時，有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術語”，但審題時發(fā)現(xiàn)某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變，則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。2靜摩擦力是被動力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對運動的趨勢，

18、而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達到最大值。2021/8/8 星期日483研究傳送帶問題時，物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運動性質的分界點。考向1由滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力 例7如圖219所示，質量為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Ff隨時間t變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力) 2021/8/8 星期日49圖219答案A2021/8/8 星期日50考向2由靜摩擦力突變

19、為滑動摩擦力(多維度分析問題)例8長直木板的上表面的一端放有一個木塊，如圖2110所示，木板由水平位置緩慢向上轉動(即木板與地面的夾角變大)，另一端不動，則木塊受到的摩擦力Ff隨角度的變化圖象是選項2021/8/8 星期日51圖21102021/8/8 星期日52解析下面通過“過程分析法”和“特殊位置法”分別求解：解法一過程分析法(1)木板由水平位置剛開始運動時，0，F(xiàn)f靜0。2021/8/8 星期日53 (2)從木板開始轉動到木塊與木板發(fā)生相對滑動前：木塊所受的是靜摩擦力。由于木板緩慢轉動，可認為木塊處于平衡狀態(tài)，受力分析如圖。由平衡條件可知，靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力：Ff靜

20、mgsin 。因此，靜摩擦力隨的增大而增大，它們按正弦規(guī)律變化。2021/8/8 星期日542021/8/8 星期日55解法二特殊位置法本題選兩個特殊位置也可方便地求解，具體分析見表：特殊位置分析過程木板剛開始運動時此時木塊與木板無摩擦，即Ff靜0，故A選項錯誤木塊相對于木板剛好要滑動而沒滑動時木塊此時所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力，且大于剛開始運動時所受的滑動摩擦力，即FfmFf滑，故B、D選項錯誤答案C2021/8/8 星期日561 (2014廣東理綜)如圖2111所示，水平地面上堆放著原木，關于原木P在支撐點M、N處受力的方向，下列說法正確的是隨堂鞏固課后訓練能力達標2021/8/8 星期

21、日57圖2111AM處受到的支持力豎直向上BN處受到的支持力豎直向上CM處受到的靜摩擦力沿MN方向DN處受到的靜摩擦力沿水平方向2021/8/8 星期日58解析支持力的方向垂直于支持面，因此M處受到的支持力垂直于地面豎直向上，N處支持力過N垂直于切面，A項正確、B項錯誤；靜摩擦力方向平行于接觸面與相對運動趨勢的方向相反，因此M處的靜摩擦力沿水平方向，N處的靜摩擦力沿MN方向，C、D項都錯誤。答案A2021/8/8 星期日592. (2015山東理綜)如圖2112所示，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因

22、數(shù)為1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B的質量之比為2021/8/8 星期日60圖21122021/8/8 星期日61答案B2021/8/8 星期日623(2016寧波聯(lián)考)如圖2113所示，A、B兩個物塊的重力分別是GA3 N，GB4 N，彈簧的重力不計，整個裝置沿豎直方向處于靜止狀態(tài)，這時彈簧的彈力F2 N，則天花板受到的拉力和地板受到的壓力，有可能是圖21132021/8/8 星期日63A3 N和4 N B5 N和6 NC1 N和2 N D5 N和2 N解析當彈簧由于被壓縮而產生2 N的彈力時，由受力平衡及牛頓第三定律知識可得：天花板受到的拉力為1 N，地板受到的壓力為6 N；當彈簧由于被拉伸而產生2 N的彈力時，可得天花板受到的拉力為5 N，地板受到的壓力為2 N，D正確。答案D2021/8/8