2020届高考物理一轮 专题04 力的概念 三个性质力学案 新课标

2020届高三新课标物理一轮原创精品学案 专题04 力的概念 三个性质力 课时安排：2课时教学目标：1理解力的概念；2掌握重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向3掌握受力分析的基本方法和基本技能本讲重点：1弹力、摩擦力2受力分析本讲难点：弹力、摩擦力的分析与计算考点点拨：1弹力方向的判断及大小计算2摩擦力方向的判断及大小计算3受力分析的一般方法第一课时4弹力（1）弹力的产生条件：弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。（2）弹力的方向：与弹性形变的方向相反。（3）弹力的大小对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成F=kx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大。（同样的力F作用下形变量x较小）几种典型物体模型的弹力特点如下表。项目轻绳轻杆弹簧形变情况伸长忽略不计认为长度不变可伸长可缩短施力与受力情况只能受拉力或施出拉力能受拉或受压可施出拉力或压力同杆力的方向始终沿绳不一定沿杆沿弹簧轴向力的变化可发生突变同绳只能发生渐变5摩擦力（1）摩擦力产生条件：两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可。两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力）二、高考要点精析（一）对力的概念的理解考点点拨力是物体间的相互作用，要理解力的物质性、相互性并能理解力的作用效果决定于力的三要素，及力的大小、方向和作用点。【例1】在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动。假定两板与冰面间的动摩擦因数相同。已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于 （ ）A在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小解析：根据相互作用的规律，在推的过程中，作用力与反作用力大小相等，相互作用的时间相等，故A、B均错。分离后，两者所受滑动摩擦力分别为f1=m1g，f2=m2g，由牛顿第二定律得，两者加速度大小相等，均为g。故D错误。甲在冰上滑行的距离比乙远，由运动学公式v2=2as，可知甲的初速度大于乙的初速度，故C正确。答案： C考点精炼1下列关于力的说法中，正确的是（ ）A力不能离开施力物体和受力物体而独立存在的B马拉车前进，马对车有拉力作用，但车对马没有拉力作用C根据效果命名的同一名称的力，性质也一定相同D只有两物体直接接触时才会产生力的作用（三）关于弹力有无的判断及大小计算考点点拨弹力产生的条件是“接触且有弹性形变”。其大小计算要根据物体的运动状态，由二力平衡（或牛顿第二定律）求解。【例3】画出图中物体A所受的力（P为重心，接触面均光滑）解析：判断弹力的有无，可以采用拆除法：“拆除”与研究对象（受力物体）相接触的物体（如题中的绳或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用。各图受力如下图所示。考点精炼3如图所示，水平放置的两固定的光滑硬杆OA、OB成角，在两杆上各套一个轻环，两环用轻绳相连，现用恒力F沿OB方向拉下面的环，当两环稳定时，绳中张力大小为_（四）关于弹力方向的判断考点点拨（五）胡克定律的应用考点点拨根据F=kx求解问题，关键在于确定弹簧的原长和形变后的的长度，进而确定形变量（伸长量和压缩量）。考点精炼5如图所示，在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连结起来，木块与地面间的滑动摩擦因数均为.现用一水平力向右拉木块2，当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 （ ）AL+m1gBL+ （m1+m2）gCL+m2gDL+ （）g第二课时（六）摩擦力的方向及大小计算考点点拨（1）摩擦力的方向滑动摩擦力的方向：“滑动摩擦力的方向和物体间相对运动的方向相反”，这是判断滑动摩擦力方向的依据。摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），还可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）。在特殊情况下，可能成任意角度。静摩擦力的方向：“静摩擦力的方向和物体间相对运动趋势的方向相反”。可用假设法判断，也可根据物体的运动情况利用平衡条件或牛顿第二定律判断。（2）摩擦力的大小必须明确，是静摩擦力还是滑动摩擦力。滑动摩擦力可用公式F=FN，计算。其中的FN表示正压力。静摩擦力大小不能用F=FN计算，要根据物体的受力情况和运动情况由平衡条件或牛顿第二定律计算。【例8】如图所示，物体叠放在水平桌面上，水平力为Fb=5N、Fc=10N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）Af1=5N，f2=0，f3=5NBf1=5N，f2=5N，f3=0Cf1=0，f2=5N，f3=5NDf1=0，f2=10N，f3=5N解析 本题考查摩擦力的产生条件及力的平衡条件。A与B之间无相对滑动趋势，故f1=0，根据物块B的水平方向平衡条件可判定f2=5N，再分析C的平衡条件，则得出f3=5N，即C项正确。答案：C（七）物体的受力分析考点点拨1明确研究对象在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（即研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。2按顺序找力先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。3只画性质力，不画效果力画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复。4需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形）在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复。灵活选定坐标系的方向也可以使计算简化；在物体的受力图的旁边标出物体的速度、加速度的方向，有助于确定摩擦力方向，也有助于用牛顿第二定律建立方程时保证使合力方向和加速度方向相同。考点精炼FG8如图所示，用跟水平方向成角的推力F推重量为G的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为，求木块所受的摩擦力大小。三、考点落实训练1关于力的下述说法中正确的是（ ）A力是物体对物体的作用B只有直接接触的物体间才有力的作用C力可以离开物体而独立存在D力的大小可以用天平测量4一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化 （ ）A把它从赤道拿到南极B把它送到月球上去C把它放到水里D改变它的运动状态5下列说法中不正确的是（ ）A书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的B用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的C绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体D静摩擦力是变力，压力增大时，静摩擦力也随着增大9关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是（ ）A有弹力必定有摩擦力B有摩擦力必定有弹力C摩擦力的大小一定与弹力大小成正比D摩擦力方向与弹力方向始终垂直10如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，力F作用在物体C上后，各物体仍保持静止状态，那么以下说法正确的是（ ）FBCAAC不受摩擦力作用BB不受摩擦力作用CA受的各个摩擦力的合力不为零DA、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零11物体M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如图所示，如果将外力F撤去，则物体（ ）A会沿斜面下滑 B摩擦力方向一定变化C摩擦力变大 D摩擦力变小12如图5（甲）所示，粗糙长木板的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动，角逐渐增大的过程中，摩擦力Ff的大小随角变化最有可能的是图5（乙）中的（ ） 13质量为5kg的物体静止在水平桌面上，当受到20N的水平推力作用时开始滑动，接着以18N的水平推力可维持物体在水平桌面匀速直线运动，该物体受到的最大静摩擦力为_，物体与桌面的动摩擦力因数_；当水平推力为15N而物体仍运动时，物体受到的摩擦力为_；当水平推力为15N而物体静止时，物体受到的摩擦力为_；当水平推力为40N时，物体受到的摩擦力又为_。（g=10N/kg）AB14 如图所示，在水平桌面上重为200N的A木块被B木块拉着，当B为100N时，A刚好开始移动，当B为80N时，A可保持匀速运动，则A与桌面间的动摩擦因数为_，如果B为50N，A受的摩擦力为_N，如果B为120N，A受的摩擦力为_N。FAB15如图所示，A、B为两个相同木块，置于光滑水平面上。A、B间最大静摩擦力Fm=5N。拉力F至少多大，A、B才会相对滑动？