2019高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第1节 重力 弹力 摩擦力课件 新人教版.ppt

第二章相互作用 第1节重力弹力摩擦力 知识梳理 考点自诊 一 重力1 产生 由于地球吸引而使物体受到的力 注意 重力不是万有引力 而是万有引力竖直向下的一个分力 2 大小 G mg 可用弹簧测力计测量 注意 1 物体的质量不会变 2 G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的 3 方向 总是竖直向下的 注意 竖直向下是和水平面垂直 不一定和接触面垂直 也不一定指向地心 知识梳理 考点自诊 4 重心 物体的每一部分都受重力作用 可认为重力集中作用于一点即物体的重心 1 影响重心位置的因素 物体的几何形状 物体的质量分布 2 不规则薄板形物体重心的确定方法 悬挂法 注意 重心的位置不一定在物体上 知识梳理 考点自诊 二 弹力1 弹性形变 撤去外力作用后能够恢复原状的形变 2 弹力 1 定义 发生形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力 2 产生条件 物体间直接接触 接触处发生形变 3 方向 总是与施力物体形变的方向相反 知识梳理 考点自诊 3 胡克定律 1 内容 在弹性限度内 弹力和弹簧形变大小 伸长或缩短的量 成正比 2 表达式 F kx k是弹簧的劲度系数 单位是牛顿每米 用符号N m表示 k的大小由弹簧自身性质决定 x是弹簧长度的变化量 不是弹簧形变以后的长度 知识梳理 考点自诊 三 摩擦力1 静摩擦力与滑动摩擦力 2 动摩擦因数 1 定义 彼此接触的物体发生相对运动时 摩擦力和正压力的比值 2 决定因素 接触面的材料和粗糙程度 知识梳理 考点自诊 知识梳理 考点自诊 1 2018 河南郑州测试 关于物体所受的重力 以下说法正确的是 A 重力就是地球对物体的吸引力 作用点就是重心 且重心一定在物体上B 重力的方向就是物体自由下落的方向C 重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出D 在不同地点的两个物体 质量大的物体一定比质量小的物体所受的重力大 答案 解析 知识梳理 考点自诊 2 如图所示 小车受到水平向右的弹力作用 与该弹力有关的说法中正确的是 A 弹簧发生拉伸形变B 弹簧发生压缩形变C 该弹力是小车形变引起的D 该弹力的施力物体是小车 答案 解析 知识梳理 考点自诊 3 多选 关于胡克定律 下列说法正确的是 A 由F kx可知 在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B 由k 可知 劲度系数k与弹力F成正比 与弹簧的形变量x成反比C 弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的 与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D 弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长 或缩短 单位长度时弹力的大小 答案 解析 知识梳理 考点自诊 4 如图所示 放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧 A B均处于静止状态 下列说法中正确的是 A B受到向左的摩擦力B B对A的摩擦力向右C 地面对A的摩擦力向右D 地面对A没有摩擦力 答案 解析 知识梳理 考点自诊 5 2018 福建三明月考 如图所示 一质量为1kg的长木板放在水平桌面上 木板与桌面F间的最大静摩擦力为3 2N 动摩擦因数为0 3 如果分别用2 8N的水平力和3 5N的水平力推木板 木板受到的摩擦力大小分别为N和N g取10m s2 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 弹力的分析与计算1 弹力有无的判断 三法 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 2 弹力方向的确定 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 3 计算弹力大小的三种方法 1 根据胡克定律进行求解 2 根据力的平衡条件进行求解 3 根据牛顿第二定律进行求解 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 例1 2017 江苏如皋期末 如图所示 小车上固定着一根弯成 角的曲杆 杆的另一端固定一个质量为m的小球 下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是 A 小车静止时 F mgcos 方向沿杆向上B 小车静止时 F mgcos 方向垂直杆向上 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 思维点拨 1 小车静止时 由平衡条件判断 2 小车加速运动时 由牛顿第二定律判断 轻杆弹力 按需提供 为了维持物体的状态 由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力 杆就会根据需要提供相应的弹力 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 即学即练1 如图所示 小车上固定一根弹性直杆A 杆顶固定一个小球B 现让小车从光滑斜面上自由下滑 在下图的情况中杆发生了不同的形变 其中正确的是 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 2 2016 江苏卷 一轻质弹簧原长为8cm 在4N的拉力作用下伸长了2cm 弹簧未超出弹性限度 则该弹簧的劲度系数为 A 40m NB 40N mC 200m ND 200N m 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 3 2017 全国卷 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上 弹性绳的原长也为80cm 将一钩码挂在弹性绳的中点 平衡时弹性绳的总长度为100cm 再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点 则弹性绳的总长度变为 弹性绳的伸长始终处于弹性限度内 A 86cmB 92cmC 98cmD 104cm 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 摩擦力的有无及方向的判断1 对摩擦力的理解 1 摩擦力的方向总是与物体间相对运动 或相对运动趋势 的方向相反 但不一定与物体的运动方向相反 2 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动 或相对运动趋势 但不一定阻碍物体的运动 3 摩擦力不一定是阻力 也可以是动力 4 受静摩擦力作用的物体不一定静止 但一定保持相对静止 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 2 明晰 三个方向 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 例2 多选 2017 重庆巫山月考 三个相同的物体叠放在水平面上 B物体受到水平拉力的作用 但三个物体都处于静止状态 如图所示 下列说法正确的是 A A与B的接触面可能是粗糙的B 各接触面都一定是粗糙的C B与C C与水平面的接触面一定是粗糙的D C与水平面的接触面可能是光滑的 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 思维点拨分别以A AB整体和ABC整体为研究对象 根据平衡条件研究A与B间 B与C间 C与地面间的摩擦力 判断接触面是否光滑 如两接触面间存在摩擦力 一定是粗糙的 如没有摩擦力 则可能是光滑的 静摩擦力的有无及方向的判断方法 1 假设法 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 2 状态法根据平衡条件 牛顿第二定律 判断静摩擦力的方向 3 牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向 再根据 力的相互性 确定另一物体受到的静摩擦力方向 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 即学即练4 多选 2017 河北安平月考 如图所示 A B C三个物体质量相等 它们与传送带间的动摩擦因数也相同 三个物体随传送带一起匀速运动 运动方向如图中箭头所示 则下列说法正确的是 A A物体受到的摩擦力方向向右B 三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零C B C受到的摩擦力方向相同D B C受到的摩擦力方向相反 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 5 如图所示 A为长木板 在水平地面上以速度v1向右运动 物块B在木板A的上面以速度v2向右运动 下列判断正确的是 A B间不光滑 A 若是v1 v2 A B之间无滑动摩擦力B 若是v1 v2 A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力C 若是v1v2 B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 6 2018 山东枣庄质检 如图所示 物体A B叠放在物体C上 C置于水平地面上 水平力F作用于B 使A B C一起匀速运动 各接触面间摩擦力的情况是 A B对C有向左的摩擦力B C对A有向左的摩擦力C 物体C受到三个摩擦力作用D C对地面有向右的摩擦力 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 摩擦力大小的计算计算摩擦力大小的 四点 注意 1 首先分析物体的状态 分清是静摩擦力还是滑动摩擦力 2 滑动摩擦力的大小可以用公式Ff FN计算 而静摩擦力没有公式可用 只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算 这是因为静摩擦力是被动力 其大小随状态而变 介于0 Ffmax之间 3 Ff FN 中FN并不总是等于物体的重力 4 滑动摩擦力的大小与物体速度的大小 接触面积的大小无关 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 例3 2016 海南卷 如图所示 在水平桌面上放置一斜面体P 两长方体物块a和b叠放在P的斜面上 整个系统处于静止状态 若将a与b b与P P与桌面之间摩擦力的大小分别用Ff1 Ff2和Ff3表示 则 A Ff1 0 Ff2 0 Ff3 0B Ff1 0 Ff2 0 Ff3 0C Ff1 0 Ff2 0 Ff3 0D Ff1 0 Ff2 0 Ff3 0 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 思维点拨应用 整体隔离法 对a b P整体受力分析 将a和b看成一个整体进行受力分析 对a进行受力分析 摩擦力大小计算的思维流程 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 即学即练7 2017 天津模拟 如图所示 质量为m的木块在质量为m0的木板上滑行 木板与地面间的动摩擦因数为 1 木块与木板间的动摩擦因数为 2 木板一直静止 那么木板受到地面的摩擦力大小为 A 1m0gB 2mgC 1 m m0 gD 1m0g 2mg 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 8 多选 如图所示 在水平桌上叠放着质量相等的A B两块木板 在木板A上放着一个物块C 木板和物块均处于静止状态 已知物块C的质量为m A B C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为 用水平恒力F向右拉动木板A使之做匀加速运动 物块C始终与木板A保持相对静止 设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 重力加速度为g 则以下判断正确的是 A A C之间的摩擦力可能为零B A B之间的摩擦力不为零 大小可能等于 mgC A B之间的摩擦力大小一定小于FD 木板B一定保持静止 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 摩擦力的突变问题 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 例4表面粗糙的长直木板的上表面一端放有一个木块 如图所示 木板由水平位置缓慢向上转动 即木板与地面的夹角 变大 最大静摩擦力大于滑动摩擦力 另一端不动 则木块受到的摩擦力Ff随角度 变化的图象是下列图中的 C 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 解析 下面通过 过程分析法 和 特殊位置法 分别求解解法一过程分析法 1 木板由水平位置刚开始运动时 0 Ff静 0 2 从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前 木块所受的是静摩擦力 由于木板缓慢转动 木块处于平衡状态 受力分析如图 由平衡关系可知 静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力 Ff静 mgsin 因此 静摩擦力随 的增大而增大 它们满足正弦规律变化 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 3 木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时 木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力Ffmax 继续增大 木块将开始滑动 静摩擦力变为滑动摩擦力 且满足Ffmax Ff滑 4 木块相对于木板开始滑动后 Ff滑 mgcos 此时 滑动摩擦力随 的增大而减小 满足余弦规律变化 综上分析可知选项C正确 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 解法二特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解 具体分析见下表 由以上分析知 选项C正确 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 分析摩擦力突变问题注意 力随境迁 抓住界点 1 有些临界问题中并不含 临界术语 但审题时要注意发现某个物理量在变化过程中是否会发生突变 2 存在静摩擦的连接系统 相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值 3 研究传送带问题时 物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小 方向和运动性质的分界点 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 即学即练9 如图所示 质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数 0 2 从t 0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行 同时受到一个水平向左的恒力F 1N的作用 g取10m s2 向右为正方向 该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 10 一木块放在水平桌面上 在水平方向共受到三个力即F1 F2和摩擦力的作用 木块处于静止状态 如图所示 其中F1 10N F2 2N 若撤去F1 则木块受到的摩擦力为 A 10N 方向向左B 6N 方向向右C 2N 方向向右D 0 答案 解析 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 11 2017 山东潍坊质检 如图所示 足够长的传送带与水平面夹角为 以速度v0逆时针匀速转动 在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块 小木块与传送带间的动摩擦因数 tan 则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是 D 命题点一 命题点二 命题点三 命题点四 解析 开始阶段 木块受到竖直向下的重力 垂直斜面向上的支持力和沿传送带向下的摩擦力作用 做加速度为a1的匀加速直线运动 由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma1所以a1 gsin gcos 木块加速至与传送带速度相等时 由于 tan 则木块不会与传送带保持相对静止而匀速运动 之后木块继续加速 所受滑动摩擦力变为沿传送带向上 做加速度为a2的匀加速直线运动 这一阶段由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma2所以a2 gsin gcos 根据以上分析 有a2 a1 所以本题正确选项为D