2019年高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力学案.doc

第1讲重力弹力摩擦力板块一主干梳理夯实基础【知识点1】重力、弹力、胡克定律1重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。(2)大小：与物体的质量成正比，即Gmg。可用弹簧测力计测量重力。(3)方向：总是竖直向下的。(4)重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。2弹力(1)定义：发生弹性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)产生的条件物体间直接接触；接触处发生弹性形变。(3)方向：总是与物体形变的方向相反。3胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。(2)表达式：Fkx。k是弹簧的劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是牛顿每米，用符号N/m表示。x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。【知识点2】滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力滑动摩擦力和静摩擦力的对比滑动摩擦力大小的计算公式FFN中为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。板块二考点细研悟法培优考点1弹力的分析与计算思想方法1弹力有无的判断“四法”(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。2弹力方向的确定价格3弹力大小的计算方法(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律Fkx计算。(2)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。例1画出下图中物体A受力的示意图。 (1)杆上的力一定沿杆吗？提示：不一定，据牛顿第二定律或平衡条件来判断杆上的力的方向。(2)相互接触的物体间弹力的有无可以用什么方法判断？提示：假设法。尝试解答总结升华轻绳和轻杆弹力的分析技巧分析轻绳或轻杆上的弹力时应注意以下两点：(1)轻绳中间没有打结时，轻绳上各处的张力大小都是一样的；如果轻绳打结，则以结点为界分成不同轻绳，不同轻绳上的张力大小可能是不一样的。(2)轻杆可分为固定轻杆和有固定转轴(或铰链连接)的轻杆。固定轻杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向应根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律分析判断如例1中(4)；有固定转轴的轻杆只能起到“拉”或“推”的作用，杆上弹力方向一定沿杆。一个长度为L的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为m的小球时，弹簧的总长度变为2L。现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接，A、B两小球的质量均为m，则两小球平衡时，B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小，且弹簧都在弹性限度范围内)()A3LB4LC5LD6L答案C解析由题意可知，kLmg，当用两个相同的弹簧按题图所示悬挂时，下面弹簧弹力大小为mg，伸长量为L，而上面弹簧的弹力为2mg，由kx2mg可知，上面弹簧的伸长量为x2L，故B球到悬点O的距离为LLL2L5L，C正确。考点2静摩擦力的分析与判断思想方法静摩擦力有无及方向的三种判断方法1假设法利用假设法判断的思维程序如下：2状态法此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。3牛顿第三定律法此法的关键是抓住“力是物体间的相互作用”，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。例2(多选)如图所示，甲物体在沿斜面的推力F的作用下静止于乙物体上，乙物体静止在水平面上，现增大外力F，两物体仍然静止，则下列说法正确的是()A乙对甲的摩擦力一定增大B乙对甲的摩擦力可能减小C乙对地面的摩擦力一定增大D乙对地面的摩擦力可能增大 (1)乙对甲原来一定有摩擦力吗？提示：不一定，要看甲的重力沿斜面的分力与F的大小关系。(2)乙对地面一定有摩擦力吗？提示：有，以甲、乙整体为研究对象，可判断整体有向右的运动趋势。尝试解答选BC。设甲的质量为m，斜面倾角为。若Fmgsin，乙对甲的摩擦力为零，F增大，f变大，方向沿斜面向下。若Fmgsin，乙对甲的摩擦力沿斜面向下，fFmgsin，F增大，f增大。若FFf2CFf1向上，Ff2向上，且Ff1Ff2DFf1向上，Ff2向下，且Ff1Ff2答案C解析匀速攀上时，杂技演员所受重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知Ff1G，方向竖直向上，匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则Ff2G，方向竖直向上，所以Ff1Ff2。故A、B、D错误，C正确。22018廊坊监测(多选)如图所示，三个物块A、B、C叠放在斜面上，用方向与斜面平行的拉力F作用在B上，使三个物块一起沿斜面向上做匀速运动。设物块C对A的摩擦力为fA，对B的摩擦力为fB，下列说法正确的是()A如果斜面光滑，fA与fB方向相反，且fAfBC如果斜面粗糙，fA与fB方向相同，且fAfBD如果斜面粗糙，fA与fB方向相反，且fAfAC由牛顿第三定律知：fBfBC，fAfAC且fB方向沿斜面向下。所以fAtan，所以减速。(2)滑块最终状态如何？提示：静止。尝试解答选A。由于mgsin372 N，并且木板和铁块一起相对地面加速运动时，设此时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律，对整体有F1(Mm)g(Mm)a，对铁块有Ffma，可得f N，从此关系式可以看出，当F6 N时，f达到最大静摩擦力，由此可以得出当F6 N时，木板和铁块就不能一起相对地面加速运动，而是分别加速运动，这时不论F多大，f均为4 N，由此知C正确。名师点睛用临界法解决摩擦力突变问题的三点注意(1)题目中出现“最大”“最小”“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题。有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。(2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。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，即Ff静Ffm。(3)研究传送带问题时，物体和传送带的等速时刻往往是摩擦力的大小、方向、运动性质的分界点。如图所示，传送带与地面的倾角37，从A至B的长度x16 m，传送带以v10 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A由静止释放一个质量为m0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数0.5，则物体从A运动到B所需的时间t是多少？(sin370.6，cos370.8，g取10 N/kg)答案2 s解析将物体从传送带的A端释放后，物体由静止开始下滑，当下滑速度小于传送带速度时，物体受到的摩擦力沿斜面向下。设物体的加速度为a1，由牛顿第二定律有：mgsinmgcosma1设物体的速度达到10 m/s所需的时间为t1，位移为x1，由运动学公式有：va1t1x1a1t解式得t11 s，x15 m。当物体下滑速度大于10 m/s时，物体受到的滑动摩擦力的方向“突变”成沿斜面向上。设物体的加速度为a2，由tan可知，物体会继续加速下滑，设运动到B的时间为t2，位移为x2，由牛顿第二定律有：mgsinmgcosma2由运动学公式有：x2xx1vt2a2t将已知数据代入式解得t21 s，所以物体下滑的总时间tt1t22 s。