高考物理一轮总复习 第二章 相互作用 第4讲 重力 弹力 摩擦力课件(1).pptx

,栏目导航,1重力 (1)产生：由于_的吸引而使物体受到的力 (2)大小：与物体的质量成_，即G_.可用_测量重力 (3)方向：总是_的 (4)重心：其位置与物体的_分布和_有关,考点 重力 弹力 摩擦力,地球,正比,mg,弹簧测力计,竖直向下,质量,形状,2弹力 (1)定义：发生_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_；接触处发生_ (3)方向：总是与物体形变的方向_,弹性形变,接触,弹性形变,相反,3胡克定律 (1)内容：在_内，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成_ (2)表达式：F_.k是弹簧的_，由弹簧自身的性质决定，单位是_，用符号N/m表示x是弹簧长度的_，不是弹簧形变以后的长度,弹性限度,正比,kx,劲度系数,牛顿每米,变化量,4滑动摩擦力和静摩擦力的对比,相对静止,相对运动,粗糙,压力,相对运动趋势,粗糙,压力,相对运动,0,fmax,相反,FN,相反,相对运动趋势,相对运动,1请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因 (1)重力就是地球对物体的吸引力( ) (2)物体的重心一定在物体上( ) (3)物体所受弹力的方向与其形变方向相同( ) (4)绳对物体的拉力方向总是竖直向上( ) (5)杆的弹力不一定沿杆( ) (6)摩擦力的方向一定与物体运动方向相反( ),×,×,×,×,(7)静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力( ) (8)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用( ) (9)正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变( ) (10)动摩擦因数与接触面积有关，相同材料的两物体接触面积越大，动摩擦因数越大( ),×,×,×,2(多选)下列关于弹力的几种说法，其中正确的是( ) A两物体接触并不一定产生弹力 B静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力 C静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为水平面发生了形变 D只要物体发生形变就一定有弹力产生,AC,3(滑动摩擦力有无、方向的判断)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v1v2，A、B之间无滑动摩擦力 B若是v1v2，A受到了B所施加向右的滑动摩擦力 C若是v1v2，B受到了A所施加向左的滑动摩擦力 解析：当v1v2时，A、B之间无相对运动，它们之间没有滑动摩擦力；当v1v2时，以B为参考系，A向右运动，它受到B施加向左的滑动摩擦力，B则受到A施加向右的滑动摩擦力；当v1v2时，以A为参考系，B向右运动，B受到A施加向左的滑动摩擦力，A受到B施加向右的滑动摩擦力,A,一 弹力有无的判断,对于形变明显的物体，由形变情况直接判断弹力情况，对于形变不明显的物体通常用“假设法”和“替换法”，有时要根据物体的运动状态判定弹力情况,例1(2017·陕西西安调研)如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等，盒子沿倾角为的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是( ) A无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力 B盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力 C盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力 D盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力 思维导引采用假设法，可假设小球仅对盒子的下底有压力，判断两者运动是否相同,A,解析：先以盒子和小球组成的系统为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为agsin ，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始终保持相对静止，所以小球的加速度大小也是agsin ，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要盒子的左、右侧面提供弹力故选项A正确,1弹力的方向的判断方法 (1)弹力的方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上具体情况有以下几种：,二 弹力方向的确定和大小的计算,(2)由物体的运动状态判断弹力的方向： 物体的受力必须与物体的运动状态相符合，可根据物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹力若所得结果为正值，其方向与假设方向相同，如果为负值，其方向与假设方向相反,绳、杆模型的区别 (1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳的弹力的方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向，这是由绳本身的特点决定的 (2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方向可以沿杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型的最大区别 (3)自由杆和固定杆中的弹力方向对比,2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,D,D,解析：装置的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关；根据力的作用是相互的可知：轻质弹簧A、B中的弹力是相等的，即k1x1k2x2，所以两弹簧的压缩量之比x1x2k2k1，故D项正确,1静摩擦力有无的判断 (1)假设法 静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势的方向相反，利用“假设法”可以判断出物体相对运动趋势的方向 假设法(如图所示),三 静摩擦力的大小和方向,(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,2静摩擦力的计算方法 (1)最大静摩擦力Ffmax的计算： 最大静摩擦力Ffmax只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即FfmaxFN. (2)一般静摩擦力的计算： 一般静摩擦力F的大小和方向都与产生相对运动趋势的力密切相关，跟接触面间相互挤压的弹力FN无直接关系，因此具有大小、方向的可变性对具体问题要结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解,应用“状态法”解题时应注意的问题 状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法，在使用状态法处理问题时，需注意以下两点： (1)明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿定律求解静摩擦力的大小和方向 (2)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角,例4(多选)(2016·山东济南高三第一次模拟)重物A、B叠放在水平桌面上，物体m1、m2、m3分别通过细线跨过定滑轮水平系在物体A、B上，m1m2m3，A、B处于静止状态，如图甲所示现将m3去掉，如图乙所示，A、B仍处于静止状态，比较A、B间的摩擦力F1和B与桌面间的摩擦力F2的大小变化情况，下列说法正确的是( ) AF1一定变小，F2可能变小 BF1一定变大，F2可能变大 C去掉m3后，B一定受到桌面的摩擦力 D去掉m3后，B不一定受到桌面的摩擦力,AD,思维导引去掉m3前，A、B两个物体受到的摩擦力的大小是多少？去掉m3后，A、B两个物体受到的摩擦力的大小是多少？去掉m3后，对B物体进行分析，受力情况如何？ 解析：去掉m3前，A物体受到的摩擦力为(m2m3)g，方向向右；B物体受到A物体向左的摩擦力，大小为(m2m3)g，绳子的拉力为m1g，方向向右，所以桌面的摩擦力方向向左，大小为(m2m3)gm1g.去掉m3后，A物体受到的摩擦力向右，大小为m2g；B受到A向左的摩擦力，大小为m2g，绳子的拉力为m1g，方向向右，所以B与桌面间的摩擦力大小为(m2m1)g，与撤去之前的大小无法比较，如果m1与m2相等，则摩擦力大小为零,1定义 当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力 2产生的条件 (1)两物体相互接触且挤压，发生形变，产生弹力 (2)两接触面粗糙 (3)两物体沿接触面发生相对运动 以上三个条件必须同时具备，才会有滑动摩擦力存在,四 滑动摩擦力的大小和方向,3滑动摩擦力的计算方法 可用公式FfFN计算，注意对物体间相互挤压的弹力FN的分析，并不总是等于物体的重力，它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关，也与研究对象在该方向上的运动状态有关,计算摩擦力的三点注意 (1)计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小 (2)在计算滑动摩擦力的公式FfFN中，为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力 (3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积也无关,ACD,当物体的受力情况发生变化时，摩擦力的大小和方向往往会发生变化，有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。该类问题常涉及摩擦力的突变问题，在分析中很容易发生失误在解决此类问题时应注意以下两点： (1)如题干中无特殊说明，一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力 (2)由于此类问题涉及的过程较为复杂，采用特殊位置法解题往往比采用过程分析法解题更为简单,五 摩擦力突变问题,解决摩擦力突变问题的关键点 物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力的种类就有可能发生突变解决这类问题的关键是：正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点” 常见类型如下： 1静静“突变” 当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体仍保持静止，而所受静摩擦力方向发生180°“突变”，则“突变”点是静摩擦力为零时,2动动“突变” 某物体相对于另一物体滑动的过程中，若相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”，“突变”点为两物体相对速度为零时 3静动“突变” 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力，“突变”点为静摩擦力达到最大值时 4动静“突变” 两物体相对减速滑动的过程中，若相对速度变为零，则滑动摩擦力“突变”为静摩擦力，“突变”点为两物体相对速度刚好为零时,例6(2017·湖北黄冈诊断)把一重为G的物体，用一个水平推力Fkt(k为常数，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如右图所示从t0开始，物体所受的摩擦力f随时间的变化关系是下图中的( ),B,1(2016·湖北黄冈期末统考)如图所示，一倾角为45°的斜面固定于墙角，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心下列说法正确的是( ) A球一定受到墙水平向左的弹力 B球可能受到墙水平向左的弹力 C球一定受到斜面通过铁球的重心的弹力 D球可能受到斜面垂直于斜面向上的弹力 解析：F的大小合适时，球可以静止在斜面上(此时对墙无压力)，F增大时墙才会对球有弹力，所以选项A错误，B正确；斜面必须有斜向上的弹力才能使球不下落，该弹力方向垂直于斜面过球心，但由于铁球的质量分布是否均匀未知，所以重心不一定与球心重合，所以选项C、D错误,B,2(多选)如图所示，A、B两个物块的重力分别是GA3 N，GB4 N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F2 N则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是( ) A1 N和6 N B5 N和6 N C1 N和2 N D5 N和2 N 解析：弹簧的弹力为2 N，有两种可能的情形：弹簧处于拉伸状态和弹簧处于压缩状态，因此对应的解应有两组：(1)当弹簧处于拉伸状态时，由A、B受力均衡可知，D项正确；(2)若弹簧处于压缩状态，同理可知，A项正确,AD,3(多选)(2016·湖北宜昌三模)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用向右滑行，长木板处于静止状态已知木块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数为2.下列说法正确的是( ) A木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg B木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)g C当F2(mM)g时，木板与地面之间发生相对运动 D无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动,AD,解析：木块向右滑行时受到木板水平向左的滑动摩擦力，大小为1mg，根据牛顿第三定律，木板也会受到木块水平向右的反作用力，大小也是1mg；对木板受力分析并根据平衡条件可知，木板受到地面的摩擦力方向水平向左，大小一定是1mg，选项A正确，B错误；不论拉力多大，木板与地面之间不会发生相对运动，选项C错误；因为木块对木板的摩擦力最大为1mg，根据题意，该值小于木板与地面之间的最大静摩擦力，所以无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动，选项D正确,4(2017·浙江杭州一模)如图所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m4 kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角60°，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 N，作用在物块2的水平力F20 N，整个系统处于平衡状态，取g10 m/s2，则以下说法正确的是( ) A1和2之间的摩擦力是20 N B2和3之间的摩擦力是20 N C3与桌面间的摩擦力为20 N D物块3受6个力作用,B,解析：对小球受力分析可知，绳的拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向的分力，由几何关系可知绳的拉力等于20 N将三个物块看成一个整体受力分析，可知水平方向整体受到拉力F和绳的拉力的作用，由于F的大小等于绳的拉力的大小，故整体受力平衡，与桌面间没有摩擦力，故物块3与桌面间的摩擦力为0，C错误由于物块1、2之间没有相对运动的趋势，故物块1和2之间没有摩擦力的作用，A错误对物块1、2整体受力分析，水平方向受力平衡可知物块2和3之间摩擦力的大小是20 N，B正确物块3受重力、桌面的支持力、物块2的压力、物块2的摩擦力、绳的拉力5个力作用，D错误,例1(多选)(2017·湖南岳阳质检·6分)如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变物体被无初速度地放在皮带的底端A处，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力( ) A在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力 B在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力 C在BC段不受静摩擦力 D在BC段受沿皮带向上的静摩擦力,答题送检····································来自阅卷名师报告,规范答题 解析 在AB段，物体相对皮带向下滑动，受到沿皮带向上的滑动摩擦力，选项A正确；在BC段，物体相对皮带有向下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，选项D正确 答案 AD,1长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图所示，木板的一端不动，另一端由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大)则木块受到的摩擦力Ff随角度的变化图象是下列图中的( ),C,解析：,课时达标,