《（三维设计）2016年高考物理一轮（广东专版+习题课件+高考题库+考点通关）第二章 相互作用 第1单元 弹力 摩擦力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（三维设计）2016年高考物理一轮（广东专版+习题课件+高考题库+考点通关）第二章 相互作用 第1单元 弹力 摩擦力（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 二 章 相互作用 学习目标定位 擦力的产生条件、方 向判断及大小计算 四边形定则的应用 考点 布设 高考对本章中知识点考查频率最高的是摩擦力及物体的平衡，题目常以选择题的形式出现，对理解能力要求较高 高考 地位 摩擦 因数、静摩擦力 ( ) 性、胡克定 律 ( ) ( ) ( ) ( ) 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三：验证力的平行四边形定则 考 情 上 线 考 纲 下 载 第 1 单元 弹力 摩擦力 弹 力 想一想 如图 2 1 1 所示的甲、乙、丙三个小球均处于静止状态，各接触面均光滑，请思考三个小球各受几个弹力作用？并指出弹力的具体方向。 图 2 1 1 提示： 甲受一个弹
2、力作用，方向垂直于水平支持面竖直向上；乙受一个弹力作用， 方向垂直于水平面竖直向上；丙受两个弹力作用，一个水平向左，另一个沿半径方向斜向右上方。 记一记 1 弹力 ( 1) 定义：发生弹性形变的物体由于要 ，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 ( 2) 产生条件： 两物体相互 ； 发生 。 ( 3) 方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向 。 恢复原状 接触 弹性形变 相反 2 胡克定律 ( 1) 内容：在弹性限度内，弹簧弹力 F 的大小与弹簧伸长 ( 或缩短 ) 量 x 成 。 ( 2) 表达式： F 。 k 是弹簧的 ，单位为牛 / 米； k 的大小由弹簧 _ _ 决定。
3、x 是弹簧长度的 ，不是弹簧形变以后的长度。 正比 身性质 变化量 劲度系数 试一试 1 一根轻质弹簧一端固定，用大小为 衡时长度为 用大小为 衡时长度为 簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为 ( ) 设弹簧的原长为 l 0 ， 劲度系数为 k ， 由胡克定律可得 ， F 1 k ( l 0 l 1 ) ， F 2 k ( l 2 l 0 ) ， 以 上两式联立可得 ： k F 2 F 1l 2 l 1， 故C 正确 。 答案 ： C 摩擦力的大小和方向 想一想 ( 1) 摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反，这种说法对吗？ ( 2) 物体 m 沿水平面滑动时，受到的滑动摩擦力
4、大小一定等于 m g 吗？ ( 3) 滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动？ 提示： ( 1) 摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反，还可以与物体的运动方向成任何角度，但一定与相对运动方向相反。 ( 2) 物体 m 沿水平面滑动时，对水平面的压力不一定为 故大小也不一定为 m g 。 ( 3) 滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，促使物体运动是动力，但滑动摩擦力一定阻碍物体间的相对运动。 记一记 1 静摩擦力与滑动摩擦力 名称 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两 的物体间的摩擦力 两 的物体间的摩擦力 产生条件 (1)接触面 _ (2)接触处有 _ (3)两物体间有 _ 趋势
5、(1)接触面 _ (2)接触处有 _ (3)两物体间有 _ 相对静止 相对滑动 粗糙 弹力 相对运动 粗糙 弹力 相对运动 名称 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 大小、方向 大小： 方向可能沿杆向上 图 2 1 3 审题指导 小球的运动状态 小球所受的合力 确定弹力的大小和方向 解析 小球受重力和杆的作用力 F 处于静止或匀速运动，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有： F 方向竖直向上。小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知， F 的合力应水平向右，如图所示。由图可知， F 方向可能沿杆向上。 答案 轻杆弹力的确定方法 杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩
6、的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“ 按需提供 ” ，即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的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。 摩擦力的大小计算和方向判断方法 1. 静摩擦力有无及方向的常用判断方法 ( 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 ( F 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 “ 力是成对出现的 ” ，先确定受力较小的
7、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。 ( 4) 在分析摩擦力的方向时，要注意静摩擦力方向的 “ 可变性 ”和滑动摩擦力方向的 “ 相对性 ” 。 2 摩擦力大小的计算 ( 1) 滑动摩擦力的计算： 滑动摩擦力的大小用公式 F 用此公式时要注意以下两点： 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； 大小不一定等于物体的重力。 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关。 (2) 静摩擦力的计算： 其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力 而静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依据物体
8、的运动状态进行计算，若为平衡状态，静摩擦力可由平衡条件建立方程求解；若为非平衡状态，可由动力学规律建立方程求解。 最大静摩擦力 的数值与 动摩擦力略小于 静摩擦力可在 0 例 2 如图 2 1 4 所示， A 、 B 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中 B 受到的摩擦力 ( ) 图 2 1 4 A 方向向左，大小不变 B 方向向左，逐渐减小 C 方向向右，大小不变 D 方向向右，逐渐减小 审题指导 第一步：抓关键点 加速度水平向左 向右做匀减速直线运动 物块 保持相对静止 获取信息 关键点 第二步：找突破口 要确定物块 B 受到的摩擦力的大小和方向
9、，应明确物体运动状态，确定物块做匀减速运动的加速度的大小和方向。利用牛顿第二定律 F 解。 解析 对 A 、 B 整体受力分析如图所示，滑动摩擦力 f 使整体产生加速度 a ， a 等于 g 不变，对 B 受力分析知， B 所受静摩擦力 f m B a m B g ，大小不变，方向向左，故 A 对， B 、C 、 D 错。 答案 A 应用 “ 状态法 ” 分析静摩擦力方向时应注意的两点 ( 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第二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。 模型概述
10、 轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型，与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位，且涉及的情景综合性较强，物理过程复杂，能很好地考查学生的综合分析能力，备受高考命题专家的青睐。 模型图示 轻弹簧 轻绳 轻杆 三种模型 一般不能发生突变 可以发生突变 可以发生突变 大小突变特点 可以提供拉力、推力 只能提供拉力 可提供拉力、推力 作用效果特点 一定沿弹簧轴线，与形变方向相反 只能沿绳，指向绳收缩的方向 不一定沿杆，可以是任意方向 方向特点 即可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等 柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等 只能发生微小形变 形变特点 模型特点 轻弹簧 轻绳 轻杆 三种模
11、型 典例 如图 2 1 5 所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为 37 ，小球的重力为 1 2 N ，轻绳的拉力为 10 N ，水平轻弹簧的拉力为 9 N ，求轻杆对小球的作用力。 图 2 1 5 解析 本题考查轻绳、轻杆、轻弹簧中力的方向及大小的特点，解题时要结合题意及小球处于平衡状态的受力特点。以小球为研究对象，受力分析如图 2 1 6 所示，小球受四个力的作用：重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力，其中轻杆的作用力的方向和大小不 能确定， 重力、弹簧的弹力二者的合力的大小为 F 15 N 设 F 与竖直方向夹角为 ， 图 2 1 6 F 1F35， 则 37 即
12、方向与竖直方向成 3 7 角斜向下，这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上。根据物体平衡的条件可知，轻杆对小球的作用力大小为 5 N ，方向与竖直方向成 37 角斜向上。 答案 5 N 方向与竖直方向成 37 角斜向上 题后悟道 ( 1) 对于弹力方向的确定，一定要分清情景类型及相关结论和规律，尤其要注意结合物体运动状态分析。 ( 2) 轻杆对物体的弹力不一定沿杆，其具体方向与物体所处的状态有关，一般应结合物体平衡或牛顿第二定律分析。 如图 2 1 7 所示，将两相同的木块 a ， b 置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时a ， b 均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力， a 所受摩擦力 F a 0 ， b 所受摩擦力 F b 0 ，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间 ( ) 图 2 1 7 A F a 大小不变 B F a 方向改变 C F b 仍然为零 D F b 方向向左 解析： 本题考查物体的受力分析、牛顿第二定律的瞬时性和弹簧的瞬时作用问题，意在考查考生对弹簧类问题中瞬
