《2019届高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力学案（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1讲重力弹力摩擦力 高考命题解读分析年份高考(全国卷)四年命题情况对照分析1.考查方式受力分析是研究物体运动状态和运动规律的前提，并且将贯穿力学和电学问题分析的全过程.从历年命题看，主要在选择题中单独考查，同时对平衡问题的分析在后面的计算题中往往有所涉及.2.命题趋势本部分内容在高考命题中也有两大趋势：一是向着选择题单独考查的方向发展；二是选择题单独考查与电学综合考查并存.题号命题点2013年卷15题静止在斜面上物体的受力分析、临界问题的分析2014年卷23题实验：探究弹力和弹簧伸长的关系，模型为串联弹簧2016年卷19题物体受力的动态平衡，滑轮模型卷14题单物体受三力的动态平衡问题，图解法
2、分析卷17题滑轮模型的平衡问题，数学几何关系一、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：Gmg，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.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.二、弹力1.弹性形变：撤去
3、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.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：Fkx.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.深度思考如图1所示，一重为10N的球固定在支撑杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力方向及大小为多少？由此说
4、明杆弹力的方向有什么特点？图1答案AB杆对球的作用力与水平方向夹角为53，大小为12.5N杆弹力的方向不一定沿杆方向解析对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向，可得F方向斜向左上方，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为，可得：tan，53，F12.5N.说明杆弹力的方向不一定沿杆方向.三、摩擦力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相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动趋势接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动大小0FfFfmFfFN方向与受力物体相对运动趋势的方向相反
5、与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动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.深度思考1.摩擦力一定与接触面上的压力成正比吗？摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直吗？答案(1)滑动摩擦力与接触面上的压力成正比，而静摩擦力的大小与正压力无关，通常由受力平衡或牛顿第二定律求解.(2)由于正压力方向与接触面垂直，而摩擦力沿接触面的切线方向，因此二者一定垂直.2.判断下列说法是否正确.(1)静止的物体不可能受滑动摩擦力，运动的物体不可能受静摩擦力.()(2)滑动摩擦力一定是阻力
6、，静摩擦力可以是动力，比如放在倾斜传送带上与传送带相对静止向上运动的物体.()(3)运动物体受到的摩擦力不一定等于FN.()1.(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是()A.由Fkx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，与弹簧的长度改变量成反比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ACD2.在图中，a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是()答案C3.(粤教版必修1P74第9题改编)(多选)关于摩擦力，有人总结了四条“不
7、一定”，其中说法正确的是()A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力答案ABC4.(人教版必修1P61第3题)重量为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动.木箱从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动.由此可知：木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax_；木箱所受的滑动摩擦力F_，木箱与地板间的动摩擦因数_.如果用20N的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是_.答案35N30N0.3静摩擦力为20N5.(人教
8、版必修1P61第2题)一只玻璃瓶，在下列情况下是否受到摩擦力？如果受到摩擦力，摩擦力朝什么方向？(1)瓶子静止在粗糙水平桌面上.(2)瓶子静止在倾斜的桌面上.(3)瓶子被握在手中，瓶口朝上.(4)瓶子压着一张纸条，扶住瓶子把纸条抽出.答案(1)中不受摩擦力(2)中受到沿斜面向上的静摩擦力(3)中受竖直向上的静摩擦力(4)中瓶子受到与纸条运动方向一致的滑动摩擦力命题点一重力、弹力的分析与计算1.弹力有无的判断“三法”假设法思路假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力例证图中细线竖直、斜面光滑，因去
9、掉斜面体，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力替换法思路用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态.如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力例证图中轻杆AB、AC，用绳替换杆AB，原装置状态不变，说明杆AB对A施加的是拉力；用绳替换杆AC，原状态不能维持，说明杆AC对A施加的是支持力状态法思路由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力例证升降机以ag加速下降时物体不受底板的弹力作用2.弹力方向的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根
10、据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.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.例1(多选)如图2所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()图2A.小车静止时，Fmgsin，方向沿杆向上B.小车静止时，Fmgcos，方向垂直于杆向上C.小车向右匀速运动时，一定有Fmg，方向竖直向上D.小车向右匀加速运动时，一定有Fmg，方向可能沿杆向上“斜杆与竖直杆”；小车静止、匀速、向右匀加速运动.答案CD解析小球受重
11、力和杆的作用力F处于静止或匀速运动时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有Fmg，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，mg和F的合力应水平向右，如图所示.由图可知，Fmg，方向可能沿杆向上，选项C、D正确.例2如图3所示，质量均为m的A、B两球，由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R且球半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为()图3A.RB.RC.RD.R轻弹簧；静止于半径为R的光滑半球形碗中；球半径远小于碗的半径.答案D解析以A球为研究对象，小球受三个力：重力、弹力和碗的支持力.如图所示，由平衡条件，得到：
12、tan解得：x根据几何关系得：cos，则tan，所以x故弹簧原长x0R，故D正确.弹力方向的判定技巧1.弹力方向2.技巧点拨利用替代法判断轻杆提供的是拉力还是支持力：轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的，但轻绳只能提供拉力，轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力.1.如图4所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()图4A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不
13、一定有弹力答案D2.如图5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边长相等，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()图5A.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答案A解析取小球和盒子为一整体，不计一切摩擦时，其加速度agsin，方向沿斜面向下，因此小球随盒子沿斜面向上或沿斜面向下运动时，加速度gsin均由其重力沿斜面向下的分力产生，故球对盒子的左、右侧
14、面均无压力，但在垂直于斜面方向，因球受支持力作用，故球对盒子的下底面一定有压力，故只有A项正确.命题点二“动杆”和“定杆”与“活结”和“死结”问题1.“动杆”和“定杆”问题(1)动杆：若轻杆用转轴或铰链连接，当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则会引起杆的转动.如图6甲所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向.图6(2)定杆：若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向.如图乙所示，水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一个小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m10kg的重物，CBA30.滑轮受到绳子的作用力应为图丙中两段绳中拉力F1和F2的合力，因为同一根绳子张力处处相等，都等于重物的重力，即F1F2Gmg100N.用平行四边形定则作图，可知合力F100N，所以滑轮受绳的作用力为100N，方向与水平方向成30角斜向下，弹力的方向不沿杆.2.“活结”和“死结”问题(1)活结：当绳绕过滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上的力是相等的，即滑轮只改变力的方向不改变力的大小，例如图乙中，两段绳中的拉力大小都等于重物的重力.(2
