《（全国通用）2018高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国通用）2018高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力课件（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 相互作用,第1讲 重力 弹力 摩擦力,一、重力 1.产生:由于地球的 吸引 而使物体受到的力。 2.大小:G= mg 。 3.g的特点 (1)在地球上同一地点g值是一个不变的常数。 (2)g值随着 纬度 的增大而增大。 (3)g值随着高度的增大而减小。 4.方向: 竖直 向下。 5.重心 (1)相关因素:物体的 几何形状 、物体的 质量分布 。 (2)位置确定:质量分布均匀的规则物体,重心在其 几何中心 ;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用 悬挂法 确定。,二、弹力 1.形变:物体形状或体积的变化。 2.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体,由于要 恢复原状 ,会对与它接
2、触的物体产生力的作用。 (2)产生条件:物体相互 接触 ;物体发生 弹性形变 。 3.胡克定律 (1)内容:弹簧发生 弹性形变 时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成 正比 。 (2)表达式:F= kx ,k是弹簧的 劲度系数 ,单位为N/m;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。,【提示】(1)物体所受弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生的。 (2)物体所受弹力的方向与受力物体的形变方向相同,与施力物体的形变方向相反。,三、摩擦力 1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受到的 阻碍 相对运动或相对
3、运动趋势的力。 2.两种摩擦力的比较,【提示】(1)摩擦力可以是动力,也可以是阻力。 (2)运动的物体也可以受静摩擦力作用,静止的物体也可以受滑动摩擦力作用。 (3)摩擦力的方向与物体运动方向无关,与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反。 (4)有摩擦力必定有弹力,有弹力不一定有摩擦力。,考点二,考点三,考点一,考点一 弹力的有无及方向的判断 1.弹力有无的判断“三法” (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
4、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。 2.弹力方向的判断方法 (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)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。,考点四,考点二,考点三,考点一,典例1 画出图中物体A受力的示意图。,考点四,考点二,考点三,考点一,【解题思路】根据物体与各接触面的位置关系及物体的运动情况判断物体的受力情况,受力示意图见答案。,【参考答案】,考点四,考点二,考点三,考点一,【反思总结】 常见弹力的方向,考点四,考点二,考点三,考点一,如图所示,一倾角为45的斜面
5、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(B) 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增大时墙会对球有弹力,A项错误,B项正确;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,C、D项错误。,考点四,考点二,考点三,考点一,考点二 胡克定律的应用 1.弹簧产生的弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量。
6、2.轻弹簧(或橡皮绳)的质量除特别说明外一般都默认为零;由此特点可知,弹簧上的弹力大小处处相等。 3.弹簧既能产生拉力,也能产生压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能产生拉力,不能产生压力。 4.由于弹簧和橡皮绳受力时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变,但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们所受的弹力立即消失。,考点四,考点二,考点三,考点一,典例2 如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且弹簧均在弹性限度内)
7、,当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则x为 ( ),考点四,考点二,考点三,考点一,【解题思路】物体质量为m时,上面的弹簧处于原长,由于物体处于平衡状态,下面的弹簧一定对物体有向上的支持力,因此下面的弹簧被压缩x1,由平衡条件得k1x1-mg=0;换成质量为2m的物体后,下面的弹簧将进一步压缩x,同时上面的弹簧被拉伸x,平衡时有k1(x1+x)+k2x-2mg=0,联立解得 【参考答案】 A,考点四,考点二,考点三,考点一,【反思总结】 弹簧类弹力的计算要点: (1)确定弹簧处于原长时端点的位置。 (2)判断弹簧的形变形式和形变量:从弹簧端点的实际位置与 弹簧处于原长时端点的
8、位置对比判断弹簧的形变形式和形变量x,并由形变判断弹力的方向。 (3)由胡克定律计算弹力的大小。,考点四,考点二,考点三,考点一,考点四,一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2,弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为 ( C ),考点二,考点三,考点一,考点四,考点三 摩擦力方向的分析与判断 1.静摩擦力有无及方向的判断方法 (1)假设法:假设接触面光滑,若发生相对滑动,则说明存在相对运动趋势,二者间有静摩擦力,且静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反。 (2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再
9、利用牛顿第二定律(F=ma)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: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.滑动摩擦力方向的判断 (1)滑动摩擦力的方向与接触面相切,与物体相对运动方向相反。相比静摩擦力,滑动摩擦力的方向较为直观。 (2)对相对运动方向的理解:“相对”指与其接触的物体而言,即以与其接触的物体为参考系,不一定是相对地面的运动。,考点二,考点三,考点一,考点四,典例3 (2016长沙长郡中学月考)如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀
10、速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是 ( ) A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同 B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反 C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力 D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向与F相同,【解题思路】图甲中,假设A、B之间光滑接触,则物体A在水平方向不受任何外力作用,A仍可保持原来的匀速直线运动,故A不受摩擦力;图乙中,假设物体A不受摩擦力或所受摩擦力沿斜面向下时,则A将会在重力沿斜面向下的分力或该分力与摩擦力的合力作用下,沿斜面向上做匀减速直线运动,与题设条件矛盾,故A所受摩擦力应沿斜面向上。 【参考答案】 D,考点二
11、,考点三,考点一,考点四,【名师归纳】 对静摩擦力的两点理解: (1)静摩擦力是被动力,应“势”而生,逆“势”而为。静摩擦力的大小随“势”而变,其大小介于零和最大静摩擦力之间。 (2)静摩擦力的大小和方向具有“突变性”,即静摩擦力的大小和方向可瞬间发生变化。,考点二,考点三,考点一,考点四,如图所示,倾角为的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上, 通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与 斜面平行,A、B、C都处于静止状态,则 ( C ) A.B受到C的摩擦力一定不为零 B.C受到水平面的摩擦力一定为零 C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左 D.水平
12、面对C的支持力与B、C的总重力大小相等,【解析】以B物体为研究对象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力,静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力,所以可能为0,可能沿斜面向上或向下,A项错误;利用整体法(把B、C看作一个整体)可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向一定向左,B项错误,C项正确;同理,在竖直方向利用整体法判断水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力,D项错误。,考点二,考点三,考点一,考点四,考点四 摩擦力大小的分析与计算 1.滑动摩擦力大小的计算 (1)利用公式Ff=FN计算。 (2)利用平衡条件
13、和牛顿第二定律计算。 2.静摩擦力大小的计算 (1)被动性特点:静摩擦力的大小、方向跟接触面相互挤压力FN无直接关系,跟产生相对运动趋势的外力或运动状态密切相关,随着产生相对运动趋势的外力或运动状态的变化而变化。 (2)计算方法: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,可由牛顿第二定律建立方程求解。,典例4 如图所示,在粗糙的水平面上,长度为L、质量M=2 kg的长木板某时刻正以速度v0向右运动。现对长木板施加一水平向左的恒力F(大于3 N),同时将一质量m=1 kg的光滑小球无初速度地放置于长木板上表面与左端距离为 处,发现长木板向右运动距离 后立即反向向左运动。已知
14、长木板与水平面间的动摩擦因数=0.1,g取10 m/s2,规定水平向左为正方向,则长木板受到的摩擦力Ff随时间t的变化规律正确的是图中的 ( ),考点二,考点三,考点一,考点四,考点二,考点三,考点一,考点四,【参考答案】 A,考点二,考点三,考点一,考点四,【总结提升】 关于计算摩擦力大小的三点注意: (1)分清摩擦力的性质:静摩擦力或滑动摩擦力。 (2)应用滑动摩擦力的计算公式Ff=FN时,注意动摩擦因数,其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关,FN为两接触面间的正压力,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,与接触面积的大小无关。,考点二,考点三,考点一,考点四
15、,1.如图所示,物体A、B的质量分别为mA=10 kg,mB=20 kg,A与B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用水平力F=80 N向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(取g=10 m/s2),考点二,考点三,考点一,考点四,解:A与B、B与水平桌面间的最大静摩擦力分别为 FfA=mAg=30 N FfB=(mAg+mBg)=90 N 由于绳子对物体A的拉力FA= =40 NFfA 故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30 N,方向向左。 物体B受到向右的拉力 =40 N和A施加给它的大小为30 N的摩擦力 FB=40 N+30 N
16、FfB 故桌面对B的摩擦力为静摩擦力,大小为70 N,方向向左。,考点二,考点三,考点一,考点四,2.如图所示,物体放在倾斜木板上,当木板倾角为30和45时,物体受到的摩擦力大小恰好相同,则物体和木板间的动摩擦因数最接近 ( C ) A.0.5 B.0.6 C.0.7 D.0.8 【解析】当木板倾角为30和45时摩擦力相等,说明了30时物体受到的是静摩擦力,大小等于物体重力沿斜面向下的分力,即Ff1=mgsin 30,当倾角为45时,物体一定下滑,这时Ff2=mgcos 45,两摩擦力相等求得= 0.7,C项正确。,摩擦力的“突变”模型,1.“静静”突变 物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。 2.“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。 3.“动静”突
