《2020年高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第5讲 重力 弹力 摩擦力学案（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第5讲 重力 弹力 摩擦力学案（含解析）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5讲 重力 弹力 摩擦力研读考纲明方向 重读教材定方法(对应人教版必修1的页码及相关问题)1P51“重力”一段，为什么不说“地球对物体的吸引力就是重力”？重力指向地心吗？提示：重力是吸引力的一个分力，不总是相等；重力的方向竖直向下，并不一定指向地心。2P52图3.13、图3.14说明什么问题？提示：说明了质量分布均匀物体的重心在它的几何中心上，而质量分布不均匀的物体，重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。3P55“几种弹力”一段，归纳弹力的方向。提示：物体与面接触，弹力一定垂直于接触面，绳的弹力沿绳子指向绳收缩的方向，杆的弹力不一定沿杆。4P57“静摩擦力”一段，只有静
2、止的物体才受静摩擦力吗？静摩擦力的大小有何特点？提示：不是，运动的物体也可能受到静摩擦力；可以变化，大于零小于等于最大摩擦力。5P58说一说可以用fFN计算静摩擦力吗？列举静摩擦力作为动力、阻力的例子。提示：不能。比如手握紧杯子上下运动，向上运动时静摩擦力是动力，向下运动时是阻力。6P58“滑动摩擦力”一段，滑动摩擦力公式可以写成fmg吗？提示：不能，滑动摩擦力的公式为fFN，压力FN的大小不一定等于物体的重力mg。7P60科学漫步若流体的阻力fkv，猜想k可能与哪些因素有关？提示：可能与介质、物体的横截面积、物体的形状有关。8P61问题与练习T3。提示：35 N；30 N；0.3；20 N。
3、9P62实验O点的位置有什么特点？图3.43中什么线是虚线？什么线是实线？提示：O点位置不变。分力、合力是实线，其他辅助线是虚线。10P64问题与练习T1、T4。提示：T1：合力可能等于10 N，不可能等于5 N、15 N，合力最大值为12 N，最小值为8 N。T4：(1)；(2)；(3)。11P66说一说怎样由v1和v2找出变化量v?提示：如图所示。第5讲重力弹力摩擦力考点一重力一、力1定义：力是物体与物体间的相互作用。2作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。3性质：力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征。4四种基本相互作用：万有引力、电磁相互作用、强相互
4、作用和弱相互作用。二、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。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，这一点叫做物体的重心。 (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。(多选)关于地球上的物体，下列说法中正确的是()A
5、物体只有静止时才受重力作用B地面上的物体受到的重力垂直于水平面C重心是物体受到重力的等效作用点，故重心一定在物体上D物体所受重力的大小与物体运动状态无关答案BD解析重力始终存在，与运动状态无关，A错误，D正确；重力的方向竖直向下，是与当地水平面垂直，B正确；物体的重心不一定在物体上，C错误。考点二弹力一、基础知识1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。2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
6、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是弹簧长度的形变量，不是弹簧形变以后的长度。二、弹力有无的判断“三法”三、弹力方向的判定1.小车上固定一根弹性直杆A，杆顶固定一个小球B(如图所示)，现让小车从固定的光滑斜面上自由下滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是()答案C解析小车在光滑斜面上自由下滑，则加速度agsin(为斜面的倾角)，由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsin，则杆的弹力方向垂直于斜面向上，杆不会发生弯曲，C正确。2.如图所示，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
7、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()A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，轻弹簧对小球也不一定有弹力答案D解析若小球与小车一起做匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度agtan，则轻弹簧对小球无弹力，D正确。3如图所示的装置中，弹簧的原长和劲度系数都相等，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3，其大小关系是()AL1L2L3 BL1L2L2 DL3L1L2答案A解析根据胡克定律和平
8、衡条件分析可得：平衡时各弹簧的弹力都等于小球的重力，即kxG球，所以各弹簧的伸长量x相同，所以弹簧的长度LL原x也相等，A正确。4.如图所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力()A大小为7.5 NB大小为10 N C方向与水平方向成53角斜向右下方D方向与水平方向成53角斜向左上方答案D解析对球进行受力分析如图所示，AB杆对球的作用力与绳子对球的拉力的合力，与球的重力等值反向，则AB杆对球的作用力大小F12.5 N，A、B错误；设AB杆对球的作用力与水平方向夹角为，可得tan，53，D正确，C错误。5如图所
9、示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为，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的判断正确的是()A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小车以向右的加速度a运动时，一定有FD小车以向左的加速度a运动时，F，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角1满足tan1答案D解析小车静止时，Fmg，方向竖直向上，A、B错误；小车以向右的加速度a运动时，小球的受力分析如图所示，可得F，C错误；同理可知D正确。考点三摩擦力一、摩擦力的产生与方向1两种摩擦力的对比静摩擦力滑动摩擦力产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运
10、动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动大小(1)静摩擦力，与正压力无关，大小范围为0FFmax(2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关滑动摩擦力：FFN，为动摩擦因数，取决于接触面材料及粗糙程度，FN为正压力方向沿接触面与受力物体相对运动趋势的方向相反沿接触面与受力物体相对运动的方向相反2静摩擦力有无及方向的判断“三法”(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法：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：先确定受力较少的物体受到的静
11、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。3理解摩擦力应注意的问题 (1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。 (2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物体的运动。即摩擦力可以是阻力使物体减速，也可以是动力使物体加速。 (3)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定与施力物体保持相对静止。如图所示，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则()Af10，f20，f30 Bf
12、10，f20，f30Cf10，f20，f30 Df10，f20，f30解析首先对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f30。再将a和b看成一个整体，ab整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f20。再对a进行受力分析可知，由于a处于静止状态，a相对于b有向下运动的趋势，故a和b之间存在摩擦力作用，即f10，故C正确。答案C方法感悟(1)分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般整体法与隔离法综合使用。(2)判断静摩擦力主要采用状态分析法，即弄清物体的运动状态，然后由受力情况进行分析，其次采用假设法。(多选)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩
13、擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是()AA物体受到的摩擦力方向向右B三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零CB、C受到的摩擦力方向相同DB、C受到的摩擦力方向相反答案BC解析A物体与传送带一起匀速运动，它们之间无相对运动或相对运动趋势，即无摩擦力作用，A错误；B、C两物体虽运动方向不同，但都处于平衡状态，由沿传送带方向所受合力为零可知，B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用，故B、C正确，D错误。二、摩擦力大小的计算1静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态)时，利用力的平衡条件来求解其大小。(2)物体有加速度时，
14、若只有摩擦力，则Ffma，例如，匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度。若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求摩擦力。(3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，为了处理问题的方便，最大静摩擦力常常按近似等于滑动摩擦力处理。2计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有计算公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解。(2)公式FFN中FN为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力。(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关。(多选)物体A和B相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则()AA、B间无摩擦力的作用BB受到滑动摩擦力的大小为(mAmB)gsinCB受到的静摩擦力的大小为mAgsinD取走A物体后，B物体将匀加速下滑解析以A为研究对象，A处于平衡状态，因此有fmAgsin，所以A受到B对其沿斜面向上的摩擦力作用，故A错误；以A、B整体为研究对象，根据平衡状态有：(mAmB)gsinfB，故B正确；A对B的静摩擦力与B对A的静摩擦力大小相等，故有ffmAgsin，C正确；由前面分析知：(mA
