(新高考)高考物理一轮复习课件第2章 第1讲 重力　弹力　摩擦力(含解析)

大一轮复习讲义第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力1.掌握重力的大小、方向及重心的概念.2.掌握弹力的有无、方向的判断及弹力大小的计算方法，理解并掌握胡克定律.3.会判断摩擦力的方向，会计算摩擦力的大小【目标要求】课时精练内容索引NEIRONGSUOYIN考点一重力和重心考点二弹力考点三摩擦力考点一重力和重心011.力(1)定义：力是一个物体对另一个物体的作用.(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的(即产生加速度).(3)性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征.运动状态基础回扣2.重力(1)产生：由于而使物体受到的力.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，可用测量.同一物体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.地球的吸引弹簧测力计竖直向下(4)重心：物体的各部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心.影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的分布.不规则薄板形物体重心的确定方法：法.注意：重心的位置不一定在物体上.质量悬挂1.(重力与重心)关于重力及重心，下列说法中正确的是A.一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B.据Gmg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大C.物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D.物体的形状改变后，其重心位置往往改变跟进训练12解析由于物体放在水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的示数减小了，但物体的重力并不改变，选项A错误；当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上g值较小，导致质量大的物体的重力不一定大，选项B错误；重力的方向是竖直向下的，选项C错误；物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，物体的形状改变后，其重心位置往往发生改变，选项D正确.122.(重力与重心)如图1所示，两辆车正以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是A.物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置与物体形状和质量分布无关D.重心是重力的作用点，重心一定在物体上12图图1解析物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于12一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以选项A正确，B错误；从题图中可以看出，车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故选项C错误；重心不一定在物体上，如圆环，所以选项D错误.考点二弹力021.弹力(1)定义：发生的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力的作用.(2)产生条件：物体间直接接触；接触处发生.(3)方向：总是与施力物体形变的方向.形变基础回扣形变相反2.弹力有无的判断方法(1)条件法：根据弹力产生条件物体是否直接接触并发生弹性形变.(2)假设法：假设两个物体间不存在弹力，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处弹力；若运动状态改变，则此处有弹力.(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.没有一定面与面点与面点与曲面曲面与平面垂直于接触面垂直于接触面垂直于切面垂直于平面3.弹力方向的判断(1)接触方式绳的弹力一定沿绳杆的弹力不一定沿杆弹簧分拉伸、压缩(2)轻绳、轻杆、轻弹簧4.弹力大小的计算(1)应用胡克定律Fkx计算弹簧的弹力注意：拉伸量与压缩量相等时弹力大小相等、方向相反.(2)静止或做匀速直线运动时应用平衡法计算弹力.(3)有加速度时应用牛顿第二定律计算弹力.例1(多选)如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面(点)均光滑，其中物体A所受弹力示意图正确的是考向1接触面间弹力有无的判断例2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，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g.现使小车以加速度a向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是A.杆对小球的弹力一定竖直向上B.杆对小球的弹力一定沿杆向上C.杆对小球的弹力大小为mgD.杆对小球的弹力大小为F考向2杆的弹力方向及大小计算图图2解析对小球受力分析如图，由图可知，当a大小变化时，杆上的弹力与竖直方向夹角变化，方向不一定沿杆，但一定是斜向上，且Fmg，故选项A、B、C错误；由几何关系可知，F，选项D正确.例3(多选)(2021江苏泰州市模拟)如图3所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F的关系图线，根据图线可以确定A.弹簧的原长为10cmB.弹簧的劲度系数为200N/mC.弹簧伸长15cm时弹力大小为10ND.弹簧伸长15cm时弹力大小为30N考向3胡克定律的理解及应用图图3当弹簧伸长量x15cm0.15m时，根据胡克定律得，Fkx2000.15N30N，故C错误，D正确.解析当弹力为零时，弹簧处于原长，则原长为10cm，故A正确；当弹簧的长度为5cm时，弹力为10N，此时弹簧压缩量x10cm5cm5cm0.05m，3.(弹力的方向)(2020青海西宁市模拟)下列图中各物体均处于静止状态.图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是34跟进训练解析选项A中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A错误；选项B中，因为右边的绳竖直向上，如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B错误；34球与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即选项D中大半圆对小球的支持力FN2应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心，故D错误；球与球接触处的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，且指向受力物体，故C正确.344.(弹力有无的判断)如图4所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球.当小车与小球相对静止，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B.轻弹簧一定对小球有弹力C.细绳不一定对小球有拉力，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，轻弹簧对小球也不一定有弹力34图图4解析当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，细绳的拉力FT0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D正确.3403考点三摩擦力1.定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生阻碍或的力.2.产生条件(1)接触面.(2)接触处有.(3)两物体间有或.3.方向：与受力物体或的方向相反.相对运动基础回扣相对运动趋势粗糙压力相对运动相对运动的趋势相对运动相对运动趋势4.大小(1)滑动摩擦力：Ff，为动摩擦因数；(2)静摩擦力：F.5.弹力与摩擦力的关系若两物体间有摩擦力，则两物体间弹力，若两物体间有弹力，但两物体间摩擦力.(填“一定有”或“不一定有”)FN0Fmax一定有不一定有1.摩擦力的六个“不一定”(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.(3)摩擦力不一定是阻力，也可以是动力.(4)摩擦力不一定使物体减速，也可以使物体加速.(5)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定保持相对静止.(6)受滑动摩擦力作用的物体不一定运动，但一定保持相对运动.技巧点拨2.计算摩擦力大小的思维流程例4(多选)(2020福建宁德市5月质检)中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一.在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带.某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住，如图5所示.则在向右行笔的过程中A.镇纸受到向左的摩擦力B.毛笔受到向左的摩擦力C.白纸只受到向右的摩擦力D.桌面受到向右的摩擦力考向1摩擦力方向的判断图图5解析白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受力不平衡，镇纸的作用是增大白纸与桌面之间的弹力与最大静摩擦力，故A错误；在书写的过程中毛笔相对纸面向右运动，受到向左的摩擦力，故B正确；白纸与镇纸之间没有摩擦力，白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受到毛笔对白纸向右的摩擦力以及桌面对白纸向左的摩擦力，故C错误；根据牛顿第三定律，白纸对桌面的摩擦力向右，故D正确.例5一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力，即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图6所示，其中F110N，F22N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为A.10N，方向向左B.6N，方向向右C.2N，方向向右D.0考向2静摩擦力的判断与计算图图6解析当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8N，可知最大静摩擦力Ffmax8N.当撤去力F1后，F22NFfmax，木块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在木块上的F2等大反向.例6为了研究手机保护套与书桌之间的动摩擦因数，小明找来了拉力传感器，先测得该带保护套的手机的质量为0.25kg，再按如图7甲所示将手机放置在桌面上，用拉力传感器缓慢拉手机，直至手机在桌面上缓慢向右运动一段距离，截取计算机屏幕上的一段Ft图线，如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则以下说法正确的是考向3滑动摩擦力的判断与计算图图7A.桌面所受的滑动摩擦力约为2.60N，方向向右B.手机保护套与桌面间的动摩擦因数随着拉力F的增大而增大C.若在手机上增加压力，手机保护套与桌面间的动摩擦因数增大D.手机保护套与桌面间的动摩擦因数为1.12解析由Ft图线可得，在0t1时间内，拉力F逐渐增大，在t1时刻，拉力达到最大，手机刚开始向右运动，即t1时刻拉力的大小等于最大静摩擦力Ffmax，约为2.80N，之后手机缓慢运动时拉力等于滑动摩擦力Ff，由题图乙可知手机所受的滑动摩擦力约为2.60N，方向向左，由牛顿第三定律可知桌面所受的滑动摩擦力大小约为2.60N，方向向右，A选项正确；动摩擦因数由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与拉力和压力都无关，且1.04，B、C、D选项错误.5.(静摩擦力的方向)(多选)如图8所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数均相同.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A.A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C.B、C受到的摩擦力方向相同D.B、C受到的摩擦力方向相反56跟进训练图图8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两物体虽然运动方向不同，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，B、C正确，D错误.566.(滑动摩擦力的计算)(2017全国卷16)如图9，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为56图图9解析当F水平时，根据平衡条件得Fmg；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60角时，由平衡条件得Fcos60(mgFsin60)，56课时精练041.下列关于力的叙述中正确的是A.力不能离开物体而独立存在B.相互接触的物体间才可能有力的作用C.物体间的作用力可以是相互的，也可以是独立的D.力的作用效果可以是使物体保持一定的速度向前运动123456789 10 11 12双基巩固练13 14 15 1