【配套K12】[学习]2019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
2019届高考物理一轮复习第二章相互作用学案20180420249

第二章相互作用[全国卷5年考情分析]基础考点常考考点命题概率常考角度形变、弹性、胡克定律(Ⅰ)矢量和标量(Ⅰ)以上2个考点未曾独立命题滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力(Ⅰ)'17Ⅱ卷T16(6分)'16Ⅰ卷T19(6分)'15Ⅰ卷T20(6分)'13Ⅱ卷T15(6分)独立命题概率30%综合命题概率70%(1)结合物体的平衡条件考查弹力、摩擦力(2)静摩擦力和滑动摩擦力转换过程中摩擦力的变化(3)力的合成与分解(4)静态平衡和动态平衡问题力的合成和分解(Ⅱ)'16Ⅲ卷T17(6分)'17Ⅰ卷T21(6分)'17Ⅲ卷T17(6分)'16Ⅲ卷T17(6分)'14Ⅱ卷T17(6分)'13Ⅱ卷T15(6分)综合命题概率100%共点力的平衡(Ⅱ)综合命题概率70%实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系'14Ⅱ卷T23(9分)综合命题概率30%实验三:验证力的平行四边形定则'17Ⅲ卷T22(6分)综合命题概率30%第1节重力__弹力(1)自由下落的物体所受重力为零。
(×)(2)重力的方向不一定指向地心。
(√)(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。
(√)(4)相互接触的物体间一定有弹力。
(×)(5)F=kx中“x”表示弹簧形变后的长度。
(×)(6)弹簧的形变量越大,劲度系数越大。
(×)(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。
(√)◎物理学史判断胡克定律是英国科学家胡克发现的。
(√)1.物体的重力与地球对物体的万有引力二者一般不相等。
2.胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用,但形变量应在弹性限度内。
3.解题中常用到的二级结论:(1)绳上的张力一定沿着绳指向绳收缩的方向。
(2)物体面面或点面接触时的弹力的方向一定垂直于接触面或接触点的切面指向受力物体。
(3)弹力的大小不一定等于物体的重力。
突破点(一) 弹力的有无及方向判断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。
2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第1讲重力、弹力、摩擦力

练案[4]第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力一、选择题(本题共12小题,1~8题为单选,9~12题为多选)1.(2022·广东梅州二模)2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中,需要舞者两脚前后分开,以胯部为轴,上半身后躺,与地面近乎平行,在舞者缓慢后躺的过程中,下列说法不正确的是( A )A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力B.舞者所受的支持力始终等于舞者的重力C.舞者越向下躺,重心越低D.舞者两脚间距越大,下弯时越稳定[解析]人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力,选项A错误,符合题意;舞者缓慢后躺,可认为都是平衡状态,则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力,选项B正确,不符合题意;舞者越向下躺,整个身体的重心越低,选项C正确,不符合题意;舞者两脚间距越大,重心越向下,下弯时越稳定,选项D正确,不符合题意。
2.(2022·陕西榆林市高三二模)一矿泉水瓶如图所示,其外壳是由食品级的弹性塑料制成的。
下列说法正确的是( C )A.手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变为非弹性形变B.手对矿泉水瓶的作用力是由矿泉水瓶的形变而产生的C.矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹是为了增大最大静摩擦力D.矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对平衡力[解析]手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变在手离开瓶后还能恢复原状,为弹性形变,故A错误;手对矿泉水瓶的作用力是由手的形变而产生的,故B错误;矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹,增加了瓶盖和瓶身的粗糙程度,手握瓶时可以增大最大静摩擦力,故C正确;矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对相互作用力,故D错误。
3.(2023·重庆南开中学高三阶段练习)艺术课上,老师将学生们的剪纸作品进行展出时,用磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,下列关于各物体的受力情况正确的是( D )A.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力B.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的C.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等D.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等[解析]磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对相互作用力,故A 错误;由弹力产生的条件可知:磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的,故B错误;由图可知,三块磁铁对剪纸的压力与黑板对剪纸的支持力相等,黑板对剪纸的摩擦力大小等于剪纸与磁铁的重力之和,而磁铁对剪纸的摩擦力大小等于磁铁的重力,可得磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等,由力的合成知:黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小不相等,故D 正确,C错误。
物理一轮复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力教案

第1讲重力弹力摩擦力错误!力和重力1.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。
2.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,而是万有引力沿竖直向下的一个分力。
(2)大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.注意:①物体的质量不会变;②G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即物体的重心.注意:重心的位置不一定在物体上.错误!弹力1.形变:物体在力的作用下形状和体积的变化.2.弹性形变:撤去外力作用后能够恢复原状的形变。
3.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:①物体间直接接触;②接触处发生弹性形变。
(3)方向:总是与施力物体形变的方向相反。
4.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:F=kx。
①k是弹簧的劲度系数,国际单位是牛顿每米,用符号N/m表示;k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
错误!静摩擦力、滑动摩擦力、动摩擦因数1.静摩擦力、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①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动趋势①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动大小0〈F f≤F fm F f=μF N方向与受力物体相对运动趋势的方向相反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。
高考物理新课标大一轮复习课件:第二章 相互作用 1

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 ( )
A.小车静止时,F=mgsin θ,方向沿杆向上 B.小车静止时,F=mgcos θ,方向垂直于杆向上 C.小车向右做匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向
上
D .小车向右做匀加速运动时,一定有 F>mg ,方向可能 沿杆向上 [解题探究] 审题关键词:固定曲杆. 杆发生微小弹性形变→杆上的弹力方向具有多种可能性→
阻碍相对运动趋势 具 相对运动趋势 有 _____________ 时 , 就 会 在 接 触 面 上 产 生
_________________的力.
(3)大小和方向
①大小:0<F≤Fm.
相反. ②方向:沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向____
[思维深化] 2.判断正误.正确的划“√”,错误的划“×”.
6.质量为 m 的物体在水平面上,在 大小相等、互相垂直的水平力 F1 和 F2 的 作用下,从静止开始沿水平面运动,如图 所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为 μ,则物体 ( )
A.在 F1 的反方向上受到 Ff1=μmg 的摩擦力 B.在 F2 的反方向上受到 Ff2=μmg 的摩擦力 C.在 F1、F2 合力的反方向上受到的摩擦力为 Ff= 2μmg D.在 F1、F2 合力的反方向上受到的摩擦力为 Ff=μmg
1.如图所示,两辆车在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或质量分布有关
D.力是使物体运动的原因
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A正确,
2019版高考物理江苏版一轮配套讲义:专题二 相互作用 含解析 精品

专题二相互作用【考纲解读】分析解读受力分析是解决力学问题的基础和关键,共点力作用下的物体的平衡条件更是广泛应用于力、热、电等各模块当中,这就决定了本专题知识在高考中的重要位置。
【命题探究】(1)C受力平衡,2F cos30°=mg解得F=错误!未找到引用源。
mg(2)C恰好降到地面时,B受C压力的水平分力最大F xmax=错误!未找到引用源。
mgB受地面的最大静摩擦力f=μmg根据题意f min=F xmax解得μmin=错误!未找到引用源。
(3)C下降的高度h=(错误!未找到引用源。
-1)RA的位移x=2(错误!未找到引用源。
-1)R摩擦力做功的大小W f=fx=2(错误!未找到引用源。
-1)μmgR根据动能定理W-W f+mgh=0-0解得W=(2μ-1)(错误!未找到引用源。
-1)mgR【五年高考】考点一常见的三种力1.(2014广东理综,14,4分)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是()A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向答案A2.(2013广东理综,20,6分)(多选)如图所示,物体P静止于固定的斜面上, P的上表面水平。
现把物体Q轻轻地叠放在P上,则()A.P向下滑动B.P静止不动C.P所受的合外力增大D.P与斜面间的静摩擦力增大答案BD3.(2013上海单科,8,2分)如图,质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面。
让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是()答案A考点二力的合成和分解1.(2015广东理综,19,6分)(多选)如图所示,三条绳子的一端都系在细直杆顶端,另一端都固定在水平地面上,将杆竖直紧压在地面上,若三条绳长度不同,下列说法正确的有()A.三条绳中的张力都相等B.杆对地面的压力大于自身重力C.绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D.绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力答案BC考点三受力分析共点力的平衡1.(2017课标Ⅱ,16,6分)如图,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。
2019版高考物理一轮复习-第二章-相互作用-第1讲-重力-弹力-摩擦力课件

6.(多选)下列关于摩擦力的说法,正确的是( ) A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可 能使物体加速 B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能 使物体减速 C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也 可能使物体加速 D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可 能使物体减速
【规律方法】 弹力方向的判定技巧 (1)几种常见的弹力方向
(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.
【针对训练】 1.如图是我国的极地考察破冰船—— “雪龙号”.为满足破冰航行的要求,其 船体结构经过特殊设计,船体下部与竖直 方向成特殊角度.则船体对冰块的弹力示意图正确的是
第1讲 重力 弹力 摩擦力
【基础知识必备】 一、重力 1.力 (1)力的概念:物体与物体之间的相__互__作用. (2)力的作用效果(两类效果)使 改物 变体 物发 体生 的__形运____变动____状_. _态___.
2.重力 (1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.
(2)大小:G=_m_g__.
【典例1】 如图所示,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α的固定斜面滑动,不计一切摩擦, 下列说法中正确的是( )
A.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
解析:由胡克定律得F=k1x1,则k1=02.02 N/m=100 N/m;由ΔF=kΔx知ΔF1=k1Δx,ΔF1=100×0.1 N=10 N, 故小弹簧的弹力变化为ΔF2=(50-20)-ΔF1=20 N,又ΔF2= k2Δx,所以k2=02.01 N/m=200 N/m.
高考物理一轮复习《相互作用》经典例题分析+同步练习(带答案)

第二章 相互作用第1单元 力 重力和弹力 摩擦力一、力:是物体对物体的作用(1) 施力物体与受力物体是同时存在、同时消失的;力是相互的 (2) 力是矢量(什么叫矢量——满足平行四边形定则) (3) 力的大小、方向、作用点称为力的三要素 (4) 力的图示和示意图(5)力的分类:根据产生力的原因即根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等;根据力的作用效果命名即效果力如拉力、压力、向心力、回复力等。
(提问:效果相同,性质一定相同吗?性质相同效果一定相同吗?大小方向相同的两个力效果一定相同吗?)(6) 力的效果:1、加速度或改变运动状态 2、形变(7) 力的拓展:1、改变运动状态的原因 2、产生加速度 3、牛顿第二定律 4、牛顿第三定律二、常见的三种力 1重力(1) 产生:由于地球的吸引而使物体受到的力,是万有引力的一个分力 (2) 方向:竖直向下或垂直于水平面向下 (3) 大小:G=mg ,可用弹簧秤测量两极 引力 = 重力 (向心力为零)赤道 引力 = 重力 + 向心力 (方向相同) 由两极到赤道重力加速度减小,由地面到高空重力加速度减小(4) 作用点:重力作用点是重心,是物体各部分所受重力的合力的作用点。
重心的测量方法:均匀规则几何体的重心在其几何中心,薄片物体重心用悬挂法;重心不一定在物体上。
2、弹力(1)产生:发生弹性形变的物体恢复原状,对跟它接触并使之发生形变的另一物体产生的力的作用。
(2)产生条件:两物体接触;有弹性形变。
(3)方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况有:轻绳的弹力方向是沿着绳收缩的方向;支持力或压力的方向垂直于接触面,指向被支撑或被压的物体;弹簧弹力方向与弹簧形变方向相反。
(4)大小:弹簧弹力大小F=kx (其它弹力由平衡条件或动力学规律求解)1、 K 是劲度系数,由弹簧本身的性质决定2、 X 是相对于原长的形变量3、 力与形变量成正比(5) 作用点:接触面或重心【例1】如图所示,两物体重力分别为G 1、G 2,两弹簧劲度系数分别为k 1、k 2,弹簧两端与物体和地面相连。
【世纪金榜】高考物理第一轮复习 第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力教师配套课件 新人教版必修1

【解析】选B、C。由于容器静止不动,容器和墙壁之间的摩擦 力应和水的重力等大,故逐渐增大,B正确;如果力F比较大,当水 充满容器时,水的重力仍未达到墙和容器间的最大静摩擦力,就 不用改变力F的大小,即C正确。
考点 3 摩擦力的分析与计算(三年5考)பைடு நூலகம்解题技巧
【考点解读】摩擦力大小的计算方法 1.滑动摩擦力的计算方法 可用公式f=μN计算,注意对物体间相互挤压的弹力N的分析,并 不总是等于物体的重力,它与研究对象受到的垂直接触面方向 的力密切相关,也与研究对象在该方向上的运动状态有关。
2.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)产生的条件。 ①物体间直接_接__触__;②接触处发生_弹__性__形__变__。 (3)方向:总是与物体形变的方向_相__反__。
3.胡克定律 (1)内容:在_弹__性__限__度__内,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长 度x成_正__比__。 (2)表达式:F=_k_x_。k是弹簧的_劲__度__系__数__,由弹簧自身的性质决 定,单位是_牛__顿__每__米__,用符号_N_/_m_表示。x是弹簧长度的_变__化__量__, 不是弹簧形变以后的长度。
①接触面_粗__糙__ ②接触处有_压__力__ ③两物体间有_相__对__运__动__
大小、 方向
大小:_0_<f≤_f_ma_x
大小:f=_μ__N_
方向:与受力物体相对 方向:与受力物体相对运动的方向 运动趋势的方向_相__反__ _相__反__
作用 总是阻碍物体间的 效果 _相__对__运__动__趋__势__
知识点 2 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 Ⅰ
滑动摩擦力和静摩擦力的对比:
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第1讲重力弹力摩擦力【基础梳理】一、重力、弹力1.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)方向:总是竖直向下.(4)重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.(2)产生的条件①两物体相互接触;②发生弹性形变.(3)方向:与物体形变方向相反.3.胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.(2)表达式:F=kx.①k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.②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.二、摩擦力1.两种摩擦力的对比2.(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,即μ=F fF N. (2)决定因素:接触面的材料和粗糙程度.【自我诊断】判一判(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用.( ) (2)物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反.( ) (3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向.( ) (4)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同.( )(5)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面的面积大小也无关.( ) (6)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用.( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√做一做如图所示,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棱长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( )A .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提示:选A.先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a =g sin α,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a =g sin α,方向沿斜面向下,小球重力沿斜面向下的分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要盒子的左、右侧面提供弹力.故选项A 正确.想一想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?提示:(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.弹力的分析与计算[学生用书P19]【知识提炼】1.弹力的判断(1)弹力有无的判断方法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.若状态不变,则此处不存在弹力;若状态改变,则此处一定有弹力.③状态法:根据物体的状态,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①五种常见模型中弹力的方向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.2.弹力大小计算的三种方法(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.【典题例析】(2017·高考全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A .86 cmB .92 cmC .98 cmD .104 cm[审题突破] 缓慢移至同一点可做平衡态处理;始终处于弹性限度内说明劲度系数k 不变;钩码挂在绳的中点,相当于两根绳共同承担钩码重力.利用胡克定律求解即可.[解析] 将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k )与竖直方向夹角θ均满足sin θ=45,对钩码(设其重力为G )静止时受力分析,得G =2k ⎝ ⎛⎭⎪⎫1 m 2-0.8 m 2cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G =2k ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 2-0.8 m 2,联立解得L =92 cm ,可知A 、C 、D 项错误,B 项正确.[答案] B(1)面面接触、点面接触、球面接触、球球接触的弹力垂直于接触公切面,判断弹力有无时常用假设法来判断.(2)对轻绳,弹力方向一定沿绳收缩的方向.当绳中无结点或通过滑轮时,同一根绳上张力相等;若有结点,则当两段绳处理,张力不一定相等.(3)对轻杆,若端点用铰链连接,弹力方向一定沿杆的方向;若端点固定连接,弹力方向不一定沿杆方向,由端点物体所受其他力的合力及物体的状态判断和计算.(4)对轻弹簧,弹力满足胡克定律且既能产生拉力也可产生支持力,需注意方向的多样性,轻弹簧两端受力始终大小相等,与其运动状态无关.弹簧的弹力不能发生突变.【迁移题组】迁移1 弹力的有无及方向判断1.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α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( )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解析:选D.若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a =g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D 正确.迁移2 轻绳模型中的“死结”和“活结”问题 2.(多选)如图所示,用滑轮将质量为m 1、m 2的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0<θ<180°,整个系统处于平衡状态,关于m 1、m 2的大小关系应为( )A .m 1必大于m 2B .m 1必大于m 22C .m 1可能等于m 2D .m 1可能大于m 2 解析:选BCD.结点O 受三个力的作用,如图所示,系统平衡时F 1=F 2=m 1g ,F 3=m 2g ,所以2m 1g cos θ2=m 2g ,m 1=m 22cosθ2,所以m 1必大于m 22.当θ=120°时,m 1=m 2;当θ>120°时,m 1>m 2;当θ<120°时,m 1<m 2,故B 、C 、D 选项正确.迁移3 轻弹簧模型中胡克定律的应用3.如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧质量都为零,以L 1、L 2、L 3、L 4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()A .L 2>L 1B .L 4>L 3C .L 1>L 3D .L 2=L 4解析:选D.弹簧伸长量由弹簧的弹力(F 弹)大小决定.由于弹簧质量不计,这四种情况下,F 弹都等于弹簧右端拉力F ,因而弹簧伸长量均相同,故选D 项.迁移4 轻杆模型中的铰链问题4.(2018·潍坊模拟)如图甲所示,轻杆OB 可绕B 点自由转动,另一端O 点用细绳OA 拉住,固定在左侧墙壁上,质量为m 的重物用细绳OC 悬挂在轻杆的O 点,OA 与轻杆的夹角∠BOA =30°.乙图中水平轻杆OB 一端固定在竖直墙壁上,另一端O 装有小滑轮,用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m 的重物,图中∠BOA =30°,求:(1)甲、乙两图中细绳OA的拉力各是多大?(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大?(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大?解析:(1)由于甲图中的杆可绕B转动,是转轴杆(是“活杆”),故其受力方向沿杆方向,O点的受力情况如图1所示,则O点所受绳子OA的拉力F T1、杆的弹力F N1的合力与物体的重力是大小相等、方向相反的,在直角三角形中可得,F T1=mgsin 30°=2mg;乙图中是用一细绳跨过滑轮悬挂物体的,由于O点处是滑轮,它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小,且AOC是同一段绳子,而同一段绳上的力处处相等,故乙图中绳子拉力为F′T1=F′T2=mg.(2)由图1可知,甲图中轻杆受到的弹力为F′N1=F N1=mgtan 30°=3mg.(3)对乙图中的滑轮受力分析,如图2所示,由于杆OB不可转动,所以杆所受弹力的方向不一定沿OB方向.即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等,方向相反,由图2可得,F2=2mg cos 60°=mg,则所求力F′N2=F2=mg.答案:(1)2mg mg(2)3mg(3)mg摩擦力的分析与计算[学生用书P21]【知识提炼】1.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判断物体的状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(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: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的方向.2.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(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小.②物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.(2)滑动摩擦力大小的计算:滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:①μ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;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.【典题例析】长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大),另一端不动,如图所示,则铁块受到的摩擦力F f随角度α的变化图象可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )[审题指导] 找到物体摩擦力的突变“临界点”是解答此题的关键.[解析] 设木板与水平面间的夹角增大到θ时,铁块开始滑动,显然当α<θ时,铁块与木板相对静止,由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦力的大小为F f=mg sin α;当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,设动摩擦因数为μ,由滑动摩擦力公式得铁块受到的摩擦力为F f=μmg cos α.通过上述分析知道:α<θ时,静摩擦力随α角增大按正弦函数增大;当α≥θ时,滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小,故C正确.[答案] C判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)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.(2)分析摩擦力方向时,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”,考虑不同方向时的两种情况.【迁移题组】迁移1 摩擦力的有无和方向判断1.如图所示,某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包,现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上,与传送带一起斜向上匀速运动,其间突遇故障,传送带减速直至停止.若上述匀速和减速过程中,麻袋包与传送带始终保持相对静止,则下列说法正确的是( )A.匀速运动时,麻袋包只受重力与支持力作用B.匀速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C.减速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D.减速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上解析:选B.传送带匀速运动时,麻袋包受力平衡,麻袋包除受重力、垂直传送带向上的支持力外,还要受沿斜面向上的摩擦力的作用,A错误、B正确,传送带向上减速运动时,麻袋包的加速度沿斜面向下,设传送带倾角为θ,麻袋包的加速度大小为a.当a=g sin θ时,摩擦力为零;当a>g sin θ时,摩擦力沿传送带向下;当a<g sin θ时,摩擦力沿传送带向上,C、D错误.迁移2 滑动摩擦力的分析与计算2.(2017·高考全国卷Ⅱ)如图,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.物块与桌面间的动摩擦因数为( )A.2- 3 B.3 6C.33D.32解析:选C.当拉力水平时,物块做匀速运动,则F=μmg,当拉力方向与水平方向的夹角为60°时,物块也刚好做匀速运动,则F cos 60°=μ(mg-F sin 60°),联立解得μ=33,A、B、D项错误,C项正确.迁移3 静摩擦力的分析与计算3.如图所示为武警战士用头将四块砖顶在墙上苦练头功的照片.假设每块砖的质量均为m,砖与墙面、砖与头间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.要使砖恰好静止不动,则武警战士的头对砖施加的水平力为( )A.mgμ B .2mg μC.3mg μD .4mg μ解析:选B.以四块砖为研究对象,进行受力分析.砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等,即f 1+f 2=4mg ,又f 1=f 2=μF ,联立两式可得F =2mg μ,即武警战士施加的水平力为F =2mgμ,选项B正确.摩擦力的“突变”问题[学生用书P22]【知识提炼】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”或动—静“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—动“突变”:某物体相对于另一物体滑动的过程中,若突然相对运动方向变了,则滑动摩擦力方向发生“突变”.【典题例析】(多选)如图所示,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 f a ≠0,b 所受摩擦力F f b =0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )A .F f a 大小不变B .F f a 方向改变C .F f b 仍然为零D .F f b 方向向右[审题指导] 解答本题应注意两个条件 (1)粗糙水平面;(2)剪断瞬间.在瞬间变化时,轻绳的弹力可以发生突变,而弹簧的弹力不发生变化.[解析] 剪断右侧绳的瞬间,右侧绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以b 相对地面有向左的运动趋势,受到静摩擦力F f b 方向向右,C 错误、D 正确.剪断右侧绳的瞬间,木块a 受到的各力都没有发生变化,A 正确、B 错误.[答案] AD临界法分析摩擦力突变问题的三点注意(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题.有时,有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”,但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态.(2)静摩擦力的大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值.存在静摩擦的连接系统,相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值.(3)研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点.【迁移题组】迁移1 静—静“突变”1.一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,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为( )A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右C.2 N,方向向右D.0解析:选C.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8 N,方向向左.可知最大静摩擦力F fmax≥8 N.当撤去力F1后,F2=2 N<F fmax,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,选项C正确.迁移2 动—静“突变”2.如图所示,把一重为G的物体,用一水平方向的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是下图中的( )解析:选B.物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力F f的作用,由于F f从零开始均匀增大,开始一段时间F f<G,物体加速下滑;当F f=G时,物体的速度达到最大值;之后F f>G,物体向下做减速运动,直至减速为零.在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为F f=μF N=μF=μkt,即F f与t成正比,是一条过原点的倾斜直线.当物体速度减为零后,滑动摩擦力突变为静摩擦力,其大小F f=G,所以物体静止后的图线为平行于t轴的直线.正确答案为B.迁移3 动—动“突变”3.传送带以恒定的速率v=10 m/s运动,已知它与水平面成α=37°,如图所示,PQ=16 m,将一个小物体无初速度地放在P点,小物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,问当传送带逆时针转动时,小物体运动到Q 点的时间为多少?解析:当传送带逆时针转动时,对物体受力分析:重力mg 、支持力N 和摩擦力f (方向向下) 则由牛顿第二定律有:mg sin α+μmg cos α=ma 1 代入数据解得a 1=10 m/s 2(方向沿斜面向下)故当经过时间t 1=1 s 后,物体的速度与传送带相同.此时物体运动了5 m ,则在此后的过程中摩擦力f 的方向向上则由牛顿第二定律有:mg sin α-μmg cos α=ma 2 代入数据解得a 2=2 m/s 2(方向沿斜面向下) 在由运动学公式L =vt 2+12a 2t 22解得t 2=1 s(另一个解舍去)故综上所述总用时为t 总=(1+1) s =2 s. 答案:见解析学生用书P22]1.(2016·高考全国卷Ⅲ)如图,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球.在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )A.m2 B .32m C .mD .2m解析:选C.由于轻环不计重力,故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向,即沿半径方向;又两侧细线对轻环拉力相等,故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线,因为两轻环间的距离等于圆弧的半径,故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形;又小球对细线的拉力方向竖直向下,由几何知识可知,两轻环间的细线夹角为120°,对小物块进行受力分析,由三力平衡知识可知,小物块质量与小球质量相等,均为m ,C 项正确.2.(2015·高考山东卷)如图,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )A.1μ1μ2B .1-μ1μ2μ1μ2C.1+μ1μ2μ1μ2D .2+μ1μ2μ1μ2解析:选B.B 恰好不下滑时,μ1F =m B g ,A 恰好不滑动,则F =μ2(m A g +m B g ),所以m A m B =1-μ1μ2μ1μ2,选项B正确.3.如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上,受到向右的拉力F 的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,下列说法正确的是( )A .木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2mgB .木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m +M )gC .当F >μ2(m +M )g 时,木板便会开始运动D .无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动解析:选D.由于木块在木板上运动,所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用,其大小为μ1mg ,根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg .又由于木板处于静止状态,木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg 和地面的静摩擦力的作用,二力平衡,选项A 、B 错误;若增大F 的大小,只能使木块的加速度大小变化,但木块对木板的滑动摩擦力大小不变,因而也就不可能使木板运动起来,选项C 错误,D 正确.4.如图所示,斜面为长方形的斜面体倾角为37°,其长AD 为0.8 m ,宽AB 为0.6 m .一重为20 N 的木块原先在斜面体上部,当对它施加平行于AB 边的恒力F 时,刚好使木块沿对角线AC 匀速下滑,求木块与斜面间的动摩擦因数μ和恒力F 的大小.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)解析:木块在斜面上的受力示意图如图所示,由于木块沿斜面向下做匀速直线运动,由平衡条件可知:F =mg sin 37°·tan α=20×0.6×0.60.8N =9 N木块受到的摩擦力为F f =(mg sin 37°)2+F 2=(20×0.6)2+92N =15 N 由滑动摩擦力公式得 μ=F f F N =F f mg cos 37°=1520×0.8=1516.答案:15169 N[学生用书P281(单独成册)] (建议用时:60分钟)一、单项选择题 1.如图所示,人向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离桌面以前,则( ) A .木板露出桌面后,推力将逐渐减小 B .木板露出桌面后,木板对桌面的压力将减小 C .木板露出桌面后,桌面对木板的摩擦力将减小 D .推力、压力、摩擦力均不变解析:选D.在木板翻离桌面以前,由其竖直方向受力分析可知,桌面对木板的支持力等于重力,所以木板所受到的摩擦力不变,又因为长木板向右匀速运动,所以推力等于摩擦力,不变.综上所述,选项D 正确.2.如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F ,且F 通过球心.下列说法正确的是( )A .球一定受墙水平向左的弹力B .球可能受墙水平向左的弹力C .球一定受斜面水平向左的弹力D .球可能受垂直于斜面向上的弹力解析:选B.F 的大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F 增大时墙才会对球有弹力,所以选项A 错误,B 正确;斜面对球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向上,所以选项C 、D 错误.3.(2018·聊城模拟)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( )解析:选C.小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=g sin θ(θ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g sin θ,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C正确.4.(2018·四川彭州中学月考)物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然转动,转动的方向如图中箭头所示,则传送带转动后( )A.M将减速下滑B.M仍匀速下滑C.M受到的摩擦力变小D.M受到的摩擦力变大解析:选B.传送带突然转动前物块匀速下滑,对物块进行受力分析:物块受重力、支持力、沿传送带斜向上的滑动摩擦力.传送带突然转动后,对物块进行受力分析,物块受重力、支持力,由于传送带斜向上运动,而物块沿传送带斜向下运动,所以物块所受到的摩擦力不变仍然沿传送带斜向上,所以物块仍匀速下滑.故选B.5.(2018·苏州调研)如图所示,一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子,沙粒之间的动摩擦因数为μ1,沙子与车厢底板间的动摩擦因数为μ2(μ2>μ1),车厢的倾角用θ表示,下列说法正确的是( ) A.要顺利地卸干净全部沙子,应满足tan θ<μ2B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足sin θ>μ2C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>tan θ>μ1D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足tan θ>μ2>μ1解析:选C.因为μ2>μ1,可知越是上层的沙子越容易卸下,当与车厢底板接触的沙子从车上卸下时,全部沙子就能顺利地卸干净,则有mg sin θ>μ2mg cos θ,得tan θ>μ2,故A、B错误.与车厢底板不接触的沙子卸下,而与车厢底板接触的沙子未卸下时,只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,这时应有mg sin。