2015届高中物理一轮复习课件相互作用物体平衡

专题二
相互作用与物体平衡
考点内容
要求 Ⅰ Ⅰ
1.滑动摩擦力、动摩擦因数、 静摩擦力
2.形变、弹性、胡克定律 3.矢量和标量 4.力的合成与分解 5.共点力的平衡 6.实验二：探究弹力和弹簧伸 长的关系 7.实验三：验证力的平行四边 形定则
Ⅰ Ⅱ Ⅱ
热点考向 1.本专题的高考热点主要有两个： 一是以生活中可能出现的各种情 况，考查对重力、弹力、摩擦力的 理解和计算；二是考查力的合成与 分解和共点力平衡的综合应用． 2．本专题的知识点常常与牛顿运 动定律、功能关系、电磁学的内容 结合起来考查，单独考查本专题内 容常以选择题为主，难度不大，而 且命题多与体育运动、生活、生产 相联系.
答案：BD
拓展提升：解决弹簧弹力问题的关键在于理解 F＝kΔx 中 Δx 的含义，同时要清楚一根弹簧的劲度系数只与弹簧本身的材 料和做工有关，与弹簧的伸长量和承受的力是无关的．高中物 理中的弹簧是一种模型，没有质量．因此这种模型无论处于什 么状态，所受合外力都为零，即弹簧两端弹力永远等大反向， 且形变量越大，具有的弹性势能就越大．
拓展提升：在计算摩擦力时，应首先判断该摩擦力是静摩 擦力还是滑动摩擦力．
【触类旁通】 3．(双选)如图 2-1-7 所示，一木块在垂直于倾斜天花板平 面方向上的推力 F 作用下处于静止状态，下列判断正确的是 ( )
A.天花板与木块间的弹力一定不为零
B.天花板对木块的摩擦力可能为零 C.木块受到天花板的摩擦力随推力 F 的增 大而变化 D.逐渐增大 F 的过程，木块将始终保持静止 图 2-1-7 答案：AD
热点 2 轻弹簧的弹力问题 【例 2】(双选)某缓冲装置可抽象成图 2-1-4 所示的简单模 型．图中 K1、K2 为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧．下列 表述正确的是( )
A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力 大小相等 图 2-1-4
C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
热点 1 用“假设法”判断弹力和摩擦力的有无 方法简介：假设法是对于待求解的问题，在与原题所给条
件不相违的前提下，人为的加上或减去某些条件，以使原题方
便求解．求解物理试题常用的有假设物理情景，假设物理过程，
假设物理量等，利用假设法处理某些物理问题，往往能突破思
维障碍，找出新的解题途径，化难为易，化繁为简．
A．阻碍物体运动的力称为摩擦力
)
B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C．静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直
D．接触面上的摩擦力总是与接触面平行
解析：摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对滑动或相对 滑动趋势的，而不是阻碍物体的运动，A 选项错误．摩擦力的 方向与相对滑动方向或相对滑动趋势方向相反，B 选项错误． 当相对滑动趋势方向与运动方向垂直时，静摩擦力的方向就与 运动方向垂直，C 选项正确．摩擦力是切向力，故与接触面平 行，D 选项正确．
分力 ， 5．重力与万有引力的关系：重力是万有引力的_________
粗略计算时可认为两者大小相等．
重心可以在物体上，也可以在物体外．
【自主检测】 1．关于重力，下列说法正确的是( )
A．风筝升空后，越升越高，说明风筝受到的重力越来越小 B．地球给物体施加重力，而物体对地球没有力的作用 C．艺术体操运动员在做各种优美动作的时候，其重心位 置不断变化 D．重力的方向总是垂直于地面 解析：注意力的相互性和重力方向竖直向下的含义． 答案：C
D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
解析：不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，A 错 误；在垫片向右运动的过程中，由于两个弹簧相连，则它们之 间的作用力等大，B 正确；由于两弹簧的劲度系数不同，由胡 克定律F＝kΔx可知，两弹簧的形变量不同，则两弹簧的长度不 相等，C 错误；在垫片向右运动的过程中，由于弹簧的弹力做 功，则弹性势能将发生变化，D 正确．
解析：设主动轮 P 与皮带间无摩擦力，则当 P 顺时针启动 时，P 与皮带间将打滑，此时 B 点将相对于 A 点向上运动．实 际上，P 与皮带间没有打滑，可见 B 点相对于 A 点有向上运动 趋势，反之 A 点相对于 B 点有向下运动趋势，所以 A、B 两点 受到的摩擦力的方向分别为向上、向下．同理，可得 C、D 两 点受到的摩擦力的方向为向上、向下． 答案：D
kx 律：F＝____________ ，式中 k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的
形变量(并非原长或总长)．
【自主检测】 2．有关弹力的说法中正确的是( A．弹力的大小总是与形变成正比 B．弹力的反作用力不一定是弹力 C．弹力的平衡力一定是弹力 D．桌子上的铅笔给桌子的压力是由于铅笔发生形变而产 生的 答案：D )
【触类旁通】 2．在如图 2-1-5 所示的三种情况中，砝码的质量均为 M， 滑轮的摩擦可不计，则三个弹簧测力计的示数 T1、T2、T3 的大 小关系是( )
图 2-1-5 A．T1＝T2<T3 C．T1<T2<T3 B．T1＝T3<T2 D．T1＝T2＝T3
解析：图中各弹簧受到相同的作用力，根据胡克定律，则
3．方向
与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反． 4．大小
μFN (1)滑动摩擦力：F＝________. Fmax 0 (2)静摩擦力：________< F≤________.
静摩擦力大小受运动状态影响，而滑动摩擦力大小不受运
动状态影响．
【自主检测】
3．(双选)下列关于摩擦力的说法中正确的是(
第1讲
重力 弹力 摩擦力
考点 1 重力 吸引 1．定义：由于地球的____________ 而使物体受到的力．
mg 2．大小：G＝____________.
水平面 竖直向下 3．方向：____________________ ，即垂直于____________ ． 4．重心：重力的作用点． 形状 以及____________ 质量分布 有关． (1)物体的重心与它的________ (2)质量分布均匀且有规则几何外形的物体，其重心在物体 几何中心 ． 的____________
考点 3 滑动摩擦力和静摩擦力
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
相对运动 动的趋势时，在接触面上产生阻碍________________ 或 相对运动趋势 的力． ________________ 2．产生条件
粗糙 ；(2)接触处有________ 弹力 ；(3)两物体间有 (1)接触面________ 相对运动 或________________ 相对运动趋势 ． ____________
考点 2 形变和弹力
1．弹性形变：撤去外力后物体能够完全恢复原状的形变．
2．弹力：物体由于发生弹性形变而对跟它接触的物体产生 力的作用． 3．弹力产生的条件 直接接触 ． (1)两物体____________ 弹性形变 ． (2)接触处发生____________
4．弹力方向的判断 绳收缩 的方向． (1)细绳的拉力的方向一定沿绳指向__________ 受力 (2) 接触面上的弹力的方向垂直于接触面指向__________ 物体． 5．弹簧的弹力：弹簧在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定
)
图 2-1-6 A.μmg B.2μmg C.3μmg D.4μmg
易错提醒：错误地认为木板对桌面的正压力为 4mg，故滑 动摩擦力大小为 f＝4μmg.
正确解析：题目中长木板始终处于静止状态，故所受合力
为零，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，而非滑动摩擦力．由 于滑块在木板上滑动，故滑块受到的滑动摩擦力为μmg，所以 滑块对长木板的滑动摩擦力亦为μmg.又因为长木板受力平衡， 故地面对长木板的摩擦力为μmg. 答案：A
弹簧伸长的长度相同，故弹簧测力计的示数一样，T1＝T2＝T3. 答案：D
热点 3 摩擦力的分析和计算问题
【例 3】如图 2-1-6 所示，质量为 M 的木板静止在桌面上， 木板上有质量为 m 的滑块在匀速滑行(受拉力未画出)，已知滑 块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，M＝3m，那
么木板受到桌面的摩擦力的大小是(
物体 在沿粗糙墙面下落过程中，物体 B 的受力示意图是( )
图 2-1-2
A
B
C
D
思路导引：假设会出现选项中的情况，物体 B 会做什么运 动？
解析：只有受力示意图为 A 符合物体 B 做自由落体运动的
实际，故本题选 A. 答案：A 拓展提升：弹力和摩擦力有无的其他常用方法： (1)直接根据产生弹力和摩擦力的条件判断． (2)根据二力平衡条件、牛顿第二定律判断． (3)利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断.
用“假设法”判断弹力和摩擦力的有无，可以先假设有弹
力或者摩擦力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际 情况相符合．对于弹力还可以假设将与研究对象接触的物体撤 离，看研究对象能否保持原来的状态，若能，则与接触物体间 无弹力；若不能，则与接触物体间有弹力．
【例 1】(2013 年上海卷)如图2-1-2 所示，质量mA>mB 的两
【触类旁通】 1．将一物块分成相等的 A、B 两部分靠在一起，下端放置 在地面上，上端用绳子拴在天花板上，如图 2-1-3，绳子处于沿 竖直方向，整个装置静止．则( )
A．绳子上拉力一定为零
B．地面受的压力可能为零 C．A、B 之间可能存在摩擦力 D．地面与物体间可能存在摩擦力 图 2-1-3
解析：对 A 来看，假设绳子的拉力不为零，仍然可以保证 两者的静止状态，A 错；对 B 来看，假设把地面撤走，显然不 能仍然静止，B 错；无论对 A 还是 B 来看，如果 A、B 间有摩 擦力，A、B 仍然可以保持静止，C 对；对 A、B 整体来看，如 果 B 受地面的摩擦力，受力就不平衡了，A、B 就不能保持静止 了，所以 D 错． 答案：C