2020版高考物理大一轮复习第二章第1讲重力弹力摩擦力讲义(含解析)教科版

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2020年高考物理一轮复习专题二第1讲重力弹力摩擦力课件201906242108

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【典题 3】(2017 年安徽合肥第一中学月考)如图2-1-6 所示, 在水平桌面上放置一斜面体 P,两长方体物块 a 和 b 叠放在斜 面体上,整个系统处于静止状态,若将 a 和 b、b 与斜面体,斜 面体与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示,则( )
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解析:弹簧处于原长时,弹簧的弹力应为 0 N,由此可知 弹簧原长为 6 cm.由图象可知,当弹簧伸长 2 cm 时,弹力为 2 N, 根据胡克定律,可得劲度系数为 100 N/m.B、C 正确.
答案:BC
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热点 2 摩擦力有无及其方向的判断 考向 1 静摩擦力有无及其方向的判断方法 [热点归纳] (1)假设法 利用假设法判断的思维程序如下:
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(2)状态法 此法关键是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(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 此法的关键是抓住“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.
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第1讲 重力 弹力 摩擦力
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考点 1 力
1.力的作用效果 (1)改变物体的___运__动__状__态___;(2)使物体发生___形__变___. 2.力的性质 (1)物质性:力不能脱离__物__体____而存在,没有“施力物 体”或“受力物体”的力是___不__存__在_____的. (2)相互性:力的作用是__相__互____的.施力(受力)物体同时也

高考物理一轮复习讲义 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力 教科版

高考物理一轮复习讲义 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力 教科版

高考物理一轮复习讲义第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力教科版高考试题的考查形式主要有两种,①一种是以生活中的静力学材料为背景,考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用;②另一种是以现实中可能出现的各种情况,考查重力、弹力、摩擦力的理解和计算、xx年高考对本专题内容的考查仍将以力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用为主、滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ矢量和标量Ⅰ力的合成和分解Ⅱ共点力的平衡Ⅱ实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系实验三:验证力的平行四边形定则第1讲重力弹力摩擦力一、对力的认识1、定义:物体与物体之间的相互作用、2、三要素:力的大小、方向和作用点、3、力的作用效果(1)改变物体的运动状态、(2)使物体发生形变、4、力的性质(1)物质性(2)相互性(3)矢量性(4)独立性二、重力三、弹力1、定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用、2、产生条件(1)物体相互接触、(2)物体发生弹性形变、3、方向:弹力的方向总是与产生弹力的物体形变的方向相反、4、大小(1)胡克定律:弹簧类弹力在弹性限度内遵守F=kx、(2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或牛顿第二定律求解、四、摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两个相对静止的物体间的摩擦力两个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、方向大小:0<Ff≤Ffm方向:与受力物体相对运动趋势的方向相反大小:Ff=μFN方向: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(1)接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力的方向总垂直,反之不一定成立、(2)“Ff=μFN”中FN“并不一定等于物体的重力”(3)“阻碍”是指阻碍研究对象与其接触的物体间的相对运动,但并不一定阻碍物体的运动、1、下列关于重力的说法中正确的是()A、由G=mg可知,物体的质量与重力成正比B、同一物体在地球上各处重力相同C、重力就是地球对物体的吸引力,其方向必定指向地心D、重力的大小不是总等于竖直测力计对物体的拉力解析:质量是物体所含物质的多少,是物体本身固有的属性,与重力大小无关,选项A错误;同一物体在地球上的不同位置,重力大小略有差别,方向也不相同,选项B错误;重力是由于地球对物体的吸引而产生的,其大小一般小于地球对物体的吸引力,方向是竖直向下而非指向地心,选项C错误;用测力计竖直悬挂物体,只有当物体处于静止(或匀速直线运动)状态时,测力计的读数才等于物体的重力的大小,选项D正确、答案:D2、一辆汽车停在水平地面上,下列说法中正确的是()A、地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力B、地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车受到了向上的弹力,是因为汽车发生了弹性形变C、汽车受到向上的弹力,是因为地面发生了弹性形变;地面受到向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变D、以上说法都不对解析:答案:C3、(xx湖北孝感市模拟)下列说法正确的是()A、摩擦力的大小一定与该处压力的大小成正比B、压力发生变化时,该处摩擦力可能不变C、摩擦力的方向与该处压力的方向可能不垂直D、摩擦力的方向不是与物体运动方向相同,就是与物体运动方向相反解析:静摩擦力的大小与该处的正压力没有直接关系,选项A错误、B正确;摩擦力的方向与接触面相切,弹力方向与接触面垂直,故摩擦力方向一定与弹力方向垂直,选项C错误;水平匀速旋转的转盘上的物体受到的摩擦力与运动方向垂直,所以选项D错误、答案:B4、如图甲所示,小孩用80 N的水平力推木箱不动,木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1;如图乙所示,小孩把木箱推动了,此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F2,若木箱对水平地面的压力大小为200 N,木箱与水平地面间的动摩擦因数为0、45,则F1、F2的大小分别为()A、90 N、80 NB、80 N、45 NC、80 N、90 ND、90 N、90 N解析:甲图是静摩擦力,由平衡条件得:F1=80 N,乙图是滑动摩擦力,由Ff=μFN得Ff=0、45200 N=90 N,故选项C正确、答案:C5、如图所示的装置中,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,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是()A、F1=F2=F3B、F1=F2<F3C、F1=F3>F2D、F3>F1>F2解析:第一个图中,以弹簧下面的小球为研究对象,第二个图中,以悬挂的小球为研究对象,第三个图中,以小球为研究对象、第一个图中,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,二力平衡,F1=mg;后面两个图中,小球受竖直向下的重力和细线的拉力,二力平衡,弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F2=F3=mg,故三图中平衡时弹簧的弹力相等、答案:A1、弹力有无的判断方法(1)直接判断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)利用假设法判断对形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉,看物体还能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力、(3)根据“物体的运动状态”判断物体的受力必须与物体的运动状态符合,依据物体的运动状态,由物体受力平衡(或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否存在、2、弹力方向的判断方法类型方向的判定举例接触方式面与面与接触面垂直点与面与接触面垂直且过“点”点与点与公共切面垂直轻绳沿绳收缩的方向轻杆拉伸时沿杆收缩的方向,压缩时沿杆伸长的方向对于弹力不沿杆时,应具体分析画出图中静止的各球或杆受到的弹力、解析:平面与平面接触,弹力方向垂直于平面;平面与曲面接触,弹力方向垂直于平面,也垂直于曲面过接触点的切面;曲面与曲面接触,弹力方向垂直于公切面;点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面过接触点的切面、根据不同接触面上弹力的特点,作图如图所示、(1)弹力方向的判断①先明确两物体间作用的类型,②再根据各种类型的特点来判断弹力的方向、(2)计算弹力大小常见的三种方法①根据力的平衡条件进行求解、②根据胡克定律F=kx进行求解、③根据牛顿第二定律进行求解、1-1:(xx深圳市阶段性检测)如图所示,一重为8 N的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为6 N,则AB杆对球作用力的大小及方向为()A、6 N,竖直向上B、8 N,竖直向下C、10 N,斜左上与竖直方向的夹角为37D、12 N,斜右上与竖直方向的夹角为53解析:取球受力分析如图所示,由平衡条件知F杆= N=10 N、设F杆与竖直方向的夹角为θ,则tan θ==所以θ=37、答案:C1、静摩擦力的有无及其方向的判定方法(1)假设法利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下:(2)状态法:从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件,并进一步分析组成条件中静摩擦力所起的作用,从而判断出静摩擦力的有无及方向、(3)利用牛顿第三定律来判断:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力方向、2、滑动摩擦力方向判断的关键对“相对运动”的理解“相对运动”是指研究对象相对于与其接触的物体是运动的、因此,研究对象与其接触的物体可能一个静止,另一个运动(如物体在地面上运动时,物体是运动的,地面是静止的),也可能两者都是运动的、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,方向和F相同解析: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、答案:D2-1:一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆,杆与斜面接触面粗糙、斜面体水平向右运动过程中,发现杆匀加速上升,如图所示,关于斜面体对杆的作用力,下列判断正确的是()A、斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B、斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C、斜面体对杆的作用力竖直向上D、斜面体对杆的作用力竖直向下解析:杆匀加速上升,斜面体水平向右运动,杆相对于斜面体向上滑动,因此杆受的摩擦力沿斜面向下,A对,B错;杆受的支持力垂直于斜面向上,杆受斜面体的作用力斜向右上方,C、D项错误、答案:A有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,如图所示、现用一水平力F作用在乙物体上,物体仍保持静止,下列说法正确的是()A、丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B、甲受到水平向右的摩擦力作用C、乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D、丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右解析:甲、乙、丙均处于静止状态,确定丙与地面间的摩擦力可采用整体法、研究甲、乙、丙的受力情况时,需要将它们隔离开进行分析、对于选项A,以甲、乙、丙三者整体为研究对象,此整体在水平方向上受平衡力的作用,因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向水平向左,选项A正确;对于选项B,以甲为研究对象,甲不受摩擦力,选项B错误;对于选项C,乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反,由此可知,乙对丙摩擦力的大小等于F,方向水平向右,故选项C正确,选项D错误、答案:AC1、静摩擦力大小的计算根据物体的运动状态求解(1)若物体处于平衡状态,利用平衡条件求解、(2)若物体有加速度,利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解、2、滑动摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小用公式Ff=μFN来计算,但应注意: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,FN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无关,与接触面的面积大小也无关、(2)根据物体的运动状态求解①若物体处于平衡状态,利用平衡条件求解、②若物体有加速度,利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解、3-1:(xx银川模拟)在水平力F作用下,重为G的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示,若物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力的大小为()A、μFB、μF+GC、GD、解析:由Ff=μFN得Ff=μF,A正确,B错误;由竖直方向二力平衡得F=G,C正确,D错误、答案:AC分类说明案例图示静-静“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于平衡状态,当作用在物体上的其他力发生突变时,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或方向将会发生“突变”、水平力F作用下物体静止于斜面上,F突然增大时物体仍静止,则所受静摩擦力大小或方向将“突变”、静-动“突变”物体的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”为滑动摩擦力、放在粗糙水平面上的物体,作用的水平力从零逐渐增大,物体开始滑动,物体受地面摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力、动-静“突变”在摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不受滑动摩擦力作用,或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力、滑块以v0冲上斜面做减速运动,当到达某位置静止时,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力、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”、水平传送带的速度v1>v2,滑块受滑动摩擦力方向向右,当传送带突然被卡住时滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左、(静-静“突变”)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:当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N,可知最大静摩擦力Ffmax≥8 N、当撤去力F1后,F2=2 N<Ffmax,物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向、C正确、答案:C(“静-动”突变)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Ff随角度α的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )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Ff=mgsin 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,铁块受到的滑动摩擦力为Ff=μmgcos θ、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加;当α≥θ时,滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小,所以正确选项为C、答案:C1、(xx山东基本能力)力是物体间的相互作用、下列有关力的图示及表述正确的是()解析:由于在不同纬度处重力加速度g不同,旅客所受重力不同,故对飞机的压力不同,A错误、充足气的篮球平衡时,篮球壳对内部气体有压力作用,即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力,故B正确、书对桌子的压力作用在桌子上,箭尾应位于桌面上,故C错误、平地上匀速行驶的汽车,其主动轮受到地面的静摩擦力是其前进的动力,地面对其从动轮的摩擦力是阻力,汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进,故D正确:答案:BD2、(xx安庆检测)下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()A、极限法B、放大法C、控制变量法D、等效替代法解析:图甲是利用光的多次反射将微小形变放大,图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变,故为放大法,B正确、答案:B3、(xx海南单科)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,也可能使物体减速解析:摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势),而物体间的相对运动与物体的实际运动无关、当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故C、D项正确、答案:CD4、(xx揭阳模拟)如图所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长、若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力FT的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是 ( )A、弹簧对P的弹力FT始终增大,地面对P的摩擦力始终减小B、弹簧对P的弹力FT保持不变,地面对P的摩擦力始终增大C、弹簧对P的弹力FT保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大D、弹簧对P的弹力FT先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小答案: B5、两个宽度同为d的水平光滑直角槽,槽两边在同一水平面上,上面分别放两个质量分布均匀的小球,两个球的质量相同,半径为R1和R2,每个球受到槽单侧边沿的弹力分别为FN1和FN2,已知R2>R1>,则FN1和FN2的关系正确的是()A、FN1=FN2B、FN1<FN2C、FN1>FN2D、以上条件不能确定FN1和FN2的大小关系解析:对小球受力分析如图所示,每个球受到槽两侧边沿的弹力均为FN,有F=2FNcos =mg,因为R2>R1,所以θ2<θ1,cos>cos ,可得FN1>FN2、答案:C6、木块甲、乙分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0、25、夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m、系统置于水平地面上静止不动、现将F=1 N的水平拉力作用在木块乙上,如图所示,力F作用后()A、木块甲所受摩擦力大小是12、5 NB、木块甲所受摩擦力大小是11、5 NC、木块乙所受摩擦力大小是9 ND、木块乙所受摩擦力大小是7 N解析:由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力Fmax=μFN=0、2560 N=15 N,弹簧的弹力F 弹=kx=4000、02 N=8 N,木块乙受到向右的力F弹+F=9N<Fmax,故木块乙仍静止、由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力Ff乙=F弹+F=9 N,故C正确,D错误;木块甲受到的最大静摩擦力F′max=μF′N=0、2550 N=12、5 N,弹簧的弹力F弹=8 N<F′max,故甲仍静止,受到向右的摩擦力Ff甲=F弹=8 N,故A、B错误、答案:C。

高考物理一轮复习第二章第1单元重力弹力摩擦力课件

高考物理一轮复习第二章第1单元重力弹力摩擦力课件

大小
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
练练基础
┃题组一┃ 重力、弹力、胡克定律
1.玩具汽车停在模型桥面上,如图所示, 下列说法正确的是( 弹性形变 B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力 ) A.桥面受向下的弹力,是因为桥梁发生了
C,汽车受向上的弹力,是因为桥梁发生了
2.五种常见模型中弹力的方向 常见的弹力 弹力的方向
弹簧两端的弹力
轻绳的弹力 面与面接触的弹力
与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向
沿绳指向绳收缩的方向 垂直于接触面指向受力物体


力的合成与分解
共点力的平衡 实验:探究弹力和弹簧 伸长的关系 实验:验证力的平行四 边形定则


第1单元 重力
弹力
摩擦力
理清教材
网控基础点 提炼命题源
读读教材
一、重力
(1)产生:由于地球的________而使物体受到的力. (2)大小:G=________. (3)g的特点: ①在地球上同一地点g值是一个不变的常数. ②g值随着________的增大而增大. ③g值随着高度的增大而减小. (4)方向:________向下. (1)吸引 (2)mg (3)②纬度 (4)竖直
2.胡克定律 (1) 内容:弹簧发生 ________ 时,弹力的大小跟弹簧伸长 ( 或缩 短)的长度x成________. (2) 表达式: F = ________.k 是弹簧的 ________ ,由弹簧自身的 性质决定,单位是________,用符号________表示;x是弹簧长度的 ________,不是弹簧形变以后的长度. (1)弹性形变 量 正比 (2)kx 劲度系数 牛顿每米 N/m 变化

2020年高考物理大一轮复习第二章相互作用1重力弹力摩擦力课件

2020年高考物理大一轮复习第二章相互作用1重力弹力摩擦力课件

内容
力的合成与分解
共点力作用下的 物体平衡 实验二:力的平 行四边形定则(实 验、探究)
要求 Ⅱ Ⅰ Ⅱ
说明
力的合成与分解的计 算,只限于用作图法 或直角三角形的知识 解决
只要求解决一个平面 内的共点力平衡问题
命题趋势
2. 受力分析、对于共点 力作用下物体平衡的考 查,近年来难度有所降 低,但是考查方式较为 灵活,有动态平衡分析、 极值求解、联系实际问 题等多种题目类型.题 型也有所创新,向探究 题型发展,向空间力系 发展.
Hale Waihona Puke • 典题演示1 如图所示,一匀质木棒搁置于台阶上保持静 止.下列关于木棒所受弹力的示意图中,正确的是( D )
• 2. 重力:由于地球对物体的________而使物体受到
的力.大小:G=___m_g____,方向吸引:____竖_直__向_下__.
• (1) 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___.
不是弹簧形变以后的长度).
• 4. 静摩擦力、滑动摩擦力
• (1) 定义: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,在接触面上所产 生的阻碍_____相_对_运__动_或_____相_对__运_动__趋_势__的力.
• (物2体) 间产有生_条__件_:__相接__对触_运_面或动 _相粗__对糙__运__动_; 趋接 势触.面间有弹力;
• (2) 弹力:发生弹性形变的物体,由于要 ____恢_复_原__状__,会对与它接触的物体产生力的作用, 这个力叫做弹力.弹力产生的条件是物体相互 ______且物体发生__________.弹力的方向总是与 施力接物触 体形变的方向__弹__性_形__变_.

2020版高考物理一轮复习第二章第1节重力弹力课件

2020版高考物理一轮复习第二章第1节重力弹力课件

分解,知道矢量和标量。能 关系
用共点力的平衡条件分析日
常生活中的问题。
实验:研究两个互成角度力的
合成规律
第1节
重力 弹力
目录
一 理解透——概念·公式·定理 二 研究好——题型·考法·技巧 三 查缺漏——盲点·短板·妙法 四 课时跟踪检测
一 理解透——概念·公式·定理
二 研究好——题型·考法·技巧
第二章
相互作用
新课程标准
核心知识提炼
1.认识重力、弹力与摩擦力。
重力
弹力 胡克定律
通过实验,了解胡克定律。 滑动摩擦和
知道滑动摩擦和静摩擦现 静摩擦 力的合成与分解
象,能用动摩擦因数计算滑 动摩擦因数
动摩擦力的大小。
矢量和标量 共点力的平衡
2.通过实验,了解力的合成与 实验:探究弹簧形变与弹力的
01
考点一
弹力的有无及方向判断[基础自修类]
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是 条件法
否存在弹力。多用来判断形变较明显的情况
对形变不明显的情况,可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 假设法
不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则
此处一定存在弹力
根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点 状态法
力平衡条件判断是否存在弹力
02
考点二
弹力的分析与计算[师生共研类]
三 查缺漏——Βιβλιοθήκη 点·短板·妙法

2020版高考物理一轮复习第二章第1节重力弹力讲义含解析(1)

2020版高考物理一轮复习第二章第1节重力弹力讲义含解析(1)

相互作用第1节 重力 弹力一、力1.力的概念:力是物体对物体的作用。

[注1] 2.力的三要素:力的大小、方向、作用点。

3.力的表示方法:力的图示或力的示意图。

[注2] 二、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。

[注3]2.大小:与物体的质量成正比,即G =mg 。

可用弹簧测力计测量重力。

3.方向:总是竖直向下的。

4.重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。

三、弹力 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。

[注4] (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。

2.胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,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 =kx 。

k 是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是N/m ,x 是弹簧长度的改变量,不是弹簧形变以后的长度。

【注解释疑】[注1] 力的作用是相互的(一个巴掌拍不响)。

[注2] 力的图示VS 示意图力的图示是严格表示力的方法,需要把力的三要素全部表示出来,而力的示意图只表示力的作用点和方向。

[注3] 重力并不是地球对物体的引力,产生差异的原因是地球自转。

[注4] 施力物体是发生形变的物体,受力物体是阻碍恢复形变的物体。

[深化理解]1.力不能脱离物体而独立存在,没有施力物体或受力物体的力是不存在的。

2.重心是重力的“等效作用点”,不一定在物体上,其具体位置由物体质量分布规律和几何形状共同决定。

3.物体所受支持力的大小不一定等于重力,其大小与物体的放置方式及运动状态有关。

4.胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用,但形变量必须在弹性限度内。

[基础自测]一、判断题(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。

2020高考物理一轮 第2章 第一讲 重力 弹力 摩擦力课件

2020高考物理一轮 第2章 第一讲 重力 弹力 摩擦力课件

2.台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点,反弹后速度为v1,方向 与球桌边框夹角仍为θ,如右图所示.OB垂直于桌边,则下列关于桌边 对小球的弹力方向的判断中正确的是( )
A.可能沿OA方向 B.一定沿OB方向 C.可能沿OC方向 D.可能沿OD方向 解析: 台球与球桌边框碰撞时,受到边框的弹力作用,弹力的方 向应与边框垂直,即沿OB方向,故选B. 答案: B
2.对Ff=μFN的理解 (1)将Ff/FN定义为动摩擦因数,即μ=Ff/FN,μ只与接触面的粗糙程 度、接触面的材料有关,与接触面积和接触面上受力、运动状态无关. (2)“Ff=μFN”中FN“并不总是等于物体的重力”,是易错点,例如: 质量为m的物块沿倾角为θ的斜面下滑,则压力大小FN=mgcos θ,只有 物体置于水平接触面上且在竖直方向上处于平衡状态时,才有FN=mg成 立.
实验次数 1 2 3 4 5
运动状态 静止 静止 匀速
形变、弹力、胡克定律

滑动摩擦力、静摩擦力、动摩擦因数


矢量和标量

力的合成与分解

共点力的平衡

实验二:探究弹力与弹簧伸长的关系
实验三:验证力的平行四边形定则
第一讲 重力 弹力 摩擦力
一、对力的认识 1.定义:物体与物体之间的相互作用. 2.力的作用效果 (1)改变物体的 运动状态 . (2)使物体发生 形变 . 3.力的性质 (1)物质性:力不能脱离 物体 而存在,没有“施力物体”或“受力 物体”的力是 不存在 的. (2)相互性:力的作用是 相互 的.施力(受力)物体同时也是受力(施 力)物体.
3.(2011·田家炳实验中学模拟)某同学在探究摩擦力的实验中采用了 如右图所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力 传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动 状态进行监测,表中是她记录的实验数据.木块的重力为10.00 N,根据 表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):

2020版物理浙江高考选考一轮复习课件必修1 第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力

2020版物理浙江高考选考一轮复习课件必修1 第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力

(8)摩擦力的方向可能与运动方向垂直( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√
双基过关
考点突破
2.在下列各图中,a、b均处于静止状态,且接触面均光滑,a、b ()
答案 B
双基过关
考点突破
3.一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未 该弹簧的劲度系数为( )
双基过关
考点突破
解析 重力是由于地球的吸引而产生的,但不是地球的吸引力, 向竖直向下,不一定指向地心,B错误;由平衡条件可知,细线拉 重心在重力作用线上,C正确;重心位置跟物体的形状、质量分布 等效作用点,但不一定在物体上,如质量分布均匀的球壳,其重 D错误。 答案 C
双基过关
考点突破
2.关于物体的重力和重心,下列说法正确的是( ) A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的,所以方向总是 B.同一物体在地球上的不同位置,当用不同的弹簧测力计测量时 不同的,当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同 C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点 D.形状规则的物体(如正方体),其重心一定在其几何中心处
双基过关
考点突破
1.思考判断
小题速练
(1)只有接触的物体间才会有力的作用( )
(2)物体的重心一定在物体上( )
(3)重力的方向竖直向下,不一定与接触面垂直( )
(4)绳、杆的弹力方向一定沿绳、杆( )
(5)有摩擦力一定有弹力( )
(6)静止的物体不可能受到滑动摩擦力( )
(7)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反( )
A.40 m/N
B.40 N/m
C.200 m/N
D.200 N/m

2020届高考物理一轮全程 2-1 重力 弹力 摩擦力课件 精品

2020届高考物理一轮全程 2-1 重力  弹力  摩擦力课件 精品

•或
来计算.
• 考点精析
• 1.弹力的方向
• 弹力方向与物体形变的方向相反,作用 在迫使物体发生形变的那个物体上,常 见的几种情况.
• (1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧测力计 中心轴线相重合,指向弹簧恢复原状方 向.
• (2)轻绳对物体的弹力方向,沿绳指向绳 收缩的方向.
• (3)面与面接触的弹力方向,垂直于接触
①物体的 ;②物体的 .
• 考点精析
• 1.重力与万有引力的联系
• (1)如图所示为地面上物体所受重力的示 意图.
• 万有引力F引指向地心,它的分量F向垂直 于地轴,给物体提供随地球自转的向心 力.F引另一个分量是物体的重力G.若不 计自转效应,则近似地认为mg=
• (2)重力是由于地球的吸引而产生,但不 能说重力就是地球的吸引力.
• (4)独立性:力的独立性特征指的是某个 力的作用效果与其他力是否存在毫无关 系,只由该力的三要素来决定.
• (5)相互性:力的作用总是相互的,物体A 施力于物体B的同时,物体B也必将施力 于物体A.而两个物体间相互作用的这一 对力总是大小相等,方向相反,作用线 共线,分别作用于两个物体上,同时产 生,同种性质等关系.
中心轴线
• (3)弹簧的弹力方向:总是沿
指向恢复原长的方向.
• 3.弹力的大小
• (1)弹力在弹性限度内弹力的大小遵循胡
克定律:F=kx.式中k为劲度系数因素,其大
小由弹簧本身的 形变决量定(即:材料、匝
数、粗细),x为
,并非原长或总
长.
平衡
条件 牛顿第二定律
• (2)一般情况下,应根据物体的运动状态, 利用
• 温故自查
物体对物体的作用 物体

2020版高考物理总复习课件:第二章1第1节重力弹力摩擦力课件

2020版高考物理总复习课件:第二章1第1节重力弹力摩擦力课件

2.四种基本相互作用
万有引力 电磁相互作用 强相互作用 弱相互作用
电荷之间的相互
一切物体
能使原子核 放射现象中
作用和磁体之间
概念及 间存在的
保持在一起 起作用的一
的相互作用,本质
特点 相互吸引
的强大作用 种基本相互
上是同一种相互
的力

作用
作用的不同表现
范围
短程力,作用范围在原子核 长程力,从理论上说,它们
第 1 节 重力 弹力 摩擦力
一、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__运____形动____变状____态__.__.
二、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.
【题组过关】 考向 1 静摩擦力有无及方向判断 1.(2019·嘉兴质检)如图所示,某人用手握住一 个保温杯,则下列说法中正确的是( ) A.若保持保温杯始终静止,则手握得越紧,保 温杯受到的摩擦力越大 B.握着保温杯匀速向上运动,保温杯所受的摩擦力向上 C.握着保温杯匀速向下运动,保温杯所受的摩擦力向下 D.握着保温杯水平匀速运动,保温杯不受摩擦力
尺度内,约为 10-15m,距 的作用范围是无限的,在宏
离增大,相互作用急剧减 观世界显示作用
小,在宏观世界不易觉察
弹力 【题组过关】 1.(2019·桐乡一中质检)下列关于弹力的说法中正确的是( ) A.相互接触的两个物体间必然有弹力存在 B.不接触的物体间也可能存在弹力 C.只要物体发生形变就一定有弹力 D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力 解析:选 D.弹力产生的条件是两物体相互接触且发生弹性形 变,所以 D 正确,A、B、C 错误.

2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义:第二章 第一讲 重力 弹力 摩擦力 含答案

2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义:第二章 第一讲 重力 弹力 摩擦力 含答案

实验探究课基础复习课第一讲重力弹力摩擦力[小题快练]1.判断题(1)重力的方向不一定指向地心.( √ )(2)弹力一定产生在相互接触的物体之间.( √ )(3)F=kx中x表示弹簧形变后的长度.( × )(4)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势.( × )(5)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态.( × )(6)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态.( √ )(7)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大.( × )2. 匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触.关于小球的受力,说法正确的是( A )A.重力和细线对它的拉力B.重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力C.重力和斜面对它的支持力D.细线对它的拉力和斜面对它的支持力3.(2018·湖南长沙市一中模拟)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接.已知b球质量为m,杆与水平面成θ角,不计所有摩擦,重力加速度为g.当两球静止时,Oa绳与杆的夹角也为θ,Ob绳沿竖直方向,则下列说法正确的是( D )A.a可能受到2个力的作用B.b可能受到3个力的作用C.a的重力为mg tan θC.绳子对a的拉力等于mg4.用质量为M的吸铁石将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上.某同学沿着黑板面用水平向右的恒力F轻拉白纸,白纸未移动,则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为( D )A.FB.mgC.F2+(mg)2D.F2+(Mg+mg)2考点一弹力的分析与计算(自主学习)1.弹力方向的确定2.弹力大小的计算(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F=kx计算.(2)对于难以观察的微小形变,可以根据物体的受力情况和运动情况,运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小.1-1.[弹力有无的判断]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.铁球一定受墙水平向左的弹力B.铁球可能受墙水平向左的弹力C.铁球一定受斜面竖直向上的弹力D.铁球可能不受斜面的弹力解析:F的大小合适时,铁球可以静止在无墙的斜面上,F增大时墙才会对铁球有弹力,所以A错误,B正确;铁球静止,受力平衡,斜面必须有对铁球斜向上的弹力才能使铁球不下落,所以选项C、D错误.答案:B1-2. [弹力方向的判断](多选)如图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θ,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的判断中,正确的是()A.小车静止时,F=mg sin θ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mg cos θ,方向垂直于杆向上C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上解析:小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动时,由力的平衡条件知,二力必等大反向,有F=mg,方向竖直向上,选项A、B错误,C正确;小车向右匀加速运动时,小球有向右的恒定加速度,根据牛顿第二定律知,mg和F的合力应水平向右,如图所示.由图可知,F>mg,方向可能沿杆向上,选项D正确.答案:CD1-3.[含弹簧的弹力计算](2018·哈尔滨六中模拟)三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图所示,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都静止.现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10m/s2.则该过程中,下列说法正确的是()A.q弹簧上端移动的距离为2 cm,p弹簧的左端向左移动的距离是4 cmB.q弹簧上端移动的距离为4 cm,p弹簧的左端向左移动的距离是2 cmC.q弹簧上端移动的距离为4 cm,p弹簧的左端向左移动的距离是8 cmD.q弹簧上端移动的距离为2 cm,p弹簧的左端向左移动的距离是6 cm解析:开始时p弹簧处于原长,可知q弹簧处于压缩状态,压缩量为Δx q=mgk=10500m=2 cm; c木块刚好离开水平地面时,弹簧q伸长Δx′q=mgk=2 cm,则q弹簧上端移动的距离为4 cm;p弹簧伸长Δx=2mgk=20500m=4 cm,则p弹簧的左端向左移动的距离是8 cm,选项C正确,A、B、D错误.答案:C考点二轻杆轻绳轻弹簧模型(师生共研)三种模型对比柔软,只能发生微小[典例1]如图所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体,∠ACB=30°,g取10 m/s2,求:(1)轻绳AC段的张力F AC的大小;(2)横梁BC对C端的支持力的大小及方向.解析:物体M处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的轻绳拉力大小等于物体的重力,取C点为研究对象,进行受力分析,如图所示.(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体,物体处于平衡状态,绳AC段的拉力大小为:F AC=F CD=Mg=10×10 N=100 N.(2)由几何关系得:F C=F AC=Mg=100 N方向和水平方向成30°角斜向右上方.答案:(1)100 N(2)100 N方向与水平方向成30°角斜向右上方[典例2]若上题中横梁BC换为水平轻杆,且B端用铰链固定在竖直墙上,如图所示,轻绳AD拴接在C端,求:(计算结果保留三位有效数字)(1)轻绳AC段的张力F AC的大小;(2)轻杆BC对C端的支持力.解析:对结点C受力分析如图:根据平衡方程F AC·sin 30°=MgF AC·cos 30°=F BC得:F AC=2Mg=200 NF BC=Mgtan 30°≈173 N方向水平向右.答案:(1)200 N(2)173 N方向水平向右[反思总结]“轻绳”和“轻杆”模型1.两类模型(1)绳与杆的一端连接为结点,轻绳属于“死结”.(2)绳跨过光滑滑轮或挂钩,动滑轮挂在绳子上,绳子就属于“活结”,如图,此时BC 绳的拉力等于所挂重物的重力,轻绳属于“活结”模型.2.铰链连接三角形支架常见类型和受力特点(1)图甲、乙中AB杆可用轻绳来代替;(2)研究对象为结点B,三力平衡;(3)两杆的弹力均沿杆的方向,可用轻绳代替的AB杆为拉力,杆BC不可用轻绳代替,杆BC提供支持力.2-1.[轻杆模型]轻杆的一端安装有一个小滑轮P,用手握住杆的另一端支持着悬挂重物的绳子,如图所示.现保持滑轮的位置不变,使杆向下转动一个角度到虚线位置,则下列关于杆对滑轮P的作用力的判断正确的是()A.变大B.不变C.变小D.无法确定解析:据题意,保持滑轮的位置不变,处于静止状态,其所受合力为零.重物也静止,则绳子的拉力大小始终等于重物的重力大小,保持不变.由于两绳的夹角也不变,故两绳拉力的合力保持不变,使杆向下转动一个角度到虚线位置的过程中,根据平衡条件知,杆对滑轮P的作用力与两绳拉力的合力大小相等、方向相反,所以杆对滑轮P的作用力保持不变,故B正确.答案:B2-2. [轻弹簧模型]如图所示,两轻弹簧a、b悬挂一小球处于平衡状态,a弹簧与竖直方向成30°角,b弹簧水平,a、b的劲度系数分别为k1、k2,则a、b的伸长量之比为()A.k1k2B.k2k1C.2k2k1D.k22k1解析:对小球进行受力分析,受到重力和两根弹簧的拉力,如图所示,根据平衡条件有F2 F1=sin 30°=12,根据胡克定律有F1=k1x1,F2=k2x2,解得x1x2=2k2k1,故C正确.答案:C2-3.[轻绳模型]A、B是天花板上两点,一根长为l的细绳穿过带有光滑孔的小球,两端分别系在A、B点,如图甲所示;现将长度也为l的均匀铁链悬挂于A、B点,如图乙所示.小球和铁链的质量相等,均处于平衡状态,A点对轻绳和铁链的拉力分别是F1和F2,球的重心和铁链的重心到天花板的距离分别是h1和h2,则()A.F1<F2,h1<h2B.F1>F2,h1<h2C.F1>F2,h1>h2D.F1=F2,h1>h2解析:因为是轻绳,所以绳子的质量不计,则图甲中的重力全部集中在球上,重心在球的球心,而图乙中铁链的质量是均匀分布的,故其重心一定在最低点的上方,故h1>h2;对球和铁链进行受力分析,如图所示.A点对绳子的拉力沿着绳子的方向,A点对铁链的拉力沿着该处链子的切线方向,故图乙中A、B两点对铁链拉力的夹角比较小,由力的合成知识知F2较小,故C正确.答案:C考点三摩擦力的分析与计算(自主学习)1.判断静摩擦力的有无及方向的三种方法(1)假设法利用假设法判断的思维程序如下:(2)运动状态法此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度),再利用平衡条件或牛顿第二定律(F=ma)确定静摩擦力的方向.(3)牛顿第三定律法“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,再根据牛顿第三定律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)滑动摩擦力的大小①公式法:F=μF N,其中F N是两物体间的正压力,其大小不一定等于重力;μ为动摩擦因数,与材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面积无关.②状态法:若μ未知,可结合物体的运动状态和其受力情况,利用平衡条件或牛顿第二定律求解滑动摩擦力的大小.(2)静摩擦力的大小通常认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,而静摩擦力只能应用平衡条件或牛顿第二定律求解.3-1. [摩擦力有无的判定](2018·武汉部分学校调研)如图,在水平桌面上叠放着物体a、b、c,三个物体均处于静止状态.下列说法正确的是()A.b对a的摩擦力可能水平向右B.b对a的支持力与a受到的重力是一对作用力和反作用力C.c一定受到水平桌面施加的摩擦力D.c对b的作用力一定竖直向上解析:因ab的接触面不水平,则b对a的摩擦力不可能水平方向,选项A错误;b对a 的支持力方向斜向上,不可能与向下的重力成为平衡力,选项B错误;对abc整体来说,水平方向不受力,则c不受水平桌面的摩擦力,选项C错误;对ab整体受到向下的重力作用,则c对b的作用力与重力等大反向,即竖直向上,选项D正确.答案:D3-2.[摩擦力方向的判断](多选)如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量为m的物块,M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是()A.图甲中物块m受到摩擦力B.图乙中物块m受到摩擦力C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力解析:对m进行受力分析,对图甲:设物块m受到重力、支持力、摩擦力,而重力、支持力平衡,如图1,若受到摩擦力作用,其方向与接触面相切,方向水平,则物体m受力将不平衡,与题中条件矛盾,故假设不成立,A、C错误;对图乙:设物块m不受摩擦力,由于m匀速下滑,m必受力平衡,若m只受重力、支持力作用,如图2,重力、支持力不可能平衡,则假设不成立,由受力分析知:m 受到与斜面平行向上的摩擦力,B 、D 正确.答案:BD3-3.[静摩擦力大小的计算] (2019·山西大学附中模块诊断)用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L 2.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m 的物体,系统静止时弹簧伸长量为L .斜面倾角为30°,如图所示.则物体所受摩擦力( )A .等干零B .大小为mg ,方向沿斜面向下C .大小为mg ,方向沿斜面向上D .大小为12mg ,方向沿斜面向上解析:由题意可知:竖直悬挂时:k L 2=mg ;拉质量为2m 的物体时,设物体所受摩擦力大小为f ,根据平衡可知:kL =2mg sin 30° +f ,解得:f =mg ,方向沿斜面向下,故B 正确,A 、C 、D 错.答案:B3-4.[滑动摩擦力] (2017·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 .2-3B .36 C.33 D .32解析:F 水平时:F =μmg ;当保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角时,则F cos 60°=μ(mg-F sin 60°),联立解得:μ=33,故选C.答案:C考点四摩擦力的三类突变(师生共研)一、“静—静”突变物体在摩擦力和其他力的共同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,物体虽然仍保持相对静止,但物体所受的静摩擦力将发生突变.[典例3]如图所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A处于静止状态.若小车以1 m/s2的加速度向右运动后,则(g=10 m/s2)()A.物体A相对小车向右运动B.物体A受到的摩擦力减小C.物体A受到的摩擦力大小不变D.物体A受到的弹簧拉力增大解析:由题意得物体A与平板车的上表面间的最大静摩擦力F fm≥5 N,F合=ma=10 N,方向水平向右,此时弹簧对A的拉力依旧为5 N,方向也水平向右,可知此时平板车对物体A的摩擦力为5 N,方向向右,且为静摩擦力,所以物体A相对于车仍然静止,故A、B错误,C正确;物体A相对于车仍然静止,所以受到的弹簧的拉力大小不变,故D 错误.答案:C二、“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.[典例4](多选)将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力计通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上.如图甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律.一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系砂桶,整个装置开始处于静止状态.在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂,力传感器采集的F -t图象如图乙所示.则()A.2.5 s前小车做变加速运动B.2.5 s后小车做变加速运动(假设细砂仍在加注中)C.2.5 s前小车所受摩擦力不变D.2.5 s后小车所受摩擦力不变解析:由题图乙可知,在F的变化阶段,砂桶质量在由小变大,滑块与小车之间没有相对滑动,属于静摩擦力,所以2.5 s前,小车、滑块均静止,A错误;2.5 s后小车受恒定摩擦力,但是外力增加,因此做变加速直线运动,B正确;根据上述分析,2.5 s前滑块受静摩擦力,且静摩擦力在变化,2.5 s后受滑动摩擦力,且大小不变,故D正确.答案:BD三、“动—静”突变在摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不再受滑动摩擦力作用,滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力.[典例5]如图所示,斜面固定在地面上,倾角为θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向)(g=10 m/s2)()解析:滑块上升过程中受滑动摩擦力,由F f=μF N和F N=mg cos θ联立得F f=6.4 N,方向向下.当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sin θ<μmg cos θ,滑块不动,滑块受的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F f=mg sin θ,代入可得F f=6 N,方向向上,故B 正确.答案:B1.(2019·北京人大附中月考)如图所示,壁虎沿竖直墙面斜向上匀速爬行,速度为v,壁虎所受的重力为G,与墙面之间的摩擦力为f,关于壁虎在竖直墙面内的受力分析,下列示意图中正确的是( A )解析:壁虎匀速直线运动,处于平衡状态;对壁虎进行受力分析:竖直向下的重力和墙面的摩擦力,则f与G大小相等,方向相反.故选A.2. (2018·江苏海安高级中学期中)用手施加水平向左的力F把物体a、b压在竖直墙上,如图所示,a、b处于静止状态,关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是( B )A.a受到墙壁摩擦力的大小随F的增大而增大B.a共受到五个力的作用C.b共受到三个力的作用D.物体b对物体a的弹力是由手的形变产生的解析:a受到五个力:重力、墙对a向右的弹力和向上的静摩擦力,b对向左的压力和向下的静摩擦力.所以a受到两个摩擦力作用,故B正确;b共受到四个力的作用:重力、F、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力,故C错误;以a、b组成的整体为研究对象,分析受力情况:竖直方向受到a、b的总重力和墙壁对a的摩擦力,根据平衡条件得知,墙壁对a的摩擦力等于a和b的总重力,当F增大时,此摩擦力不变,故A错误;物体b对物体a的弹力是由b的形变产生的,故D错误.3.(2018·湖南长郡中学模拟)如图所示,质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ=30°.不计小球与斜面间的摩擦,则( C )A.轻绳对小球的作用力大小为3mg B.斜面对小球的作用力大小为2mgC.斜面体与水平面间的摩擦力大小为36mgD.斜面体对水平面的压力大小为(M+m)g4.(2019·山东滕州一中检测)如图所示,A、B两物块始终静止在水平地面上,有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上P点,另一端与A相连接,下列说法可能正确的是( D )A.B对A无摩擦力,地面对B可能有摩擦力B.B对A有向左的摩擦力,地面对B有向右的摩擦力C.P点缓慢下移过程中,B对地面的压力力一定减小D.P点缓慢下移过程中,地面对B的摩擦力可能增大解析:若B对A没有摩擦力,则A对B也没有摩擦力,因B在水平方向受力平衡,则地面对B也没有摩擦力,故A错误;若B对A有向左的摩擦力,则A对B有向右的摩擦力,由平衡条件知,地面对B有向左的摩擦力,故B错误;若弹簧起初处于拉伸状态,则在P点缓慢下移的过程中,弹簧对A物块的拉力减小且拉力在竖直方向的分力减小,则B对A的支持力增大,A对B的压力增大,故B对地面压力增大,故C错误;P点下降过程中,水平方向弹力可能增大,则对整体分析可知,地面对B的摩擦力可能增大,故D正确.[A组·基础题]1.下列关于重力的说法中正确的是( C )A.物体只有静止时才受重力作用B.重力的方向总是指向地心C.地面上的物体在赤道上受的重力最小D.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力2.(2018·山西太原三中期中)质量为m的物体放在水平面上,在大小相等、互相垂直的水平力F1与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( D )A.在F1的反方向上受到f1=μmg的摩擦力B.在F2的反方向上受到f2=μmg的摩擦力C.在F1、F2合力的反方向上受到摩擦力为f=2μmgD.在F1、F2合力的反方向上受到摩擦力为f=μmg解析:由于F1和F2的合力是恒力,物体由静止开始运动,必沿F1和F2的合力方向做直线运动,滑动摩擦力的方向必沿F1和F2的合力的反方向,滑动摩擦力的大小为F f合=μF N,又因为F N=mg,故F f合=μmg,故D正确,A、B、C错误.3.(2018·北京市东城区期末)如图所示,汽车在水平路面上以速度v1向右运动,车上的货物以速度v2向右运动,v1、v2均以地面为参照物.关于汽车与货物之间的摩擦力,下列说法正确的是( A )A.若v1<v2,汽车受到向右的滑动摩擦力B.若v1>v2,汽车受到向左的静摩擦力C.若v1<v2,货物受到向右的静摩擦力D.若v1>v2,货物受到向左的滑动摩擦力解析:若v1<v2,则货物相对车向右运动,故货物对汽车施加向右的滑动摩擦力,货物受到汽车的向左的滑动摩擦力,故A正确,C错误.若v1>v2,则货物相对汽车向左运动,故汽车对货物施加向右的滑动摩擦力,汽车受到了货物所施加的向左的滑动摩擦力,故B、D错误.4. 如图所示,A、B两个完全相同的、质量为m的小球用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩了( A )A.mg tanθ2k B.mg tan θkC.2mg tan θk D.2mg tanθ2k5.如图所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为( C )A.12B.32C.22D.526.(多选) 如图所示,有一刚性方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态.现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,下列说法中正确的是( AC )A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大7.(多选)如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上,现同时用大小为F1和F2、方向相反的水平力分别推木块A和斜劈B,它们均静止不动,则( AD )A.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)gB.F1、F2一定等大反向C .A 与B 之间一定存在摩擦力D .B 与地面之间可能存在摩擦力8.(多选)(2018·武汉华中师大附中复习)如图所示,甲、乙两位同学做“拔河”游戏.两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉.若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两位同学手掌的粗糙程度也相同,在乙端的凳面上放有四块砖,下列说法中正确的是( CD )A .由于甲端比较轻,甲容易将凳子拉向自己B .谁用的力气大就可以将凳子拉向自己C .由于乙端比较重,凳子和手之间产生较大的摩擦力,乙可以将凳子拉向自己D .拔河过程中乙的手和凳子之间不会有相对滑动,甲的手可以和凳子间有相对滑动,也可以没有相对滑动解析:由图知,乙端对手的压力较大,所以乙端对凳子向右的最大静摩擦力大于甲端对凳子向左的最大静摩擦力,因此甲容易相对长凳滑动,即甲容易被从长凳上拉离,因此长凳将向右移动,即乙可以将凳子拉向自己,故C 正确.拔河过程中,甲、乙向两侧拖拉的力比较小时,甲的手也可以和凳子间不发生相对滑动,故D 正确.[B 组·能力题]9.(2019·湖南衡阳八中月考)如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块1、2、3, 1和2及2和3间分别用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是( C )A .2L +μ(m 2+m 3)g kB .2L +μ(m 1+m 2+m 3)g kC .2L +μ(m 2+2m 3)g kD .2L +μm 3g k解析:对木块3分析,摩擦力与弹簧弹力平衡,有μm 3g =kx ,则x =μm 3g k .对木块2和3整体分析,摩擦力和弹簧弹力平衡,有:μ(m 2+m 3)g =kx ′,则x ′=μ(m 2+m 3)g k.则1、3两木块的距离s =2L +x +x ′=2L +μ(m 2+2m 3)g k .故C 正确,A 、B 、D 错误. 10. 一个长度为L 的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m 的小球时,弹簧的总长度变为2L .现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接,A 、B 两小球的质量均为m ,则两小球平衡时,B 小球距悬点O 的距离为(不考虑小球的大小,且弹簧都在弹性限度范围内)( C )A .3LB .4LC .5LD .6L11.(2018·淄博一中期中)如图所示,质量为m 的木块在水平向右拉力F 的作用下,在质量为M 的长木板上向右滑行,长木板处于静止状态.已如木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,则( AD )A .长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB .长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(M +m )gC .μ1一定小于μ2D .无论怎样改变F 的大小,长木板都不可能运动解析:对M 分析,在水平方向受到m 对M 的摩擦力和地面对M 的摩擦力,两个力平衡,则地面对木板的摩擦力f =μ1mg .故A 正确,B 错误;无论F 大小如何,m 在M 上滑动时对M 的摩擦力大小不变,M 在水平方向上仍然受到两个摩擦力处于平衡,不可能运动.故C 错误,D 正确.12.斜面ABC 固定在水平面上,AB 面光滑,BC 面粗糙,AB 长度是BC 长度的两倍.三个相同木块a 、b 、c 通过轻质光滑定滑轮用细线相连,细线平行于斜面,如图所示.用手按住c ,使其静止在BC 上;现撤去c 所受手的作用力,则下列关于木块c 的判断正确的是( C )。

2020届高考物理总复习第二单元相互作用第1讲重力弹力摩擦力教师用书含解

2020届高考物理总复习第二单元相互作用第1讲重力弹力摩擦力教师用书含解

重力弹力摩擦力 相互作用是力学乃至整个高中阶段物理学的基础,高考对本模块中知识点的考查频率较高,特别是对摩擦力、受力分析、物体的平衡考查频率高。

能力的考查以理解能力和应用能力为主。

本章涉及“滑动摩擦力”“动摩擦因数”“静摩擦力”“形变”“弹力”“胡克定律”“矢量和标量”七个Ⅰ级考点,“力的合成和分解”“共点力的平衡”两个Ⅱ级考点。

常见的三种力、物体的平衡、受力分析是高考的重点和难点,也是热点。

命题呈现以下特点:(1)对弹力和摩擦力大小、方向的考查;(2)受力分析及力的运算作为一种分析物理问题的工具,贯穿高考考查的大部分内容和考题;(3)常考查力的合成与分解;(4)共点力作用下物体的平衡,如动态平衡、极值求解等考查也较多。

预测2020年高考命题趋势:(1)考查力的产生条件、力的大小的计算和方向的判断、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析。

“弹力”“摩擦力”属于高考的热点和难点。

“弹簧模型”可以在不同物理情景下综合考查,与其他知识结合来考查弹力大小的定性分析或定量计算及方向的判定。

不论静摩擦力还是动摩擦力,每年都有所考查,要正确把握其大小的计算和方向的判断。

(2)考查的模型一般为叠加体、连接体(轻绳连接、轻杆连接、轻弹簧连接)、死结模型、滑轮模型(活结模型)、轻弹簧模型等。

(3)涉及的思想方法有整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等。

(4)单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况是同时涉及几个知识点,考查的重点和热点是弹力、摩擦力、力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡等知识点的创新设计,注重对物理思维与物理能力的考查。

(5)试题以现实生活中的现象为背景,或以高科技为背景考查一些综合性问题,考生平时应锻炼自己建立物理模型的能力。

第1讲 重力 弹力 摩擦力1重力 (1)产生:由于地球吸引而使物体受到的力。

重力不是万有引力,而是万有引力的一个分力。

(2)大小:G=mg,可用弹簧测力计测量。

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重力弹力摩擦力第1讲重力弹力摩擦力一、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、矢量性、独立性等特征.4.四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用.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:G=mg,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,即物体的重心.(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.自测1(多选)关于地球上的物体,下列说法中正确的是( )A.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三、弹力1.弹力(1)定义:发生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,弹力的大小和弹簧形变大小(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,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.自测2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( )答案 C四、摩擦力1.静摩擦力与滑动摩擦力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.公式μ=f N. (2)决定因素:接触面的材料和粗糙程度.自测3 下列关于摩擦力的说法中错误的是( )A .两物体间有摩擦力时,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们间的弹力方向垂直B .两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比C .在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度D .滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反答案 B解析摩擦力方向沿接触面,弹力方向垂直于接触面,且有摩擦力时一定有弹力,A正确;静摩擦力的大小与压力无关,B错误;静摩擦力可以产生在运动的物体间,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度,例如,静摩擦力提供向心力,C正确;滑动摩擦力可以是动力,也可以是阻力,D正确.命题点一弹力分析的“四类模型”问题1.弹力(1)方向(2)计算弹力大小的三种方法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.2.弹力有无的判断“三法”(1)假设法:假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力.(2)替换法:用细绳替换装置中的轻杆,看能不能维持原来的力学状态.如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力;否则,提供的是支持力.(3)状态法:由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程,求解物体间的弹力.模型1 物体与物体间的弹力例1(2018·山西省太原市上学期期末)历经一年多的改造,2017年10月1日,太原迎泽公园重新开园,保持原貌的七孔桥与新建的湖面码头,为公园增色不少.如图1乙是七孔桥正中央一孔,位于中央的楔形石块1,左侧面与竖直方向的夹角为θ,右侧面竖直.若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块1左、右两侧面所受弹力的比值为( )图1A.1tan θB .sin θC.1cos θD.12cos θ答案 C解析 对石块1受力分析如图,则石块1左、右两侧面所受弹力的比值F 1F 2=1cos θ,故C 正确.模型2 绳的弹力例2如图2所示,质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上,轻绳一端固定在圆环的最高点A,另一端与小球相连.小球静止时位于环上的B点,此时轻绳与竖直方向的夹角为60°,则轻绳对小球的拉力大小为( )图2A.2mg B.3mg C.mg D.32 mg答案 C解析对B点处的小球受力分析,如图所示,则有T sin60°=N sin60°T cos60°+N cos60°=mg解得T=N=mg,故C正确.模型3 弹簧的弹力例3如图3所示,小球a的质量为小球b的质量的一半,分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态.轻弹簧A与竖直方向的夹角为60°,轻弹簧A、B的伸长量刚好相同,则下列说法正确的是( )图3A.轻弹簧A、B的劲度系数之比为1∶3B.轻弹簧A、B的劲度系数之比为2∶1C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2∶1D.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为3∶2答案 D解析设轻弹簧A、B的伸长量都为x,小球a的质量为m,则小球b的质量为2m.对小球b,由平衡条件知,弹簧B中弹力为k B x=2mg;对小球a,由平衡条件知,竖直方向上,有k B x +mg=k A x cos60°,联立解得k A=3k B,选项A、B错误;水平方向上,轻绳上拉力T=k A x sin60°,则Tk A x=32,选项C错误,D正确.模型4 杆的弹力例4 (2018·湖南省怀化市博览联考)如图4所示,与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定,另一端固定一个质量为m 的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹力大小为34mg (g 表示重力加速度),则轻杆对小球的弹力大小为( )图4A.53mg B.35mg C.45mg D.54mg答案 D解析小球处于静止状态,其合力为零,对小球受力分析,如图所示,由图中几何关系可得F=mg2+34mg2=54mg,选项D正确.命题点二“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题类型1 “活结”和“死结”问题1.活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,因此绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向不改变力的大小.2.死结:若结点不是滑轮,是固定点时,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力不一定相等.例5(2016·全国卷Ⅲ·17)如图5所示,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( )图5A.m2B.32m C.m D.2m答案 C解析如图所示,圆弧的圆心为O,悬挂小物块的点为c,由于ab=R,则△aOb为等边三角形,同一条细线上的拉力相等,F T=mg,合力沿Oc方向,则Oc为角平分线,由几何关系知,∠acb=120°,故细线的拉力的合力与物块的重力大小相等,则每条细线上的拉力F T=G=mg,所以小物块质量为m,故C对.变式1(2018·河北省石家庄市二模)如图6所示,在竖直平面内固定一直杆,将轻环套在杆上.不计质量的滑轮用轻质绳OP悬挂在天花板上,另一轻绳通过滑轮系在环上,不计所有摩擦.现向左缓慢拉绳,当环静止时,与手相连的绳子水平,若杆与地面间夹角为θ,则绳OP与天花板之间的夹角为( )图6A.π2B .θC.π4+θ2D.π4-θ2 答案 C解析 当轻环静止不动时,PQ 绳对轻环的拉力与杆对轻环的弹力等大、反向、共线,所以PQ 绳垂直于杆,由几何关系可知,绳PQ 与竖直方向之间的夹角是θ;对滑轮进行受力分析如图,由于滑轮的质量不计,则OP 绳对滑轮的拉力与两个绳子上拉力的合力大小相等、方向相反,所以OP 绳的方向一定在两根绳子之间的夹角的角平分线上,由几何关系得OP 绳与天花板之间的夹角α=12β=12(π2+θ)=π4+θ2,C 正确.类型2 “动杆”和“定杆”问题1.动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起杆的转动.如图7甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向.图72.定杆:若轻杆被固定不发生转动,则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向,如图乙所示.例6(2018·天津市南开中学月考)如图8为两种形式的吊车的示意图,OA为可绕O点转动的轻杆,重量不计,AB为缆绳,当它们吊起相同重物时,杆OA在图(a)、(b)中的受力分别为F a、F b,则下列关系正确的是( )图8A.F a=F b B.F a>F bC.F a<F b D.大小不确定答案 A解析对题图中的A点受力分析,则由图(a)可得F a=F a′=2mg cos30°=3mg由图(b)可得tan30°=mg F b′则F b=F b′=3mg 故F a=F b.变式2(多选)如图9所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉,在AB杆达到竖直前( )图9A.绳子拉力不变B.绳子拉力减小C.AB杆受力增大D.AB杆受力不变答案BD解析以B点为研究对象,分析受力情况:重物的拉力T1(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力T2,作出受力图如图所示:由平衡条件得,N和T2的合力与T1大小相等、方向相反,根据三角形相似可得:N AB =T2BO=T1AO又F=T2解得:N =AB AO ·G ,F =BO AO·G ∠BAO 缓慢变小时,AB 、AO 保持不变,BO 变小,则N 保持不变,F 变小,故选项B 、D 正确.命题点三 摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的分析(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),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,若只受静摩擦力,则f =ma .若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则 F 合=ma ,先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力的分析滑动摩擦力的大小用公式f =μN 来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ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;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.3.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 合=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方向.例7(多选)(2018·河北省定州中学承智班月考)如图10所示,物体A在水平推力F的作用下靠墙保持静止不动,下列说法正确的是( )图10A.由于物体A静止,所以物体A受到静摩擦力作用B.物体受到静摩擦力的大小与推力F成正比C.物体受到静摩擦力的大小与其重力相等D.当F减小时,物体一定会下滑答案AC解析物体A静止在墙壁上,竖直方向只受重力和静摩擦力,两个力大小相等方向相反,是一对平衡力.不管推力F增大或减小,只要物体A静止则物体A受到的静摩擦力的大小就不会改变,推力F增大或减小只是改变了物体和墙壁间的最大静摩擦力.例8(2017·全国卷Ⅱ·16)如图11,一物块在水平拉力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( )图11A.2-3B.36C.33D.32答案 C解析当F水平时,根据平衡条件得F=μmg;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F cos60°=μ(mg-F sin60°),联立解得,μ=33,故选项C正确.变式3(多选)下列关于摩擦力的说法中正确的是( )A.静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动的物体也可以受到静摩擦力B.物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力C.相互接触的物体之间,压力增大,摩擦力也增大D.两物体间有弹力但不一定有摩擦力,而两物体间有摩擦力则一定有弹力答案ABD解析静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动的物体也可以受到静摩擦力,A正确;滑动摩擦力或静摩擦力不一定阻碍物体的运动,物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力,B正确;滑动摩擦力与正压力有关,静摩擦力与压力无关,C错误;两物体之间有摩擦力时,两物体一定接触,且相互挤压,即存在弹力作用,反之则不一定成立,D 正确.变式4(2019·甘肃省天水市调研)如图12所示,A、B两个物体质量分别为m1和m2,A与B间动摩擦因数为μ1,B与地面间动摩擦因数为μ2.现用力F拉着A物体向右运动,B保持静止,则关于地面对B物体的摩擦力大小和方向下列说法正确的是( )图12A.μ2(m1+m2)g,方向水平向左B.μ2(m1+m2)g,方向水平向右C.μ2m2g,方向水平向左D.μ1m1g,方向水平向左答案 D解析对A受力分析,A受到重力、支持力、拉力和B对A的摩擦力f BA=μ1m1g,方向水平向左;对B受力分析,在水平方向B受到A对B的摩擦力f AB与地面对B的摩擦力,由于B 保持静止,所以地面对B的摩擦力与A对B的摩擦力大小相等,方向相反,又因为A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是相互作用力,大小相等,方向相反,故地面对B物体的摩擦力大小为μ1m1g,方向水平向左,故D正确,A、B、C错误.命题点四摩擦力和三类突变类型1 “静—静”突变物体在摩擦力和其他力的共同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,物体虽然仍保持相对静止,但物体所受的静摩擦力发生突变.例9(2019·福建省三明市质检)如图13所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N时,物体A处于静止状态.若小车以1m/s2的加速度向右运动,则(g=10 m/s2)( )图13A.物体A相对小车向右运动B.物体A受到的摩擦力减小C.物体A受到的摩擦力大小不变D.物体A受到的弹簧的拉力增大答案 C解析由题意得,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力f m≥5N,小车加速运动时,假设物体A与小车仍然相对静止,则物体A所受合力F合=ma=10N,可知此时小车对物体A的摩擦力为5N,方向向右,且为静摩擦力,所以假设成立,物体A受到的摩擦力大小不变,故选项A、B错误,C正确;同理可知,物体A受到的弹簧的拉力大小不变,故D错误.类型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.例10(多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中,设计了如图14甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图象如图乙,则结合该图象,下列说法正确的是( )图14A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)答案ABC解析t=0时刻,力传感器显示拉力为2N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2N,由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N,A选项正确;t=50s时刻摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5N,同时小车启动,说明带有沙子的沙桶重力等于3.5N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力,故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力,B、C选项正确;此后由于沙子和沙桶重力3.5N大于滑动摩擦力3N,故50s后小车将做匀加速运动,D选项错误.思维拓展如图15所示,为什么不能固定木板,用弹簧测力计拉着木块运动来测定木块和木板之间的动摩擦因数呢?图15答案如果固定木板,用弹簧测力计拉着木块运动,要保证木块匀速运动非常困难,且弹簧测力计的示数不稳定,不能根据二力平衡求木块与木板间的滑动摩擦力.类型3 “动—静”突变在滑动摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不再受滑动摩擦力作用,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力.例11如图16所示,斜面固定在地面上,倾角为θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8).质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力f随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向,g=10m/s2)( )图16答案 B解析滑块上升过程中受滑动摩擦力,f=μN,N=mg cosθ,联立得f=6.4N,方向沿斜面向下.当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sinθ<μmg cosθ,滑块不动,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得f′=mg sinθ,代入可得f′=6N,方向沿斜面向上,故选项B正确.1.(多选)(2018·黑龙江省伊春市模拟)关于力,下列说法正确的是( )A.拳击运动员一记重拳出击,被对手躲过,运动员施加的力没有受力物体B.站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的C.重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的,动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的D.同一物体放在斜面上受到的重力一定小于放在水平面上受到的重力答案BC2.(多选)关于弹力,下列说法正确的是( )A.弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反B.轻绳中的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向C.轻杆中的弹力方向一定沿着轻杆D.在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比答案ABD3.(多选)(2018·云南省河口县民族中学复习检测(二))下列关于摩擦力的说法中正确的是( )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既可能使物体加速,也可能使物体减速C.静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,运动的物体也可能受到静摩擦力作用D.作用在物体上的静摩擦力既可能对物体做正功,也可能做负功,或对物体不做功答案BCD解析摩擦力可以作为阻力也可以作为动力,如一个物块冲上静止在光滑水平面上的木板时,滑动摩擦力使木板加速,故A错误;作用在物体上的静摩擦力可以使物体加速,也可以使物体减速,如静止在传送带上的物体有可能随传送带一起加速也有可能一起减速,故B正确;静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,如物体在地面上滑动时,地面也受到滑动摩擦力;运动的物体也可能受到静摩擦力作用,如随水平传送带加速运动的物体受到的是静摩擦力,故C正确;作用在物体上的静摩擦力与物体运动方向相同时对物体做正功,与物体运动方向相反时对物体做负功,物体不动时静摩擦力对物体不做功,故D正确.4.(2018·福建省四地六校月考)如图1所示是一支旅行用的“两面针”牙膏,该牙膏的外壳是由铝薄皮做的,根据你的观察和生活经验,下列说法正确的是( )图1A.该牙膏皮被挤压后发生的形变为弹性形变B.牙膏被挤出来是因为牙膏受到手的作用力C.牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦D.挤牙膏时手对牙膏皮的作用力大于牙膏皮对手的作用力答案 C解析该牙膏皮被挤压后发生的形变,因没有恢复原状,则为非弹性形变,故A错误;牙膏受到牙膏皮的作用力,发生形变,从而将牙膏挤出来,故B错误;牙膏盖上的条纹是为了增大摩擦,故C正确;挤牙膏时手对牙膏皮的作用力与牙膏皮对手的作用力属于作用力与反作用力,大小总相等,故D错误.5.如图2所示装置中,各小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是( )图2A.F1=F2=F3B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2D.F3>F1>F2答案 A6.(2019·陕西省商洛市模拟)如图3所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用,g取10m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图3答案 A解析物体从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动,受到的滑动摩擦力大小为f=μmg=0.2×1×10N=2N,方向向左,为负值.当物体的速度减到零时,物体所受的最大静摩擦力为f m=μmg=2N,则F<f m,所以物体不能被拉动而处于静止状态,受到静摩擦力作用,其大小为f=F=1N,方向向右,为正值,故A正确.7.(2018·湖北省武汉市部分学校起点调研)如图4,在水平桌面上叠放着物体a、b、c,三个物体均处于静止状态.下列说法正确的是( )图4A.b对a的摩擦力可能水平向右B.b对a的支持力与a受到的重力是一对平衡力C.c一定受到水平桌面施加的摩擦力D.c对b的作用力一定竖直向上答案 D解析因a、b的接触面不水平,则b对a的摩擦力不可能沿水平方向,选项A错误;b对a 的支持力方向垂直于接触面向上,不可能与竖直向下的重力成为平衡力,选项B错误;对a、b、c整体来说,水平方向不受力,则c不受水平桌面的摩擦力,选项C错误;对a、b整体分析,受到向下的重力作用,则c对b的作用力与重力等大反向,即竖直向上,选项D正确.8.(2018·四川省第二次“联测促改”)如图5所示,斜面固定,平行于斜面处于压缩状态的轻弹簧一端连接物块A,另一端固定,最初A静止.在A上施加与斜面成30°角的恒力F,A 仍静止,下列说法正确的是( )图5A.A对斜面的压力一定变小B.A对斜面的压力可能不变C.A对斜面的摩擦力一定变大D.A对斜面的摩擦力可能变为零答案 D解析设斜面倾角为θ,对物块进行受力分析,垂直于斜面方向,最初支持力等于mg cosθ,施加恒力F后,支持力等于mg cosθ+F sin30°,支持力一定增大.根据牛顿第三定律,A 对斜面的压力一定变大,故A、B错误.沿斜面方向,若mg sinθ>F弹,则摩擦力方向向上,大小等于mg sinθ-F弹,施加恒力F后,F沿斜面向上的分力为F cos30°,由于F大小未知,摩擦力可能仍向上,则一定减小;可能等于零;可能沿斜面向下,大小可能减小、可能不变、可能增大.若mg sinθ<F弹,摩擦力方向向下,大小等于F弹-mg sinθ,施加恒力F后,摩擦力一定变大,故C错误,D正确.9.(2018·天津市部分区上学期期末)如图6所示,用拉伸的轻质弹簧连接的木块静置于倾角为θ的粗糙斜面上.斜面始终保持静止,则下列说法正确的是( )图6A.木块一定受到摩擦力的作用B.木块可能受到摩擦力的作用C.水平面对斜面的摩擦力方向一定水平向左D.水平面对斜面的摩擦力方向一定水平向右答案 B解析若弹簧对木块向上的弹力大小恰好等于mg sinθ,木块不受到摩擦力的作用,若弹簧对木块向上的弹力大小大于mg sinθ,木块受的摩擦力沿斜面向下,若弹簧对木块向上的弹力大小小于mg sinθ,木块受的摩擦力沿斜面向上,故B正确,A错误;取木块和斜面为一整体分析受力,由水平方向合力为零可得,水平面对斜面的摩擦力一定为零,故C、D错误.。

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