人教版高中物理总复习课件:第二章 第1讲 重力、弹力、摩擦力

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(1)当这根弹簧长度为 4.20 cm 时,受到压力多大? (2)当弹簧受到 15 N 的拉力时,弹簧的长度是多少? 答案:(1)8.0 N (2)6.5 cm
4.(人教版必修 1 P58 说一说改编)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, 下列说法正确的是( )
考点一 弹力的分析与计算 [考点解读]
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.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,则此处不存在 弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力. (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 平衡条件判断是否存在弹力.
绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A.86 cm
B. 92 cm
C.98 cm
D.104 cm
[解题关键] 关键词理解与情景构建 缓慢移至同一点说明可按动态平衡处理.始终处于弹性限度内 说明劲度系数 k 不变.原长 80 cm,固定点相距 80 cm,说明水平时 弹力恰好为“0”.钩码挂在绳的中点,相当于两根绳共同承担钩码重 力.
(3)玻璃杯对桌面产生的压力是玻璃杯发生形变产生的,桌面对 玻璃杯的支持力是桌面发生形变产生的.
2.(人教版必修 1 P56 第 2 题改编)在下列四个图中画出物体 A 所受弹力的示意图.
解析:如图所示 答案:见解析
3.(人教版必修 1 P56 第 3 题改编)一根轻弹簧在 10.0 N 的拉力 作用下,长度由原来的 5.00 cm 伸长为 6.00 cm.
(3)放在水平桌面上的玻璃杯与桌面相互挤压,玻璃杯对桌面产 生压力和桌面对玻璃杯产生的支持力,分别是由哪一个物体发生形 变产生的?
答案:(1)手捏玻璃瓶,管中水面上升,说明受压时玻璃瓶发生 形变,体积变小了.
(2)橡皮泥、泥土受力后发生的形变,在撤去外力后不能恢复原 状(非弹性形变),玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).
A.60 N,100 N,90 N B.0 N,100 N,300 N C.60 N,100 N,300 N D.0 N,100 N,90 N 答案:A
6.(人教版必修 1 P57 演示改编)把木块放在水平桌面上,用弹 簧测力计沿水平方向向右拉木块,如图所示,当测力计的示数为 1.2 N 时,木块没有动;逐渐增大拉力到 2.2 N 时,木块仍静止;继续增 大拉力到 4.2 N 时,木块开始移动,此时拉力突然变小到 4.0 N,此 后木块匀速运动,拉力保持 4.0 N 不变.
5.(人教版必修 1 P57 思考与讨论改编)(甲)图中小明用 60 N 的 水平力推木箱,没推动,此时木箱受的摩擦力为 F1;(乙)图中小明用 100 N 的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受的摩擦力为 F2;(丙) 图中小明把木箱推动了,此时木箱受的摩擦力为 F3.已知木箱对地面 的压力为 300 N,木箱与地面间的动摩擦因数为 0.3,则 F1,F2,F3 的大小分别为( )
滑动摩擦力和静摩擦力的对比
名称 项目
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两 相对静止 的物体间 两 相对运动 的物
的摩擦力
体间的摩擦力
①接触面 粗糙
①接触面 粗糙
②接触处有 压力
②接触处有 压力
产生条件
③两物体间有 相对运动 ③ 两 物 体 间 有 相 对
趋势
运动
大小、 方向
大小:0 <f≤ fmax
大小:F= μFN
[探究 2] 弹力方向的判断 (2019·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:C [小车在光滑斜面上自由下滑,不受阻力,则加速度 a =gsin 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 gsin 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.]
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:B [传送带匀速运动时,麻袋包受力平衡,麻袋包除受 重力、垂直斜面向上的支持力外,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,受到的摩擦力可能沿传送带向上,也有可能沿传送带向下 或为零,C、D 错误.]
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: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=gtan α,则轻弹簧对小球无弹力, D 正确.]
方向:与受力物体相对运动 方向:与受力物体相对
趋势的方向 相反
运动的方向 相反
作用
总是阻碍物体间的 相对 总是阻碍物体间的
效果
运动趋势
相对运动
滑动摩擦力大小的计算公式 F=μFN 中 μ 为比例常数,称为动摩 擦因数,其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关.
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”. (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)生活中,摩擦力只能以阻力的形式出现,不可能是动力.(×) (3)受静摩 擦力作 用的 物体不 一定 静止, 但一 定保持 相对 静 止.(√) (4)用手握紧装满水的瓶子静止提在空中时,手握瓶子的力越大, 瓶子受到的摩擦力越大.(×)
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=kx.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.
弹力大小计算的三种方法 1.根据力的平衡条件进行求解. 2.根据牛顿第二定律进行求解. 3.根据胡克定律进行求解.
考点二 摩擦力的分析与计算 [考点解读]
1.静摩擦力有无及方向的三种判断方法 (1)假设法 利用假设法判断的思维程序如下:
(2)状态法 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.
[教材挖掘·做一做] 1.(人教版必修 1 P56 第 1 题改编)(1)如图所示,取一个圆玻璃 瓶,里面盛满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口,使水面位于细管 中,用手捏玻璃瓶,会看到什么现象?说明什么? (2)用手压橡皮泥,橡皮泥发生形变;脚踩在松软的泥土上,留 下了深深的脚印(形变),这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同?
[探究 3] 弹力大小的计算 (2019·忻州四校第一次联考)完全相同且质量均为 m 的物块 A、B 用轻弹簧相连,置于带有挡板 C 的固定斜面上.斜面的倾角为 θ, 弹簧的劲度系数为 k.初始时弹簧处于原长,A 恰好静止.现用一沿斜 面向上的力拉 A,直到 B 刚要离开挡板 C,则此过程中物块 A 的位 移大小为(弹簧始终处于弹性限度内)( )
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”. (1)相互接触的两个物体之间一定存在弹力.(×) (2)物体所受弹力方向与自身形变的方向相同.(√) (3)绳、杆的弹力方向一定沿绳、杆.(×) (4)面面接触(或点面接触)的物体间的弹力垂直于面(或切面)并 指向受力物体.(√)
[知识点 2] 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力
2.弹力方向的确定
[典例赏析]
[典例 1] (2017·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
实验:探究弹力和
卷Ⅰ
弹簧伸长的关系
T22
实验:验证力的平 行四边形定则
卷ⅢT22
说明:处理物体在粗糙面上的问题,只限于已知相对运动趋
势或已知相对运动方向的情况
第 1 讲 重力、弹力、摩擦力
[基础知识·填一填] [知识点 1] 重力、弹力、胡克定律 1.重力 (1)产生:由于 地球 的吸引而使物体受到的力. (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.
[解析] B [设总长度为 100 cm 时与水平方向夹角为 θ,则 cos θ=45,故 θ=37 °.总长度为 100 cm 时弹力 F=kx1,设移至天花板同 一点时的弹力为 kx2,则12kx1·sin θ=12kx2,得 x2=12 cm,则弹性绳 的总长度为 92 cm.故 B 项正确.]
mg mgsin θ
2mg
A. k B. k
C. k
2mgsin θ D. k
解析:D [初始时弹簧处于原长,A 恰好静止,根据平衡条件, 有:mgsin θ=Ff,其中 Ff=μFN=μmgcos θ,联立解得:μ=tan θ.B 刚要离开挡板 C 时,弹簧拉力等于物块 B 重力沿斜面向下的分 力和最大静摩擦力之和,即 kx=mgsin θ+Ff,解得:x=2mgskin θ.]
(1)木块受到拉力 1.2 N 时,没有运动,说明什么问题? (2)随着外力的增大,静摩擦力怎样变化? (3)木块所受的静摩擦力沿什么方向?
答案:(1)木块受到的静摩擦力与拉力平衡. (2)随着拉力增大,由二力平衡可知静摩擦力也在增大.
(3)静摩擦力在木块与桌面间产生,方向沿接触面指向木块有相对运 动趋势的反方向,即向左.
[典例赏析] [典例 2] (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( )
高考总复习
第二章 相互作用
人教物理
全国卷 3 年考情分析
考点内容
考纲 要求
2016
三年考题 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ017
形变、弹性、胡克

定律
卷ⅢT17,
卷ⅠT21,共
滑动摩擦力、动摩
共点力的

点力的平衡
擦因数、静摩擦力
平衡
卷ⅢT17,共
矢量和标量
Ⅰ 卷ⅠT19,
点力的平衡
力的合成与分解 Ⅱ 摩擦力
共点力的平衡 Ⅱ
2018
2.滑动摩擦力的计算方法 可用公式 F=μFN 计算,注意对物体间相互挤压的弹力 FN 的分 析,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. 3.静摩擦力的计算方法 (1)最大静摩擦力 fmax 的计算 最大静摩擦力 fmax 只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才 表现出来,比滑动摩擦力稍大些,通常认为二者相等,即 fmax=μFN. (2)一般静摩擦力的计算 结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或加速运动),利用平 衡条件或牛顿运动定律列方程求解.
母题 典例 1
[母题探究] 探究 1.弹力有无的判断 探究 2.弹力方向的判断 探究 3.弹力大小的计算
[探究 1] 弹力有无的判断 (2019·武汉调研)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( )
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