(浙江选考)2020版高考物理大一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力课件.pptx
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1、,第二章 相互作用,第1讲 重力 弹力 摩擦力,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,1.重力的理解 (1)产生:由于 而使物体受到的力. (2)大小:Gmg,可用 测量. (3)方向:总是 的. (4)重心:其位置与物体的 分布和形状有关. (5)重心位置的确定 质量分布均匀的规则物体,重心在其 ;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用两次 来确定.,地球吸引,弹簧测力计,一、重力 基本相互作用,竖直向下,质量,几何中心,悬挂,2.基本相互作用 (1)
2、万有引力 (2)电磁相互作用 (3)强相互作用 (4)弱相互作用,自测1 下列关于重力和重心的说法正确的是 A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力 B.重力的方向总是指向地心 C.用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上 D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上,1.形变与弹性形变 (1)形变:物体在力的作用下 的变化叫形变. (2)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够 的形变. (3)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的 ,这个限度叫弹性限度.,形状或体积,恢复原状,二、弹力,形状,2.弹力 (1)定义:发生弹性
3、形变的物体,由于要 ,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力. (2)产生条件:物体相互 且发生 . (3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向 . 3.胡克定律 (1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成. (2)表达式:Fkx. 说明:k是弹簧的 ,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定. x是弹簧长度的 ,不是弹簧形变以后的长度.,恢复原状,接触,弹性形变,相反,正比,劲度系数,变化量,自测2 (多选)下列说法正确的是 A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的 B.拿一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这
4、是由于竹竿发生形变产生的 C.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向 D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的,1.静摩擦力与滑动摩擦力,粗糙,弹力,相对运动趋势,三、摩擦力,粗糙,弹力,相对运动,0FfFfm,相反,FN,相反,相对运动趋势,相对运动,2.动摩擦因数 (1)定义:彼此接触的物体发生 时,滑动摩擦力和正压力的比值. (2)决定因素:接触面的材料和 .,相对运动,粗糙程度,自测3 (多选)关于摩擦力,以下说法中正确的是 A.运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用 B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不可能受
5、到静摩擦力作用 C.正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变 D.摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上,也可能与速度方向不在同一直线上,返回,研透命题点,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. (2)假设法:假设两个物体间弹力不存在,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.,命题点一 弹力的分析和求解,2.弹力方向,3.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
6、律进行求解(弹簧弹力).,模型一 物体与物体间的弹力 例1 (多选)如图1所示,一倾角为45的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法 正确的是 A.球一定受墙的弹力且水平向左 B.球可能受墙的弹力且水平向左 C.球一定受斜面的弹力且垂直于斜面向上 D.球可能受斜面的弹力且垂直于斜面向上,图1,答案,解析 铁球处于静止状态,当F较小时,球的受力情况如图甲所示,当F较大时,球的受力情况如图乙所示,故B、C正确.,变式1 如图2所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在A、B上,D物体悬挂在线的下端时线恰好竖直,且D物体与斜面接触.若接触面均光滑,所
7、有物体均静止,下列说法中正确的是 A.A对B的弹力方向水平向右 B.C对地面的压力大小等于C的重力 C.D对斜面没有压力作用 D.斜面对D的支持力垂直斜面向上,答案,图2,解析 物体接触并产生弹性形变时就能产生弹力作用,无法直接判断有无形变时,可用假设法.若A、B间有弹力作用,则A、B不能保持静止状态,所以A和B之间没有弹力,A错误; C对A、B产生向下的压力作用,对地面并不产生压力,B错误; 如果去掉斜面,D物体仍然静止,保持原来的状态,所以D与斜面之间没有弹力作用,C正确,D错误.,模型二 绳的弹力 例2 如图3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
8、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(重力加速度为g),答案,解析 对B点处的小球受力分析,如图所示,则有 FT sin 60FN sin 60 FT cos 60FN cos 60mg 解得FTFNmg,故C正确.,图3,模型三 弹簧的弹力 例3 如图4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 A.轻弹簧A、B的劲度系数之比为13 B.轻弹簧A、B的劲度系数之比为21 C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之
9、比为21 D.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为 2,答案,图4,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kBx2mg;对小球a,由平衡条件知,竖直方向上,有kBxmgkAxcos 60,联立解得kA3kB,选项A、B错误; 水平方向上,轻绳上拉力FTkAxsin 60,选项C错误,D正确.,变式2 如图5所示,某一弹簧测力计外壳的质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计.将其放在光滑水平面上,现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧测力计的示数,下列说法正确的是 A.只有
10、F1F2时,示数才为F1 B.只有F1F2时,示数才为F2 C.不论F1、F2大小关系如何,示数均为F1 D.不论F1、F2大小关系如何,示数均为F2,解析 弹簧测力计的示数一定等于弹簧挂钩上的拉力F1,与F1、F2的大小关系无关,C正确.,答案,图5,模型四 杆的弹力 例4 如图6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 mg(g表示重力加速度),则轻杆对小球的弹力大小为,答案,图6,命题点二 静摩擦力的分析和计算,1.静摩擦力有无及方向的判断“三法” (1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:,(2)状态法:先
11、判断物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(Fma)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.,2.静摩擦力大小的计算 (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计算其大小. (2)物体有加速度时,若合外力为静摩擦力,则Ffma.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.,例5 如图7所示,两块木板紧紧夹住木块,一直保持静止,木块重为30 N,木块与木板之间的动摩擦因数为0.2,若左右两端的正压力F都是100
12、 N,则木块所受的摩擦力的大小和方向是 A.30 N,方向向上 B.20 N,方向向上 C.40 N,方向向下 D.100 N,方向向上,答案,图7,解析 由于木块静止,故摩擦力与重力平衡,FfG30 N,方向向上.,变式3 如图8所示,物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿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,答案,图8,解析 用假设法分析:甲图中,假设A受摩擦力,
13、与A做匀速运动在水平方向所受合力为零不符合,所以A不受摩擦力;乙图中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,则知A受沿F方向的摩擦力,故选D.,变式4 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9所示,其中F110 N,F22 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,答案,图9,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静摩擦力的大小为8 N,可知最大静摩擦力Fmax8 N.当撤去力F1后,F22 NFmax,木块仍处于静止状
14、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,故C正确.,1.滑动摩擦力的方向 总是跟接触面相切,并且与物体相对运动的方向相反. 2.滑动摩擦力大小的计算 (1)用公式FfFN计算. (2)结合研究对象的运动状态(匀速运动或匀变速运动)利用平衡条件或牛顿运动定律求解.,命题点三 滑动摩擦力的分析和计算,例6 如图10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1,B与地面间动摩擦因数为2.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 A.2(m1m2)g,方向水平向左 B.2(m1m2)
15、g,方向水平向右 C.2m2g,方向水平向左 D.1m1g,方向水平向左,图10,答案,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FfBA1m1g,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FfAB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1m1g,方向水平向左,故D正确,A、B、C错误.,变式5 (2018宁波市期末)现代的激光打印机都是自动进纸的,其进纸原理如图11所示,进纸槽里叠放有一叠白纸,每一张白纸的质量
16、为m.进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上,并沿逆时针方向转动,确保第1张纸与第2张纸相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,滚轮与白纸之间的动摩擦因数为1,白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为2(12),则下列说法正确的是 A.第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左 B.最后一张白纸受到进纸槽底座的摩擦力向左 C.一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向左 D.任意两张白纸之间均可能发生相对滑动,图11,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.,命题点四 摩擦力和三类
17、突变,例7 如图12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,则(g10 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受到的弹簧的拉力增大,答案,图12,解析 由题意得,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Ffm5 N,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ma10 N,可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N,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
18、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,如果物体不能保持相对静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力.,例8 (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13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
19、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 A.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50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上),答案,图13,解析 t0时刻,力传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2 N,由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N,A选项正确; t50 s时刻摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5 N,同时小车开始运动,说明带有沙子的沙桶重力等于3.5 N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力
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