2020高考物理一轮复习第二章第1讲重力弹力摩擦力学案(含解析).doc
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1、1第 1 讲 重力 弹力 摩擦力主干梳理 对点激活知识点 力、重力 1力(1)定义:力是 物体与物体之间的相互作用。01 (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)。02 (3)标矢性:力是矢量,既有大小,也有 方向。03 (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。04 2重力(1)产生:由于 地球的吸引而使物体受到的力。05 (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。06 07 08 (3)方向:总是 竖直向下的。09 (4)重心:其位置与物体的 质量分布和 形状有关。10 11 知识点 形变、弹性
2、、胡克定律 1形变物体在力的作用下 形状或 体积的变化叫形变。01 02 2弹性(1)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力能够 恢复原状的形变。03 (2)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 形04 状,这个限度叫弹性限度。3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。05 (2)产生的条件物体间直接 接触;接触处发生 弹性形变。06 07 (3)方向:总是与物体弹性形变的方向 相反。08 4胡克定律(1)内容:在 弹性限度内,弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成 正比。09 10 (2)表达式: F kx。 k
3、 是弹簧的 劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是 牛11 12 13 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。只知14 15 2弹簧弹力大小时,弹簧可能处于拉伸状态,也可能处于 压缩状态,两种情况都要考虑。16 知识点 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 滑动摩擦力和静摩擦力的对比滑动摩擦力大小的计算公式 F F N中 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。3一 思维辨析1自由下落的物体所受重力为零。( )2相互接触的物体间一定有弹力。( )3轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。( )4运动的物体也可以受静摩擦力。(
4、)5接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。( )6两物体接触处的弹力增大时,接触面间的摩擦力大小可能不变。( )答案 1. 2. 3. 4. 5. 6.二 对点激活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物体静止时,对水平支持物的压力就是物体的重力C用细线将物体悬挂起来,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答案 C解析 重力是由于地球吸引产生的,是所受引力的一个分力,两者一般不相等,A 错误。压力和重力是两种性质不同的力,B 错误。由平衡条件知,细线拉力和重力平衡,重心在重力作用线上,C 正确。重心
5、跟物体的形状、质量分布有关,是重力的等效作用点,但不一定在物体上,如折弯成直角的均匀直杆,D 错误。2.玩具汽车停在模型桥面中间,如图所示,则下列说法正确的是( )A桥面受向下的弹力,是因为桥面发生了弹性形变B玩具汽车没有发生形变,所以玩具汽车不受弹力C玩具汽车受向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变D玩具汽车受向上的弹力,是因为玩具汽车发生了形变答案 C解析 玩具汽车与桥面相互挤压都发生了形变,B 错误;由于桥面发生弹性形变,所以对玩具汽车有向上的弹力(支持力),C 正确,D 错误;由于玩具汽车发生了弹性形变,所以对桥面产生向下的弹力(压力),A 错误。3(人教版必修 1P61T3改编)(多选
6、)一重为 100 N 的木箱放在水平地板上,至少要用 35 N 的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用 30 N 的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )A木箱与地板间的最大静摩擦力为 35 NB木箱所受的滑动摩擦力为 30 NC木箱与地板间的动摩擦因数为 0.35D木箱与地板间的动摩擦因数为 0.34答案 ABD解析 由题意知,木箱与地板间的最大静摩擦力为 35 N,滑动摩擦力为 30 N,由Ff F N, FN mg,联立得 0.3,故 A、B、D 正确,C 错误。Ffmg 30 N100 N考点细研 悟法培优考点 1 弹力的分析与计算1弹力有无的判断
7、“四法”(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生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运动状态,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。(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力。2弹力方向的确定3弹力大小的计算方法(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
8、。(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5件或牛顿第二定律来确定弹力大小。例 1 画出下图中物体 A 受力的示意图(各接触面均光滑)。解题探究 (1)杆上的力的方向一定沿杆吗?提示:不一定,杆上的弹力的方向要根据牛顿第二定律或平衡条件来判断。(2)相互接触的物体间弹力的有无可以用什么方法判断?提示:假设法、条件法、状态法、替换法。尝试解答 总结升华轻杆和轻绳上弹力的分析(1)“动杆”和“定杆”上的弹力动杆: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,轻杆只能起到“拉”或“推”的作用,否则会引起杆的转动。如图甲所示,若 C为转
9、轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向。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。定杆的弹力方向应根据物体的运动状态,由平衡条件或牛顿第二定律分析判断,6如例 1 中(4)。(2)轻绳上的弹力同一条轻绳没有弯折时,绳上的拉力处处相等。例如图甲中 AB 段绳上的拉力处处相等。当轻绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,由于滑轮或挂钩对绳无约束,因此绳上的力是处处相等的,即滑轮只改变力的方向不改变力的大小,例如图乙中, BC、 BD 两段绳中的拉力大小都等于重物的重力。当轻绳某处打有死结时,由于结点对绳有约束,因此绳上的力可能不是处处相等,例如图丙中,绳 AOB 中
10、, AO 和 OB 两段绳中拉力大小不相等。变式 11 (多选)如图所示,一重为 10 N 的球固定在支杆 AB 的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为 7.5 N,则 AB 杆对球的作用力( )A大小为 7.5 NB大小为 12.5 NC方向与水平方向成 53角斜向右下方D方向与水平方向成 53角斜向左上方答案 BD解析 对球进行受力分析可得, AB 杆对球的作用力 F 和绳的拉力的合力与球的重力等大反向,可得 F 方向斜向左上方,其大小 F N12.5 N,故 B 正确;设 AB 杆102 7.52对球的作用力与水平方向的夹角为 ,可得 tan , 53,故 D 正确。
11、GF拉 43变式 12 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)( )A3 L B4 L C5 L D6 L答案 C解析 由题意可知, kL mg,当用两个相同的弹簧按题图所示悬挂时,下面弹簧弹力7大小为 mg,伸长量为 L,而上面弹簧的弹力为 2mg,由 kx2 mg 可知,上面弹簧的伸长量为 x2 L,故 B 球到悬点 O 的距离为 L L L2 L5 L,C 正确。考点 2
12、 摩擦力的分析与计算1静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法(2)状态法:根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向。(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求解摩擦力的技巧例 2 (多选)如图所示,甲物体在沿斜面的推力 F 的作用下静止于乙物体上,乙物体静止在水平面上,现增大外力 F,两物体仍然静止,则下列说法正确的是( )A乙对甲的摩擦力一定增大B乙对甲的摩擦力可能减小C乙对地面的摩擦力一定增大D乙对地面的摩擦力可能增大解题探究 (1)乙对甲原来一定有摩擦力吗?提示:不一定,要看甲的重力沿斜面的分力
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