江苏2019年高考物理总复习第5讲重力弹力摩擦力讲义.docx

第5讲重力弹力摩擦力考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求形变和弹力胡克定律、静摩擦滑动摩擦摩擦力动摩擦因数15年16年17年,T9选择，考查牛顿运动定律、能量守恒定律及弹簧弹力与长度变化关系的综合应用T14计算，结合圆周运动，考查胡克定律弹簧劲度系数的计算T9选择，考查根据受力分析、分析摩擦力做功情况T1选择，考查胡克定律、弹簧压缩量的计算T20(1)计算，考查斜面弹力大小计算T9选择，考查根据受力分析、分析摩擦力做功情况T14计算，结合共点力平衡，考查摩擦力大小和方向的判断,分析综合、应用数学处理物理问题分析综合、应用数学处理物理问题分析综合、应用数学处理物理问题弱项清单,1.弹力和摩擦力大小、方向的判断能力不足2混淆弹簧的伸长量与弹簧长度的概念，单位记错3没有养成良好的受力分析习惯知识整合一、力1力的定义：力是物体对物体的_，力不能离开物体而存在2力的基本特征(1)力的物质性：力不能脱离物体而独立存在不论是直接接触还是不直接接触；不论是微观还是宏观，有力就一定存在_和_物体(2)力的相互性：力的作用是相互的，施力物体同时也一定是受力物体(3)力的矢量性：力是_，有大小和方向，其合成与分解遵从_(4)力的独立性：一个力作用于某一物体上产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关3力的作用效果：使物体产生_或使物体_发生改变4力的分类(1)按_分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等(2)按_分：拉力、压力、浮力、动力、阻力、向心力、回复力等(3)按研究对象分：内力和外力(4)按是否与物体接触分：接触力和非接触力5力的三要素：_、_、作用点6力的图示：用一根带箭头的线段来表示力的_、_、作用点的方法就是力的图示7力的国际单位：_.二、重力1产生：_.2大小：_3方向：_4重心(1)定义：_.(2)位置确定：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物体，重心可用_法确定注意：(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直，不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向也就不同(2)重力的方向不一定指向地心(3)并不是只有重心处才受到重力的作用，物体的重心不一定在物体上(4)重力是万有引力的一个分力三、弹力1定义：_.(1)形变是指_(2)形变的种类：_.2产生条件：(1)_；(2)_3弹力方向：_.4胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成_(2)表达式：_k是弹簧的_，单位是_，用符号_表示；k的大小由弹簧_决定x是弹簧长度的_，不是弹簧形变以后的长度四、摩擦力两个_的物体，当它们发生相对运动或具有_时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或_的力，这种力叫做摩擦力摩擦力可以分为_和_两种方法技巧考点1弹力有无及弹力方向的判断1弹力有无的四种判断方法(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，看能否维持原来的力学状态2弹力方向的确定3计算弹力大小常见的三种方法(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4.三种模型对比轻杆轻绳轻弹簧模型图示模型特点形变特点只能发生微小形变柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等既可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等方向特点不一定沿杆，可以是任意方向只能沿绳，指向绳收缩的方向沿弹簧轴线与形变方向相反作用效果特点可以提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力大小突变特点可以发生突变可以发生突变一般不能发生突变5.解决三种模型问题时应注意的事项(1)轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型(2)分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态(3)讨论轻弹簧上的弹力时应明确弹簧处于伸长还是压缩状态【典型例题1】下列的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是() A图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙 B图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁 C图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁 D图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁【典型例题2】(多选)两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a，b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的P端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则() Ab弹簧的伸长量也为L Bb弹簧的伸长量为 CP端向右移动的距离为2L DP端向右移动的距离为L1.(多选)如图所示，A、B两物体的重力分别是GA3 N、GB4 N，A用悬绳挂在天花板上，B放在水平地面上，A、B间的轻弹簧上的弹力F2 N，则绳中张力F1和B对地面的压力F2的可能值分别为() A7 N和10 N B5 N和2 N C1 N和6 N D2 N和5 N考点2滑动摩擦力和静摩擦力1产生条件(1)接触面粗糙；(2)有弹力；(3)有相对运动或相对运动趋势2摩擦力的方向：总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反摩擦力与物体的运动方向可相同、相反、垂直、成任意角度摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用相对运动趋势方向的判断：对运动趋势方向的判断，一般是采用化“静”为“动”的方法，即假设研究对象与被接触物体之间光滑，若它们之间发生相对滑动，则其相对滑动方向便是原先的相对运动趋势方向；若它们之间不发生相对滑动，则说明它们之间原先并无相对运动趋势3摩擦力的大小：滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比公式：FfFN.Ff表示滑动摩擦力大小，FN表示压力的大小，叫动摩擦因数FN表示两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力，更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定与接触面的材料有关，与接触面的大小无关，无单位滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关静摩擦力的大小随着运动趋势强弱变化而在0最大静摩擦力Ffm之间变化跟相对运动趋势强弱程度有关，但跟接触面相互挤压力FN无直接关系最大静摩擦力一般要大于滑动摩擦力，在中学阶段讨论问题时，如无特殊说明，可认为它们数值相等4静摩擦力有无及方向的常用判断方法(1)假设法利用假设法判断的思维程序如下：假设物体间接触面光滑与相对运动趋势的方向相反(2)反推法：从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，从而判断静摩擦力的有无及方向(3)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(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(4)牛顿第三定律法此法的关键是抓住“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“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向【典型例题3】(多选)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中() A桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大 D若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面【典型例题4】如图，A、B两物体重力都等于10 N，各接触面动摩擦因数都等于0.3，F11 N和F22 N的两个水平力分别作用在A和B上，A、B均静止，则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为() A3 N，6 N B1 N，2 N C1 N，1 N D0 N，1 N2.如图，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P的斜面上，整个系统处于静止状态若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示则() Af10，f20，f30 Bf10，f20，f30 Cf10，f20，f30 Df10，f20，f30当堂检测1.如图所示，一个球形物体静止于光滑水平面上，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接触点，则下列说法中正确的是()第1题图 A物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用 B物体受重力、B点的支持力作用 C物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用 D物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用2如图所示，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数k的弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态，现通过细绳将A向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L，假设弹簧一直在弹性限度内，则()第2题图 AL BL CL DL3如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑已知A与B间的动摩擦因数为1，A与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力A与B的质量之比为()第3题图 A. B. C. D.4(17年南通阶段检测)(多选)如图所示，倾角为的斜面C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A，B，C都处于静止状态，则()第4题图 AB受到C的摩擦力一定不为零 BC受到地面的摩擦力一定为零 CC有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力 D将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为05(多选)如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，tt0时刻P离开传送带不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是()第5题图第5讲重力弹力摩擦力知识整合基础自测一、1.作用2(1)施力物体受力(3)矢量平行四边形定则3形变运动状态4(1)性质(2)效果5大小方向6大小方向7牛顿(N)二、1.由于地球的吸引而使物体受到的力2Gmg3总是竖直向下的4. (1)为了研究方便认为各部分受到的重力集中作用的点(2) 几何中心悬挂法、支撑法三、1.发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力(1)物体形状和体积的改变(施力物体发生形变！)(2)拉伸或压缩形变、弯曲形变、扭转形变等2. (1)两物体相互接触(2)有弹性形变3弹力的方向与物体形变的方向相反4. (1) 正比 (2) Fkx劲度系数牛顿每米N/m自身性质变化量四、相互接触相对运动的趋势相对运动趋势静摩擦力滑动摩擦力方法技巧典型例题1B【解析】如果杆端受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆端受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，如图中甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C、D均错误，B正确典型例题2BD【解析】两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a，b串接在一起，两弹簧中的弹力相等，k1Lk2x，解得b弹簧的伸长量为x，选项A错误，B正确；P端向右移动的距离为LxL，选项C错误，D正确变式训练1BC【解析】弹簧可能是压缩或拉伸典型例题3BD【解析】由题图知在拉动桌布的过程中鱼缸相对桌布向左运动，故鱼缸受到桌布对其向右的摩擦力作用，所以A错误；因鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，鱼缸在桌布上与在桌面上运动时所受摩擦力大小相等，加速度大小相等，鱼缸先在桌布上加速，然后在桌面上减速到停止，所以根据 vat知鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等，所以B正确；若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将不变，所以C错误；若猫减小拉力，桌布的加速度减小，鱼缸与桌布可能相对滑动也可能相对静止，鱼缸在桌面运动的时间都会变长，所以鱼缸可能滑出桌面，所以D正确典型例题4C【解析】以A为研究对象，受到四个力作用，竖直方向有重力GA、B给A的支持力FN1，水平方向有向右的拉力F1，由于A静止不动，则B必定给A一向右的静摩擦力，且与F1是平衡力，Ff1F11 N，以AB整体为研究对象，受到五个力作用，竖直方向有重力GAB，地面给B的支持力FN2，水平方向有向右的拉力F1，向左的拉力F2，由于A、B静止不动，F1F2，则地面必定给B一向右的静摩擦力，且满足F1Ff2F2，Ff21 N，则C正确变式训练2C【解析】对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f30；再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与p之间有摩擦力，即f20；再对a受力分析可知，a相对于b有向下的运动趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即f10.选项C正确当堂检测1B【解析】假设没有光滑墙壁，物体也不会左右滚动，可见物体并未受到A点的弹力，A错误；B点对物体的支持力和地面对物体的弹力实为一个力，所以C错误；物体对地面的压力作用在地面上，并不是物体受到的力，受力分析时一定要明确研究对象，D错误；综上，B正确2A【解析】拉A之前，A静止时，mgkx1，弹簧的压缩量为x1，当B刚要离开地面时，弹簧的伸长量为x2，mgkx2，所以A上升的距离为Lx1x2，故A正确3B【解析】对A、