【优化方案】浙江省高考物理总复习 第2章第一节 重力 弹力 摩擦力课件 大纲人教

第一节重力弹力摩擦力

课堂互动讲练经典题型探究第一节重力弹力摩擦力基础知识梳理知能优化演练一、力1．力的概念：物体与物体之间的_____作用．2．力的性质(1)物质性：力不能脱离_____而独立存在．没有“施力物体”或“受力物体”的力是_______的．(2)相互性：力的作用是_____的．施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体．(3)矢量性：力是矢量，既有_____，又有_____．(4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用_____．基础知识梳理相互物体不存在相互大小方向无关形变运动状态4．力的图示和示意图(1)力的图示：包含力的_____、_____、______三个要素．(2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物体受到某一力的有向线段．特别提示：同一性质的力可以产生不同的效果；不同性质的力可以产生相同的效果．大小方向作用点二、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_________．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．特别提示：(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．竖直向下思考感悟重心的位置与哪些因素有关？提示：与质量分布和物体的形状有关．三、弹力1．定义：发生弹性形变的物体由于要_________，对与它接触的物体产生力的作用．2．产生的条件(1)两物体_________；(2)发生_________．恢复原状相互接触弹性形变3．方向(1)与物体形变方向_____．(2)几种常见模型的弹力方向①轻绳的拉力沿绳指向_________的方向．②点与平面、平面与平面接触处的弹力_____于接触面(若是曲面则垂直于接触处的_____)指向被压或被支持的物体．③弹簧的弹力方向：总是沿_________指向变回原长的方向．④杆的弹力方向要依照平衡条件或牛顿定律判定．相反绳收缩垂直切面弹簧轴线4．大小(1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式为F＝kx；(2)非弹簧类弹力大小应由_________或动力学规律求得．四、摩擦力1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有_________或_____________时，在接触面上所受的阻碍_________或_____________的力．2．产生条件：接触面_____；接触面间有弹力；物体间有_________或_____________．平衡条件相对运动相对运动趋势相对运动相对运动趋势粗糙相对运动相对运动趋势μFN4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向_____．5．作用效果：阻碍物体间的_________或_____________．相反相对运动相对运动趋势特别提示：(1)摩擦力阻碍的的是物体间的的相对运动或或相对运动趋趋势，但不一一定阻碍物体体的运动．(2)受静摩擦力作作用的物体不不一定静止，，受滑动摩擦擦力作用的物物体不一定运运动．(3)接触面处有摩摩擦力时一定定有弹力，且且弹力与摩擦擦力方向总垂垂直，反之不不一定成立．．一、弹力的有有无及方向的的判断方法1．弹力有无的的判断方法(1)根据弹力产生生的条件直接接判断根据物体是否否直接接触并并发生弹性形形变来判断是是否存在弹力力．此方法多多用来判断形形变较明显的的情况．课堂互动讲练(2)利用假设法判判断对形变不明显显的情况，可可假设两个物物体间弹力不不存在，即把把与我们所研研究的物体相相接触的其他他物体去掉，，看物体还能能否保持原有有的状态，若若运动状态不不变，则此处处不存在弹力力，若运动状状态改变，则则此处一定存存在弹力．(3)根据“物体的的运动状态””分析由状态分析弹弹力，使物体体的受力必须须与物体的运运动状态符合合，依据物物体的运动状状态，由物体体受力平衡(或牛顿第二定定律)列方程来判断断物体间的弹弹力是否存在在．2．弹力的方向向的判断方法法(1)弹力的方向与与物体形变的的方向相反，，作用在迫使使物体发生形形变的那个物物体上．具体体情况有以下下几种：弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心的连线上，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析(2)由物体的运动动状态判断弹弹力的方向物体的受力必必须与物体的的运动状态相相符合．可根根据物体的运运动状态，先先假设一个弹弹力的方向，，由共点力的的平衡条件或或牛顿第二定定律列方程，，求出弹力．．若所得结果果为正值，其其方向与假设设方向相同，，如果为负值值，其方向与与假设方向相相反．应用指导：(1)绳对物体只能能产生拉力，，不能产生推推力，且绳子子弹力的方向向一定沿着绳绳子并指向绳绳子收缩的方方向，这是由由绳子本身的的特点决定的的．(2)杆既可以产生生拉力，也可可以产生推力力，弹力的方方向可以沿杆杆，也可以不不沿杆，这是是杆和绳两种种模型的最大大区别．即时应用(即时突破，小小试牛刀)1.(2011年绍兴模拟)如图2－1－1所示，小车内内有一固定光光滑斜面，一一个小球通过过细绳与车顶顶相连，细绳绳始终保持竖竖直．关于小小球的受力情情况，下列说说法正确的是是()图2－1－1A．若小车静止止，绳对小球球的拉力可能能为零B．若小车静止止，斜面对小小球的支持力力一定为零C．若小车向右右运动，小球球一定受两个个力的作用D．若小车向右右运动，小球球一定受三个个力的作用解析：选B.若小车静止，，则小球受力力平衡，由于于斜面光滑，，不受摩擦力力，小球受重重力、绳子的的拉力，重力力和拉力都沿沿竖直方向；；如果受斜面面的支持力，，则没法达到到平衡，因此此在小车静止止时，斜面对对小球的支持持力一定为零零，绳子的拉拉力等于小球球的重力，故故A项错误，B项正确；若若小车向右右匀速运动动时，小球球受重力和和绳子拉力力两个力的的作用；若若小车运动动时加速度度向左，则则一定受斜斜面的支持持力，可能能受绳子的的拉力，也也可能不受受绳子的拉拉力，故C、D项都不对．．二、摩擦力力的有无及及方向的判判断方法1．假设法：：即假设接接触面光滑滑，看物体体是否会发发生相对运运动．(1)若发生相对对运动，则则说明物体体原来虽相相对静止却却有相对运运动的趋势势．且假设设接触面光光滑后物体体发生相对对运动的方方向即为原原来相对运运动趋势的的方向，从从而确定静静摩擦力的的方向．(2)若没有发生生相对运动动，则说明明没有静摩摩擦力．2．根据摩擦擦力的效果果来判断其其方向：如如平衡其他他力、作动动力、作阻阻力、提供供向心力等等，再根据据平衡条件件或牛顿定定律来计算算大小．用用牛顿第二二定律判断断，关键是是先判断物物体的运动动状态(即加速度方方向)，再利用牛牛顿第二定定律(F＝ma)确定合力的的方向，然然后由受力力分析判断断静摩擦力力方向．3．利用牛顿顿第三定律律来判断此法关键是是抓住“摩摩擦力是成成对出现的的”，先确确定受力较较少的物体体受到的摩摩擦力方向向，再确定定另一物体体受到的摩摩擦力方向向．特别提醒：：(1)受静摩擦力力作用的物物体不一定定是静止的的，受滑动动摩擦力作作用的物体体不一定是是运动的．．(2)摩擦力阻碍碍的是物体体间的相对对运动或相相对运动趋趋势，但摩摩擦力不一一定阻碍物物体的运动动，摩擦力力的方向与与物体运动动的方向可可能相同也也可能相反反，还可能能成一夹角角，即摩擦擦力可能是是动力也可可能是阻力力．即时应用(即时突破，，小试牛刀刀)2.如图2－1－2所示，物体体A置于倾斜的的传送带上上，它能随随传送带一一起向上或或向下做匀匀速运动，，下列关于于物体A在上述两种种情况下的的受力描述述，正确的的是()图2－1－2A．物体A随传送带一一起向上运运动时，A所受的摩擦擦力沿斜面面向下B．物体A随传送带一一起向下运运动时，A所受的摩擦擦力沿斜面面向下C．物体A随传送带一一起向下运运动时，A不受摩擦力力作用D．无论A随传送带一一起向上还还是向下运运动，传送送带对物体体A的作用力均均相同答案：D三、摩擦力力大小的计计算1．静摩擦力力大小的计计算(1)物体处于平平衡状态时时(静止或匀速速)，利用力的的平衡条件件来判断其其大小．(2)物体有加速速度时，若若只有摩擦擦力，则Ff＝ma，例如匀速速转动的圆圆盘上物块块靠摩擦力力提供向心心力产生向向心加速度度；若除摩摩擦力外，，物体还受受其他力，，则F合＝ma，先求合力力再求摩擦擦力．2．滑动摩擦擦力的计算算(1)滑动摩擦力力的大小用用公式Ff＝μFN来计算，但但应注意：：①μ为动摩擦因因数，其大大小与接触触面的材料料、表面的的粗糙程度度有关，FN为两接触面面间正压力力，其大小小不一定等等于物体的的重力．②滑动摩擦擦力的大小小与物体的的运动速度度无关，与与接触面的的面积大小小也无关．．(2)根据物体的的运动状态态判断①若物体处处于平衡状状态，利用用平衡条件件求解．②若物体有有加速度，，利用牛顿顿第二定律律和受力分分析结合起起来求解．．即时应用(即时突破，，小试牛刀刀)3.((2011年衢州一中中检测)如图2－1－3所示，斜面面固定在地地面上，倾倾角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，质量为1kg的滑块，以以一定的初初速度沿斜斜面向下滑滑，斜面足足够长，滑滑块与斜面面间的动摩摩擦因数为为0.8.该滑块所受受摩擦力Ff随时间变化化的图象是是图2－1－4中的(取初速度方方向为正方方向，g＝10m/s2)()图2－1－3解析：选A.由于mgsin37°<μmgcos37°，滑块减速速下滑，因因斜面足够够长，故滑滑块最终一一定静止在在斜面上，，开始阶段段Ff滑＝μmgcos37°＝6.4N，方向沿斜斜面向上，，静止在斜斜面上时，，Ff静＝mgsin37°＝6N，方向沿斜斜面向上，，由于取初初速度方向向为正方向向，故图象象A正确，B、C、D均错误．如图2－1－5所示，小车车上固定着着一根弯成成α角的曲杆，，杆的另一一端固定着着一个质量量为m的球球．．试试分分析析下下列列情情况况下下杆杆对对球球的的弹弹力力的的大大小小和和方方向向：：题型一弹力的分析与计算例1图2－1－5经典题型探究(1)小车车静静止止；；(2)小车车以以加加速速度度a水平平向向右右加加速速运运动动．．【思路路点点拨拨】解答答本本题题时时应应注注意意以以下下三三点点：：(1)杆对对小小球球的的弹弹力力方方向向不不一一定定沿沿杆杆；；(2)小车车静静止止时时，，由由平平衡衡条条件件可可以以求求解解弹弹力力的的大大小小和和方方向向；；(3)小车车加加速速运运动动时时，，可可由由牛牛顿顿第第二二定定律律求求解解弹弹力力的的大大小小和和方方向向．．【解析析】(1)小车车静静止止时时，，球球处处于于平平衡衡状状态态，，由由平平衡衡条条件件可可求求：：F1＝mg，方向竖直向向上．(2)当小车以加速速度a向右匀加速运运动时，小球球的加速度也也为a，设杆对球的的弹力为F2，与竖直方向向的夹角为θ，如图2－1－6所示，则有：：图2－1－6【答案】(1)mg竖直向上(2)见解析【题后反思】杆产生的弹力力方向可能沿沿杆，也可能能不沿杆，需需结合物体的的其他受力情情况、运动情情况，由平衡衡条件或F合＝ma确定．(2011年山东滨州模模拟)如图2－1－7所示，原长分分别为L1和L2，劲度系数分分别为k1和k2的轻质弹簧竖竖直悬挂在天天花板上，两两弹簧之间有有一质量为m1的物体，最下下端挂着质量量为m2的另一物体，，整个装置处处于静止状态态．求：题型二弹簧产生的弹力例2图2－1－7(1)这时两弹簧的的总长．(2)若用一个质量量为M的平板把下面面的物体竖直直缓慢地向上上托起，直到到两弹簧的总总长度等于两两弹簧的原长长之和，求这这时平板受到到下面物体m2的压力．【规律总结】有关弹簧问题题的综合设计计，由于既能能考查相关弹弹力的特点规规律，又能够够将静力学知知识、动力学学知识甚至能能量知识综合合起来考查学学生的综合应应用知识的能能力，所以在在高考中出现现的几率较大大．变式训练1如图2－1－8所示，两木块块的质量分别别为m1和m2，两轻质弹簧簧的劲度系数数分别为k1和k2，上面的木块块压在上面的的弹簧上(但不拴接)，整个系统处处于平衡状态态．现缓慢地地向上提上面面的木块，直直到它刚离开开上面的弹簧簧，求这个过过程中下面木木块移动的距距离．图2－1－8(满分样板10分)(2011年湖北黄冈模模拟)如图