高考物理一轮复习第二章第1节重力弹力摩擦力课件

第二章相互作用与物体平衡课标要求热点考向1.通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力2.知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律3.通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题4.认识单位制在物理学中的重要意义.知道国际单位制中的力学单位1.结合物体的平衡条件考查弹力、摩擦力2.静摩擦力和滑动摩擦力转换过程中摩擦力的变化3.力的合成与分解，结合力的分析综合解题4.静态平衡和动态平衡问题第1节重力弹力摩擦力一、重力吸引mg质量形状

1.定义：由于地球的____________而使物体受到的力. 2.大小：G＝____________，方向竖直向下. 3.重心：其位置与物体的________分布和________有关. 4.重心位置的确定：对于质量分布均匀、形状规则的物体，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____________确定.几何中心悬挂法弹性形变弹性形变相反

二、形变和弹力

1.弹力定义：发生____________的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力. 2.产生条件：①物体直接接触；②发生____________. 3.方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向________.4.胡克定律.正比kx

(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：F＝________. ①k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧______决定.自身变化量②x是弹簧长度的__________，不是弹簧形变以后的长度.类型静摩擦力滑动摩擦力定义两__________的物体间的摩擦力两__________的物体间的摩擦力产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有压力(3)两物体间有相对运动趋势(1)接触面粗糙(2)接触处有压力(3)两物体间有相对运动三、摩擦力相对静止相对运动1.静摩擦力与滑动摩擦力对比.类型静摩擦力滑动摩擦力大小(1)静摩擦力为被动力，与正压力无关，满足0<Ff≤Ffm(2)最大静摩擦力Ffm大小与正压力大小有关Ff＝μFN方向与受力物体相对运动趋势的方向________与受力物体相对运动的方向________作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动(续表)相反相反2.动摩擦因数.相对运动粗糙程度(1)定义：彼此接触的物体发生______________时，摩擦力的大小和压力的比值，μ＝

FfFN.(2)决定因素：与接触面的材料和____________有关.【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)重力的方向一定指向地心.()(2)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向.()(3)滑动摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同.())(4)物体受到的摩擦力的大小一定满足Ff＝μFN.((5)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用.()答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

2.(多选)如图2-1-1所示，斜面静置于水平粗糙地面上，斜面与竖直墙之间放置一表面光滑的铁球，斜面倾角为θ，球的半径为R，球与斜面接触点为A，与竖直墙的接触点为B.球心是O，球能处于静止状态，则()图2-1-1A.竖直墙对铁球的弹力过B点从B点指向O点B.斜面对铁球的弹力竖直向上C.斜面对铁球的弹力过A点从A点指向O点D.竖直墙对铁球没有弹力

解析：竖直墙对铁球的弹力垂直于墙面，即过B点从B点指向O点，斜面对铁球的弹力垂直于斜面，即过A点从A点指向O点，A、C正确.答案：AC

3.(2022年浙江卷)如图2-1-2所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转)图2-1-2一次，决定桶能否翻转的主要因素是( A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小

C.水流对桶撞击力的大小

D.水桶与水整体的重心高低

解析：水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，选D.答案：D

4.(2023年广东部分学校联考)在各地机场，旅客可以使用自动取票机直接刷二代身份证获取机票.为了防止旅客身份证遗漏，识别感应区一般设计为斜面.如图2-1-3所示，斜面的倾角小于45°，)当身份证放在感应区上处于静止状态时，下列说法正确的是(

图2-1-3A.身份证对感应区的静摩擦力方向沿斜面向上B.感应区对身份证的支持力大于对身份证的摩擦力C.感应区对身份证的作用力大于身份证所受的重力D.感应区对身份证的作用力小于身份证所受的重力

解析：感应区对身份证的支持力垂直斜面向上，对身份证的摩擦力沿斜面向上，设斜面的倾角为θ，由平衡条件可得FN

＝Gcos

θ，f＝Gsin

θ，由于θ<45°，可知感应区对身份证的支持力大于对身份证的摩擦力，B正确.答案：B热点1弹力的分析与计算考向1弹力有无及其方向的判断[热点归纳]1.弹力有无的判断.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(续表)2.弹力方向的确定.

【典题1】(2023

年海南海口一模)如图2-1-4为某球员准备罚任意球时，一脚用力踩在足球上面让足球保持静止.下列说法正确的是()

A.静止的足球受到的合力竖直向下

B.如果足球气打得足一点，足球可能不发生形变C.静止的足球可能受4个力的作用图2-1-4D.脚对足球的压力是由足球发生弹性形变引起的解析：静止的足球可能受到重力、脚的压力、地面支持力和摩擦力的作用，C正确.答案：C方法技巧弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.考向2弹簧(弹性绳)弹力大小的计算——胡克定律的应用[热点归纳]1.弹性限度内，劲度系数为k的单一弹簧，弹力与形变量满足F＝kx.

2.弹性限度内两串联的弹簧，无论弹簧长度及形变量如何，满足F＝k1x1＝k2x2，两并联的弹簧，满足F＝k1x1＋k2x2，F为总的弹力.

【典题2】(2022

年广东茂名月考)脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成，可以做到手脚配合，锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位，深受健身人士的喜爱.如图2-1-5所示，女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时，每只手拉力大小为120N时，弹性绳比原长伸长了30cm.弹性绳的弹力与伸长量成正比，且未超过弹性限度，不计把手和弹性绳重力，下列说法正确的是()图2-1-5A.把手对弹性绳的拉力是由于弹性绳发生形变产生的B.弹性绳的劲度系数为400N/mC.弹性绳的劲度系数为800N/mD.若每只手的拉力改为80N，弹性绳长度为20cm解析：把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的，A误.弹性绳原长度未知，每只手的拉力改为80N，弹性绳长度不知，D错误.

答案：B

【迁移拓展1】(多选，2023年广东梅州二模)如图2-1-6所示，一劲度系数为k的轻质弹簧甲，竖直地固定在桌面上，上面压一质量为m的物体，弹簧甲上、下端分别与物体和桌面相连；另一

A竖直向上缓慢移动的距离可能是(已知两根弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g)()图2-1-6A.mg kB.3mg

2kC.4mg k

5mgD.

k答案：AD热点2摩擦力有无及其方向的判断考向1静摩擦力有无及其方向的判断方法[热点归纳](1)假设法.利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法.

此法的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.

【典题3】(2022

年重庆卷)如图2-1-7所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动.若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则关于擦窗工具所受)摩擦力的情况，下列正确的是( A.大小等于mg

B.大小等于

mg

C.方向竖直向上

D.方向水平向左图2-1­7解析：对擦窗工具进行正视图的受力分析如图D3所示.图D3

水平方向上拉力F与擦窗工具所受摩擦力水平方向的分力f2等大反向，竖直方向上重力mg与擦窗工具所受摩擦力竖直方向的分力f1等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中f所示，大

答案：B易错提醒静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角，静摩擦力的方向与研究对象的相对运动趋势相反.考向2滑动摩擦力方向的判断[热点归纳](1)滑动摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动方向相反.相比静摩擦力，滑动摩擦力的方向较为直观.

(2)对相对运动方向的理解：“相对”指与其接触的物体而言，即以与其接触的物体为参考系，不一定是相对地面的运动.

【典题4】(2023

年四川南充月考)如图2-1-8所示，水平地面上放着一辆手推小车，小车的水平板上放置一个金属桶，金属桶始终与小车保持相对静止，则()图2-1-8A.当小车水平向左启动时，金属桶不受摩擦力B.当小车水平向右启动时，金属桶受到水平向左的摩擦力C.当小车水平向右减速运动时，金属桶对小车的摩擦力水平向右D.当小车水平向左减速运动时，金属桶受到的摩擦力水平向左答案：C

热点3摩擦力大小的计算

【典题5】(2023年广东广州月考)如图2-1-9所示，将叠放在一起的两本书静止放置于倾角为θ的倾斜桌面上，上面书本质量为M，下面书本质量为m，下面书本有二分之一伸出桌面，桌面与书本之间动摩擦因数为μ1，书本与书本之间动摩擦因数为μ2，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，μ1>μ2，重力加速度为g.下列说法正确的是()A.下面书本受到桌面的支持力大小为mgcosθ＋Mgcosθ图2-1-9B.上面书本对下面书本的作用力的大小为Mgcos

θC.上面书本受到的摩擦力大小为μ2MgcosθD.逐渐增大桌面倾斜的角度，上面书本比下面书本先滑动

解析：将两本书看作一个整体，则下面书本受到的支持力大小为FN＝(m＋M)gcos

θ，A错误；由于上面书本处于静止状态，所以下面书本对上面书本的支持力和摩擦力的合力与上面书本的重力大小相等，所以上面书本对下面书本的作用力的大小为Mg，故B错误.根据平衡条件可得，上面书本受到的摩擦力大小为f＝Mgsin

θ，C错误.逐渐增大桌面倾斜的角度，当书恰好要滑动时，对上面的书有Mgsin

θ＝μ2Mgcosθ，对于下面的书有(m＋M)gsin

θ＝μ1(m＋M)gcos

θ，由于μ1

大于μ2，上面书本比下面书本先滑动，故D正确.答案：D方法技巧计算摩擦力大小的三点注意(1)分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力.

(2)应用滑动摩擦力的计算公式Ff＝μFN

时，注意动摩擦因数μ，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，FN为两接触面间的正压力，不一定等于物体的重力.(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关.

【迁移拓展2】(2023年山西晋中月考)如图2-1-10所示，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加竖直向上且大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因图2-1-10数为μ，则磨石受到的摩擦力是( A.(F－mg)cosθ

C.μ(F－mg)cosθ

)B.(F－mg)sinθD.μ(F－mg)解析：磨石受到重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力的作用而处于平衡状态，如图D4所示.图D4

推力F一定大于重力，先将重力及向上的推力合成，再将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解，在沿斜面方向上有摩擦力Ff＝(F－mg)cos

θ，在垂直斜面方向上有FN＝(F－mg)sinθ，则Ff＝(F－mg)cos

θ＝μ(F－mg)sinθ.答案：A突变类型说明“静—静”突变物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力的合力发生变化时，如果仍保持相对静止，则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变“动—动”突变物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的正压力发生变化时，滑动摩擦力的大小随之而变；或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的方向也会随之而变摩擦力的综合分析突变类型说明

“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，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力，“突变”点为静摩擦力达到最大值时“动—静”突变两物体相对减速滑动的过程中，若相对速度变为零，则滑动摩擦力“突变”为静摩擦力，“突变”点为两物体相对速度刚好为零时(续表)

模型一“静—静”突变

【典题6】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2-1-11所示，)其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为(

图2-1-11

B.6N，方向向右D.0A.10N，方向向左C.2N，方向向右答案：C

模型二“动—静”突变

【典题7】如图2-1-12所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力f随时间变化的图像是如图中的(取初速度v0

的方向为正方向，g取10m/s2)()图2-1-12ABCD

解析：滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行，受到的是滑动摩擦力，由f＝μN

可得f＝μmgcos37°＝0.8×1×10×0.8N＝6.4N，方向沿着斜面向下，为负值.重力沿斜面向下的分力等于mgsin37°＝1×10×0.6N＝6N＜f＝6.4N，所以滑块滑到最高点