高考物理一轮复习-专题二-相互作用与物体平衡-第1讲-重力-弹力-摩擦力.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,专题二,相互作用与物体平衡,考点内容,要求,热点考向,1.,滑动摩擦力、动摩擦因,数、静摩擦力,1.,本专题着重考查的知识点有重力、,弹力、摩擦力概念及其在各种形态下,的表现形式，探究弹力与弹簧伸长量,的关系、验证力的平行四边形定则实,验及共点力作用下物体的平衡是高考,考查的热点,.,2.,本专题很多时候的考查都是与牛顿,运动定律、功和能、电磁学的内容结,合起来考查，考查时注重物理思维与,物理能力的考核，尤其是以生活中的,实际问题为背景考查静力学的知识将,会加强,.,2.,形变、弹性、胡克定律,3.,矢量和标量,4.,力的合成与分解,5.,共点力的平衡,6.,实验二：探究弹力和弹,簧伸长的关系,7.,实验三：验证力的平行,四边形定则,第,1,讲,重力,弹力,摩擦力,考点,1,力,1.力的作用效果,(1)改变物体的_；(2)使物体发生_.,2.力的性质,运动状态,形变,物体,(1)物质性：力不能脱离_而存在，没有“施力物,体”或“受力物体”的力是_的.,不存在,(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.,相互,大小,方向,(3)矢量性：力是矢量，既有_，又有_.,3.力的图示及示意图,有刻度的,有向线段,(1)力的图示：从力的作用点沿力的方向画出的,_,_,_(包括力的三要素).,(2)力的示意图：受力分析时作出的表示物,体受到某一力的,_.(包括力的三要素),注意：,平时画的都是力的示意图.,有向线段,考点,2,重力,吸引,mg,1.定义：由于地球的_而使物体受到的力.,2.大小：,G,_.,考点,3,形变和弹力,弹性形变,接触,1.弹力,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,.,(1)产生的两个必要条件,物体直接_；发生_.,(2)弹力的方向,弹性形变,相反,弹力的方向总是与施力物体形变的方向_.,2.胡克定律,(1)内容：弹簧发生_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,_.,k,是弹簧的_，单位为 N/m；,k,的大小由弹,簧_决定.,弹性形变,正比,kx,x,是弹簧长度的_，不是弹簧形变以后的长度.,劲度系数,自身,变化量,考点,4,滑动摩擦力和静摩擦力,1.定义,两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运,动的趋势时，在接触面上产生阻碍 _ 或,_的力.,2.产生条件,相对运动,相对运动趋势,(1)接触面_；(2)接触处有_；(3)两物体间有,_或_,_,_.,粗糙,弹力,相对运动,相对运动趋势,3.,方向,与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向,_.,4.,大小,(1),滑动摩擦力：,f,_.,(2),静摩擦力：,_0).由此可求出(,A.物块的质量,B.斜面的倾角,C.物块与斜面间的最大静摩擦力,D.物块对斜面的压力,解析：,设斜面倾角为,，斜面对物块的最大静摩擦力为,f,.平,行于斜面的外力,F,取最大值,F,1,时，最大静摩擦力,f,方向沿斜面,向下，由平衡条件可得：,F,1,f,mg,sin,；平行于斜面的外力,F,取最小值,F,2,时，最大静摩擦力,f,方向沿斜面向上，由平衡条件,可得：,f,F,2,mg,sin,；联立解得物块与斜面的最大静摩擦力,f,F,1,F,2,2,，选项 C 正确.不能求出物块质量,m,，不能求出斜面倾,角,，不能求出物块对斜面压力，选项 A、B、D 错误.,答案：,C,热点,1,考向,1,弹力的分析与计算,弹力有无及其方向的判断,热点归纳,1.弹力有无的判断：,(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，看能否维持原来的运动状态.,2.弹力方向的确定：,【典题,1,】,画出图 2-1-3 中物体,A,受力的示意图.,图,2-1-3,答案：,如图 D2 所示.,(3),(1),(4),(5),(2),图,D2,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,【典题,2,】,(2017,年新课标,卷,),一根轻质弹性绳的两端分,别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也,为 80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度,为 100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则,弹性,绳的总长度变为,(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内),(,),A.86 cm,B.92 cm,C.98 cm,D.104 cm,解析：,由题可知，挂上钩码后，如图 D3 甲所示：,甲,乙,图,D3,此时弹性绳长度为 100 cm，则角度为,37，sin,0.6,对结点,O,进行受力分析如图乙所示.,则由图乙得：2,T,sin,mg,答案：,B,热点,2,考向,1,摩擦力有无及其方向的判断,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,】,(2017,年安徽合肥第一中学高三月考,),如图,2-1-4,所示，在水平桌面上放置一斜面体,P,，两长方体物块,a,和,b,叠,放在斜面体上，整个系统处于静止状态，若将,a,和,b,、,b,与斜面,体，斜面体与桌面之间摩擦力的大小分别用,f,1,、,f,2,和,f,3,表示，则,(,),图 2-1-4,A.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,B.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,C.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,D.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,解析：,对,a,物体分析可知，,a,物体受重力、支持力的作用，,有沿斜面向下滑动的趋势，因此,a,受到,b,对其向上的摩擦力，,f,1,0,；再对,ab,整体分析可知，,ab,整体受重力、支持力的作用，,有沿斜面向下滑动的趋势，因此,b,受到斜面体,P,对其向上的摩,擦力，,f,2,0,；对,ab,及,P,组成的整体分析，由于整体在水平方,向不受外力，因此,P,不受地面的摩擦力，,f,3,0,，故,C,正确,.,答案：,C,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,】,(,多选,),如图 2-1-5 所示，,A,为长木板，在水平面,上以速度,v,1,向右运动，物块,B,在木板,A,的上面以速度,v,2,向右,运动，下列判断正确的是(,),图 2-1-5,A.若,v,1,v,2,，则,A,、,B,之间不存在摩擦力,B.若,v,1,v,2,，则,A,受到了,B,所施加的向左的滑动摩擦力,C.若,v,1,v,2,，则,B,受到了,A,所施加的向左的滑动摩擦力,解析：,v,1,v,2,时，,A,、,B,之间相对静止，则,A,与,B,间没有,摩擦力，选项,A,正确；,v,1,v,2,时，,A,相对,B,向右滑动，所以,A,受到,B,对其施加的向左的滑动摩擦力，根据相互作用力的特点，,B,受到,A,施加的向右的滑动摩擦力，选项,B,正确，,D,错误；,v,1,v,2,时，,B,相对,A,向右滑动，所以,B,受到,A,对其施加的向左,的滑动摩擦力，选项,C,错误,.,答案：,AB,热点,3,摩擦力大小的计算,热点归纳,1.,静摩擦力,(1),由运动状态来求，若物体平衡则由共点力平衡求解,.,(2),物体有加速度时，若只有静摩擦力，则,F,f,ma,.,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,.,2.,滑动摩擦力,(1),滑动摩擦力的大小用公式,F,f,F,N,来计算,.,(2),也可根据运动状态由共点力平衡和牛顿第二定律求解,.,【典题,5,】,(,多选，,2017,年湖北宜昌一调,),如图 2-1-6 所示，,),物体,A,和,B,相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则,(,图,2-1-6,A.,A,、,B,间无摩擦力的作用,B.,B,受到滑动摩擦力的大小为,(,m,A,m,B,),g,sin,C.,B,受到的静摩擦力的大小为,m,A,g,sin,D.,取走,A,物后，,B,物将匀加速下滑,解析：,以,A,为研究对象，,A,处于平衡状态，因此有,f,答案：,BC,m,A,g,sin,，所以,A,受到,B,给其沿斜面向上的摩擦力作用，故,A,错误；以整体为研究对象，根据平衡状态有,(,m,A,m,B,),g,sin,f,B,，故,B,正确；,A,对,B,的静摩擦力与,B,对,A,的静摩擦力大小相等，故有,f,f,m,A,g,sin,，,C,正确；由前面分析知：,(,m,A,m,B,),g,sin,f,B,，又根据滑动摩擦力公式有,f,B,(,m,A,m,B,),g,cos,，得,tan,，取走,A,物体后，物体,B,受滑动摩擦力为,m,B,g,cos,，代入,tan,得，,m,B,g,cos,m,B,g,sin,，即物体,B,受力平衡，则物体,B,仍能做匀速直线运动，故,D,错误,.,方法技巧：,关于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,F,f,F,N,时，注意动摩擦因,数,，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，,F,N,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】,(2015,年山东卷,),如图 2-1-7 所示，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(,图 2-1-7,答案：,B,绳模型、杆模型,1.轻绳模型,(1)活结模型：跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳为同一,根细绳，绳上各点及两端拉力大小相等.(2)死结模型：如几个绳,上有“结点”，即几段绳子系在一起，那么这几段绳子的拉力,不一,定相等,.,2.轻杆模型,(1)“死杆”：轻质固定杆，它的弹力方向不一定沿杆的方,向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿定律求得.,(2)“活杆”：一端有铰链相连的杆属于活动杆，轻质活动,杆的弹力方向一定沿杆的方向.,【典题,6,】,(,多选，,2017,年天津卷,),如图 2-1-8 所示，轻质不,可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆,M,、,N,上的,a,、,b,两点，,悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态.如果只人,),为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是(,A.绳的右端上移到,b,，绳子拉力不变,B.将杆,N,向右移一些，绳子拉力变大,C.绳的两端高度差越小，绳子拉力越小,D.若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂,点右移,图 2-1-8,解析：,设两杆间距离为,d,，绳长为,l,，,Oa,、,Ob,段长度分别,为,l,a,和,l,b,，则,l,l,a,l,b,，,两部分绳子与竖直方向夹角分别为,和,，,受力分析如图,2-1-9,所示,.,图 2-1-9,答案：,AB,【,触类旁通,】,如图,2-1-10,甲所示，轻绳,AD,跨过固定在水,平横梁,BC,右端的定滑轮挂住一个质量为,10 kg,的物体，,ACB,30,；图乙中轻杆,HP,一端用铰链固定在竖直墙上，另一端,P,通过细绳,EP,拉住，,EP,与水平方向也成,30,，轻杆的,P,点用细,绳,PQ,拉住一个质量也为,10 kg,的物体,.,g,取,10 N/kg,，求轻绳,AC,段的拉力大小,F,AC,与细绳,EP,段的拉力大小,F,EP,之比,.,甲,乙,图,2-1-10,解：,题图甲和乙中的两个物体都处于平衡状态，根据平衡,条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力.分别,取,C,点和,P,点为研究对象，进行受力分析如图 D4(a)和(b)所示.,(a),(b),图,D4,图(a)中，轻绳,AD,跨过定滑轮拉住质量为,M,1,的物体，物体,处于平衡状态，绳,AC,段的拉力,F,AC,F,CD,M,1,g,图,(b),中，由,F,EP,sin,30,F,PQ,M,2,g,得,F,EP,2,M,2,g,