2022版高考物理一轮复习-第2章-相互作用-第1节-重力-弹力-摩擦力教案.doc

2022版高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第1节 重力 弹力 摩擦力教案2022版高考物理一轮复习 第2章 相互作用 第1节 重力 弹力 摩擦力教案年级：姓名：- 13 -第1节 重力 弹力 摩擦力选择性考试备考指南考点内容要求命题分析核心素养形变、弹性、胡克定律1高考对本章的考查常为选择题和实验题形式，以考查基本知识和方法应用为主，难度中等。2命题热点侧重于弹力、摩擦力的分析与计算；受力分析、共点力的静态平衡和动态平衡问题。物理观念：重力、重心、形变、弹力、摩擦力、合力与分力、力的合成、力的分解、矢量与标量。科学思维：轻杆(绳)模型、轻弹簧模型、胡克定律、平行四边形定则、整体法、隔离法、合成法、分解法。科学探究：探究弹簧形变与弹力的关系、研究两个互成角度的共点力的合成规律。科学态度与责任：在生产、生活情境中，体验物理学技术的应用。滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力矢量和标量力的合成和分解共点力的平衡实验二：探究弹力和弹簧伸长量的关系实验三：验证力的平行四边形定则第1节重力弹力摩擦力一、重力1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。2大小：与物体的质量成正比，即Gmg。可用弹簧测力计测量重力。3方向：总是竖直向下的。4重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。5重心位置的确定质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定。二、弹力1形变物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。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。(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状，这个限度叫弹性限度。3弹力(1)定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。(2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。(3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。4胡克定律(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成正比。(2)表达式：Fkx。k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。x是形变量，但不是弹簧形变以后的长度。三、摩擦力1静摩擦力与滑动摩擦力对比名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动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大小(1)静摩擦力为被动力，与正压力无关，满足0FfFfm(2)最大静摩擦力Ffm大小与正压力大小有关FfFN方向与受力物体相对运动趋势的方向相反与受力物体相对运动的方向相反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2.动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力的大小和压力的比值，。(2)决定因素：与接触面的材料和粗糙程度有关。一、思考辨析(正确的画“”，错误的画“”)1重力的方向一定指向地心。()2物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同。()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到静摩擦力作用。()5两物体间正压力增大时，接触面间的摩擦力不一定增大。()6物体间的摩擦力越大，动摩擦因数一定越大。()二、走进教材1(人教版必修1P55图3.23改编)如图所示，小车受到水平向右的弹力作用，与该弹力有关的说法中正确的是()A弹簧发生拉伸形变B弹簧发生压缩形变C该弹力是小车形变引起的D该弹力的施力物体是小车答案A2(人教版必修1P52图3.14改编)(多选)如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B重力的方向总是垂直向下的C物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D力是使物体运动的原因AC物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以A正确，B错误；从题图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C正确；力不是使物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，所以D错误。3(沪科版必修1P81T8改编)(多选)如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平拉力F施于A，而A、B仍保持静止，则下面的说法中正确的是()A物体A与地面间的静摩擦力的大小等于FB物体A与地面间的静摩擦力的大小等于零C物体A与B间的静摩擦力的大小等于FD物体A与B间的静摩擦力的大小等于零AD以A、B整体为研究对象，分析受力可知，整体水平方向受到拉力F和地面对A的静摩擦力fA，由平衡条件得到fAF，故A正确，B错误；以B为研究对象，分析受力可知，B相对于A没有运动趋势，B不受静摩擦力，即物体A与B间的静摩擦力的大小等于零，故C错误，D正确。 重力弹力的分析与判断1下列关于重力的说法正确的是()A重力的方向不一定竖直向下B重力是由于物体受到地球的吸引而产生的C所有物体的重心都在物体上D只有静止的物体才受到重力B重力是由于地球的吸引而产生的，重力的大小与运动状态无关，其方向总是竖直向下的，重心是重力的作用点，可能在物体之上，也可能在物体之外，故A、C、D错误，B正确。2.(2020北京第二中学月考)如图所示，一小车的上表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是()A球在a、b两点处一定都受到支持力B球在a点处一定受到支持力，在b点处一定不受支持力C球在a点处一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力D球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力D若小车和球一起做匀速直线运动，则球在b点处不受支持力作用；若小车和球一起向左做匀加速(或者向右做匀减速)直线运动，则球在a点处受到的支持力可能为零，选项D正确。3.如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图象。根据图象判断，正确的结论是()A弹簧的原长为6 cmB弹簧的劲度系数为1 N/mC可将图象中右侧的图线无限延长D该弹簧两端各加2 N拉力时，弹簧的长度为10 cmA由题图读出，弹簧的弹力F0时，弹簧的长度为L06 cm，即弹簧的原长为6 cm，故A正确；由题图读出弹力为F12 N时，弹簧的长度为L14 cm，弹簧压缩的长度x1L0L12 cm0.02 m，由胡克定律得弹簧的劲度系数为k100 N/m，故B错误；弹簧都有一定的弹性限度，故右侧图线的长度不能无限延长，故C错误；该弹簧两端各加2 N拉力时，弹簧弹力为2 N，弹簧伸长2 cm，长度为8 cm，故D错误。1弹力有无的判断2弹力方向的判断方法(1)常见模型中弹力的方向。(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。3弹力大小的计算方法(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。 摩擦力的分析与计算1静摩擦力有无及方向的判断方法假设法状态法根据平衡条件、牛顿第二定律，通过受力分析确定静摩擦力的有无及方向转换对象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.摩擦力大小的计算(1)静摩擦力大小的计算物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断其大小。物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ffma。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)滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算，应用此公式时要注意以下两点：为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面积的大小均无关。A、B、C三物块的质量分别为M、m和m0，按如图所示连接。绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计。若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定()A物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB物块A与B之间有摩擦力，大小为m0gC桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力为m0gD桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g审题指导：关键语句获取信息滑轮的摩擦不计滑轮处为“活结”模型，水平绳和竖直绳弹力相等B随A一起沿水平桌面做匀速运动A、B、C均处于平衡状态，A与桌面的滑动摩擦力等于绳子的拉力A因为B随A一起沿水平桌面做匀速运动，所以B和A受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，以及竖直向下的重力和竖直向上的支持力，因此A受到桌面对其向左的摩擦力等于绳子的拉力，因为拉力等于C的重力，所以物体A与桌面间的摩擦力等于拉力，即m0g，A正确；对B进行受力分析，根据状态法或假设法可知B受重力、支持力，故B不会受到A的摩擦力，故A、B间没有摩擦力，B、C、D错误。摩擦力分析与计算的三点注意1分析物体的运动状态，判断是静摩擦力还是滑动摩擦力。2滑动摩擦力用公式FfFN计算，而静摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等。3“fFN”中FN不一定等于物体的重力，如斜面上的物体，且FN与重力G在大小上没有关系。1如图甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”(又被网友称为“麻辣小龙虾”)，其长长的手臂前端有两个对称安装的“铁夹”。在某次救援活动中，“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重量为G的长方形水泥制品，水泥制品在空中处于静止状态，如图乙所示，则()甲乙A水泥制品受到的摩擦力大小一定等于GB水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下C若铁夹的位置稍向上移，水泥制品受到的摩擦力变大D若增大铁夹对水泥制品的挤压，水泥制品受到的摩擦力变大A水泥制品在竖直方向只受到重力和摩擦力，水泥制品静止，故重力与摩擦力大小一定相等，重力竖直向下，摩擦力竖直向上，选项A正确，B、C错误；静摩擦力的大小与压力无关，选项D错误。2.如图所示，质量为M的长木板放在水平地面上，放在长木板上的质量为m的木块在水平向右的拉力F的作用下向右滑行，长木板保持静止。已知木块与长木板间的动摩擦因数为1，长木板与地面间的动摩擦因数为2，下列说法正确的是()A地面对长木板的摩擦力的大小一定为1mgB地面对长木板的摩擦力的大小一定为2MgC地面对长木板的摩擦力的大小一定为2(mM)gD只要拉力F增大到足够大，长木板一定会与地面发生相对滑动A木块所受木板的滑动摩擦力大小为f11mg，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知，木板受到木块的摩擦力方向水平向右，大小等于1mg；木板处于静止状态，水平方向受到木块的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件可知木板受到地面的摩擦力的大小也是1mg，木板相对于地面处于静止状态，不能使用滑动摩擦力的公式计算木板受到的地面的摩擦力，所以木板与地面之间的摩擦力不一定是2(mM)g，故A正确，B、C错误；开始时木板处于静止状态，说明木块与木板之间的摩擦力小于木板与地面之间的最大静摩擦力，与拉力F的大小无关，所以即使拉力F增大到足够大，木板仍静止，故D错误。3(2021湖北新高考适应性考试)如图所示，矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上，平板与水平面夹角为，AC与AB的夹角也为，质量为m的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC方向匀速运动。物块与平板间的动摩擦因数tan ，重力加速度大小为g，拉力大小为()A2mgsin cos B2mgsin C2mgsin Dmgsin cos A重力沿斜面的分力平行于CD向下，滑动摩擦力与运动方向相反，受力分析有Gxmgsin ，fmgcos ，根据余弦定理F2mgsin cos，故选A。 摩擦力的突变问题摩擦力突变问题的“临界点”1题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着摩擦力突变的临界问题。题意中某个物理量在变化过程中会发生突变，这可能导致摩擦力突变，则该物理量突变时的状态即为临界状态。2存在静摩擦力的情景中，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。3研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。“静静”突变物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力发生突变。1.一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，如图所示，其中F110 N，F22 N。若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()A10 N，方向向左B6 N，方向向右C2 N，方向向右D0C当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，方向向左，可知最大静摩擦力f静max8 N。当撤去力F1后，F22 Nf静max，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向，选项C正确。“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。2.(2020河南洛阳模拟)如图所示，粗糙长木板l的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动，角逐渐增大的过程中，摩擦力Ff的大小随角变化最有可能的是()ABC DB当Ff为静摩擦力时Ffmgsin ，即Ff按正弦规律变化；当木块滑动后Ff为滑动摩擦力，FfFNmgcos ，即Ff按余弦规律变化，故选项B正确。“动静”突变在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力。3.如图所示，斜面固定在地面上，倾角为37(sin 370.6，cos 370.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上自由滑行(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随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g10 m/s2)()ABCDB滑块上滑过程中受到滑动摩擦力作用，由FFN和FNmgcos 联立得F6.4 N，方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin mgcos ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Fmgsin ，代入数据可得F6 N，方向沿斜面向上，故选项B正确。“动动”突变在滑动摩擦力作用下运动至达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止，则物体将受滑动摩擦力作用，且其方向发生反向。4.(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数tan ，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是()ABCDBD当小木块速度小于传送带速度时，小木块相对于传送带向上滑动，小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度agsin gcos ；当小木块速度达到传送带速度时，由于tan ，即mgcos mgsin ，所以速度能够继续增加，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为向上，agsin gcos ，加速度变小，则vt图象的斜率变小，所以B、D正确。