人教版高中物理必修一第1講 重力 彈力 摩擦力.ppt

第1講 重力 彈力 摩擦力,1.形變、彈性、胡克定律,疑難突破1 摩擦力的“突變”問(wèn)題,解析一個(gè)疑難,抓住兩個(gè)考點(diǎn),備選視頻展臺(tái),2.滑動(dòng)摩擦力 動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力,狀元微博,1.彈力方向的判斷及大小的計(jì)算,2.靜摩擦力的判斷（小專題）,3.摩擦力大小的計(jì)算,突破三個(gè)考向,隨堂 基礎(chǔ)演練,第二章 相互作用 備選多媒體展臺(tái) 1.桌面微小形變的觀察 2.小桌微小形變演示實(shí)驗(yàn) 3.彈簧的形變與彈力 4.靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力 5.人走路時(shí)所受靜摩擦力的分析 6.騎自行車時(shí)靜摩擦力的分析 7.力的合成實(shí)驗(yàn)演示 8.力的合成實(shí)驗(yàn)?zāi)M 9.合力與兩個(gè)分力變化關(guān)系的演示 10.共點(diǎn)力的概念 11.兩共點(diǎn)力的合成 12.驗(yàn)證“平行四邊形定則” 13.力的分解（二繩掛重物） 14.力的分解(斜拉放在水平面上的物體) 15.力的分解（三角架掛重物） 16.力的分解（物體置于斜面上） 17.矢量求和的三角形法則 18.矢量差的判斷, 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),解析 假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體逐一移走，如果研究對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化，則表示它們之間有彈力； 如果狀態(tài)無(wú)變化，則表示它們之間無(wú)彈力四個(gè)選項(xiàng)中當(dāng)b選項(xiàng)中的b物體移走后，a物體一定會(huì)擺動(dòng)，所以b選項(xiàng)中a、b間一定有彈力 答案 b,【思維驅(qū)動(dòng)】,在圖中，a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則a、b之間一定有彈力的是( ),提示： 用假設(shè)法試試！,解析/顯隱,1形變 物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變 2彈性 (1)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠_的形變 (2)彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的_，這個(gè)限度叫彈性限度, 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),【知識(shí)存盤】,形狀,恢復(fù)原狀,思考： 1.只要兩個(gè)物體接觸就一定有彈力 （ ） 2.只要物體發(fā)生形變就一定有彈力產(chǎn)生 （ ）,3彈力 (1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要_，會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用 (2)產(chǎn)生條件 物體相互_； 物體發(fā)生_ (3)方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向_ 4胡克定律 (1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生_時(shí)，彈力的大小f跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成_ (2)表達(dá)式：fkx. k是彈簧的_，單位為n/m；k的大小由彈簧_決定 x是彈簧長(zhǎng)度的_，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度., 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),【知識(shí)存盤】,接觸,相反,恢復(fù)原狀,彈性形變,彈性形變,正比,自身性質(zhì),勁度系數(shù),變化量,【思維驅(qū)動(dòng)】, 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法正確的是( ) a摩擦力的方向總與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 b摩擦力的大小與相應(yīng)的正壓力成正比 c運(yùn)動(dòng)著的物體不可能受靜摩擦力作用，只能受滑動(dòng)摩擦力作用 d靜摩擦力的方向與接觸物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,d,解析/顯隱,1靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力 (1)靜摩擦力：兩個(gè)有相對(duì)_的物體間在接觸面上產(chǎn)生的_相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫靜摩擦力 (2)滑動(dòng)摩擦力：兩個(gè)有相對(duì)_的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙_的力叫滑動(dòng)摩擦力, 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),【知識(shí)存盤】,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),相對(duì)運(yùn)動(dòng),阻礙,滑動(dòng),思考： 1.兩物體的接觸面積越大，滑動(dòng)摩擦力越大( ) 2.物體的速度越大，滑動(dòng)摩擦力越大( ), 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),滑動(dòng)趨勢(shì),阻礙,粗糙,彈力,運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),滑動(dòng),相對(duì)運(yùn)動(dòng),粗糙,彈力,相對(duì)運(yùn)動(dòng),2兩種摩擦力的對(duì)比, 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),無(wú)關(guān),0,相反,fn,相對(duì)運(yùn)動(dòng),粗糙,思考： 1.在公式ff= fn中物體所受壓力大小等于物體的重力大?。?） 2.有摩擦力的地方，一定有彈力（ ）, 01抓住兩個(gè)考點(diǎn),本欄內(nèi)容 結(jié)束,1.,02突破三個(gè)考向,.判斷彈力有無(wú)的常用方法,(1)條件法：根據(jù)彈力產(chǎn)生的兩個(gè)條件接觸和發(fā)生彈性形變直接判斷.,(2)狀態(tài)法：根據(jù)研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，判斷是否需要彈力，物體才能保持現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).,2.彈力方向的判斷方法,(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反，與自身（受力物體）形變方向相同判斷. 注：幾種常見(jiàn)接觸面間的彈力見(jiàn)“狀元微博”.,(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律進(jìn)行判斷.,02突破三個(gè)考向,【典例】如圖所示，一重為10n的球固定在支桿ab的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉 力為7.5n，則ab桿對(duì)球的作用力 a.大小為7.5n b.大小為10n c.方向與水平方向 成530角斜向右下方 d.方向與水平方向成530角斜向左上方,典例 剖析,mg,f拉,f,3.彈力大小 的計(jì)算方法,(1)根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解. (2)根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解. (3)根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解.,審題視角： 小球最后靜止時(shí)受幾個(gè)力？ 小球所受各力遵從什么規(guī)律呢?自己嘗試解答喲！,【解析】本題考查力與物體的平衡，對(duì)小球進(jìn)行受力分析可得，ab桿對(duì)球的作用力與繩的拉力的合力與小球重力等值反向，令ab桿對(duì)小球的作用力與水平方向夾角為，可得：tan =g/f拉=4/3， =530，故d項(xiàng)正確. 答案 d,解析/顯隱,02突破三個(gè)考向,1繩只能產(chǎn)生拉力，不能產(chǎn)生支持力，且繩子彈力的方向一定沿著繩子收縮的方向 2桿既可以產(chǎn)生拉力，也可以產(chǎn)生支持力，彈力的方向可能沿著桿，也可能不沿桿,借題發(fā)揮,02突破三個(gè)考向,小車上固定一根彈性直桿a，桿頂固定一個(gè)小球b(如圖所示)，讓小車從光滑斜面上自由下滑，在下圖的情況中桿發(fā)生了不同的形變，其中正確的是( ),解析 小車在光滑斜面上自由下滑，則加速度agsin (為斜面的傾角)，由牛頓第二定律可知小球所受重力和桿的彈力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsin ，則桿的彈力方向垂直于斜面向上，桿不會(huì)發(fā)生彎曲，c正確 答案 c,變式跟蹤1,解析/顯隱,隱含了什么條件？,02突破三個(gè)考向,1.受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定是運(yùn)動(dòng)的. 2.摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但摩擦力不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，即摩擦力不一定是阻力.,02突破三個(gè)考向,例2 如圖所示,物體a、b在力f作用下一起以相同速度沿f方向勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于物體a所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是( ). a.甲、乙兩圖中物體a均受摩擦力，且方向均與f相同 b.甲、乙兩圖中物體a均受摩擦力，且方向均與f相反 c.甲、乙兩圖中物體a均不受摩擦力 d.甲圖中物體a不受摩擦力，乙圖中物體a受摩擦力，方向和f方向相同,審題導(dǎo)析 1.注意題中關(guān)鍵信息. 2.對(duì)甲乙兩圖中a物體的受力，用假設(shè)法嘗試著分析一下！,【解析】 （用假設(shè)法分析） 甲圖中，假設(shè)a受摩擦力，與a做勻速運(yùn)動(dòng)在水平方向合力為零不符，所以a不受摩擦力. 乙圖中，假設(shè)a不受摩擦力，a將相對(duì)b沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，從而a受沿f方向的摩擦力正確選項(xiàng)是d. 答案 d,解析/顯隱,02突破三個(gè)考向,靜摩擦力有無(wú)及方向的常用判斷方法,假設(shè)物體間接觸面光滑,不發(fā)生 相對(duì)滑動(dòng),無(wú)相對(duì) 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),無(wú) 靜摩擦力,發(fā)生 相對(duì)滑動(dòng),有相對(duì) 運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),有 靜摩擦力,方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng) 趨勢(shì)的方向相反,狀態(tài)法：（如變式跟蹤2）明確物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析物體的受力情況，根據(jù)平衡方程或牛頓定律求解靜摩擦力的大小和方向.,牛頓第三定律法：（如變式跟蹤3）此法的關(guān)鍵是抓住“力是成對(duì)出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向.,假設(shè)法：如例2，利用假設(shè)法判斷的思維程序如下:,【以題說(shuō)法】,【變式跟蹤2】(2011天津，2)如圖所示,a、b兩物體疊放在一起,在粗糙的水平面上保持相對(duì)靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b受到的摩擦力( ) a方向向左，大小不變 b方向向左，逐漸減小 c方向向右，大小不變 d方向向右，逐漸減小,解析 物體b具有水平向左的恒定加速度，由牛頓第二定律知，物體b受到的合外力水平向左且恒定，對(duì)物體b受力分析可知，物體b在水平方向的合外力就是物體a施加的靜摩擦力，因此，物體b受到的摩擦力方向向左，且大小不變，故a正確 答案 a,02突破三個(gè)考向,解析/顯隱,隱含了 什么信息？,a,ff,【變式跟蹤3】如圖示，用一水平力f把a(bǔ)、b兩個(gè)物體擠壓在豎直的墻上，a、b兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列判斷正確的是( ) ab物體對(duì)a物體的靜摩擦力方向向上 bf增大時(shí)，a和墻之間的摩擦力也增大 c若b的重力大于a的重力，則b受到的摩擦力大于墻對(duì)a的摩擦力 d不論a、b的重力哪個(gè)大，b受到的摩擦力一定小于墻對(duì)a的摩擦力,解析 將a、b視為整體，可以看出a物體受到墻的摩擦力方向豎直向上對(duì)b受力分析可知b受到的摩擦力方向向上，由牛頓第三定律可知b對(duì)a的摩擦力方向向下，a錯(cuò)誤；由于a、b兩物體受到的重力不變，根據(jù)平衡條件可知b錯(cuò)誤；a和墻之間的摩擦力與a、b兩物體重力平衡，故c錯(cuò)誤、d正確 答案 d,02突破三個(gè)考向,嘗試對(duì)a、b用整體法分析,然后再對(duì)b隔離分析,解析/顯隱,mbg,ff,f,f,審題視點(diǎn) (1)a、b向右勻速運(yùn)動(dòng)，b物體受到的合力為零. (2)a、b共同向右勻加速運(yùn)動(dòng)，b受合力方向向右. (3)a、b發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，b受到的是滑動(dòng)摩擦力. (4)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的接觸面積大小無(wú)關(guān).,【答案】 （1）零. (2) ma，方向水平向右. (3) mg，方向水平向右. (4) mg ，方向水平向右.,02突破三個(gè)考向,例3 在粗糙的水平面上放一物體a，a上再放一質(zhì)量為m的物體b，a、b間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，施加一水平力f作用于a（如圖示），計(jì)算下列情況下a對(duì)b的摩擦力. (1).當(dāng)a、b一起做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí). (2).當(dāng)a、b一起以加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí). (3).當(dāng)力f足夠 大而使a、b發(fā) 生相對(duì)滑動(dòng)時(shí). (4).當(dāng)a、b發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，且b物體的1/5伸到a的外面時(shí).,【解析】 （1）因a、b向右勻速運(yùn)動(dòng)，b物體受到的合力為零，所以b物體受到的摩擦力為零. (2)因a、b無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，所以b物體受到的摩擦力是靜摩擦力，此時(shí)不能用滑動(dòng)摩擦力公式ff=fn來(lái)計(jì)算.用牛頓第二定律對(duì)b物體分析有ff=ma，方向水平向右. （3）因a、b發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，故b受到的是滑動(dòng)摩擦力，即ff= fn= mg.方向水平向右. (4)因滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的接觸面積大小無(wú)關(guān)，所以ff= mg ，方向水平向右.,解析/顯隱,本欄內(nèi)容 結(jié)束,02突破三個(gè)考向,摩擦力大小的計(jì)算技巧,分析計(jì)算摩擦力的大小和方向時(shí)，應(yīng)先分清是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力 （1）若是滑動(dòng)摩擦力：根據(jù)公式ff= fn計(jì)算；力的平衡條件計(jì)算； 牛頓第二定律進(jìn)行分析計(jì)算.切記壓力fn一般情況下不等于重力. （2）若是靜摩擦力: 根據(jù)力的平衡條件； 牛頓第二定律進(jìn)行分析計(jì)算.切記不能用公式ff= fn 計(jì)算靜摩擦力.,【借題發(fā)揮】,本欄內(nèi)容 結(jié)束,02突破三個(gè)考向,【變式跟蹤4】 (2013山東淄博)如圖所示，物塊a放在傾斜的木板上，已知木板的傾角分別為30和45時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相同，則物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( ),審題視點(diǎn) 當(dāng)傾角30時(shí)，物塊受到的摩擦力是靜摩擦力. 當(dāng)45時(shí)，物塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力 .,解析/顯隱,03解析一個(gè)疑難,一、靜靜“突變” 物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí)，如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變.,審題視點(diǎn) 1.判定物塊與桌面間最大靜摩擦力的可能值 . 2.撤去f1后，再根據(jù)最大靜摩擦力的可能值判定木塊是否滑動(dòng).,03解析一個(gè)疑難,典例1 一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個(gè)力即f1、f2和摩擦力的作用,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示，其中f110 n，f22 n，若撤去f1，則木塊受到的摩擦力為( ). a.10 n，方向向左 b.6 n，方向向右 c.2 n，方向向右 d.0,【解析】 當(dāng)物體受f1、f2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 n，可知最大靜摩擦力ffmax8 n當(dāng)撤去力f1后，f22 nffmax，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的f2等大反向c正確. 答案 c,解析/顯隱,03解析一個(gè)疑難,靜動(dòng)“突變” 物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時(shí)，如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力. (如例2),典例2 長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與水平面的夾角變大)，另一端不動(dòng)，如圖所示則鐵塊受到的摩擦力ff隨角度的變化圖象可能正確的是下圖中的(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.,審題視角 1).建立木板及鐵塊的運(yùn)動(dòng)模型 2). 到過(guò)程中鐵塊受力怎樣？ 轉(zhuǎn)動(dòng)到位置后，鐵塊受力又怎樣？ 自己分析一下！,=,mg,ff,fn,【解析】 設(shè)木板與水平面間夾角增大到時(shí)，鐵塊開(kāi)始滑動(dòng),顯然當(dāng)時(shí),鐵塊與木板相對(duì)靜止.由力的平衡條件知,鐵塊受到的靜摩擦力的大小為ffmgsin;當(dāng)時(shí)鐵塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力;設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為，由滑動(dòng)摩擦力公式得，鐵塊受到的滑動(dòng)摩擦力為ffmgcos. 由上述分析知：時(shí)，靜摩擦力隨角增大按正弦函數(shù)增加；當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力隨角增大按余弦規(guī)律減小，所以正確選項(xiàng)為c. 答案 c,解析/顯隱,03解析一個(gè)疑難,動(dòng)靜“突變” 在摩擦力和其他力作用下，做減速運(yùn)動(dòng)的物體突然停止滑行時(shí)，物體將不受摩擦力作用，或滑動(dòng)摩擦力“突變成靜摩擦力.(如例3),典例3 如圖示，質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，從t=0開(kāi)始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同時(shí)受到一個(gè)水平 向左的恒力f=1n的作用，取 g=10m/s2,向右為正方向，該 物體受到 的摩擦力 ff隨時(shí)間 變化的 圖象是：,解析：,運(yùn)動(dòng)階段,受向左的滑動(dòng)摩擦力fn= mg=2n,物體減速運(yùn)動(dòng)，速度為0后靜止,靜止階段,fmax=fn=2n,受向右的靜摩擦力ff2=f=1n,外力f=1nfmax,a正確,03解析一個(gè)疑難,規(guī)律 總結(jié),突破策略 物體受到的外力發(fā)生變化時(shí)，物體受到的摩擦力的種類就有可能發(fā)生突變.解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵是： 1.正確對(duì)物體受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，從而找到物體摩擦力的突變“臨界點(diǎn)”. 2.分析清楚“突變”后摩擦力的變化情況，是靜靜變化，還是動(dòng)靜（靜動(dòng)）變化；是大小變化，還是方向也發(fā)生變化.,04隨堂基礎(chǔ)演練,隨堂基礎(chǔ)演練 答案及解析,1.解析 力的作用不一定要直接接觸譬如地球與物體之間的萬(wàn)有引力，電荷與電荷之間的作用力，都不需要直接接觸，所以b錯(cuò)誤；力的作用離不開(kāi)物體，用腳踢出去的足球，在向前飛行的過(guò)程中，球沒(méi)有受到向前的力來(lái)維持它向前運(yùn)動(dòng)，c錯(cuò)誤；兩個(gè)物體之間的相互作用力沒(méi)有先后之說(shuō)，所以d錯(cuò)誤 答案 a,a,c,c,d,cd,cd,2.解析 物體是否