高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第1講 重力 彈力 摩擦力.doc

2014高考物理（人教）一輪復(fù)習(xí)講義 第1講重力彈力摩擦力高考目標(biāo)復(fù)習(xí)指導(dǎo)形變、彈性、胡克定律 高考試題的考查形式主要有兩種，一種是以生活中的靜力學(xué)材料為背景，考查力的合成與分解和共點力的平衡的綜合應(yīng)用；另一種是以現(xiàn)實中可能出現(xiàn)的各種情況，考查重力、彈力、摩擦力的理解和計算2014年高考對本專題內(nèi)容的考查仍將以力的合成與分解和共點力的平衡的綜合應(yīng)用為主.滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力 矢量和標(biāo)量 力的合成和分解 共點力的平衡實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系實驗三：驗證力的平行四邊形定則第1講重力彈力摩擦力一、對力的認(rèn)識1定義：物體與物體之間的相互作用2三要素：力的大小、方向和作用點3力的作用效果(1)改變物體的運動狀態(tài)(2)使物體發(fā)生形變4力的性質(zhì)(1)物質(zhì)性(2)相互性(3)矢量性(4)獨立性二、重力三、彈力1定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，會對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用2產(chǎn)生條件(1)物體相互接觸(2)物體發(fā)生彈性形變3方向：彈力的方向總是與產(chǎn)生彈力的物體形變的方向相反4大小(1)胡克定律：彈簧類彈力在彈性限度內(nèi)遵守fkx.(2)非彈簧類彈力的大小應(yīng)由平衡條件或牛頓第二定律求解四、摩擦力名稱項目靜摩擦力滑動摩擦力定義兩個相對靜止的物體間的摩擦力兩個相對運動的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件(1)接觸面粗糙(2)接觸處有壓力(3)兩物體間有相對運動趨勢(1)接觸面粗糙(2)接觸處有壓力(3)兩物體間有相對運動大小、方向大小：0ffffm方向：與受力物體相對運動趨勢的方向相反大?。篺ffn方向：與受力物體相對運動的方向相反作用效果總是阻礙物體間的相對運動趨勢總是阻礙物體間的相對運動(1)接觸面處有摩擦力時一定有彈力，且彈力與摩擦力的方向總垂直，反之不一定成立(2)“fffn”中fn“并不一定等于物體的重力”(3)“阻礙”是指阻礙研究對象與其接觸的物體間的相對運動，但并不一定阻礙物體的運動1下列關(guān)于重力的說法中正確的是()a由gmg可知，物體的質(zhì)量與重力成正比b同一物體在地球上各處重力相同c重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力，其方向必定指向地心d重力的大小不是總等于豎直測力計對物體的拉力解析：質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，是物體本身固有的屬性，與重力大小無關(guān)，選項a錯誤；同一物體在地球上的不同位置，重力大小略有差別，方向也不相同，選項b錯誤；重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的，其大小一般小于地球?qū)ξ矬w的吸引力，方向是豎直向下而非指向地心，選項c錯誤；用測力計豎直懸掛物體，只有當(dāng)物體處于靜止(或勻速直線運動)狀態(tài)時，測力計的讀數(shù)才等于物體的重力的大小，選項d正確答案： d2一輛汽車停在水平地面上，下列說法中正確的是()a地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力b地面受到了向下的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；汽車受到了向上的彈力，是因為汽車發(fā)生了彈性形變c汽車受到向上的彈力，是因為地面發(fā)生了彈性形變；地面受到向下的彈力，是因為汽車發(fā)生了彈性形變d以上說法都不對解析：答案： c3(2013湖北孝感市模擬)下列說法正確的是()a摩擦力的大小一定與該處壓力的大小成正比b壓力發(fā)生變化時，該處摩擦力可能不變c摩擦力的方向與該處壓力的方向可能不垂直d摩擦力的方向不是與物體運動方向相同，就是與物體運動方向相反解析：靜摩擦力的大小與該處的正壓力沒有直接關(guān)系，選項a錯誤、b正確；摩擦力的方向與接觸面相切，彈力方向與接觸面垂直，故摩擦力方向一定與彈力方向垂直，選項c錯誤；水平勻速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上的物體受到的摩擦力與運動方向垂直，所以選項d錯誤答案： b4如圖甲所示，小孩用80 n的水平力推木箱不動，木箱此時受到水平地面的摩擦力大小為f1；如圖乙所示，小孩把木箱推動了，此時木箱與水平地面間摩擦力大小為f2，若木箱對水平地面的壓力大小為200 n，木箱與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.45，則f1、f2的大小分別為()a90 n、80 nb80 n、45 nc80 n、90 n d90 n、90 n解析：甲圖是靜摩擦力，由平衡條件得：f180 n，乙圖是滑動摩擦力，由fffn得ff0.45200 n90 n，故選項c正確答案： c5如圖所示的裝置中，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計，一切摩擦忽略不計，平衡時各彈簧的彈力分別為f1、f2、f3，其大小關(guān)系是()af1f2f3 bf1f2f2 df3f1f2解析：第一個圖中，以彈簧下面的小球為研究對象，第二個圖中，以懸掛的小球為研究對象，第三個圖中，以小球為研究對象第一個圖中，小球受豎直向下的重力mg和彈簧向上的彈力，二力平衡，f1mg；后面兩個圖中，小球受豎直向下的重力和細(xì)線的拉力，二力平衡，彈簧的彈力大小均等于細(xì)線拉力的大小，則f2f3mg，故三圖中平衡時彈簧的彈力相等答案： a1彈力有無的判斷方法(1)直接判斷根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力此方法多用來判斷形變較明顯的情況(2)利用假設(shè)法判斷對形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個物體間不存在彈力，即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去掉，看物體還能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力(3)根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”判斷物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)符合，依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由物體受力平衡(或牛頓第二定律)列方程來判斷物體間的彈力是否存在2彈力方向的判斷方法類型方向的判定舉例接觸方式面與面與接觸面垂直點與面與接觸面垂直且過“點”點與點與公共切面垂直輕繩沿繩收縮的方向輕桿拉伸時沿桿收縮的方向，壓縮時沿桿伸長的方向?qū)τ趶椓Σ谎貤U時，應(yīng)具體分析畫出圖中靜止的各球或桿受到的彈力解析：平面與平面接觸，彈力方向垂直于平面；平面與曲面接觸，彈力方向垂直于平面，也垂直于曲面過接觸點的切面；曲面與曲面接觸，彈力方向垂直于公切面；點與平面接觸，彈力方向垂直于平面；點與曲面接觸，彈力方向垂直于曲面過接觸點的切面根據(jù)不同接觸面上彈力的特點，作圖如圖所示(1)彈力方向的判斷先明確兩物體間作用的類型，再根據(jù)各種類型的特點來判斷彈力的方向(2)計算彈力大小常見的三種方法根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解根據(jù)胡克定律fkx進(jìn)行求解根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解11：(2012深圳市階段性檢測)如圖所示，一重為8 n的球固定在ab桿的上端，今用測力計水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，此時測力計的示數(shù)為6 n，則ab桿對球作用力的大小及方向為()a6 n，豎直向上b8 n，豎直向下c10 n，斜左上與豎直方向的夾角為37d12 n，斜右上與豎直方向的夾角為53解析：取球受力分析如圖所示，由平衡條件知f桿 n10 n.設(shè)f桿與豎直方向的夾角為，則tan 所以37.答案： c1靜摩擦力的有無及其方向的判定方法(1)假設(shè)法利用假設(shè)法判斷摩擦力的有無及方向的思維程序如下：(2)狀態(tài)法：從物體的運動狀態(tài)反推出必須具備的受力條件，并進(jìn)一步分析組成條件中靜摩擦力所起的作用，從而判斷出靜摩擦力的有無及方向(3)利用牛頓第三定律來判斷：此法的關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(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)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力方向2滑動摩擦力方向判斷的關(guān)鍵對“相對運動”的理解“相對運動”是指研究對象相對于與其接觸的物體是運動的因此，研究對象與其接觸的物體可能一個靜止，另一個運動(如物體在地面上運動時，物體是運動的，地面是靜止的)，也可能兩者都是運動的如圖甲、乙所示，物體a、b在力f作用下一起以相同速度沿f方向勻速運動，關(guān)于物體a所受的摩擦力，下列說法正確的是()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相同解析：圖甲中，假設(shè)a、b之間光滑接觸，則物體a在水平方向不受任何外力作用，a仍可保持原來的勻速直線運動，故a不受摩擦力；圖乙中，假設(shè)物體a不受摩擦力或所受摩擦力沿斜面向下時，則a將會在重力沿斜面向下的分力或該分力與摩擦力的合力作用下，沿斜面向上做勻減速直線運動，與題設(shè)條件矛盾，故a所受摩擦力應(yīng)沿斜面向上答案： d21：一個斜面體上擱置一根只能沿豎直方向運動的直桿，桿與斜面接觸面粗糙斜面體水平向右運動過程中，發(fā)現(xiàn)桿勻加速上升，如圖所示，關(guān)于斜面體對桿的作用力，下列判斷正確的是()a斜面對桿的滑動摩擦力沿斜面向下b斜面對桿的滑動摩擦力沿斜面向上c斜面體對桿的作用力豎直向上d斜面體對桿的作用力豎直向下解析：桿勻加速上升，斜面體水平向右運動，桿相對于斜面體向上滑動，因此桿受的摩擦力沿斜面向下，a對，b錯；桿受的支持力垂直于斜面向上，桿受斜面體的作用力斜向右上方，c、d項錯誤答案： a有三個相同的物體疊放在一起，置于粗糙水平地面上，物體之間不光滑，如圖所示現(xiàn)用一水平力f作用在乙物體上，物體仍保持靜止，下列說法正確的是()a丙受到地面的摩擦力大小為f，方向水平向左b甲受到水平向右的摩擦力作用c乙對丙的摩擦力大小為f，方向水平向右d丙對乙的摩擦力大小為f，方向水平向右解析：甲、乙、丙均處于靜止?fàn)顟B(tài)，確定丙與地面間的摩擦力可采用整體法研究甲、乙、丙的受力情況時，需要將它們隔離開進(jìn)行分析對于選項a，以甲、乙、丙三者整體為研究對象，此整體在水平方向上受平衡力的作用，因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力f，方向水平向左，選項a正確；對于選項b，以甲為研究對象，甲不受摩擦力，選項b錯誤；對于選項c，乙對丙的摩擦力與丙對乙的摩擦力大小相等、方向相反，由此可知，乙對丙摩擦力的大小等于f，方向水平向右，故選項c正確，選項d錯誤答案： ac1.靜摩擦力大小的計算根據(jù)物體的運動狀態(tài)求解(1)若物體處于平衡狀態(tài)，利用平衡條件求解(2)若物體有加速度，利用牛頓第二定律和受力分析結(jié)合起來求解2滑動摩擦力大小的計算(1)滑動摩擦力的大小用公式fffn來計算，但應(yīng)注意：為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)，fn為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關(guān)，與接觸面的面積大小也無關(guān)(2)根據(jù)物體的運動狀態(tài)求解若物體處于平衡狀態(tài)，利用平衡條件求解若物體有加速度，利用牛頓第二定律和受力分析結(jié)合起來求解31：(2013銀川模擬)在水平力f作用下，重為g的物體沿墻壁勻速下滑，如圖所示，若物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為，則物體所受的摩擦力的大小為()afbfgcg d.解析：由fffn得fff，a正確，b錯誤；由豎直方向二力平衡得fg，c正確，d錯誤答案： ac分類說明案例圖示靜靜“突變”物體在摩擦力和其他力作用下處于平衡狀態(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力發(fā)生突變時，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或方向?qū)l(fā)生“突變”水平力f作用下物體靜止于斜面上，f突然增大時物體仍靜止，則所受靜摩擦力大小或方向?qū)ⅰ巴蛔儭膘o動“突變”物體的摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時，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”為滑動摩擦力放在粗糙水平面上的物體，作用的水平力從零逐漸增大，物體開始滑動，物體受地面摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力動靜“突變”在摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將不受滑動摩擦力作用，或滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力滑塊以v0沖上斜面做減速運動，當(dāng)?shù)竭_(dá)某位置靜止時，滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力動動“突變”某物體相對于另一物體滑動的過程中，若突然相對運動方向變了，則滑動摩擦力方向發(fā)生“突變”水平傳送帶的速度v1v2，滑塊受滑動摩擦力方向向右，當(dāng)傳送帶突然被卡住時滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左.(靜靜“突變”)一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力即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()a10 n，方向向左b6 n，方向向右c2 n，方向向右 d0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，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(“靜動”突變)長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(即木板與水平面的夾角變大)，另一端不動，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摩擦力)()解析：設(shè)木板與水平面間的夾角增大到時，鐵塊開始滑動，顯然當(dāng)時，鐵塊與木板相對靜止由力的平衡條件可知，鐵塊受到的靜摩擦力的大小為ffmgsin ；當(dāng)時鐵塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力設(shè)動摩擦因數(shù)為，由滑動摩擦力公式得，鐵塊受到的滑動摩擦力為ffmgcos .通過上述分析知道：r1，則fn1和fn2的關(guān)系正確的是()afn1fn2bfn1fn2d以上條件不能確定fn1和fn2的大小關(guān)系解析：對小球受力分析如圖所示，每個球受到槽兩側(cè)邊沿的彈力均為fn，有f2fncos mg，因為r2r1，所以2cos ，可得fn1fn2.答案： c6木塊甲、乙分別重50 n和60 n，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25.夾在甲、乙之間的輕彈簧被壓縮了2 cm，彈簧的勁度系數(shù)為400 n/m.系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動現(xiàn)將f1 n的水平拉力作用在木塊