高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力教學(xué)案新人教版.doc

教學(xué)資料范本高考物理一輪復(fù)習(xí)第2章第1節(jié)重力彈力摩擦力教學(xué)案新人教版編 輯：_時 間：_第1節(jié)重力彈力摩擦力知識點一| 重力和彈力1重力(1)定義：由于地球的吸引而使物體受到的力。(2)大?。篏mg，不一定等于地球?qū)ξ矬w的引力。(3)方向：豎直向下。(4)重心：重力的等效作用點，重心的位置與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系，且不一定在物體上。2彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)形變，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。(2)條件：兩物體相互接觸；發(fā)生彈性形變。(3)方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向相反。3彈力有無的判斷條件法根據(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假設(shè)法對形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個物體間沒有彈力，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狀態(tài)法根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用共點力的平衡條件或牛頓第二定律判斷彈力是否存在4.彈力方向的判斷(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷。(2)根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律判斷。5胡克定律(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。(2)表達式：Fkx。k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定。x是彈簧長度的變化量，不是彈簧形變以后的長度。(1)只要物體發(fā)生形變就會產(chǎn)生彈力作用。()(2)物體所受彈力方向與自身形變的方向相同。()(3)重力的方向一定指向地心。()(4)Fkx中“x”表示彈簧形變后的長度。()(5)彈簧的形變量越大，勁度系數(shù)越大。 ()考法1對重力和重心的理解1關(guān)于重力的下列說法正確的是()A重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B只有靜止的物體才受到重力C物體在地球上無論運動狀態(tài)如何，都受到重力的作用D豎直懸掛的物體受到的重力就是它拉緊豎直懸繩的力C重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。嚴格地說，重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力的一個分力，其另一個分力成為物體隨地球自轉(zhuǎn)而繞地軸做勻速圓周運動的向心力，所以重力是由地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生的，它是萬有引力的一個分力。萬有引力是普遍存在于宇宙間一切有質(zhì)量的物體之間的，故地球上的一切物體都要受到地球的吸引，都受到重力的作用。物體受到的重力可以與它拉緊豎直懸繩的力大小相等，方向相同，但二者是性質(zhì)完全不同的力，前者是重力，后者是彈力，不能說重力就是彈力。2(多選)關(guān)于物體重心的下列說法正確的是()A物體各部分所受重力的合力集中于一點，該點為物體的重心B有規(guī)則形狀的物體，重心是其幾何中心C物體的重心可能不在該物體上D物體的形狀及質(zhì)量分布不變，當(dāng)它被舉高或傾斜時，重心在物體上的位置不變ACD重心是指重力在物體上的作用點，即物體各部分所受重力的合力的作用點。只有質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心才在其幾何中心；形狀規(guī)則而質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心不一定在幾何中心。物體的重心不隨其所在位置的變化而變化，且可在物體上，也可能在物體外，如均勻圓環(huán)、呼啦圈等?？挤?彈力有無及判斷3(20xx西寧模擬)圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。圖中畫出了小球A所受彈力的情況，其中正確的是()ABCDC一般來講輕質(zhì)桿對物體的彈力不一定沿著桿的方向，選項A中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止?fàn)顟B(tài)，由二力平衡可得小球受到的彈力應(yīng)豎直向上，所以A錯。選項B中因為繩豎直向上，如果左邊的繩有拉力，則豎直向上的那根繩就會發(fā)生傾斜，所以左邊的繩沒有拉力，故B錯。對于球與面接觸的彈力方向，過接觸點垂直于接觸面(即在接觸點與球心的連線上)，即選項D中大半圓對小球的支持力FN2應(yīng)是沿著過小球與圓弧接觸點的半徑，且指向圓心的彈力，所以D錯。球與球相接觸的彈力方向，垂直于過接觸點的公切面(即在兩球心的連線上)，而指向受力物體，由上可知C正確。考法3胡克定律的應(yīng)用4.如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧，在此過程中下面木塊移動的距離為()A.B. C. D.C在此過程中，壓在下面彈簧上的壓力由(m1m2)g減小到m2g，即減少了m1g，根據(jù)胡克定律可斷定下面彈簧的長度增長了l，即下面木塊移動的距離為。5一處人工噴泉噴出的豎直水柱的高度為h，已知水的密度為，噴泉出水口的面積為S，則空中水的質(zhì)量為()AhSB2hSC3hSD4hSD水從出口噴出后做豎直上拋運動，則水在出口處的流速為v，水在空中運動的時間為t，在空中水的體積即t時間內(nèi)從噴口噴出水的體積，VvSt，則空中水的總質(zhì)量為mVvS4hS。考法4輕桿彈力的分析6.(20xx聊城模擬)小車上固定一根彈性直桿A，桿頂固定一個小球B(如圖所示)，現(xiàn)讓小車從光滑斜面上自由下滑，在下列圖所示的情況中桿發(fā)生了不同的形變，其中正確的是() ABCDC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，桿不會發(fā)生彎曲或傾斜，C正確。7.如圖所示，小車上固定著一根彎成角的曲桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球。下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷正確的是()A小車靜止時，F(xiàn)mgcos ，方向沿桿向上B小車靜止時，F(xiàn)mgcos ，方向垂直桿向上C小車向右以加速度a運動時，一定有FD小車向右以加速度a運動時，F(xiàn)，方向斜向右上方，與豎直方向的夾角為arctan D小車靜止時，由物體的平衡條件知此時桿對球的作用力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg，故A、B錯。小車向右以加速度a運動時，此時彈力F的方向一定指向右上方，只有這樣，才能保證小球在豎直方向上受力平衡，水平方向上具有向右的加速度。設(shè)小球所受彈力方向與豎直方向的夾角為，如圖所示，據(jù)力的平衡和牛頓第二定律得Fsin ma，F(xiàn)cos mg，解得Fm，tan ，可見，只有當(dāng)球向右的加速度大小為agtan 時，桿對球的作用力才沿桿的方向，此時才有F。故C錯誤，D正確。知識點二| 摩擦力的分析與計算1摩擦力(1)產(chǎn)生條件(2)(3)摩擦力的大小靜摩擦力的大小與相對運動趨勢的強弱有關(guān)，趨勢越強，靜摩擦力越大，但不能超過最大靜摩擦力，即0FFm。滑動摩擦力的大?。篎FN。滑動摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系：一般最大靜摩擦力比滑動摩擦力略大一些，在許多問題的處理過程中往往認為其大小等于滑動摩擦力。2動摩擦因數(shù)(1)定義：彼此接觸的物體發(fā)生相對運動時，摩擦力的大小和壓力的比值，。(2)決定因素：與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)。(1)滑動摩擦力的方向一定與物體運動方向相反。()(2)運動的物體可能受到靜摩擦力的作用。()(3)靜摩擦力一定是阻力，滑動摩擦力不一定是阻力。()(4)物體間的摩擦力越大，動摩擦因數(shù)越大。()1明晰“三個方向”名稱釋義運動方向一般指物體相對地面(以地面為參考系)的運動方向相對運動方向指以其中一個物體為參考系，另一個物體相對參考系的運動方向相對運動趨勢方向由兩物體間靜摩擦力的存在導(dǎo)致，有發(fā)生卻沒有發(fā)生的相對運動的方向2.靜摩擦力的方向假設(shè)法狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，通過受力分析確定靜摩擦力的方向轉(zhuǎn)換對象法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3.摩擦力大小的計算(1)滑動摩擦力的大小公式法若已知，則FFN，F(xiàn)N是兩物體間的正壓力，其大小不一定等于重力狀態(tài)法若未知，可結(jié)合物體的運動狀態(tài)和其他受力情況，利用平衡條件或牛頓第二定律列方程求解(2)靜摩擦力的大小物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件求解。物體有加速度時，應(yīng)用牛頓第二定律F合ma求解。最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，其值大于滑動摩擦力，但通常認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。典例(20xx惠州質(zhì)檢)如圖所示，兩個相同的固定斜面上分別放有一個處于靜止的三角形木塊A、B，它們的質(zhì)量相等。A木塊左側(cè)面沿豎直方向，B木塊左側(cè)面垂直于斜面，在兩斜面上分別放上一個相同的光滑球后，木塊仍保持靜止，則放上球后()AA木塊受到的摩擦力等于B木塊受到的摩擦力BA木塊受到的摩擦力小于B木塊受到的摩擦力CA木塊對斜面的壓力等于B木塊對斜面的壓力DA木塊對斜面的壓力大于B木塊對斜面的壓力【思路點撥】解此題關(guān)鍵是做好放上光滑小球后的受力情況，并利用平衡條件分析求解。A設(shè)球的質(zhì)量為m，A、B的質(zhì)量為M，斜面的傾角為。以球與A整體為研究對象，由平衡條件可得，A木塊受到的摩擦力FfA(Mm)gsin ，同理，以球與B整體為研究對象，B木塊受到的摩擦力FfB(Mm)gsin ，則FfAFfB，A正確，B錯誤。以A為研究對象，受力分析如圖甲所示，由平衡條件得，斜面對A的支持力FNAMgcos FN1sin ，以B為研究對象，受力分析如圖乙所示，由平衡條件得，斜面對B的支持力FNBMgcos ，故FNAFNB。由牛頓第三定律可知，A木塊對斜面的壓力小于B木塊對斜面的壓力，C、D錯誤。甲乙計算摩擦力時的三點注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因為只有滑動摩擦力才能利用公式計算，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓定律來求解。(2)公式FFN中FN為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān)，與接觸面積的大小也無關(guān)?？挤?靜摩擦力的有無及方向判斷1如圖所示，物體A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿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()甲乙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D用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)A受摩擦力，與A做勻速運動在水平方向所受合力為零不符合，所以A不受摩擦力；乙圖中，假設(shè)A不受摩擦力，A將相對B沿斜面向下運動，則知A受沿F方向的摩擦力。正確選項是D?？挤?滑動摩擦力的有無及方向判斷2.如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細繩拴住放在水平粗糙的傳送帶上，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度逆時針運動時(v1 v2)，繩中的拉力分別為FT1、FT2，則下列說法正確的是()A物體受到的摩擦力Ff12(mM)g時，木板便會開始運動D無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運動D由于木塊在木板上運動，所以木塊受到木板的滑動摩擦力的作用，其大小為1mg，根據(jù)牛頓第三定律可得木塊對木板的滑動摩擦力也為1mg。又由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，木板在水平方向上受到木塊的摩擦力1mg和地面的靜摩擦力的作用，二力平衡，選項A、B錯誤；若增大F的大小，只能使木塊的加速度大小變化，但木塊對木板的滑動摩擦力大小不變，因而也就不可能使木板運動起來，選項C錯誤，D正確?？挤ㄖ笇?dǎo)(1)若已知相對運動的物體間的動摩擦因數(shù)及正壓力FN，滑動摩擦力Ff的大小可以根據(jù)公式FfFN直接計算。(2)由于受力或運動情況的不同，靜摩擦力的大小具有不確定性和被動適應(yīng)性，靜摩擦力的大小會隨著引起相對運動趨勢的外力的變化而變化.在0fmax范圍內(nèi)，靜摩擦力的大小可根據(jù)二力平衡條件求得，它的大小總是與引起相對運動趨勢的外力大小相等。當(dāng)兩物體一起做加速運動，具有加速度時，可用牛頓第二定律確定靜摩擦力的大小。知識點三| 摩擦力的突變問題考法1“靜靜”突變1(多選)(20xx株洲模擬)如圖甲所示，放在固定斜面上的物體，受到一個沿斜面向上的力F作用，始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)的大小隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則在0t0時間內(nèi)物體所受的摩擦力Ff隨時間t的變化規(guī)律可能為下圖中的(取沿斜面向上為摩擦力Ff的正方向)()甲乙ABCDBCD物體在斜面上始終處于平衡狀態(tài)，沿斜面方向受力平衡方程為：Fmgsin Ff0，解得Ffmgsin F，若初態(tài)mgsin F，則B項正確；若初態(tài)mgsin F，則C項正確；若初態(tài)mgsin F，則D項正確?？挤?“靜動”突變2(多選)在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動摩擦力變化規(guī)律的實驗中，設(shè)計了如圖甲所示的演示裝置，力傳感器A與計算機連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測力端通過細繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)力傳感器高度可使細繩水平)，滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部輕繩水平)，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實驗開始時打開力傳感器同時緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運動起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結(jié)合該圖象，下列說法正確的是()甲乙A可求出空沙桶的重力B可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小C可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D可判斷第50 s后小車做勻速直線運動(滑塊仍在車上)ABCt0時刻，力傳感器顯示拉力為2 N，則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為2 N，由小車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A選項正確；t50