高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第二章 重力 彈力 摩擦力

高考物理大一輪復(fù)習(xí)第二章重力彈力摩擦力課件第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四一、力知識梳理作用效果改變物體的①運動狀態(tài)

或使物體發(fā)生②形變

三要素③大小

、④方向

、⑤作用點

基本特征(1)物質(zhì)性:力不能脫離物體而獨立存在(2)相互性:物體間力的作用是⑥相互

的,只要有作用力,就一定有對應(yīng)的⑦反作用力

(3)獨立性:一個力作用于某個物體上產(chǎn)生的效果,與這個物體是否受到其他力的作用無關(guān)(4)矢量性:力既有大小,又有方向,力的運算遵循平行四邊形定則,或三角形定則第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四二、重力1.產(chǎn)生:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力。2.大小:G=mg。3.g的變化:重力加速度g會隨著緯度的增大而增大,隨著高度的增大而減小。4.方向:①豎直

向下。5.重心(1)定義:為了研究方便人為認(rèn)定的重力的作用點。(2)位置確定a.質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體,重心在其②幾何中心

。b.對于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板,重心可用③懸掛法

確定。

注意

(1)重力的方向總是與當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪?不同地方水平面不同,其垂直水平面向下的方向也就不同。(2)重力的方向不一定指向地心。第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四定義發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀,對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用產(chǎn)生條件物體間相互接觸;并且發(fā)生彈性形變方向彈力的方向總是與物體形變的方向相反大小彈簧類彈力在彈性限度內(nèi)遵從胡克定律F=①

kx

非彈簧類彈力大小可以由平衡條件或牛頓運動定律求解三、彈力第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四四、摩擦力1.產(chǎn)生:相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體間,有①相對運動

或②相對

運動趨勢

時,在接觸面上所受到的③阻礙

相對運動或相對運動趨勢

的力。2.兩種摩擦力的比較名稱項目

靜摩擦力滑動摩擦力定義兩④相對靜止

的物體間的摩擦力兩⑤相對運動

的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件a.接觸面粗糙b.接觸處有擠壓c.兩物體間有相對運動趨勢a.接觸面粗糙b.接觸處有擠壓c.兩物體間有相對運動第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四?注意

(1)摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢,但不一定阻礙物體的運動。(2)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止,受滑動摩擦力作用的物體不一定運動。(3)接觸面處有摩擦力時一定有彈力,且彈力與摩擦力總垂直,反之不一定成立。大小、方向大小:⑥

0

<F≤⑦

Fmax

方向:沿接觸面,且與物體相對運動趨勢的方向相反大小:F=⑧

μFN

方向:沿接觸面,且與物體相對運動的方向相反作用效果總是阻礙物體間的⑨相對運動趨勢

總是阻礙物體間的⑩相對運動

第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四1.(1)重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。

(

)(2)物體的重心一定在物體上。

(

)(3)物體所受彈力的方向與其形變方向相同。

(

)(4)繩對物體的拉力方向總是豎直向上。

(

)(5)桿的彈力不一定沿桿。

(

)(6)摩擦力的方向一定與物體運動方向相反。

(

)(7)靜摩擦力一定是阻力,滑動摩擦力不一定是阻力。

(

)(8)運動的物體不可能受到靜摩擦力的作用。

(

)(9)正壓力越大,摩擦力可能越大,也可能不變。

(

)(10)動摩擦因數(shù)與接觸面積有關(guān),相同材料的兩物體接觸面積越大,動摩擦

因數(shù)越大。

(

)

答案

(1)?

(2)?

(3)√

(4)?

(5)√

(6)?

(7)?

(8)?

(9)√

(10)?第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四2.(多選)以下說法正確的是

(

)A.自由下落的物體所受重力為零B.物體所受重力的方向總是垂直水平面向下C.懸掛在豎直繩子上的靜止物體,對繩的拉力就是其重力D.把物體由赤道移到北極,若用天平稱量,則示數(shù)在兩地相同;若用彈簧測

力計稱量,則示數(shù)在北極略微增大

答案

BD物體在任何情況下都受重力,做自由落體運動時物體處于完全失重狀態(tài),但重力未變,A錯;重力的方向總是豎直向下,即垂直水平面向

下,B對;懸掛在豎直繩子上靜止的物體,對繩子拉力的大小等于其重力,但

不是重力,二者不是一個力,C錯;天平所測量的是物體的質(zhì)量,所以示數(shù)不變化,而彈簧測力計測量的是物體的重力,它隨物體所處的緯度不同而變

化,在北極更大,D對。第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四3.(多選)關(guān)于摩擦力,以下說法中正確的是

(

)A.運動物體可能受到靜摩擦力作用,但靜止物體不可能受到滑動摩擦力作用B.靜止物體可能受到滑動摩擦力作用,但運動物體不可能受到靜摩擦力作用C.正壓力越大,摩擦力可能越大,也可能不變D.摩擦力方向可能與速度方向在同一直線上,也可能與速度方向不在同一

直線上

答案

CD靜摩擦力產(chǎn)生在兩個相對靜止的物體之間,與物體是否運動無關(guān),滑動摩擦力產(chǎn)生于兩個相對運動的物體之間,與物體是否運動無關(guān),A、B均錯;靜摩擦力的大小與正壓力的大小無關(guān),一般由平衡條件或牛

頓運動定律來求,滑動摩擦力Ff=μFN,隨著正壓力的增大而增大,C對;摩擦力

的方向與相對運動或相對運動趨勢方向相反,與速度方向無關(guān),D對。因而

答案為C、D。第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四4.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,上面的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)。

現(xiàn)緩慢地向上提上面的木塊,直到它剛離開上面的彈簧,求這個過程中下面

的木塊移動的距離為

(

)A.m1g/k1

B.m2g/k1C.m1g/k2

D.m2g/k2第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四狀態(tài),根據(jù)物體的平衡條件可得:在初始狀態(tài)時,彈簧k2的壓縮量為:x2=

,m1剛離開上面彈簧的臨界條件是上面彈簧的彈力恰好為零,此時彈簧k2的壓縮量為x2'=

,所以在此過程中木塊m2移動的距離為:Δx=x2-x2'。由以上三式可得:Δx=

,所以C正確。

答案

C由于是“緩慢上提”,所以木塊m2在上升過程中始終處于平衡第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接判斷根據(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明顯的情況利用假設(shè)法判斷對形變不明顯的情況,可假設(shè)兩個物體間彈力不存在,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),若狀態(tài)不變,則此處不存在彈力,若狀態(tài)改變,則此處一定存在彈力根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”分析由狀態(tài)分析彈力,使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1.彈力有無的判斷方法重難一彈力的有無及方向的判斷方法重難突破第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四彈力彈力的方向彈簧兩端的彈力與彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向面與面接觸的彈力垂直于接觸面指向受力的物體點與面接觸的彈力過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體球與面接觸的彈力在接觸點與球心的連線上,指向受力物體球與球接觸的彈力垂直于過接觸點的公切面,而指向受力物體桿的彈力可能沿桿,也可能不沿桿,應(yīng)具體情況具體分析2.彈力的方向的判斷方法(1)彈力的方向與物體形變的方向相反,作用在迫使物體發(fā)生形變的那個

物體上。具體情況有以下幾種:第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四(2)由物體的運動狀態(tài)判斷彈力的方向物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合?？筛鶕?jù)物體的運動狀態(tài),先

假設(shè)一個彈力的方向,由共點力的平衡條件或牛頓第二定律列方程,求出

彈力。若所得結(jié)果為正值,其方向與假設(shè)方向相同,如果為負(fù)值,其方向與

假設(shè)方向相反。

注意

(1)繩對物體只能產(chǎn)生拉力,不能產(chǎn)生推力,且繩子彈力的方向一定沿著繩子并指向繩子收縮的方向,這是由繩子本身的特點決定的。(2)桿既可以產(chǎn)生拉力,也可以產(chǎn)生推力,彈力的方向可以沿桿,也可以不

沿桿,這是桿和繩兩種模型的最大區(qū)別。第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四典例1將一物塊分成相同的A、B兩部分靠在一起,下端放置在地面上,上

端用繩子拴在天花板上,繩子處于豎直伸直狀態(tài),整個裝置靜止,則

(

)A.繩子上拉力可能為零B.地面受的壓力可能為零C.地面與物塊間可能存在摩擦力D.A、B之間可能存在摩擦力解析繩子上拉力可能為零,地面受的壓力不可能為零,選項A對而B錯;由于繩子處于豎直狀態(tài),繩子中拉力只可能豎直向上,所以地面與物塊B

間不可能存在摩擦力,而A、B之間可能存在摩擦力,選項C錯而D對。

答案

AD第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四1-1如圖所示,一傾角為45°的斜面固定于墻角,為使一光滑的鐵球靜止,需

加一水平力F,且F通過球心。下列說法正確的是

(

)A.球一定受到墻水平向左的彈力B.球可能受到墻水平向左的彈力C.球一定受到斜面通過鐵球的重心的彈力D.球可能受到斜面垂直于斜面向上的彈力

答案

B

解析

F的大小合適時,球可以靜止在斜面上(此時對墻無壓力),F增大時墻才會對球有彈力,所以選項A錯誤,B正確。斜面必須有斜向上的彈力才

能使球不下落,該彈力方向垂直于斜面過球心,但由于鐵球的質(zhì)量分布是否均勻未知,所以重心不一定與球心重合,所以選項C、D錯誤。第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四假設(shè)法假定沒有靜摩擦力(即光滑),分析相對靜止的物體間能否發(fā)生相對運動。若能,則有靜摩擦力,方向與相對運動方向相反;若不能,則沒有靜摩擦力如圖甲、乙所示,A、B兩物體均在外力F作用下一起勻速運動。若假設(shè)甲圖中A受靜摩擦力,則A將不會做勻速直線運動,故A不受靜摩擦力。而乙圖中,若假設(shè)A不受靜摩擦力,則A將相對于B向下滑動,即A受B的靜摩擦力,方向沿斜面向上

重難二靜摩擦力的有無及方向的判定方法第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四運動狀態(tài)法根據(jù)物體的運動狀態(tài)利用平衡條件或牛頓第二定律判斷:此方法關(guān)鍵是先確定物體的運動狀態(tài)(靜止或加速),再利用平衡條件或牛頓第二定律列式計算,確定靜摩擦力存在與否及靜摩擦力的方向。如圖中汽車啟動時,放在車廂中的物體,只能是受到車廂向前的靜摩擦力作用才產(chǎn)生了加速度反作用法利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來判斷,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再確定另一物體受到的靜摩擦力的方向第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四典例2

(多選)如圖所示是主動輪P通過皮帶帶動從動輪Q的示意圖,A與B、C與D分別是皮帶上與輪緣上相互接觸的點,則下列判斷正確的是

(

)A.B點相對于A點運動趨勢方向與B點運動方向相反B.D點相對于C點運動趨勢方向與C點運動方向相反C.D點所受靜摩擦力方向與D點運動方向相同D.主動輪受到的摩擦力是阻力,從動輪受到的摩擦力是動力

解析

P為主動輪,假設(shè)接觸面光滑,B點相對于A點的運動方向一定與B點的運動方向相同,A錯誤;Q為從動輪,D點相對于C點的運動趨勢方向與C點

的運動方向相反,Q輪通過皮帶對其的靜摩擦力帶動其轉(zhuǎn)動,因此,D點所受的靜摩擦力方向與D點的運動方向相同,B、C均正確;主動輪靠摩擦帶動皮

帶,從動輪靠摩擦被皮帶帶動,故D也正確。

答案

BCD第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四2-1如圖所示,在大型車站、廣場和商場通常都安裝了智能化的自動扶

梯。所謂“智能化”就是自動扶梯在沒有乘客乘行時,以較小的速度勻速

運行,當(dāng)有乘客乘行時自動扶梯經(jīng)過先加速再勻速兩個階段運行,從而達(dá)到

節(jié)約能源的目的,試分析自動扶梯在運送乘客的過程中

(

)A.乘客始終受摩擦力作用B.乘客經(jīng)歷先超重再失重C.乘客對扶梯的作用力先斜向下,再豎直向下D.扶梯對乘客的作用力始終豎直向上第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四

答案

C

解析勻速時乘客不受摩擦力作用,A錯誤;當(dāng)扶梯先加速再勻速時,加速上行階段乘客處于超重狀態(tài),勻速時處于平衡狀態(tài),B錯誤;乘客加速時受重

力、摩擦力和支持力作用,勻速時受重力和支持力作用,可知扶梯對乘客的

作用力先斜向上,后豎直向上,由牛頓第三定律可得乘客對扶梯的作用力先

斜向下,后豎直向下,C正確,D錯誤。第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四1.靜摩擦力大小的計算(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速),利用力的平衡條件來判斷其大小。(2)物體有加速度時,若只有摩擦力,則Ff=ma。例如勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上物

塊靠摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度。若除摩擦力外,物體還受其他

力,則F合=ma,先求合力再求摩擦力,這種與運動狀態(tài)有關(guān)的特點,區(qū)別于

滑動摩擦力。2.滑動摩擦力大小的計算滑動摩擦力的大小用公式F=μFN來計算,應(yīng)用此公式時要注意以下幾點:重難三摩擦力大小的計算第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四(1)μ為動摩擦因數(shù);FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不一定等于物體的

重力。(2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關(guān),與接觸面的大小也無關(guān)。3.最大靜摩擦力并不是物體實際受到的力,物體實際受到的靜摩擦力通

常小于最大靜摩擦力;最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比;一般情況

下,為了處理問題的方便,最大靜摩擦力可按近似等于滑動摩擦力處理。

注意

(1)在分析摩擦力的方向時,要注意靜摩擦力方向的“可變性”和滑動摩擦力方向的“相對性”。(2)考查摩擦力時,經(jīng)常結(jié)合共點力的平衡條件和牛頓運動定律來確定摩

擦力的大小和方向。第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四

典例3

A、B、C三個物體通過細(xì)線和光滑的滑輪相連,處于靜止?fàn)顟B(tài),如

圖所示,C是一箱沙子,沙子和箱的重力都等于G,動滑輪的質(zhì)量不計?，F(xiàn)打

開箱子下端開口,使沙子均勻流出,經(jīng)過時間t0沙子流完,則圖中能表示在此

過程中桌面對物體B的摩擦力Ff隨時間的變化關(guān)系的圖象是

(

)

第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四

解析選擇A、B整體作為研究對象,由于這個整體開始處于靜止?fàn)顟B(tài),因此后來應(yīng)一直處于靜止?fàn)顟B(tài),整體共受到5個力作用,即重力G'=GA+GB、支

持力FN、靜摩擦力Ff、兩根繩子的拉力F1和F2,其中F1=F2=

。根據(jù)力的平衡條件得:Ff=F1+F2=GC=2G,當(dāng)沙子均勻流完后Ff'=G,B正確。

答案

B第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四3-1

如圖所示,質(zhì)量分別為m和M的兩物體P和Q疊放在傾角為θ的斜面上,

P、Q間的動摩擦因數(shù)為μ1,Q與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ2(μ2<μ1)。當(dāng)它們從

靜止開始沿斜面加速下滑時,兩物體始終保持相對靜止,則物體P受到的摩

擦力大小為多少?

第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四(M+m)gsinθ-FfQ=(M+m)aFfQ=μ2FNFN=(m+M)gcosθ以上三式聯(lián)立可得a=gsinθ-μ2gcosθ再隔離P物體,設(shè)P受到的靜摩擦力為FfP,方向沿斜面向上,對P再應(yīng)用牛頓第

二定律得:

答案

μ2mgcosθ

解析先取P、Q為一整體,受力分析如圖所示。由牛頓第二定律得:mgsinθ-FfP=ma可得出FfP=μ2mgcosθ第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四滑輪模型與死結(jié)模型問題的分析1.跨過滑輪、光滑桿、光滑釘子的細(xì)繩兩端張力的大小相等。2.死結(jié)模型:如幾個繩端有“結(jié)點”,即幾段繩子系在一起,謂之“死結(jié)”,

那么這幾段繩中的張力不一定相等。思想方法3.同樣要注意輕質(zhì)固定桿的彈力方向不一定沿桿的方向,作用力的方向需

要結(jié)合平衡方程或牛頓第二定律求得,而輕質(zhì)活動桿中的彈力方向一定沿

桿的方向。第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期四典例如圖所示,輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個

質(zhì)量為10kg的物體,∠ACB=30°,g取1