高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章第1節(jié)重力彈力摩擦力課件

第二章相互作用與物體平衡課標(biāo)要求熱點(diǎn)考向1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力2.知道常見(jiàn)的形變，通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性，知道胡克定律3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解力的合成與分解，知道共點(diǎn)力的平衡條件，區(qū)分矢量與標(biāo)量，用力的合成與分解分析日常生活中的問(wèn)題4.認(rèn)識(shí)單位制在物理學(xué)中的重要意義.知道國(guó)際單位制中的力學(xué)單位1.結(jié)合物體的平衡條件考查彈力、摩擦力2.靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)換過(guò)程中摩擦力的變化3.力的合成與分解，結(jié)合力的分析綜合解題4.靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題第1節(jié)重力彈力摩擦力一、重力吸引mg質(zhì)量形狀

1.定義：由于地球的____________而使物體受到的力. 2.大?。篏＝____________，方向豎直向下. 3.重心：其位置與物體的________分布和________有關(guān). 4.重心位置的確定：對(duì)于質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在其________________.對(duì)于形狀不規(guī)則或者質(zhì)量分布不均勻的薄板，重心可用____________確定.幾何中心懸掛法彈性形變彈性形變相反

二、形變和彈力

1.彈力定義：發(fā)生____________的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力. 2.產(chǎn)生條件：①物體直接接觸；②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.正比kx

(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(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：F＝________. ①k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧______決定.自身變化量②x是彈簧長(zhǎng)度的__________，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度.類(lèi)型靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力定義兩__________的物體間的摩擦力兩__________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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(1)接觸面粗糙(2)接觸處有壓力(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)三、摩擦力相對(duì)靜止相對(duì)運(yùn)動(dòng)1.靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力對(duì)比.類(lèi)型靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力大小(1)靜摩擦力為被動(dòng)力，與正壓力無(wú)關(guān)，滿足0<Ff≤Ffm(2)最大靜摩擦力Ffm大小與正壓力大小有關(guān)Ff＝μFN方向與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向________與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向________作用效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(續(xù)表)相反相反2.動(dòng)摩擦因數(shù).相對(duì)運(yùn)動(dòng)粗糙程度(1)定義：彼此接觸的物體發(fā)生______________時(shí)，摩擦力的大小和壓力的比值，μ＝

FfFN.(2)決定因素：與接觸面的材料和____________有關(guān).【基礎(chǔ)自測(cè)】1.判斷下列題目的正誤.(1)重力的方向一定指向地心.()(2)輕桿產(chǎn)生的彈力方向一定沿著桿的方向.()(3)滑動(dòng)摩擦力的方向不可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同.())(4)物體受到的摩擦力的大小一定滿足Ff＝μFN.((5)運(yùn)動(dòng)的物體也可能受到靜摩擦力的作用.()答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

2.(多選)如圖2-1-1所示，斜面靜置于水平粗糙地面上，斜面與豎直墻之間放置一表面光滑的鐵球，斜面傾角為θ，球的半徑為R，球與斜面接觸點(diǎn)為A，與豎直墻的接觸點(diǎn)為B.球心是O，球能處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()圖2-1-1A.豎直墻對(duì)鐵球的彈力過(guò)B點(diǎn)從B點(diǎn)指向O點(diǎn)B.斜面對(duì)鐵球的彈力豎直向上C.斜面對(duì)鐵球的彈力過(guò)A點(diǎn)從A點(diǎn)指向O點(diǎn)D.豎直墻對(duì)鐵球沒(méi)有彈力

解析：豎直墻對(duì)鐵球的彈力垂直于墻面，即過(guò)B點(diǎn)從B點(diǎn)指向O點(diǎn)，斜面對(duì)鐵球的彈力垂直于斜面，即過(guò)A點(diǎn)從A點(diǎn)指向O點(diǎn)，A、C正確.答案：AC

3.(2022年浙江卷)如圖2-1-2所示，公園里有一仿制我國(guó)古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，水管口持續(xù)有水流出，過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn))圖2-1-2一次，決定桶能否翻轉(zhuǎn)的主要因素是( A.水桶自身重力的大小

B.水管每秒出水量的大小

C.水流對(duì)桶撞擊力的大小

D.水桶與水整體的重心高低

解析：水管口持續(xù)有水流出而過(guò)一段時(shí)間桶會(huì)翻轉(zhuǎn)一次，主要原因是裝的水到一定量之后，導(dǎo)致水桶與水整體的重心往上移動(dòng)，豎直向下的重力作用線偏離中心轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)致水桶不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉(zhuǎn)，選D.答案：D

4.(2023年廣東部分學(xué)校聯(lián)考)在各地機(jī)場(chǎng)，旅客可以使用自動(dòng)取票機(jī)直接刷二代身份證獲取機(jī)票.為了防止旅客身份證遺漏，識(shí)別感應(yīng)區(qū)一般設(shè)計(jì)為斜面.如圖2-1-3所示，斜面的傾角小于45°，)當(dāng)身份證放在感應(yīng)區(qū)上處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(

圖2-1-3A.身份證對(duì)感應(yīng)區(qū)的靜摩擦力方向沿斜面向上B.感應(yīng)區(qū)對(duì)身份證的支持力大于對(duì)身份證的摩擦力C.感應(yīng)區(qū)對(duì)身份證的作用力大于身份證所受的重力D.感應(yīng)區(qū)對(duì)身份證的作用力小于身份證所受的重力

解析：感應(yīng)區(qū)對(duì)身份證的支持力垂直斜面向上，對(duì)身份證的摩擦力沿斜面向上，設(shè)斜面的傾角為θ，由平衡條件可得FN

＝Gcos

θ，f＝Gsin

θ，由于θ<45°，可知感應(yīng)區(qū)對(duì)身份證的支持力大于對(duì)身份證的摩擦力，B正確.答案：B熱點(diǎn)1彈力的分析與計(jì)算考向1彈力有無(wú)及其方向的判斷[熱點(diǎn)歸納]1.彈力有無(wú)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(lái)判斷是否存在彈力.多用來(lái)判斷形變較明顯的情況假設(shè)法對(duì)形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個(gè)物體間不存在彈力，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷是否存在彈力(續(xù)表)2.彈力方向的確定.

【典題1】(2023

年海南海口一模)如圖2-1-4為某球員準(zhǔn)備罰任意球時(shí)，一腳用力踩在足球上面讓足球保持靜止.下列說(shuō)法正確的是()

A.靜止的足球受到的合力豎直向下

B.如果足球氣打得足一點(diǎn)，足球可能不發(fā)生形變C.靜止的足球可能受4個(gè)力的作用圖2-1-4D.腳對(duì)足球的壓力是由足球發(fā)生彈性形變引起的解析：靜止的足球可能受到重力、腳的壓力、地面支持力和摩擦力的作用，C正確.答案：C方法技巧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判斷.(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向.考向2彈簧(彈性繩)彈力大小的計(jì)算——胡克定律的應(yīng)用[熱點(diǎn)歸納]1.彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的單一彈簧，彈力與形變量滿足F＝kx.

2.彈性限度內(nèi)兩串聯(lián)的彈簧，無(wú)論彈簧長(zhǎng)度及形變量如何，滿足F＝k1x1＝k2x2，兩并聯(lián)的彈簧，滿足F＝k1x1＋k2x2，F(xiàn)為總的彈力.

【典題2】(2022

年廣東茂名月考)腳蹬拉力器由腳環(huán)、兩根相同的彈性繩、把手組成，可以做到手腳配合，鍛煉手臂、腿、腰部、腹部等部位，深受健身人士的喜愛(ài).如圖2-1-5所示，女子用沿平行于彈性繩的力拉動(dòng)拉力器時(shí)，每只手拉力大小為120N時(shí)，彈性繩比原長(zhǎng)伸長(zhǎng)了30cm.彈性繩的彈力與伸長(zhǎng)量成正比，且未超過(guò)彈性限度，不計(jì)把手和彈性繩重力，下列說(shuō)法正確的是()圖2-1-5A.把手對(duì)彈性繩的拉力是由于彈性繩發(fā)生形變產(chǎn)生的B.彈性繩的勁度系數(shù)為400N/mC.彈性繩的勁度系數(shù)為800N/mD.若每只手的拉力改為80N，彈性繩長(zhǎng)度為20cm解析：把手對(duì)彈性繩的拉力是由于把手發(fā)生形變產(chǎn)生的，A誤.彈性繩原長(zhǎng)度未知，每只手的拉力改為80N，彈性繩長(zhǎng)度不知，D錯(cuò)誤.

答案：B

【遷移拓展1】(多選，2023年廣東梅州二模)如圖2-1-6所示，一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧甲，豎直地固定在桌面上，上面壓一質(zhì)量為m的物體，彈簧甲上、下端分別與物體和桌面相連；另一

A豎直向上緩慢移動(dòng)的距離可能是(已知兩根彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，重力加速度為g)()圖2-1-6A.mg kB.3mg

2kC.4mg k

5mgD.

k答案：AD熱點(diǎn)2摩擦力有無(wú)及其方向的判斷考向1靜摩擦力有無(wú)及其方向的判斷方法[熱點(diǎn)歸納](1)假設(shè)法.利用假設(shè)法判斷的思維程序如下：(2)狀態(tài)法.

此法的關(guān)鍵是先判明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度的方向)，再利用牛頓第二定律(F＝ma)確定合力，然后通過(guò)受力分析確定靜摩擦力的大小及方向.(3)牛頓第三定律法.

此法的關(guān)鍵是抓住“力是物體間的相互作用”，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.

【典題3】(2022

年重慶卷)如圖2-1-7所示，吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具，在豎直平面內(nèi)受重力、拉力和摩擦力(圖中未畫(huà)出摩擦力)的共同作用做勻速直線運(yùn)動(dòng).若拉力大小與重力大小相等，方向水平向右，重力加速度為g，則關(guān)于擦窗工具所受)摩擦力的情況，下列正確的是( A.大小等于mg

B.大小等于

mg

C.方向豎直向上

D.方向水平向左圖2-1-7解析：對(duì)擦窗工具進(jìn)行正視圖的受力分析如圖D3所示.圖D3

水平方向上拉力F與擦窗工具所受摩擦力水平方向的分力f2等大反向，豎直方向上重力mg與擦窗工具所受摩擦力豎直方向的分力f1等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如圖中f所示，大

答案：B易錯(cuò)提醒靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有必然關(guān)系，可能相同，也可能相反，還可能成一定的夾角，靜摩擦力的方向與研究對(duì)象的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反.考向2滑動(dòng)摩擦力方向的判斷[熱點(diǎn)歸納](1)滑動(dòng)摩擦力的方向與接觸面相切，與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.相比靜摩擦力，滑動(dòng)摩擦力的方向較為直觀.

(2)對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的理解：“相對(duì)”指與其接觸的物體而言，即以與其接觸的物體為參考系，不一定是相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng).

【典題4】(2023

年四川南充月考)如圖2-1-8所示，水平地面上放著一輛手推小車(chē)，小車(chē)的水平板上放置一個(gè)金屬桶，金屬桶始終與小車(chē)保持相對(duì)靜止，則()圖2-1-8A.當(dāng)小車(chē)水平向左啟動(dòng)時(shí)，金屬桶不受摩擦力B.當(dāng)小車(chē)水平向右啟動(dòng)時(shí)，金屬桶受到水平向左的摩擦力C.當(dāng)小車(chē)水平向右減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桶對(duì)小車(chē)的摩擦力水平向右D.當(dāng)小車(chē)水平向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬桶受到的摩擦力水平向左答案：C

熱點(diǎn)3摩擦力大小的計(jì)算

【典題5】(2023年廣東廣州月考)如圖2-1-9所示，將疊放在一起的兩本書(shū)靜止放置于傾角為θ的傾斜桌面上，上面書(shū)本質(zhì)量為M，下面書(shū)本質(zhì)量為m，下面書(shū)本有二分之一伸出桌面，桌面與書(shū)本之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，書(shū)本與書(shū)本之間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，μ1>μ2，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是()A.下面書(shū)本受到桌面的支持力大小為mgcosθ＋Mgcosθ圖2-1-9B.上面書(shū)本對(duì)下面書(shū)本的作用力的大小為Mgcos

θC.上面書(shū)本受到的摩擦力大小為μ2MgcosθD.逐漸增大桌面傾斜的角度，上面書(shū)本比下面書(shū)本先滑動(dòng)

解析：將兩本書(shū)看作一個(gè)整體，則下面書(shū)本受到的支持力大小為FN＝(m＋M)gcos

θ，A錯(cuò)誤；由于上面書(shū)本處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以下面書(shū)本對(duì)上面書(shū)本的支持力和摩擦力的合力與上面書(shū)本的重力大小相等，所以上面書(shū)本對(duì)下面書(shū)本的作用力的大小為Mg，故B錯(cuò)誤.根據(jù)平衡條件可得，上面書(shū)本受到的摩擦力大小為f＝Mgsin

θ，C錯(cuò)誤.逐漸增大桌面傾斜的角度，當(dāng)書(shū)恰好要滑動(dòng)時(shí)，對(duì)上面的書(shū)有Mgsin

θ＝μ2Mgcosθ，對(duì)于下面的書(shū)有(m＋M)gsin

θ＝μ1(m＋M)gcos

θ，由于μ1

大于μ2，上面書(shū)本比下面書(shū)本先滑動(dòng)，故D正確.答案：D方法技巧計(jì)算摩擦力大小的三點(diǎn)注意(1)分清摩擦力的性質(zhì)：靜摩擦力或滑動(dòng)摩擦力.

(2)應(yīng)用滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式Ff＝μFN

時(shí)，注意動(dòng)摩擦因數(shù)μ，其大小與接觸面的材料及其粗糙程度有關(guān)，F(xiàn)N為兩接觸面間的正壓力，不一定等于物體的重力.(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，與接觸面積的大小無(wú)關(guān).

【遷移拓展2】(2023年山西晉中月考)如圖2-1-10所示，工人用質(zhì)量為m的磨石對(duì)斜壁進(jìn)行打磨，當(dāng)對(duì)磨石施加豎直向上且大小為F的推力時(shí)，磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng)，已知磨石與斜壁之間的動(dòng)摩擦因圖2-1-10數(shù)為μ，則磨石受到的摩擦力是( A.(F－mg)cosθ

C.μ(F－mg)cosθ

)B.(F－mg)sinθD.μ(F－mg)解析：磨石受到重力、推力、斜壁的彈力及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)，如圖D4所示.圖D4

推力F一定大于重力，先將重力及向上的推力合成，再將二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解，在沿斜面方向上有摩擦力Ff＝(F－mg)cos

θ，在垂直斜面方向上有FN＝(F－mg)sinθ，則Ff＝(F－mg)cos

θ＝μ(F－mg)sinθ.答案：A突變類(lèi)型說(shuō)明“靜—靜”突變物體受到靜摩擦力和其他力的共同作用，當(dāng)其他力的合力發(fā)生變化時(shí)，如果仍保持相對(duì)靜止，則靜摩擦力的大小和(或)方向可能發(fā)生突變“動(dòng)—?jiǎng)印蓖蛔兾矬w受到滑動(dòng)摩擦力和其他力的共同作用，當(dāng)兩物體間的正壓力發(fā)生變化時(shí)，滑動(dòng)摩擦力的大小隨之而變；或者兩物體達(dá)到共同速度時(shí)相對(duì)滑動(dòng)方向發(fā)生變化，滑動(dòng)摩擦力的方向也會(huì)隨之而變摩擦力的綜合分析突變類(lèi)型說(shuō)明

“靜—?jiǎng)印蓖蛔兾矬w在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(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，“突變”點(diǎn)為靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)“動(dòng)—靜”突變兩物體相對(duì)減速滑動(dòng)的過(guò)程中，若相對(duì)速度變?yōu)榱悖瑒t滑動(dòng)摩擦力“突變”為靜摩擦力，“突變”點(diǎn)為兩物體相對(duì)速度剛好為零時(shí)(續(xù)表)

模型一“靜—靜”突變

【典題6】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2-1-11所示，)其中F1＝10N，F(xiàn)2＝2N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為(

圖2-1-11

B.6N，方向向右D.0A.10N，方向向左C.2N，方向向右答案：C

模型二“動(dòng)—靜”突變

【典題7】如圖2-1-12所示，斜面固定在地面上，傾角為θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力f隨時(shí)間變化的圖像是如圖中的(取初速度v0

的方向?yàn)檎较?，g取10m/s2)()圖2-1-12ABCD

解析：滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行，受到的是滑動(dòng)摩擦力，由f＝μN(yùn)

可得f＝μmgcos37°＝0.8×1×10×0.8N＝6.4N，方向沿著斜面向下，為負(fù)值.重力沿斜面向下的分力等于mgsin37°＝1×10×0.6N＝6N＜f＝6.4N，所以滑塊滑到最高點(diǎn)