2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第二章 相互作用 基礎(chǔ)課1 重力 彈力 摩擦力學(xué)案

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1、基礎(chǔ)課1重力彈力摩擦力 高考導(dǎo)航考點(diǎn)內(nèi)容要求高考(全國(guó)卷)三年命題情況對(duì)照分析201520162017形變、彈性、胡克定律卷T24：胡克定律、導(dǎo)體棒平衡卷T25：摩擦力公式、共點(diǎn)力的平衡卷T19：多物體的動(dòng)態(tài)平衡卷T14：?jiǎn)挝矬w的動(dòng)態(tài)平衡卷T17：多物體的平衡卷T21：共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡卷T16：摩擦力、共點(diǎn)力的平衡卷T17：胡克定律、共點(diǎn)力的平衡滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力矢量和標(biāo)量力的合成和分解共點(diǎn)力的平衡實(shí)驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則知識(shí)排查重力1.產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力。2.大小：與物體的質(zhì)量成正比，即Gmg?？捎脧椈蓽y(cè)力計(jì)測(cè)量重力。3.

2、方向：總是豎直向下的。4.重心：其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。形變、彈性、胡克定律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能夠恢復(fù)原狀的形變。(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)的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度。3.彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。(2)產(chǎn)生條件：物體相互接觸且發(fā)生彈性形變。(3)方向：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。4.胡克定律(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

3、長(zhǎng)度x成正比。(2)表達(dá)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是形變量，但不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度。滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力（3）摩擦力的大小靜摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān)，趨勢(shì)越強(qiáng)，靜摩擦力越大，但不能超過(guò)最大靜摩擦力，即0FFm?；瑒?dòng)摩擦力的大?。篎FN?；瑒?dòng)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(dòng)摩擦力略大一些，在許多問(wèn)題的處理過(guò)程中往往認(rèn)為其大小等于滑動(dòng)摩擦力。2.動(dòng)摩擦因數(shù)（1）定義：彼此接觸的物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，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)。小題速練1.思考判斷(1)只要物體發(fā)

4、生形變就會(huì)產(chǎn)生彈力作用。()(2)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反。()(3)滑動(dòng)摩擦力的方向不可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同。()(4)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，與接觸面的面積大小也無(wú)關(guān)。()(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.在下列各圖中，a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，且接觸面均光滑，a、b間一定有彈力的是()答案B3.(2016江蘇卷)一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為8 cm，在4 N的拉力作用下伸長(zhǎng)了2 cm，彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數(shù)為()A.40 m/NB.40 N/mC.200 m/N D.200 N/m解析由胡克定律得勁度系數(shù)k

5、200 N/m，選項(xiàng)D正確。答案D4.人教版必修1P61T3改編(多選)重量為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。木箱從原地移動(dòng)以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。由此可知()A.木箱與地板間的最大靜摩擦力為35 NB.木箱所受的滑動(dòng)摩擦力為30 NC.木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35D.木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3答案ABD彈力的分析與計(jì)算1.“三法”研判彈力的有無(wú)2.彈力方向的判斷(1)常見(jiàn)模型中彈力的方向(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律判斷。3.計(jì)算彈力大小的方法(1)彈簧、橡皮條等物體的彈力可以由胡克定律

6、Fkx計(jì)算。(2)其他彈力可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，利用平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定大小。1.勻速前進(jìn)的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖1所示，小球下方與一光滑斜面接觸。關(guān)于小球的受力，下列說(shuō)法正確的是()圖1A.重力和細(xì)線對(duì)它的拉力B.重力、細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的支持力C.重力和斜面對(duì)它的支持力D.細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的支持力解析小球勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，合力為零，則水平方向不能有力的作用，否則細(xì)線不可能處于豎直狀態(tài)，故選項(xiàng)A正確。答案A2.(2017河北遵化一中月考)(多選)如圖2所示，為一輕質(zhì)彈簧的彈力大小和長(zhǎng)度的關(guān)系，根據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論是()圖2A.彈簧的勁度

7、系數(shù)為1 N/mB.彈簧的勁度系數(shù)為100 N/mC.彈簧的原長(zhǎng)為6 cmD.彈簧伸長(zhǎng)0.02 m時(shí)，彈力的大小為4 N解析彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖象中，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，圖象與橫軸的交點(diǎn)(橫軸的截距)表示彈簧的原長(zhǎng)。k N/m100 N/m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；彈簧原長(zhǎng)為6 cm，選項(xiàng)C正確；彈簧伸長(zhǎng)2 cm，即L8 cm時(shí)，彈力大小為2 N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案BC3.(多選)如圖3所示，一重為10 N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7.5 N，則AB桿對(duì)球的作用力()圖3A.大小為7.5 NB.大小為12.5 NC.方向與水平方向成53角斜向右

8、下方D.方向與水平方向成53角斜向左上方解析對(duì)小球進(jìn)行受力分析可得，AB桿對(duì)球的作用力F和繩的拉力的合力與小球的重力等大反向，可得F方向斜向左上方，其大小F N12.5 N，故選項(xiàng)B正確；令A(yù)B桿對(duì)小球的作用力與水平方向夾角為，可得tan ，53，故選項(xiàng)D正確。答案BD摩擦力的分析和計(jì)算1.明晰“三個(gè)方向”名稱釋義運(yùn)動(dòng)方向一般指物體相對(duì)地面(以地面為參考系)的運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向指以其中一個(gè)物體為參考系，另一個(gè)物體相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向由兩物體間靜摩擦力的存在導(dǎo)致，能發(fā)生卻沒(méi)有發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向2.靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷方法(1)假設(shè)法(2)狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律

9、，判斷靜摩擦力的方向。(3)牛頓第三定律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.摩擦力的計(jì)算(1)在確定摩擦力的大小之前，首先分析物體所處的狀態(tài)，分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力。(2)滑動(dòng)摩擦力有具體的計(jì)算公式，而靜摩擦力要利用平衡條件列方程或牛頓第二定律列方程等計(jì)算。1.如圖4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()圖4A.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

10、摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同解析用假設(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)，則知A受沿F方向的摩擦力。選項(xiàng)D正確。答案D2.如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板ab上滑行，長(zhǎng)木板放在水平面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)。若ab與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，木塊P與長(zhǎng)木板ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，則長(zhǎng)木板ab受到地面的摩擦力大小為()圖5A.1Mg B.1(mM)gC.2mg D.1Mg2mg解析木塊P對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力大小為F2mg，長(zhǎng)木板始終靜止，則地面對(duì)長(zhǎng)木板的靜摩擦力大小為FF2

11、mg，故選項(xiàng)C正確。答案C3.(多選)如圖6甲所示，A、B兩個(gè)物體疊放在水平面上，B的上下表面均水平，A物體與一拉力傳感器相連接，連接拉力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平。從t0時(shí)刻起，用一水平向右的力Fkt(k為常數(shù))作用在B物體上，拉力傳感器的示數(shù)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，已知k、t1、t2，且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。據(jù)此可求()圖6A.A、B之間的最大靜摩擦力B.水平面與B之間的滑動(dòng)摩擦力C.A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)ABD.B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)解析當(dāng)B被拉動(dòng)后，拉力傳感器才有示數(shù)，地面對(duì)B的最大靜摩擦力為Ffmkt1，A、B相對(duì)滑動(dòng)后，拉力傳感器的示數(shù)保持不變，則FfABkt2Ffm

12、k(t2t1)，選項(xiàng)A、B正確；由于A、B的質(zhì)量未知，則AB和不能求出，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案AB計(jì)算摩擦力時(shí)的三點(diǎn)注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因?yàn)橹挥谢瑒?dòng)摩擦力才能利用公式計(jì)算，靜摩擦力通常只能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解。(2)公式FFN中，F(xiàn)N為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒(méi)有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體速度的大小無(wú)關(guān)，與接觸面積的大小也無(wú)關(guān)。摩擦力的突變問(wèn)題1.“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。2.“靜動(dòng)”突變或“動(dòng)靜”突變物

13、體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。3.“動(dòng)動(dòng)”突變某物體相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過(guò)程中，若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了，則滑動(dòng)摩擦力方向發(fā)生“突變”?！镜淅?2017玉林模擬)如圖7所示，物體A靜止在粗糙水平面上，左邊用一輕質(zhì)彈簧和豎直墻相連，彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)?，F(xiàn)用從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A，直到A被拉動(dòng)，在A被拉動(dòng)之前的過(guò)程中，彈簧對(duì)A的彈力F1的大小和地面對(duì)A的摩擦力Ff大小的變化情況是()圖7A.F1減小 B.F1增大C.Ff先減小后增大 D.Ff始終減小審題關(guān)鍵點(diǎn)A靜止在粗糙水平面上。彈簧的長(zhǎng)度大

14、于原長(zhǎng)。從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A。直到A被拉動(dòng)。解析在A被拉動(dòng)之前的過(guò)程中，彈簧仍處于原狀，因此彈力F1不變，靜止時(shí)彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)，則彈簧對(duì)A的拉力向左，由于水平面粗糙，因此物體受到水平向右的靜摩擦力Ff。當(dāng)再用一個(gè)從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A，直到把A拉動(dòng)前過(guò)程中，物體A受到的靜摩擦力Ff從向右變?yōu)樗较蜃螅訤f大小先減小后增大，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案C1.一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8所示，其中F110 N，F(xiàn)22 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為()圖8A.10 N，方向向左 B.6

15、 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，方向向左。可知最大靜摩擦力Ffmax8 N。當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)22 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，選項(xiàng)C正確。答案C2.如圖9所示，斜面固定在地面上，傾角為37(sin 370.6，cos 370.8)。質(zhì)量為1 kg 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)間變化的圖象是下圖中的(取初速度

16、v0的方向?yàn)檎较颍琯10 m/s2)()圖9解析滑塊上升過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力作用，由FFN和FNmgcos 聯(lián)立得F6.4 N，方向?yàn)檠匦泵嫦蛳?。?dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsin F2 B.F1F2C.F1F2 D.以上三種情況都有可能解析由于物塊與斜面體間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)物塊與斜面體整體受力分析可知，推力等于繩的拉力的水平分力。若斜面是粗糙的，且物塊與斜面間剛好沒(méi)有摩擦，則選項(xiàng)B正確；如果物塊受到沿斜面向上的摩擦力，則繩的拉力小于沒(méi)有摩擦力時(shí)繩的拉力，這時(shí)選項(xiàng)A正確；如果物塊受到沿斜面向下的摩擦力，則繩的拉力大于沒(méi)有摩擦力時(shí)繩的拉力，這時(shí)選項(xiàng)C正確；因此選項(xiàng)A、B、C均有可能

17、，選項(xiàng)D正確。答案DB級(jí)：拔高練10.(2017天津靜海區(qū)模擬)如圖9所示，甲、乙、丙、丁四種情況，光滑斜面的傾角都是，球都是用輕繩系住處于平衡狀態(tài)，則下列說(shuō)法正確的是()圖9A.球?qū)π泵鎵毫ψ畲蟮氖羌讏DB.球?qū)π泵鎵毫ψ钚〉氖潜麍DC.球?qū)π泵鎵毫Φ诙蟮氖嵌DD.球?qū)π泵鎵毫Φ诙蟮氖且覉D解析甲圖中，根據(jù)平衡條件得斜面對(duì)小球的支持力FN1mgcos mg。丙圖中，斜面對(duì)小球的支持力FN30。丁圖中，設(shè)繩子與斜面的夾角為，繩子的拉力大小為F，則斜面對(duì)小球的支持力FN4mgcos Fsin mg。根據(jù)牛頓第三定律得知，斜面對(duì)小球的支持力與小球?qū)π泵娴膲毫Υ笮∠嗟龋郧驅(qū)π泵鎵毫ψ畲蟮氖且覉D，壓

18、力最小的是丙圖，壓力第二大的是甲圖，故選項(xiàng)B正確。答案B11.如圖10所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙的傳送帶上，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)(v1v2)，繩中的拉力分別為F1、F2，則下列說(shuō)法正確的是()圖10A.物體受到的摩擦力Ff1Ff2B.物體所受摩擦力方向向右C.F1F2D.傳送帶速度足夠大時(shí)，物體受到的摩擦力可為0解析物體的受力如圖所示，滑動(dòng)摩擦力與繩的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)繩與水平方向成角，則Fcos FN0，F(xiàn)NFsin mg0，解得F，不變，F(xiàn)恒定不變，選項(xiàng)C正確；滑動(dòng)摩擦力FfFcos ，也不

19、變，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。答案C12.(多選)如圖11所示，斜面體A靜置于水平地面上，其傾角為45，上表面水平的物塊B在A上恰能勻速下滑?，F(xiàn)對(duì)B施加一個(gè)沿斜面向上的力F，使B能緩慢地向上勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻在B上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為m的小物體C(圖中未畫出)，A始終靜止，B保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，關(guān)于放上C之后的情況，下列說(shuō)法正確的是()圖11A.B受到的摩擦力增加了mgB.推力F增大了mgC.推力F增大了mgD.A受到地面的摩擦力增加了mg解析設(shè)物塊B的質(zhì)量為M，根據(jù)物塊B在A上恰能勻速下滑可知Mgsin Mgcos 。放上C之后，B受到的摩擦力增加了mgsin mg，選項(xiàng)A正確；由于B保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,放

20、上C之后沿斜面向上的推力增大了mgsin +mgcos 2mgsin mg,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確；A受到地面的摩擦力增加了2mgsin cos mg，選項(xiàng)D正確。答案ACD13.如圖12所示，質(zhì)量為mB24 kg的木板B放在水平地面上，質(zhì)量為mA22 kg的木箱A放在木板B上。一根輕繩一端拴在木箱上，另一端拴在天花板上，輕繩與水平方向的夾角為37。已知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.5?，F(xiàn)用水平向右、大小為200 N的力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2)，則木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)2的大小為()圖12A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6解析對(duì)A受力分析如圖甲所示，由題意得FTcos Ff1FN1FTsin mAgFf11FN1由得：FT100 N對(duì)A、B整體受力分析如圖乙所示，由題意得FTcos Ff2FFN2FTsin (mAmB)gFf22FN2由得：20.3，故A正確。答案A19