高考物理總復(fù)習(xí) (人教版) 知識(shí)研習(xí)課件 第2章第1講 重力 彈力 摩擦力ppt
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,歡迎進(jìn)入物理課堂,1.知道力的概念及重力.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.彈力產(chǎn)生的條件、方向的判斷、大小的計(jì)算及胡克定律的應(yīng)用.4.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.5.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.,課程標(biāo)準(zhǔn),縱觀(guān)近幾年的高考題,這部分知識(shí)必定出現(xiàn),大部分是和其他的知識(shí)綜合出題,主要涉及摩擦力和彈簧的彈力.單獨(dú)出題時(shí)往往以摩擦力為主.所以,彈力中的胡克定律的應(yīng)用和摩擦力的各類(lèi)問(wèn)題是這部分的重點(diǎn)和難點(diǎn).在復(fù)習(xí)中應(yīng)弄清摩擦力產(chǎn)生的條件,動(dòng)、靜摩擦力方向的判斷,動(dòng)、靜摩擦力和最大靜摩擦力大小的計(jì)算方法,弄清動(dòng)、靜和最大靜摩擦力的區(qū)別和聯(lián)系.,力的合成與分解和共點(diǎn)力的平衡,是整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),在復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視.應(yīng)熟練掌握矢量合成法則——平行四邊形定則和三角形定則;受力分析時(shí),要靈活運(yùn)用整體法和隔離法;明確力的各種分解方法.,1.力的概念(1)力是對(duì)的作用.物體之間的力是的.(2)力是改變物體或使物體發(fā)生的原因.(3)力的三要素:.,物體,物體,相互,運(yùn)動(dòng)狀態(tài),形變,力的大小、力的方向、力的作用點(diǎn),2.力的基本特征,相互,受力,箭頭,長(zhǎng)短,箭頭的方向,,作用線(xiàn),,無(wú)關(guān),3.重力與重心(1)由于而使物體受到的力叫重力.地球上的一切物體,不管是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的,都將受到地球的,因此都受重力的作用.重力的方向,建筑工人利用重垂線(xiàn)檢查墻角砌得是否豎直,就是利用的這一原理.(2)我們可以認(rèn)為,這一點(diǎn)叫物體的重心.對(duì)于質(zhì)量分布均勻且有規(guī)則幾何形狀的物體,其重心在.同時(shí),物體的重心(填“一定”“不一定”或“一定不”)在物體上,例如:.,地球的吸引,吸引,豎直向下,物體各部分受到的重力作用集中于,一點(diǎn),物體的幾何中心,不一定,用鐵絲彎成的圓環(huán)、籃球等,4.彈力(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體,由于要,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:兩個(gè)物體必須直接;兩個(gè)物體的接觸處發(fā)生彈性.(3)彈力的方向:總是與物體形變的趨向,壓力、支持力的方向都與物體的接觸面,繩子拉力的方向總是沿著繩子指向繩子的方向.,恢復(fù)原狀,接觸,形變,相反,垂直,收縮,(4)彈簧的彈力:在彈性限度內(nèi),彈簧的彈力和彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度.其表達(dá)式為F=,稱(chēng)為.式中k稱(chēng)為彈簧的,其大小與彈簧的材料有關(guān),單位是.,成正比,kx,胡克定律,勁度系數(shù),N/m,5.靜摩擦力(1)產(chǎn)生:兩個(gè)相互接觸且有擠壓的物體,有時(shí)產(chǎn)生的摩擦力.(2)產(chǎn)生條件:①相互接觸且;②有;③接觸面粗糙.(3)大小:隨外力的變化而變化,即只與外力有關(guān)而與正壓力無(wú)關(guān).計(jì)算時(shí)只能根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡或加速),由平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解.(4)方向:總是與物體的方向相反.,相對(duì)運(yùn)動(dòng),趨勢(shì),相互擠壓,相對(duì)運(yùn),動(dòng)趨勢(shì),相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),6.滑動(dòng)摩擦力(1)產(chǎn)生:兩個(gè)相互接觸且有擠壓的物體發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的摩擦力.(2)產(chǎn)生條件:①相互接觸且;②有運(yùn)動(dòng);③.(3)大?。夯瑒?dòng)摩擦力大小與成正比,即:Fμ=,F(xiàn)N指接觸面的壓力,并不總是等于物體的重力;μ是動(dòng)摩擦因數(shù),與相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān),還跟接觸面的情況(如粗糙程度)有關(guān).(4)方向:跟接觸面相切,并跟物體相反.,相對(duì)滑動(dòng),,相互擠壓,相對(duì),接觸面粗糙,壓力,μFN,相對(duì)滑動(dòng)方向,(即時(shí)鞏固解析為教師用書(shū)獨(dú)有)考點(diǎn)一彈力有無(wú)的判斷方法1.直接判斷對(duì)于形變較明顯的情況,由形變情況直接判斷.2.利用“假設(shè)法”判斷對(duì)形變不明顯的情況,可假設(shè)與研究對(duì)象接觸的物體解除接觸,判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變.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.,例如:如圖所示,有一球放在光滑水平面AC上,并和光滑斜面AB接觸,球靜止,分析球所受的彈力.可用“假設(shè)法”,即假設(shè)去掉AB面,球仍然能夠保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),則可以判斷出球與AB面的接觸處沒(méi)有彈力;假設(shè)去掉AC面,則球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),故在與AC面的接觸處球受到彈力,其方向垂直于AC面向上.,3.根據(jù)物體所處的狀態(tài)判斷靜止(或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))的物體都處于受力平衡狀態(tài),這可以作為判斷某個(gè)接觸面上彈力是否存在的依據(jù).例如:如圖所示,小球A在車(chē)廂內(nèi)隨車(chē)廂一塊向右運(yùn)動(dòng),可根據(jù)小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析車(chē)廂后壁對(duì)球A的彈力的情況:(1)若車(chē)廂和小球做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則小球A受力平衡,所以后車(chē)廂壁對(duì)小球無(wú)彈力;(2)若車(chē)廂和小球向右做加速運(yùn)動(dòng),則由牛頓第二定律可知,后車(chē)廂壁對(duì)小球的彈力水平向右.,【案例1】如圖所示,小球B放在真空容器A內(nèi),球B的直徑恰好等于正方體A的邊長(zhǎng).將它們以速度v0豎直向上拋出,下列說(shuō)法中正確的是()A.若不計(jì)空氣阻力,上升過(guò)程中,A對(duì)B的壓力向下B.若考慮空氣阻力,上升過(guò)程中,A對(duì)B的壓力向下C.若考慮空氣阻力,下落過(guò)程中,B對(duì)A的壓力向上D.若不計(jì)空氣阻力,下落過(guò)程中,B對(duì)A沒(méi)有壓力,【解析】若不計(jì)空氣阻力,則A、B整體的加速度等于重力加速度,物體B的加速度也等于重力加速度,因此A對(duì)B沒(méi)有作用力,同理,B對(duì)A也沒(méi)有作用力,故選項(xiàng)A錯(cuò),D對(duì);若考慮空氣阻力,則上升過(guò)程中,A、B整體的加速度大于重力加速度,則B的加速度大于重力加速度,故A對(duì)B有向下的壓力,選項(xiàng)B對(duì);在下降過(guò)程中,A、B整體的加速度小于重力加速度,則B的加速度小于重力加速度,故A對(duì)B有向上的壓力,根據(jù)力的相互性,B對(duì)A有向下的壓力,故選項(xiàng)C錯(cuò).應(yīng)選B、D.【答案】B、D,【誤區(qū)警示】本題易誤選A、C.原因是沒(méi)有正確判斷物體的加速度與重力加速度的大小關(guān)系,從而導(dǎo)致不能正確判斷A、B間相互作用力的情況.,【即時(shí)鞏固1】如圖所示,細(xì)繩豎直拉球,小球和光滑斜面接觸,并處于平衡狀態(tài),則小球受到的力有()A.重力、繩的拉力B.重力、繩的拉力、斜面的彈力C.重力、斜面的彈力D.繩的拉力、斜面的彈力,【解析】假設(shè)繩沒(méi)有拉力,則小球不會(huì)平衡,所以小球受繩的拉力;假設(shè)斜面對(duì)小球有彈力,則小球不會(huì)平衡,故斜面對(duì)小球無(wú)彈力.【答案】A,考點(diǎn)二產(chǎn)生彈力的條件、機(jī)理和彈力的方向、大小1.條件物體之間存在擠壓(或拉伸),要恢復(fù)原狀,產(chǎn)生彈力.由此知產(chǎn)生彈力的條件:一是物體間相接觸,二是產(chǎn)生能夠恢復(fù)原狀的形變.2.機(jī)理當(dāng)甲、乙兩物體之間存在擠壓(或拉伸)時(shí),甲物體產(chǎn)生了形變,它由于具有恢復(fù)原狀的趨勢(shì)而對(duì)與它接觸的乙物體產(chǎn)生一個(gè)彈力,這個(gè)彈力的方向指向甲物體恢復(fù)原狀的方向,且垂直于接觸面.同理,乙物體要恢復(fù)原狀,對(duì)和它接觸的甲物體也有彈力作用.,3.彈力的方向,,,,,,,4.彈力的大小彈力的大小與物體形變量有關(guān),形變量越大,彈力越大.(1)對(duì)于難以觀(guān)察的微小形變,可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,運(yùn)用物體平衡條件來(lái)確定彈力大?。?2)對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體,彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算.,胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比,數(shù)學(xué)表達(dá)式是:F=kx.還可以表示成ΔF=kΔx.其中k叫做彈簧的勁度系數(shù),其數(shù)值等于彈簧發(fā)生單位長(zhǎng)度形變時(shí)產(chǎn)生的彈力大小,是用來(lái)描述彈簧的基本性質(zhì)的物理量.勁度系數(shù)跟彈簧的長(zhǎng)度、彈簧的材料、彈簧的粗細(xì)都有關(guān)系,對(duì)于一個(gè)確定的彈簧來(lái)說(shuō),它的勁度系數(shù)是一定的.在國(guó)際單位制中,勁度系數(shù)k的單位是N/m.,【案例2】如圖所示,各圖中A是否受彈力作用?若有,指明彈力方向,并作彈力的示意圖.(圖中各物體靜止,①、②、③圖中各接觸面均光滑),【解析】首先要明確有哪些物體與A物體接觸,各接觸處是否有相互擠壓,由此可判斷在接觸處是否產(chǎn)生彈力及彈力的方向.①圖中A與B之間無(wú)擠壓,A、B之間無(wú)彈力作用,但A與地面之間有彈力作用,A受地面彈力方向垂直于地面向上.②圖中A與碗上邊緣有擠壓,A在此點(diǎn)受彈力作用,屬于“點(diǎn)與線(xiàn)”接觸,彈力方向與A桿垂直,指向左上方;A下端與碗底擠壓產(chǎn)生形變,A在此點(diǎn)受彈力作用,屬于“點(diǎn)與弧”接觸,彈力垂直于切面方向指向球心.,③圖中A與B及A與墻之間有擠壓,都產(chǎn)生彈力,豎直墻給A的彈力與墻垂直指向左方,B給A的彈力沿兩球球心連線(xiàn)指向A.④圖中在接觸的面間發(fā)生形變,屬于“面與面”接觸,B對(duì)A的彈力垂直于斜面斜向右下,地面對(duì)A的彈力垂直于地面向上.它們的受力示意圖如下圖所示.,【答案】如圖所示,【誤區(qū)警示】該題易出現(xiàn)的問(wèn)題是:①中認(rèn)為B對(duì)A有彈力的作用;②中不能正確判定兩個(gè)彈力的方向.其原因是不能確定①中A、B兩球是否有相互的擠壓及不能確定②中物體的接觸面.,【即時(shí)鞏固2】如圖所示,重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止,試畫(huà)出桿所受的彈力.【答案】受力如圖所示.,【案例3】(2010課標(biāo)全國(guó))一根輕質(zhì)彈簧一端固定,用大小為F1的力壓彈簧的另一端,平衡時(shí)長(zhǎng)度為l1;改用大小為F2的力拉彈簧,平衡時(shí)長(zhǎng)度為l2.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi),該彈簧的勁度系數(shù)為(),【答案】C,【即時(shí)鞏固3】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(gè)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(kāi)上面的彈簧,求這個(gè)過(guò)程中下面木塊移動(dòng)的距離.,【解析】設(shè)整個(gè)系統(tǒng)處于平衡時(shí),下面彈簧壓縮形變量為x2,則由平衡條件有:(m1+m2)g=k2x2;現(xiàn)緩慢向上提m1至它剛離開(kāi)彈簧時(shí)彈力消失,對(duì)下面木塊而言,又處于新的平衡,形變量為x1,則m2g=k2x1,則其上移的距離為,考點(diǎn)三怎樣判斷摩擦力的有無(wú)及方向1.靜摩擦力的有無(wú)及方向的確定方法(1)假設(shè)法,即假設(shè)接觸面光滑,看物體是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng).若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說(shuō)明物體原來(lái)雖相對(duì)靜止卻有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì);假設(shè)接觸面光滑,則此時(shí)物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向即為原來(lái)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向,從而可確定靜摩擦力的方向.若沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說(shuō)明沒(méi)有靜摩擦力.,(2)根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的效果來(lái)判斷其方向:如可以平衡其他力,可以做動(dòng)力,可以做阻力,可以提供向心力等;再根據(jù)平衡條件和牛頓定律來(lái)計(jì)算其大?。门nD第二定律判斷,關(guān)鍵是先判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力的方向,然后進(jìn)行受力分析,判定靜摩擦力的方向.下圖中,物塊A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力提供A物體的加速度為a,摩擦力的大小為ma,方向水平向右.,(3)利用牛頓第三定律來(lái)判斷此法關(guān)鍵是抓住“摩擦力是成對(duì)出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向,再確定另一物體受到的摩擦力方向.,【案例4】如圖所示,小車(chē)A上放著一木塊B.在下列情況下,A、B均相對(duì)靜止,請(qǐng)分析以下幾種情況木塊B所受的摩擦力.(1)小車(chē)在水平路面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);(2)小車(chē)突然向右起動(dòng);(3)向右運(yùn)動(dòng)的小車(chē)突然剎車(chē).,【解析】(1)由于木塊隨著小車(chē)一起勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木塊與車(chē)相對(duì)靜止,但木塊相對(duì)車(chē)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故木塊不受靜摩擦力作用.(2)采用“假設(shè)法”分析:當(dāng)車(chē)向右起動(dòng)時(shí),如果A、B接觸面光滑,A將相對(duì)于B向右運(yùn)動(dòng),所以B相對(duì)于A有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故B受靜摩擦力方向向右.(3)因?yàn)閯x車(chē)時(shí)B相對(duì)車(chē)有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故B受的靜摩擦力方向向左.【答案】(1)不受摩擦力(2)受向右的靜摩擦力(3)受向左的靜摩擦力,【即時(shí)鞏固4】如圖所示,地面上靜止疊放著A、B兩個(gè)物體,力F分別作用于A、B兩物體上時(shí),A、B相對(duì)地面靜止.試分別分析A、B受到的摩擦力的情況.,【解析】(1)F作用于A物體,A相對(duì)B有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),B相對(duì)A有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故A受到向左的靜摩擦力,其大小等于F.B受到A給它的向右的靜摩擦力,其大小也等于F.由于A、B相對(duì)地而靜止,B有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),因此B受到地面給它的向左的靜摩擦力,大小也等于F.(2)F作用于B物體上,B相對(duì)地面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故B受到地面給它的向左的靜摩擦力,大小等于F.而A物體若受到B物體給它的摩擦力,則A、B不可能相對(duì)地面靜止,故A、B之間沒(méi)有摩擦力的作用.【答案】見(jiàn)解析,考點(diǎn)四摩擦力大小的計(jì)算1.靜摩擦力大小的計(jì)算根據(jù)物體所受外力及所處的狀態(tài)(平衡或變速),可分為兩種情況:(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速)時(shí),利用力的平衡條件來(lái)判斷其大?。?2)物體有加速度時(shí),若只有摩擦力,則Ff=ma,例如勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的特點(diǎn),區(qū)別于滑動(dòng)摩擦力.,2.滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff=μFN來(lái)計(jì)算.應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn):(1)μ為動(dòng)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.(2)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),與接觸面積的大小也無(wú)關(guān).,3.摩擦力的效果摩擦力可以是動(dòng)力,也可以是阻力.受靜摩擦力作用的物體不一定靜止,受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定運(yùn)動(dòng).4.最大摩擦力最大靜摩擦力并不是物體實(shí)際受到的力,物體實(shí)際受到的靜摩擦力小于最大靜摩擦力;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(wèn)題的方便,最大靜摩擦力可按近似等于滑動(dòng)摩擦力處理.,【案例5】(2010課標(biāo)全國(guó))如圖所示,一物塊置于水平地面上.當(dāng)用與水平方向成60角的力F1拉物塊時(shí),物塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);當(dāng)改用與水平方向成30角的力F2推物塊時(shí),物塊仍做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).若F1和F2的大小相等,則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(),【解析】由力的平衡條件,F(xiàn)1cos60=μ(mg-F1sin60);F2cos30=μ(mg+F2sin30);故B項(xiàng)正確.【答案】B,【即時(shí)鞏固5】(2009北京理綜)如圖所示,將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上.滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u.若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,重力加速度為g,則(),A.將滑塊由靜止釋放,如果μ>tanθ,滑塊將下滑B.給滑塊沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑塊將減速下滑C.用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng),如果μ=tanθ,拉力大小應(yīng)是2mgsinθD.用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng),如果μ=tanθ,拉力大小應(yīng)是mgsinθ,【解析】對(duì)處于斜面上的物塊受力分析,要使物塊沿斜面下滑則mgsinθ>μmgcosθ,故μ- 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