广东省新兴县惠能中学高三物理复习《第2章第1讲重力弹力磨擦力》课件.ppt

内容内容要求要求 说明说明滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数形变、弹性、胡克定律形变、弹性、胡克定律矢量和标量矢量和标量力的合成和分解力的合成和分解共点力的平衡共点力的平衡实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系实验：探究弹力和弹簧伸长量的关系实验：验证力的平行四边形定则实验：验证力的平行四边形定则力力是是物物理理学学的的基基础础，是是高高考考必必考考内内容容.其其中中对对摩摩擦擦力力、胡胡克克定定律律的的命命题题几几率率较较高高.主主要要涉涉及及弹弹簧簧类类问问题题、摩摩擦擦力力等等，通通过过连连接接体体、叠叠加加体体等等形形式式进进行考查行考查.力力的的合合成成与与分分解解、摩摩擦擦力力的的概概念念及及变变化化规规律律是是备备考考的的重重点点.本本专专题题的的高高考考热热点点主主要要有有两两个个：一一是是有有关关摩摩擦擦力力的的问问题题，二二是是共共点点的的两两个个力力的的合合成成问问题题；另另外外本本章章知知识识经经常常与与牛牛顿顿定定律律、功功和和能能、电电磁磁场场等等内内容容综综合合考考查查，单单纯纯考考查查本本章章的的题题型型多多以以选选择择题题为为主主，难难度度为为中中等等，备考时要做到有的放矢备考时要做到有的放矢.力力力的概念力的概念力的分类力的分类物质性物质性矢量性：力的三要素、力的单位、力的图示矢量性：力的三要素、力的单位、力的图示相互性：力的测量相互性：力的测量按性质分按性质分按效果分按效果分重力：重力：G=mg、方向、方向弹力弹力产生条件：接触、形变产生条件：接触、形变规律：胡克定律规律：胡克定律摩擦力摩擦力拉力、推力、压力、支持力、拉力、推力、压力、支持力、牵引力等牵引力等向心力、回复力、浮力向心力、回复力、浮力动力、阻力动力、阻力摩擦力摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力产生条件产生条件接触、粗糙接触、粗糙正压力正压力相对运动相对运动规律：规律：F=FN静摩擦力静摩擦力规律：规律：0FFm产生条件产生条件接触、粗糙接触、粗糙正压力正压力相对运动趋势相对运动趋势常见的三类力比较常见的三类力比较力力产生条件产生条件方向特征方向特征重力重力 物体处在地球附近物体处在地球附近总是竖直向下总是竖直向下弹力弹力物体与其他物体接触物体与其他物体接触接接触触处处因因挤挤、压压、拉拉等等作作用用而而产生弹性形变产生弹性形变总与接触面垂直总与接触面垂直总总与与形形变变方方向向相相反反摩擦摩擦力力物体与其他物体接触物体与其他物体接触接接触触处处因因挤挤、压压、拉拉等等作作用用而而产生弹性形变产生弹性形变相相对对于于接接触触的的物物体体有有沿沿切切线线方方向向的的相相对对运运动动(或或相相对对运运动动趋趋势势)总与接触面平行总与接触面平行总总与与相相对对运运动动或或相相对对运运动动趋趋势势方方向相反向相反1.重重力力：重重力力是是由由于于地地球球的的吸吸引引而而使使物物体受到的力体受到的力.(1)重重力力的的大大小小：重重力力大大小小等等于于，g是常数，通常取是常数，通常取.(2)重力的方向：重力的方向：.(3)重重力力的的作作用用点点重重心心：重重力力总总是是作作用用在在物物体体的的各各个个点点上上，但但为为了了研研究究问问题题简简单单，我我们们认认为为一一个个物物体体的的重重力力集集中中作作用用在在物物体体的的一点上，这一点称为物体的重心一点上，这一点称为物体的重心.mg9.8N/kg竖直向下竖直向下质质量量分分布布均均匀匀的的规规则则物物体体的的重重心心在物体的几何中心在物体的几何中心.不不规规则则物物体体的的重重心心可可用用悬悬线线法法求求出重心位置出重心位置.2.弹弹力力：发发生生的的物物体体，由由于于要要恢恢复复原原状状，对对跟跟它它接接触触的的物物体体会会产产生生力的作用，这种力叫做弹力力的作用，这种力叫做弹力.(1)弹弹力力产产生生的的条条件件：物物体体直直接接相相互接触；互接触；物体发生弹性形变物体发生弹性形变.弹性形变弹性形变(2)弹弹力力的的方方向向：跟跟物物体体恢恢复复形形状状的的方方向相同向相同.一一般般情情况况：凡凡是是支支持持物物对对物物体体的的支支持持力力，都都是是支支持持物物因因发发生生形形变变而而对对物物体体产产生生的的弹弹力力；支支持持力力的的方方向向总总是是支支持持面并指向被支持的物体面并指向被支持的物体.一一般般情情况况：凡凡是是一一根根线线(或或绳绳)对对物物体体的的拉拉力力，都都是是这这根根线线(或或绳绳)因因为为发发生生形形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是的方向的方向.垂直于垂直于沿线沿线(或绳或绳)弹弹力力方方向向的的特特点点：由由于于弹弹力力的的方方向向跟跟接接触触面面垂垂直直，面面面面接接触触、点点面面接接触触时时弹弹力的方向都是垂直于接触面的力的方向都是垂直于接触面的.(3)弹弹力力的的大大小小：与与形形变变大大小小有有关关,弹弹簧的弹力簧的弹力可由力的平衡条件求得可由力的平衡条件求得.3.滑滑动动摩摩擦擦力力：一一个个物物体体在在另另一一个个物物体体表表面面上上存存在在相相对对滑滑动动的的时时候候，要要受受到到另另一一个个物物体体阻阻碍碍它它们们相相对对滑滑动动的的力力，这这种种力力叫叫做滑动摩擦力做滑动摩擦力.F=kx(1)产产生生条条件件：接接触触面面是是粗粗糙糙的的；两两物体接触面上有物体接触面上有；两物体间有两物体间有.(2)方方向向：总总是是沿沿着着接接触触面面的的切切线线方方向向且且与相对运动方向相反与相对运动方向相反.(3)大小：大小：与正压力成正比，即与正压力成正比，即。4.静静摩摩擦擦力力：当当一一个个物物体体在在另另一一个个物物体体表表面面上上有有相相对对运运动动趋趋势势时时，所所受受到到的的另另一一个个物物体体阻碍它们相对运动的力，叫做静摩擦力阻碍它们相对运动的力，叫做静摩擦力.压力压力相对滑动相对滑动F=FN(1)产产生生条条件件：接接触触面面是是粗粗糙糙的的；两物体接触面上有压力；两物体接触面上有压力；两物体有两物体有.(2)方方向向：沿沿着着接接触触面面的的且且与与相反相反.(3)大大小小：由由受受力力物物体体所所处处的的运运动动状状态根据平衡条件或牛顿第二定律来计算态根据平衡条件或牛顿第二定律来计算.相对运动的趋势相对运动的趋势切线方向切线方向相对运动趋势方向相对运动趋势方向主主题题(1)(1)弹弹力力的的有有无无及及大大小方向问题小方向问题如如图图211所所示示，小小车车上上固固定定着着一一根根弯弯成成角角的的曲曲杆杆，杆杆的的另另一一端端固固定定一一个个质质量量为为m的的球球，试试分分析析下下列列情情况况杆杆对对球球的的弹力的大小和方向：弹力的大小和方向：(1)小车静止；小车静止；(2)小车以加速度小车以加速度a水平向右运动；水平向右运动；(3)小车以加速度小车以加速度a=gtan水平向右运动水平向右运动.图图211弹力的大小和方向弹力的大小和方向(1)小小车车静静止止时时，根根据据物物体体平平衡衡条条件件知知，杆杆对对球球产产生生的的弹弹力力方方向向竖竖直向上，且大小等于球的重力直向上，且大小等于球的重力mg.(2)选选小小球球为为研研究究对对象象，因因小小球球具具有有水水平平向向右右的的加加速速度度，所所以以弹弹力力的的方方向向应应斜斜向向右右上上方方.故故假假设设小小球球所所受受弹弹力力方方向向与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角为为(如如图图)，根根据据牛顿第二定律有：牛顿第二定律有：Fsin=ma,Fcos=mg.解得：解得：.(3)由由(2)知，知，,=，即弹力方向沿杆向上即弹力方向沿杆向上.本本题题以以力力平平衡衡条条件件和和牛牛顿顿定定律律为为知知识识依依托托，考考查查弹弹力力与与物物体体运运动动状状态态的的相相关关性性及及怎怎样求弹力的大小和方向样求弹力的大小和方向.本本题题容容易易受受绳绳拉拉力力的的影影响响而而误误认认为为杆杆的的弹弹力力方方向向沿沿着着杆杆.当当弹弹力力方方向向不不易易确确定定时，可根据物理规律作合理假设时，可根据物理规律作合理假设.（单单选选）如如图图212所所示示，细细绳绳竖竖直直拉拉紧紧，小小球球和和光光滑滑斜斜面面接接触触，并并处处于于静静止止状状态态，则则小小球球受到的力是受到的力是()A.重力、绳的拉力重力、绳的拉力B.重力、绳的拉力、斜面的弹力重力、绳的拉力、斜面的弹力C.重力、斜面的弹力重力、斜面的弹力D.绳的拉力、斜面的弹力绳的拉力、斜面的弹力图图212物物体体接接触触，不不一一定定发发生生形形变变产产生生弹弹力力；接接触触、形形变变是是产产生生弹弹力力的的充充分分必必要要条条件件.分分析析物物体体平平衡衡条条件件可可知知，小小球球没没有有受受到到斜斜面面的的弹力，选项弹力，选项A正确正确.A主题主题(2)(2)受力分析的有关问题受力分析的有关问题(单单选选）如如图图213所所示示，甲甲、乙乙两两物物体体叠叠放放在在水水平平面面上上，用用水水平平力力F拉拉物物体体乙乙，它它们们仍仍保保持持静静止止状状态态，甲甲、乙乙间间接接触触面面也也为为水水平平，则则乙乙物物体体受受力力的的个个数数为为()A.3个个B.4个个C.5个个D.6个个图图213常见力受力分析常见力受力分析.隔隔离离物物体体乙乙，按按重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力的的顺顺序序，围围绕绕物物体体周周围围的的接接触触面面进行分析进行分析.C本本题题以以重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力为为知知识识依依托托，考考查查对对概概念念内内涵涵的的理理解解及及用用隔离法对物体进行受力分析的能力隔离法对物体进行受力分析的能力.如如图图214所所示示，物物体体A被被压压在在物物体体B和和水水平平地地面面之之间间，A、B的的 质质 量量 分分 别别 为为10kg和和30kg，A与与B及及B与与地地面面之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数都都为为=0.2.图图214(1)要要用用水水平平力力F将将整整体体拉拉动动，则则拉拉力力的的大小至少应为多大？大小至少应为多大？(2)若若B用用水水平平绳绳子子拴拴在在墙墙上上,则则要要把把A向向右右拉拉动动，施施加加的的水水平平力力F又又应应为为多多大大?(g=10m/s2)(1)F=(mA+mB)g=80N.(2)F=mBg+(mA+mB)g=140N；其中其中mBg为为A的上表面与的上表面与B的摩擦力，的摩擦力，(mA+mB)g为为A的下表面与地面的摩擦力的下表面与地面的摩擦力.(单单选选)如如图图215所所示示，用用一一根根细细绳绳和和一一根根杆杆组组成成三三角角支支架架，绳绳的的一一端端绕绕在在手手指指上上，杆杆的的一一端端顶顶在在掌掌心心，当当A处处挂挂上上重重物物时时，绳绳与与杆杆对对手手指指和和手手掌掌均均有有作作用用力力，对对这这两两个个作作用用力力的的方方向向判判断完全正确的是下图中的断完全正确的是下图中的()图图215D (单单选选)(2010安安徽徽)L型型木木板板P(上上表表面面光光滑滑)放放在在固固定定斜斜面面上上，轻轻质质弹弹簧簧一一端端固固定定在在木木板板上上，另另一一端端与与置置于于木木板板上上表表面面的的滑滑块块Q相相连连，如如图图216所所示示若若P、Q一一起起沿沿斜斜面面匀匀速速下下滑滑，不不计计空空气气阻阻力力则则木木板板P的受力个数为的受力个数为()A3 B4C5 D6图图216 P、Q一一起起沿沿斜斜面面匀匀速速下下滑滑时时，由由于于木木板板P上上表表面面光光滑滑，滑滑块块Q受受到到重重力力、P的的支支持持力力和和弹弹簧簧沿沿斜斜面面向向上上的的弹弹力力木木板板P受受到到重重力力、斜斜面面的的支支持持力力、斜斜面面的的摩摩擦擦力力、Q的的压压力力和和弹弹簧簧沿沿斜斜面面向向下下的的弹弹力力，所所以以选选项项C正正确确C (单单选选)如如图图217所所示示，四四个个完完全全相相同同的的弹弹簧簧都都处处于于水水平平位位置置，它它们们的的右右端端受受到到大大小小皆皆为为F的的水水平平拉拉力力作作用用，而而左左端端的的情情况况各各不不相相同同：中中弹弹簧簧的的左左端端固固定定在在墙墙上上，中中弹弹簧簧的的左左端端受受大大小小也也为为F的的水水平平拉拉力力作作用用，中中弹弹簧簧的的左左端端拴拴一一小小物物块块，物物块块在在光光滑滑的的桌桌面面上上做做匀加速运动滑动，匀加速运动滑动，图图217中中弹弹簧簧的的左左端端拴拴一一小小物物块块，物物块块在在有有摩摩擦擦的的桌桌面面上上做做匀匀速速运运动动若若认认为为弹弹簧簧的的质质量量都都为为零零，以以L1、L2、L3、L4依依次次表表示示四四个弹簧的伸长量，则有个弹簧的伸长量，则有()AL2L1 BL4L3CL1=L3 DL3=L4CD主题主题(3)(3)静摩擦力大小方向问题静摩擦力大小方向问题如如图图215所所示示，质质量量分分别别为为m和和M的的两两物物体体P和和Q叠叠放放在在倾倾角角为为的的斜斜面面上上，P、Q之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为1，Q与与斜斜面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为2.当当它它们们从从静静止止开开始始沿沿斜斜面面滑滑下下时时，两两物物体体始始终终保保持持相相对对静静止止，则则物物体体P受受到到的的摩擦力大小为摩擦力大小为()A.0B.1mgcosC.2mgcos D.(1+2)mgcos图图215摩擦力大小的分析与计算摩擦力大小的分析与计算.当当物物体体P和和Q一一起起沿沿斜斜面面加加速速下下滑滑时时，其其 加加 速速 度度 为为：.因因为为P和和Q相相对对静静止止，所所以以P和和Q之之间间的的摩摩擦擦力力为为静静摩摩擦擦力力，不不能能用用公公式式求求解解.对对物物体体P运运用用牛牛顿顿第第二二定定律律得得:=ma，所以求得：，所以求得：f=.C此此类类题题目目是是高高考考考考查查的的重重点点题题型型，应熟练掌握应熟练掌握.主题主题(4)(4)两种摩擦力的分析两种摩擦力的分析长长直直木木板板的的上上表表面面的的一一端端放放有有一一铁铁块块，木木板板由由水水平平位位置置缓缓慢慢向向上上转转动动(即即木木板板与与水水平平面面的的夹夹角角变变大大)，另另一一端端不不动动，如如图图216所所示示，写写出出木木板板转转动动过过程程中中摩摩擦擦力力与与角角的的关关系系式式，并并分分析析随随着着角角的的增增大大，摩摩擦擦力力怎怎样样变变化化？(设设最最大大静静摩摩擦擦力力等等于于滑滑动动摩摩擦擦力力)(90)图图216摩摩擦擦力力与与物物体体所所受受主主动动力力及及运运动动状状态态相相关性关性.物体受力分析如图所示物体受力分析如图所示转动较小角度时，压力转动较小角度时，压力FN=FN=mgcos较较大大，最最大大静静摩摩擦擦力力较较大大，而而重重力力沿沿斜斜面面向向下下的的分分力力mgsin较较小小，因因此此，铁铁块块受受静静摩摩擦擦力力作作用用，由由力力平平衡衡条条件件知，静摩擦力知，静摩擦力F静静=mgsin,增大，增大，F静静增大增大.随随着着增增大大，压压力力FN=FN=mgcos减减小小，最最大大静静摩摩擦擦力力减减小小，而而重重力力沿沿斜斜面面向向下下的的分分力力mgsin增增大大，因因此此，当当角角超超过过某某一一值值时时，铁铁块块受受滑滑动动摩摩擦擦力力作作用用，由由F滑滑=FN知知，F滑滑=mgcos，增大，增大，F滑滑减小减小.综综合合知知，增增大大时时，摩摩擦擦力力先先增增大大后后减小减小.本本题题的的关关键键是是明明确确是是静静摩摩擦擦还还是是滑滑动动摩摩擦擦；根根据据平平衡衡条条件件或或牛牛顿顿运运动动定定律律来来求求静静摩摩擦擦，根据滑动摩擦力公式求动摩擦根据滑动摩擦力公式求动摩擦.(单单选选)木木块块A、B分分别别重重50N和和60N，它它们们与与水水平平地地面面之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数均均为为0.25，夹夹在在A、B之之间间的的轻轻弹弹簧簧被被压压缩缩了了2cm，弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数为为400N/m，系系统统置置于于水水平平地地面面上上静静止止不不动动，现现用用F=1N的的水水平平拉拉力力作作用用在在木木块块B上上，如如图图2110所示，力所示，力F作用后作用后()A木块木块A所受摩擦力大小是所受摩擦力大小是12.5NB木块木块A所受摩擦力大小是所受摩擦力大小是11.5NC木块木块B所受摩擦力大小是所受摩擦力大小是9ND木块木块B所受摩擦力大小是所受摩擦力大小是7NC 本本题题考考查查了了摩摩擦擦力力、受受力力分分析析、整整体体法法和和隔隔离离法法、物物体体的的平平衡衡的的条条件件等等知知识识点点涉涉及及了了力力的的平平衡衡、胡胡克克定定律律及及静静摩摩擦擦力力的的知知识识，求求解解时时应应注注意意静静摩摩擦擦力力的的可可变变性性，静静摩摩擦擦力力的的大大小小由由物物体体所受外力和运动状态决定的所受外力和运动状态决定的 未未加加F时时，木木块块A在在水水平平面面上上受受弹弹簧簧的的 弹弹 力力 F1及及 静静 摩摩 擦擦 力力 FA作作 用用，且且F1=FA=kx=8N，木木块块B在在水水平平面面上上受受弹弹簧簧弹弹力力F2和和静静摩摩擦擦力力FB作作用用，且且F2=FB=kx=8N，在在木木块块B上上施施加加F=1N的的向向右右拉拉力力后后，由由于于F2+FGB，故故木木块块B所所受受摩摩擦擦力力仍仍为为静静摩摩擦擦力力，其其大大小小FB=F2+F=9N，木木块块A的的受受力情况不变力情况不变 本本题题错错误误的的原原因因主主要要在在于于不不能能够够正正确确区分摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力区分摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力