【與名師對話】2013屆高考物理總復習 第二章 第一講 重力、彈力、摩擦力課件 新人教版必修1

1、,,,,(對應學生用書P19)一、形變、彈性、胡克定律(Ⅰ)1．彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產生力的作用．(2)產生條件：物體相互接觸；并且發(fā)生彈性形變．(3)方向：彈力的方向總是與物體形變的方向相反．,2．胡克定律(1)內容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比. (2)表達式：F＝kx①k是彈簧的勁度系數，單位為N/m；k的大小由彈簧本身性質決定．

2、②x是彈簧長度的變化量，不是彈簧形變以后的長度．,問題探究1　(1)兩個相互接觸的物體間是否一定會產生彈力？(2)輕繩和輕彈簧都可以產生拉力，比較它們的拉力有何不同．[提示]　(1)不一定，只有相互接觸的物體發(fā)生彈性形變時，物體間才會產生彈力．(2)輕繩的拉力可忽略繩子的形變量，其大小可由受力平衡或牛頓第二定律計算得出；輕彈簧的拉力與彈簧的形變量有關，其大小可由胡克定律求得．,二、滑動摩擦力、動摩擦因數、靜摩擦力(Ⅰ)1．靜摩擦力

3、(1)產生：兩個相互接觸的物體，有相對運動趨勢時產生的摩擦力．(2)作用效果：總是起著阻礙物體間相對運動趨勢的作用．(3)產生條件：①相互接觸且擠壓；②有相對運動趨勢；③接觸面粗糙．(4)大?。弘S外力的變化而變化，大小在零和最大靜摩擦力之間．(5)方向：與接觸面相切，且總是與物體的相對運動趨勢方向相反．(6)最大靜摩擦力：靜摩擦力的最大值，叫做最大靜摩擦力．,2．滑動摩擦力(1)產生：兩個相互接觸的物體發(fā)生相對運動時產生的

4、摩擦力．(2)作用效果：總是起著阻礙物體間相對運動的作用．(3)產生條件：①相互接觸且擠壓；②有相對運動；③接觸面粗糙．(4)大?。夯瑒幽Σ亮μ∨c壓力成正比，即：Ff＝μFN.(5)方向：跟接觸面相切，并跟物體相對運動方向相反．,要正確理解摩擦力產生條件中“相對”的含義：“相對”既不是對“地”，也不是對“觀察者”，“相對”的是跟它接觸的物體，即把其中一個物體作參考系，分析另一個物體相對于參考系的運動．,問題探究2　摩擦力是否可

5、以理解成“運動的物體受到滑動摩擦力的作用，而靜止的物體受到靜摩擦力的作用”？[提示]　物體受靜摩擦力還是滑動摩擦力作用，不能根據物體是運動還是靜止來判斷，而應先判斷物體相對于另一物體是有“相對運動”還是有“相對運動趨勢”．若兩物體有相對運動，則兩物體接觸面間存在滑動摩擦力；若兩物體有相對運動趨勢，則兩物體接觸面間受靜摩擦力作用．受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，如物體隨傳送帶加速運動，物體運動卻受到靜摩擦力作用；受滑動摩擦力作用的物體也

6、不一定運動，如物體在地面上滑動，物體對地面的摩擦力為滑動摩擦力，但地面卻處于靜止狀態(tài)．,(對應學生用書P19)要點一　　如何判斷彈力的有無？　　　1.根據彈力產生的條件直接判斷根據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較明顯的情況. 2．利用假設法判斷對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，看物體還能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在

7、彈力．,3．根據物體的運動狀態(tài)分析根據物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在．,例如：如右圖所示，小球A在車廂內隨車廂一起向右運動，可根據小球的運動的狀態(tài)分析車廂后壁對球A的彈力的情況．(1)若車廂和小球做勻速直線運動，則小球A受力平衡，所以車廂后壁對小球無彈力．(2)若車廂和小球向右做加速運動，則由牛頓第二定律可知，后車廂壁對小球的彈力水平向右．,(2011·日照市第一次聯(lián)考)如圖所示，細繩豎

8、直拉緊，小球和斜面接觸，并處于靜止狀態(tài)，則小球受到的力可能是(　　)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．重力、繩的拉力、斜面的彈力和摩擦力[解析]　若斜面光滑，小球只受重力和繩的拉力作用，A正確；若斜面粗糙，則小球可能受到重力、繩的拉力、斜面的彈力和摩擦力的作用，D也正確．[答案]　AD,要點二　　彈力方向的判斷方法　　　1.根據物體產生形變的方向判斷物體所受彈力方向與

9、施力物體形變的方向相反，與自身(受力物體)形變方向相同．2．根據物體的運動狀態(tài)判斷由狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)符合，依據物體的運動狀態(tài)，由共點力的平衡條件或牛頓第二定律列方程，確定彈力方向．,3．幾種常見模型中彈力方向的確定,畫出下圖中物體受彈力的方向(各接觸面均光滑)[答案]　物體受彈力的方向如下圖所示．,要點三　　對靜摩擦力的理解 1．物體受到靜摩擦力時，物體不一定是靜止的，也可能是運動的，但一定

10、是相對靜止的．如下圖所示，物體隨傳送帶一起以速度v向上運動，物體相對傳送帶靜止．物體雖然運動受到的卻是靜摩擦力．2．其大小、方向都跟產生相對運動趨勢的外力密切相關，但跟接觸面相互間壓力FN無直接關系．因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，變化性強是它的特點，其大小只能依據物體的運動狀態(tài)進行計算，若為平衡態(tài)，靜摩擦力將由平衡條件建立方程求解；若為非平衡態(tài)，可由動力學規(guī)律建立方程求解．,3．最大靜摩擦力Ffm是物體將要發(fā)生相對滑動這一

11、臨界狀態(tài)時的摩擦力，它的數值與FN成正比，在FN不變的情況下，滑動摩擦力略小于Ffm，而靜摩擦力可在0～Ffm間變化．,(2012·安徽省省城名校聯(lián)考)如圖(甲)所示，斜面體固定在水平面上，斜面上有一物塊在拉力F的作用下始終處于靜止狀態(tài)，拉力F在如圖(乙)所示的范圍內變化，取沿斜面向上為正方向. 則物塊所受的摩擦力Ff與時間t的關系正確的是(　　),[解析]　物塊在重力、斜面支持力和拉力F作用下處于平衡狀態(tài)．在0時刻和t1時刻

12、物塊都能恰好靜止，所以開始時，摩擦力沿斜面向下，且為最大靜摩擦力．靜摩擦力f＝F－mgsinθ，所以摩擦力隨著拉力的減小而減?。划斃p小到與重力沿斜面方向分力相等時(t1時刻之前)，摩擦力減小到零；隨著拉力繼續(xù)減小，摩擦力反向增大，所以選項B正確．[答案]　B,要點四　　滑動摩擦力的理解　　　1.如何理解公式“Ff＝μFN”？滑動摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計算，應用此公式時要注意以下幾點：(1)μ為動摩擦因數，其大小與接

13、觸面的材料、表面的粗糙程度有關；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，與接觸面的大小也無關．,2．如何理解滑動摩擦力的特點？(1)物體受到滑動摩擦力時，物體不一定是運動的，也可能是靜止的，但一定發(fā)生了相對運動．(2)滑動摩擦力一定與相對運動的方向相反，一定阻礙物體的相對運動，并不是說一定與物體運動的方向相反，即不一定阻礙物體的運動，滑動摩擦力可以作動力，對物體做正功，也可

14、以作阻力，對物體做負功．受滑動摩擦力的物體如果沒有發(fā)生位移，滑動摩擦力對物體不做功．,(2011·田家炳實驗中學模擬)某同學在探究摩擦力的實驗中采用了如圖所示的操作，將一個長方體木塊放在水平桌面上，然后用一個力傳感器對木塊施加一個水平拉力F，并用另外一個傳感器對木塊的運動狀態(tài)進行監(jiān)測，表中是她記錄的實驗數據．木塊的重力為10.00 N，重力加速度g＝9.80 m/s2，根據表格中的數據回答下列問題(答案保留3位有效數字):,(

15、1)木塊與桌面間的最大靜摩擦力Ffm>________ N；(2)木塊與桌面間的動摩擦因數μ＝________；(3)木塊勻加速運動時受到的摩擦力Ff＝________ N.[解析]　(1)木塊勻速運動時的滑動摩擦力為4.01 N，因此最大靜摩擦力Ffm一定大于4.01 N.(2)由Ff＝μmg得：μ＝0.401.(3)木塊勻加速運動時所受的摩擦力為滑動摩擦力，故Ff＝4.01 N.[答案]　(1)4.01　(2)0

16、.401　(3)4.01,(對應學生用書P21)題型一　　彈力的分析與計算　　　(1)中間沒有打結的輕繩上各處的張力大小都是一樣的，如果繩子打結，則以結點為界，不同位置上的張力大小可能是不一樣的．(2)桿可分為固定桿和活動桿，固定桿的彈力方向不一定沿桿，彈力方向視具體情況而定，活動桿只能起到“拉”和“推”的作用．,例1　如圖(a)所示，輕繩AD跨過固定的水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質量為M1的物體，∠ACB＝30°

17、；圖(b)中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過細繩EG拉住，EG與水平方向也成30°，輕桿的G點用細繩GF拉住一個質量為M2的物體，求：(1)輕繩AC段的張力FTAC與細繩EG的張力FTEG之比．(2)輕桿BC對C端的支持力．(3)輕桿HG對G端的支持力．,[思路誘導]　(1)繩AC、CD上的拉力大小相同嗎？繩EG、GF上的拉力大小相同嗎？(2)桿BC、HG的彈力方向是否沿桿？為什么？[嘗試解答]　圖(a

18、)和圖(b)中的兩個物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，根據平衡的條件，首先判斷與物體相連的細繩，其拉力大小等于物體的重力；分別取C點和G點的研究對象，進行受力分析如下圖(a)和(b)所示，根據平衡規(guī)律可求解．,,(2012·洛陽市期中)如圖所示，小車上有一根固定的水平橫桿，橫桿左端固定的輕桿與豎直方向成θ角，輕桿下端連接一小鐵球；橫桿右端用一根細線懸掛一小鐵球，當小車做勻變速直線運動時，細線保持與豎直方向成α角，若θ<α，則

19、下列說法中正確的是(　　)A．輕桿對小球的彈力方向沿著輕桿方向向上B．輕桿對小球的彈力方向與細線平行向上C．小車一定以加速度gtgα向右做勻加速運動D．小車一定以加速度gtgθ向右做勻加速運動,[解析]　由于兩小球加速度方向相同，所受彈力方向也應該相同，所以輕桿對小球的彈力方向與細線平行向上，選項A錯誤B正確；對細線懸掛的小鐵球受力分析，由牛頓第二定律可得，小車一定以加速度gtgα向右做勻加速運動，選項C正確D錯誤．[答案]　

20、BC,題型二　　靜摩擦力方向的判斷　　　靜摩擦力方向的判斷方法,(2)狀態(tài)法：根據二力平衡條件、牛頓第二定律或牛頓第三定律，可以判斷靜摩擦力的方向．假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上靜止不動，這時地面會對桌子施一靜摩擦力．根據二力平衡條件可知，該靜摩擦力的方向與推力的方向相反，加速狀態(tài)時物體所受的靜摩擦力可由牛頓第二定律確定．(3)利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關系)來判斷，此法關鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”，先確定受

21、力較少的物體受到的靜摩擦力方向，再根據“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力．,例2　(2011·東師附中模擬)如圖所示，在車廂內懸線下懸掛一小球m，當汽車做勻變速直線運動時，懸線將與豎直方向成某一角度．若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物體m1，則關于汽車的運動情況和物體m1的受力情況正確的說法是(　　)A．汽車一定向右做加速運動B．汽車也可能向左運動C．m1除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用D

22、．m1除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到向左的摩擦力作用,[思路誘導]　根據m的受力情況得出汽車的加速度方向，但不能得出運動方向；m1受到底板的摩擦力的方向可用“假設法”或“牛頓第二定律”分析得出．[嘗試解答]　因小球受到豎直向下的重力和斜向右上的繩的拉力作用，因此，合力一定向右，故汽車的加速度水平向右，但有可能是向左做勻減速運動，故A錯誤，B正確；分析m1的受力可知，只有受到的摩擦力水平向右，m1才能產生向右的加速度，故C正

23、確，D錯誤．[答案]　BC,本題中m1受到的靜摩擦力的方向也可以用假設法分析，汽車向右勻加速運動時，若底板光滑，m1將相對底板向左滑，即m1有相對底板向左滑動的趨勢，因此m1受到的靜摩擦力方向一定向右．,有一輛遙控電動玩具汽車，已知車內電動馬達驅動后輪轉動．現(xiàn)玩具汽車的后輪、前輪分別放在平板小車甲、乙之上，如圖所示．按動遙控器上的“前進”、“后退”鍵，汽車就能前進或后退，地面與甲、乙車之間的摩擦力不計．以下敘述正確的是(　　)A．按

24、動遙控器上的“前進”鍵，甲車對后輪摩擦力向前，甲車相對地面向后退B．按動遙控器上的“前進”鍵，乙車對前輪摩擦力向前，乙車相對地面向前進,C．按動遙控器上的“后退”鍵，甲車對后輪摩擦力向后，甲車相對地面向前進D．按動遙控器上的“后退”鍵，乙車對前輪摩擦力向后，乙車相對地面向后退[解析]　因為車內電動馬達驅動后輪轉動，汽車前進時，后輪受力向前，前輪受力向后，汽車后退時，后輪受力向后，前輪受力向前，根據牛頓第三定律知．選項AC正確．[

25、答案]　AC,題型三　　摩擦力的分析和計算　　　摩擦力大小的計算方法：在計算摩擦力的大小之前，必須首先分析物體的運動情況，判明是滑動摩擦，還是靜摩擦．(1)滑動摩擦力的計算方法：可用Ff＝μFN計算．最關鍵的是對相互擠壓力FN的分析，并不總是等于物體的重力，它跟研究物體受到的垂直于接觸面方向的力密切相關．(2)靜摩擦力的計算方法一般應根據物體的運動情況(靜止、勻速運動或加速運動)，利用平衡條件或牛頓運動定律列方程求解．,例3

26、　物塊M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用處于靜止狀態(tài)，如圖所示，如果將外力F撤去，則物塊(　　)A．會沿斜面下滑　　　　B．摩擦力的大小變小C．摩擦力大小變大 D．摩擦力方向一定變化[思路誘導]　F撤去之前物塊M在斜面平面內受到幾個力的作用？此時摩擦力大小為多少？能否判斷最大靜摩擦力的范圍？撤去F之后，在斜面平面內又受到幾個力的作用？判斷物體的狀態(tài)及摩擦力的大?。?[答案]　BD,解決本題的關鍵是由受力平衡

27、判斷靜摩擦力的大小和方向，判斷最大靜摩擦力的范圍，進一步判斷撤去F后物體的狀態(tài)．認為摩擦力的方向只能沿斜面向下是很多同學經常出現(xiàn)的錯誤，應引起足夠的重視．,(2011·泉州模擬)如圖甲所示，一物塊在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物塊始終處于靜止狀態(tài)，當F按圖乙所示規(guī)律變化時，關于物塊與斜面間摩擦力的大小變化的說法中正確的是(　　)A．一定增大 B．可能一直減小C．可能先減小后增大 D．可能一

28、直增大,[解析]　由于不知力F與mgsinθ(θ為斜面的傾角)的大小關系，故無法確定開始時摩擦力的方向，因此當F>mgsinθ時，隨力F的減小，F(xiàn)f可能先向下減小再向上增大，當F≤mgsinθ時，F(xiàn)f一直向上增大，故C、D正確．[答案]　CD,(對應學生用書P22)易錯點1：由于對彈力的方向問題認識不全面造成的錯誤如圖所示，小車沿水平面向右做勻加速直線運動，車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ，桿的頂端固定著一個質量為m的小球

29、，當小車運動的加速度逐漸增大時，桿對小球的作用力(F1至F4變化)的變化圖示(沿桿方向)可能是(　　),[易錯分析]　認為桿對小球的彈力一定沿桿的方向，當小車的加速度增大時，拉力增大，選A.,[正確解答]　小球只受重力和桿的彈力作用．桿的彈力F的豎直分量與重力平衡，水平分量產生加速度，即F豎直＝mg，F(xiàn)水平＝ma，所以選項C正確．要清楚桿的彈力和繩的拉力方向的不同，繩的拉力一定沿繩的方向，桿的彈力方向不一定沿桿的方向．分析桿對物體的彈

30、力方向一般要結合物體的運動狀態(tài)進行分析．比如本題中，不論小車加速度多大，小球在豎直方向上合力為0，就是解題的關鍵．答案為C.,手握輕桿，桿的另一端裝有一個小滑輪，支持著懸掛重物的繩子，如圖所示．現(xiàn)保持滑輪的位置不變，使桿向下轉動一個角度，則桿對滑輪的作用力將(　　)A．變大　　　　　　　B．不變C．變小 D．無法判斷[解析]　由于同一根繩上各處張力大小相等，故兩段繩對滑輪的作用力大小相等．桿向下轉動一個角度時，由于兩段

31、繩對滑輪的作用力不變，故它們的合力也不變．因此桿對滑輪的作用力將不變．答案為B.[答案]　B,易錯點2：分不清是滑動摩擦力還是靜摩擦力木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水平地面之間的動摩擦因數均為0.25.夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2 cm，彈簧的勁度系數為400 N/m系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動．現(xiàn)用F＝1 N的水平拉力作用在木塊B上，如圖所示．力F作用后(　　),A．木塊A所受摩擦力大小是12.5 NB．木塊A所

32、受摩擦力大小是11.5 NC．木塊B所受摩擦力大小是9 ND．木塊B所受摩擦力大小是7 N[易錯分析]　沒有真正理解靜摩擦力與滑動摩擦力的概念，特別是最大靜摩擦力與滑動摩擦力的關系，錯選A或D項．實際上當物體剛剛開始運動時物體所受的拉力或推力，在數值上就等于最大靜摩擦力，一旦物體發(fā)生了運動，此時的摩擦力就是滑動摩擦力．,[正確解答]　由題給條件知未施加力F時，彈簧的彈力大小為f＝k·Δx＝400×0.02 N

33、＝8 N物塊A與地面間的滑動摩擦力大小為fμA＝μFNA＝0.25×50 N＝12.5 N物塊B與地面間的滑動摩擦力大小為fμB＝μFNB＝0.25×60 N＝15 N令施加力F后裝置仍處于靜止狀態(tài)，B受地面的摩擦力為fB，A受地面的摩擦力為fA，由平衡條件有：F＋f＝fB，fA＝f代入數據解得：fB＝9 N，fA＝8 N綜合以上分析可知，所給選項中只有C項正確．,把重為G的物體用一水平力F壓在豎直的

34、足夠高的平整墻壁上，F(xiàn)隨時間t變化的圖象如圖所示，則從t＝0時刻開始，物體所受的摩擦力Fμ隨時間t變化的圖象是下圖中的哪一個(　　),[答案]　C,(對應學生用書P23)1．(2011·青島模擬)關于重力的大小，以下說法正確的是(　　)A．懸掛在豎直繩子上的物體，繩子對它的拉力一定等于其重力B．靜止在水平面上的物體對水平面的壓力一定等于其重力C．自由落體運動的物體依然受到重力作用D．向上運動的物體所受重力可能小于向下

35、運動的物體所受重力[答案]　C,2．如右圖所示是2008年殘奧會開幕式上我國殘疾田徑運動員侯斌即將點燃火炬的一幅感人的照片，關于侯斌在拉繩過程中繩對侯斌的摩擦力的敘述正確的是(　　)A．由于侯斌向上運動，繩對侯斌的摩擦力是滑動摩擦力，方向向下B．由于侯斌向上運動，繩對侯斌的摩擦力是滑動摩擦力，方向向上C．侯斌受的是靜摩擦力，方向向上D．侯斌受的是靜摩擦力，方向向下,[解析]　侯斌拉繩過程中，盡管向上運動，但手和繩相對靜止，故受

36、到的是靜摩擦力，A、B均錯；侯斌向上運動時，相對繩有向下的運動趨勢，故摩擦力的方向向上，即C正確，D錯誤．[答案]　C,3．如下圖所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：①中彈簧的左端固定在墻上，②中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，③中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動，④中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在粗糙的桌面上滑動．若認為彈簧的質量都為零，以x1、x2

37、、x3、x4依次表示四個彈簧的伸長量，則有(　　)A．x2>x1　　　　　　　B．x4>x3C．x1>x3 D．x2＝x4,[答案]　D,4．(2012·洛陽四校聯(lián)考)如圖所示，物體P放在粗糙水平面上，左邊用一根輕彈簧與豎直墻相連，物體靜止時彈簧的長度小于原長．若再用一個從0開始逐漸增大的水平力F向右拉P，直到拉動，那么在P被拉動之前的過程中，彈簧對P的彈力FT的大小和地面對P的摩擦力f的大

38、小的變化情況(　　)A. 彈簧對P的彈力FT始終增大，地面對P的摩擦力始終減小B. 彈簧對P的彈力FT保持不變，地面對P的摩擦力始終增大C. 彈簧對P的彈力FT保持不變，地面對P的摩擦力先減小后增大 D. 彈簧對P的彈力FT先不變后增大，地面對P的摩擦力先增大后減小,[解析]　在P被拉動之前的過程中，彈簧長度不變，彈簧對P的彈力FT的大小保持不變；由于彈簧長度小于原長，P有向右運動趨勢，所受靜摩擦力向左，用一個從0開始逐漸增