高考物理复习专题二相互作用与物体平衡第1讲重力弹力摩擦力市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,专题二相互作用与物体平衡,1/47,考点内容,要求,热点考向,1.滑动摩擦力、动摩擦因,数、静摩擦力,1.本专题着重考查知识点有重力、,弹力、摩擦力概念及其在各种形态下,表现形式，探究弹力与弹簧伸长量,关系、验证力平行四边形定则实,验及共点力作用下物体平衡是高考,考查热点.,2.本专题很多时候考查都是与牛顿,运动定律、功和能、电磁学内容结,合起来考查，考查时重视物理思维与,物理能力考评，尤其是以生活中,实际问题为背景考查静力学知识将,会加强.,2.形变、弹性、胡克定律,3.矢量和标量,4.力合成与分解,5.共点力平衡,6.试验二：探究弹力和弹,簧伸长关系,7.试验三：验证力平行,四边形定则,2/47,3/47,4/47,第,1,讲,重力弹力,摩擦力,5/47,考点,1,力,1.力作用效果,(1)改变物体_；(2)使物体发生_.,2.力性质,运动状态,形变,物体,(1)物质性：力不能脱离_而存在，没有“施力物,体”或“受力物体”力是_.,不存在,(2)相互性：力作用是_.施力(受力)物体同时也,是受力(施力)物体.,相互,大小,方向,(3)矢量性：力是矢量，现有_，又有_.,6/47,3.力图示及示意图,有刻度,有向线段,(1)力图示：从力作用点沿力方向画出_,_(包含力三要素).,(2)力示意图：受力分析时作出表示物,体受到某一力,_.(包含力三要素),注意：,平时画都是力示意图.,有向线段,7/47,考点,2,重力,吸引,mg,1.定义：因为地球_而使物体受到力.,2.大小：,G,_.,考点,3,形变和弹力,弹性形变,接触,1.弹力,发生_物体，因为要,恢复原状，对与它接触,物体产生力作用，这种力叫做弹力,.,(1)产生两个必要条件,物体直接_；发生_.,(2)弹力方向,弹性形变,相反,弹力方向总是与施力物体形变方向_.,8/47,2.胡克定律,(1)内容：弹簧发生_时，弹力大小,F,跟弹簧,伸长(或缩短)长度,x,成_.,(2)表示式：,F,_.,k,是弹簧_，单位为 N/m；,k,大小由弹,簧_决定.,弹性形变,正比,kx,x,是弹簧长度_，不是弹簧形变以后长度.,劲度系数,本身,改变量,9/47,考点,4,滑动摩擦力和静摩擦力,1.定义,两个相互接触物体，当它们发生相对运动或含有相对运,动趋势时，在接触面上产生妨碍 _ 或,_力.,2.产生条件,相对运动,相对运动趋势,(1)接触面_；(2)接触处有_；(3)两物体间有,_或_.,粗糙,弹力,相对运动,相对运动趋势,10/47,3.方向,与受力物体相对运动或相对运动趋势方向_.,4.大小,(1)滑动摩擦力：,f,_.,(2)静摩擦力：_0).由此可求出(,A.物块质量,B.斜面倾角,C.物块与斜面间最大静摩擦力,D.物块对斜面压力,16/47,解析：,设斜面倾角为,，斜面对物块最大静摩擦力为,f,.平,行于斜面外力,F,取最大值,F,1,时，最大静摩擦力,f,方向沿斜面,向下，由平衡条件可得：,F,1,f,mg,sin,；平行于斜面外力,F,取最小值,F,2,时，最大静摩擦力,f,方向沿斜面向上，由平衡条件,可得：,f,F,2,mg,sin,；联立解得物块与斜面最大静摩擦力,f,F,1,F,2,2,，选项 C 正确.不能求出物块质量,m,，不能求出斜面倾,角,，不能求出物块对斜面压力，选项 A、B、D 错误.,答案：,C,17/47,热点,1,考向,1,弹力分析与计算,弹力有没有及其方向判断,热点归纳,1.弹力有没有判断：,(1)条件法：依据物体是否直接,接触并发生弹性形变来判断,是否存在弹力,.此方法多用来判断形变较显著情况.,18/47,(2)假设法：对形变不显著情况，可假设两个物体间弹力,不存在，看物体能否保持原有状态，若运动状态不变，则此,处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定有弹力.,(3)状态法：依据物体运动状态，利用牛顿第二定律或共,点力平衡条件判断弹力是否存在.,(4)替换法：能够将硬、形变不显著施力物体用软、,易产生显著形变物体来替换，看能否维持原来运动状态.,19/47,2.弹力方向确实定：,20/47,【典题,1,】,画出图 2-1-3 中物体,A,受力示意图.,图,2-1-3,21/47,答案：,如图 D2 所表示.,(3),(1),(4),(5),(2),图,D2,22/47,方法技巧：,弹力方向判断方法：,(1),依据物体所受弹力方向与施力物体形变方向相反,判断,.,(2),依据共点力平衡条件或牛顿第二定律确定弹力,方向,.,23/47,考向,2,弹簧,(,弹性绳,)弹力大小计,算,胡克定律应用,【典题,2,】,(,年新课标,卷,),一根轻质弹性绳两端分,别固定在水平天花板上相距 80 cm 两点上，弹性绳原长也,为 80 cm.将一钩码挂在弹性绳中点，平衡时弹性绳总长度,为 100 cm；再将弹性绳两端迟缓移至天花板上同一点，则,弹性,绳总长度变为,(弹性绳伸长一直处于弹性程度内),(,),A.86 cm,B.92 cm,C.98 cm,D.104 cm,24/47,解析：,由题可知，挂上钩码后，如图 D3 甲所表示：,甲,乙,图,D3,此时弹性绳长度为 100 cm，则角度为,37，sin,0.6,对结点,O,进行受力分析如图乙所表示.,则由图乙得：2,T,sin,mg,25/47,答案：,B,26/47,热点,2,考向,1,摩擦力有没有及其方向判断,静摩擦力有没有及其方向判断方法,热点归纳,(1)假设法,利用假设法判断思维程序以下：,27/47,(2)状态法,此法关键是先判明物体运动状态(即加速度方向)，再,利用牛顿第二定律(,F,ma,)确定协力，然后经过受力分析确定静,摩擦力大小及方向,.,(3)牛顿第三定律法,此法关键是抓住“力是物体间相互作用”，先确定受,力较少物体受到静摩擦力方向，再依据“力相互性”,确定另一物体受到静摩擦力方向.,28/47,【典题,3,】,(,年安徽合肥第一中学高三月考,),如图,2-1-4,所表示，在水平桌面上放置一斜面体,P,，两长方体物块,a,和,b,叠,放在斜面体上，整个系统处于静止状态，若将,a,和,b,、,b,与斜面,体，斜面体与桌面之间摩擦力大小分别用,f,1,、,f,2,和,f,3,表示，则,(,),图 2-1-4,A.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,B.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,C.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,D.,f,1,0,，,f,2,0,，,f,3,0,29/47,解析：,对,a,物体分析可知，,a,物体受重力、支持力作用，,有沿斜面向下滑动趋势，所以,a,受到,b,对其向上摩擦力，,f,1,0；再对,ab,整体分析可知，,ab,整体受重力、支持力作用，,有沿斜面向下滑动趋势，所以,b,受到斜面体,P,对其向上摩,擦力，,f,2,0；对,ab,及,P,组成整体分析，因为整体在水平方,向不受外力，所以,P,不受地面摩擦力，,f,3,0，故 C 正确.,答案：,C,30/47,考向,2,滑动摩擦力方向判断,热点归纳,(1)滑动摩擦力方向与接触面相切，与物体相对运动方,向相反.相比静摩擦力，滑动摩擦力方向较为直观.,(2)对相对运动方向了解：“相对”指与其接触物,体而,言，即以与其接触物体为参考系，不一定是相对地面运动,.,31/47,【典题,4,】,(,多项选择,),如图 2-1-5 所表示，,A,为长木板，在水平面,上以速度,v,1,向右运动，物块,B,在木板,A,上面以速度,v,2,向右,运动，以下判断正确是(,),图 2-1-5,A.若,v,1,v,2,，则,A,、,B,之间不存在摩擦力,B.若,v,1,v,2,，则,A,受到了,B,所施加向左滑动摩擦力,C.若,v,1,v,2,，则,B,受到了,A,所施加向左滑动摩擦力,32/47,解析：,v,1,v,2,时，,A,、,B,之间相对静止，则,A,与,B,间没有,摩擦力，选项 A 正确；,v,1,v,2,时，,A,相对,B,向右滑动，所以,A,受到,B,对其施加向左滑动摩擦力，依据相互作用力特点，,B,受到,A,施加向右滑动摩擦力，选项,B 正确，D 错误；,v,1,v,2,时，,B,相对,A,向右滑动，所以,B,受到,A,对其施加向左,滑动摩擦力，选项 C 错误.,答案：,AB,33/47,热点,3,摩擦力大小计算,热点归纳,1.静摩擦力,(1)由运动状态来求，若物体平衡则由共点力平衡求解.,(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则,F,f,ma,.若除静,摩擦力外，物体还受其它力，则,F,合,ma,，先求协力再求静摩,擦力.,2.滑动摩擦力,(1)滑动摩擦力大小用公式,F,f,F,N,来计算,.,(2)也可依据运动状态由共点力平衡和牛顿第二定律求解.,34/47,【典题,5,】,(,多项选择，,年湖北宜昌一调,),如图 2-1-6 所表示，,),物体,A,和,B,相对静止，以共同速度沿斜面匀速下滑，则,(,图 2-1-6,A.,A,、,B,间无摩擦力作用,B.,B,受到滑动摩擦力大小为(,m,A,m,B,),g,sin,C.,B,受到静摩擦力大小为,m,A,g,sin,D.取走,A,物后，,B,物将匀加速下滑,35/47,解析：,以,A,为研究对象，,A,处于平衡状态，所以有,f,答案：,BC,m,A,g,sin,，所以,A,受到,B,给其沿斜面向上摩擦力作用，故,A,错误；以整体为研究对象，依据平衡状态有,(,m,A,m,B,),g,sin,f,B,，故,B,正确；,A,对,B,静摩擦力与,B,对,A,静摩擦力大小相等，故有,f,f,m,A,g,sin,，,C,正确；由前面分析知：,(,m,A,m,B,),g,sin,f,B,，又依据滑动摩擦力公式有,f,B,(,m,A,m,B,),g,cos,，得,tan,，取走,A,物体后，物体,B,受滑动摩擦力为,m,B,g,cos,，代入,tan,得，,m,B,g,cos,m,B,g,sin,，即物体,B,受力平衡，则物体,B,仍能做匀速直线运动，故,D,错误,.,36/47,方法技巧：,关于计算摩擦力大小三点注意：,(1),分清摩擦力性质：静摩擦力或滑动摩擦力,.,(2),应用滑动摩擦力计算公式,F,f,F,N,时，注意动摩擦因,数,，其大小与接触面材料及其粗糙程度相关，,F,N,为两接触,面间正压力，不一定等于物体重力,.,(3),滑动摩擦力大小与物体运动速度无关，与接触面积,大小无关,.,37/47,【迁移拓展】,(,年山东卷,),如图 2-1-7 所表示，滑块,A,置,于水平地面上，滑块,B,在一水平力作用下紧靠滑块,A,(,A,、,B,接,触面竖直)，此时,A,恰好不滑动，,B,刚好不下滑.已知,A,与,B,间,动摩擦因数为,1,，,A,与地面间动摩擦因数为,2,，最大静摩擦,),力等于滑动摩擦力.,A,与,B,质量之比为(,图 2-1-7,38/47,答案：,B,39/47,绳模型、杆模型,1.轻绳模型,(1)活结模型：跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子细绳为同一,根细绳，绳上各点及两端拉力大小相等.(2)死结模型：如几个绳,上有“结点”，即几段绳子系在一起，那么这几段绳子拉力,不一,定相等,.,40/47,2.轻杆模型,(1)“死杆”：轻质固定杆，它弹力方向不一定沿杆方,向，作用力方向需要结合平衡方程或牛顿定律求得.,(2)“活杆”：一端有铰链相连杆属于活动杆，轻质活动,杆弹力方向一定沿杆方向.,41/47,【典题,6,】,(,多项选择，,年天津卷,),如图 2-1-8 所表示，轻质不,可伸长晾衣绳两端分别固定在竖直杆,M,、,N,上,a,、,b,两点，,悬挂衣服衣架钩是光滑，挂于绳上处于静止状态.假如只人,),为改变一个条件，当衣架静止时，以下说法正确是(,A.绳右端上移到,b,，绳子拉力不变,B.将杆,N,向右移一些，绳子拉力变大,C.绳两端高度差越小，绳子拉力越小,D.若换挂质量更大衣服，则衣架悬挂,点右移,图 2-1-8,42/47,解析：,设两杆间距离为,d,，绳长为,l,，,Oa,、,Ob,段长度分别,为,l,a,和,l,b,，则,l,l,a,l,b,，,两部分绳子与竖直方向夹角分别为,和,，,受力分析如图 2-1-9 所表示.,图 2-1-9,43/47,答案：,AB,44/47,【触类旁通】,如图,2-1-10 甲所表示，轻绳,AD,跨过固定在水,平横梁,BC,右端定滑轮挂住一个质量为,10 kg 物体，,ACB,30；图乙中轻杆,HP,一端用铰链固定在竖直墙上，另一端,P,经过细绳,EP,拉住，,EP,与水平方向也成,30，轻杆,P,点用细,绳,PQ,拉住一个质量也为,10 kg 物体.,g,取,10 N/kg，求轻绳,AC,段拉力大小,F,AC,与细绳,EP,段拉力大小,F,EP,之比,.,甲,乙,图,2-1-10,45/47,解：,题图甲和乙中两个物体都处于平衡状态，依据平衡,条件可判断，与物体相连细绳拉力大小等于物体重力.分别,取,C,点和,P,点为研究对象，进行受力分析如图 D4(a)和(b)所表示.,(a),(b),图,D4,46/47,图(a)中，轻绳,AD,跨过定滑轮拉住质量为,M,1,物体，物体,处于平衡状态，绳,AC,段拉力,F,AC,F,CD,M,1,g,图,(b),中，由,F,EP,sin 30,F,PQ,M,2,g,得,F,EP,2,M,2,g,47/47,