高考物理 2.1《重力 彈力 摩擦力》課件ppt

,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：相互接觸且；有；接觸面粗糙(3)大?。弘S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：相互接觸且；有運(yùn)動(dòng)；(3)大?。夯瑒?dòng)摩擦力大小與成正比，即：F，F(xiàn)N指接觸面的壓力，并不總是等于物體的重力；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,FN,相對(duì)滑動(dòng)方向,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?nèi)暨\(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)確定彈力大小(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：Fkx.還可以表示成Fkx.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，、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,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.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：中認(rèn)為B對(duì)A有彈力的作用；中不能正確判定兩個(gè)彈力的方向其原因是不能確定中A、B兩球是否有相互的擠壓及不能確定中物體的接觸面,【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：(m1m2)gk2x2；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m2gk2x1，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)算其大小用牛頓第二定律判斷，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(Fma)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)判斷其大小(2)物體有加速度時(shí)，若只有摩擦力，則Ffma，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FfFN來(lái)計(jì)算應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：(1)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】（2011山東理綜）如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩系于墻壁.開(kāi)始時(shí)a、b均靜止，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb=0.現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間（）A.Ffa大小不變B.Ffa方向改變C.Ffb仍然為零D.Ffb方向向右,【解析】剪斷右側(cè)細(xì)繩的瞬間，右端細(xì)繩上拉力突變?yōu)榱悖鴱椈蓪?duì)兩木塊的拉力沒(méi)有發(fā)生突變，與原來(lái)一樣，所以b對(duì)地面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，受到靜摩擦力Ffb方向向右，C錯(cuò)誤，D正確.剪斷右側(cè)細(xì)繩的瞬間，木塊a受到的各力都沒(méi)有發(fā)生變化，A正確，B錯(cuò)誤.【答案】A、D,【即時(shí)鞏固5】（2011天津理綜）如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平上保持相對(duì)靜止地向右做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B受到的摩擦力（）A.方向向左，大小不變B.方向向左，逐漸減小C.方向向右，大小不變D.方向向右，逐漸減小,【解析】B向右做勻速減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度大小不變、方向向左，故所受摩擦力的方向向左，大小不變，即A正確，B、C、D均錯(cuò)誤.【答案】A,【案例6】(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(mgF1sin60)；F2cos30(mgF2sin30)；故B項(xiàng)正確【答案】B,【即時(shí)鞏固6】(2009北京理綜)如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為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tan，滑塊將下滑B給滑塊沿斜面向下的初速度，如果tan，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tan，拉力大小應(yīng)是2mgsinD用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，如果tan，拉力大小應(yīng)是mgsin,【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mgsin>mgcos，故<tan，故A、B錯(cuò)誤；若要使物塊在平行于斜面向上的拉力F的作用下沿斜面勻速上滑，由平衡條件有：Fmgsinmgcos0故Fmgsinmgcos，若tan，則mgsinmgcos，即F2mgsin，故C項(xiàng)正確；若要使物塊在平行于斜面向下的拉力F作用下沿斜面向下勻速滑動(dòng)，由平衡條件有：Fmgsinmgcos0，則Fmgcosmgsin，若tan，則mgsinmgcos，即F0，故D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】C,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,