2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 第1講 重力 彈力 摩擦力學(xué)案（含解析）.doc
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第1講 重力 彈力 摩擦力 主干梳理 對(duì)點(diǎn)激活 知識(shí)點(diǎn) 力、重力 1．力 (1)定義：力是物體與物體之間的相互作用。 (2)作用效果：使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)。 (3)標(biāo)矢性：力是矢量，既有大小，也有方向。 (4)四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。 2．重力 (1)產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力。 (2)大?。号c物體的質(zhì)量成正比，即G＝mg?？捎脧椈蓽y(cè)力計(jì)測(cè)量重力。 (3)方向：總是豎直向下的。 (4)重心：其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。 知識(shí)點(diǎn) 形變、彈性、胡克定律?、? 1．形變 物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變。 2．彈性 (1)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力能夠恢復(fù)原狀的形變。 (2)彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度。 3．彈力 (1)定義：發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。 (2)產(chǎn)生的條件 ①物體間直接接觸；②接觸處發(fā)生彈性形變。 (3)方向：總是與物體彈性形變的方向相反。 4．胡克定律 (1)內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比。 (2)表達(dá)式：F＝kx。k是彈簧的勁度系數(shù)，由彈簧自身的性質(zhì)決定，單位是牛頓每米，用符號(hào)N/m表示。x是彈簧長(zhǎng)度的變化量，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度。只知彈簧彈力大小時(shí)，彈簧可能處于拉伸狀態(tài)，也可能處于壓縮狀態(tài)，兩種情況都要考慮。 知識(shí)點(diǎn) 滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力?、? 滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的對(duì)比 滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算公式F＝μFN中μ為比例常數(shù)，稱為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。 一 思維辨析 1．自由下落的物體所受重力為零。( ) 2．相互接觸的物體間一定有彈力。( ) 3．輕繩、輕桿的彈力方向一定沿繩、桿。( ) 4．運(yùn)動(dòng)的物體也可以受靜摩擦力。( ) 5．接觸處的摩擦力一定與彈力方向垂直。( ) 6．兩物體接觸處的彈力增大時(shí)，接觸面間的摩擦力大小可能不變。( ) 答案 1. 2. 3. 4.√ 5.√ 6.√ 二 對(duì)點(diǎn)激活 1．下列關(guān)于重力和重心的說(shuō)法正確的是( ) A．物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力 B．物體靜止時(shí)，對(duì)水平支持物的壓力就是物體的重力 C．用細(xì)線將物體懸掛起來(lái)，靜止時(shí)物體的重心一定在懸線所在的直線上 D．重心就是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，故重心一定在物體上 答案 C 解析 重力是由于地球吸引產(chǎn)生的，是所受引力的一個(gè)分力，兩者一般不相等，A錯(cuò)誤。壓力和重力是兩種性質(zhì)不同的力，B錯(cuò)誤。由平衡條件知，細(xì)線拉力和重力平衡，重心在重力作用線上，C正確。重心跟物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān)，是重力的等效作用點(diǎn)，但不一定在物體上，如折彎成直角的均勻直桿，D錯(cuò)誤。 2.玩具汽車停在模型橋面中間，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是( ) A．橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛎姘l(fā)生了彈性形變 B．玩具汽車沒(méi)有發(fā)生形變，所以玩具汽車不受彈力 C．玩具汽車受向上的彈力，是因?yàn)闃蛎姘l(fā)生了彈性形變 D．玩具汽車受向上的彈力，是因?yàn)橥婢咂嚢l(fā)生了形變 答案 C 解析 玩具汽車與橋面相互擠壓都發(fā)生了形變，B錯(cuò)誤；由于橋面發(fā)生彈性形變，所以對(duì)玩具汽車有向上的彈力(支持力)，C正確，D錯(cuò)誤；由于玩具汽車發(fā)生了彈性形變，所以對(duì)橋面產(chǎn)生向下的彈力(壓力)，A錯(cuò)誤。 3．(人教版必修1P61T3改編)(多選)一重為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。木箱從原地移動(dòng)以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由此可知( ) A．木箱與地板間的最大靜摩擦力為35 N B．木箱所受的滑動(dòng)摩擦力為30 N C．木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35 D．木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3 答案 ABD 解析 由題意知，木箱與地板間的最大靜摩擦力為35 N，滑動(dòng)摩擦力為30 N，由Ff＝μFN，F(xiàn)N＝mg，聯(lián)立得μ＝＝＝0.3，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。 考點(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu) 考點(diǎn)1 彈力的分析與計(jì)算 1．彈力有無(wú)的判斷“四法” (1)條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生形變來(lái)判斷是否存在彈力。此方法多用來(lái)判斷形變較明顯的情況。 (2)假設(shè)法：對(duì)形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，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，則此處一定有彈力。 (3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在。 (4)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換，看能否發(fā)生形態(tài)的變化，若發(fā)生形變，則此處一定有彈力。 2．彈力方向的確定 3．彈力大小的計(jì)算方法 (1)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F＝kx計(jì)算。 (2)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)用物體平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定彈力大小。 例1 畫(huà)出下圖中物體A受力的示意圖(各接觸面均光滑)。 解題探究 (1)桿上的力的方向一定沿桿嗎？ 提示：不一定，桿上的彈力的方向要根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件來(lái)判斷。 (2)相互接觸的物體間彈力的有無(wú)可以用什么方法判斷？ 提示：假設(shè)法、條件法、狀態(tài)法、替換法。 嘗試解答 總結(jié)升華 輕桿和輕繩上彈力的分析 (1)“動(dòng)桿”和“定桿”上的彈力 ①動(dòng)桿：若輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當(dāng)桿處于平衡時(shí)桿所受到的彈力方向一定沿著桿，輕桿只能起到“拉”或“推”的作用，否則會(huì)引起桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示，若C為轉(zhuǎn)軸，則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中，彈力方向始終沿桿的方向。 ②定桿：若輕桿被固定不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示。定桿的彈力方向應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由平衡條件或牛頓第二定律分析判斷，如例1中(4)。 (2)輕繩上的彈力 ①同一條輕繩沒(méi)有彎折時(shí)，繩上的拉力處處相等。例如圖甲中AB段繩上的拉力處處相等。 ②當(dāng)輕繩繞過(guò)光滑的滑輪或掛鉤時(shí)，由于滑輪或掛鉤對(duì)繩無(wú)約束，因此繩上的力是處處相等的，即滑輪只改變力的方向不改變力的大小，例如圖乙中，BC、BD兩段繩中的拉力大小都等于重物的重力。 ③當(dāng)輕繩某處打有死結(jié)時(shí)，由于結(jié)點(diǎn)對(duì)繩有約束，因此繩上的力可能不是處處相等，例如圖丙中，繩AOB中，AO和OB兩段繩中拉力大小不相等。 [變式1－1] (多選)如圖所示，一重為10 N的球固定在支桿AB的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉力為7.5 N，則AB桿對(duì)球的作用力( ) A．大小為7.5 N B．大小為12.5 N C．方向與水平方向成53角斜向右下方 D．方向與水平方向成53角斜向左上方 答案 BD 解析 對(duì)球進(jìn)行受力分析可得，AB桿對(duì)球的作用力F和繩的拉力的合力與球的重力等大反向，可得F方向斜向左上方，其大小F＝ N＝12.5 N，故B正確；設(shè)AB桿對(duì)球的作用力與水平方向的夾角為α，可得tanα＝＝，α＝53，故D正確。 [變式1－2] 一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕彈簧，將其上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí)，彈簧的總長(zhǎng)度變?yōu)?L?，F(xiàn)將兩個(gè)這樣的彈簧按如圖所示方式連接，A、B兩小球的質(zhì)量均為m，則兩小球平衡時(shí)，B小球距懸點(diǎn)O的距離為(不考慮小球的大小，且彈簧都在彈性限度范圍內(nèi))( ) A．3L B．4L C．5L D．6L 答案 C 解析 由題意可知，kL＝mg，當(dāng)用兩個(gè)相同的彈簧按題圖所示懸掛時(shí)，下面彈簧彈力大小為mg，伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)，而上面彈簧的彈力為2mg，由kx＝2mg可知，上面彈簧的伸長(zhǎng)量為x＝2L，故B球到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)＋L＋L＋2L＝5L，C正確。 考點(diǎn)2 摩擦力的分析與計(jì)算 1．靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷方法 (1)假設(shè)法 (2)狀態(tài)法：根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的有無(wú)及方向。 (3)牛頓第三定律法：先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。 2．求解摩擦力的技巧 例2 (多選)如圖所示，甲物體在沿斜面的推力F的作用下靜止于乙物體上，乙物體靜止在水平面上，現(xiàn)增大外力F，兩物體仍然靜止，則下列說(shuō)法正確的是( ) A．乙對(duì)甲的摩擦力一定增大 B．乙對(duì)甲的摩擦力可能減小 C．乙對(duì)地面的摩擦力一定增大 D．乙對(duì)地面的摩擦力可能增大 解題探究 (1)乙對(duì)甲原來(lái)一定有摩擦力嗎？ 提示：不一定，要看甲的重力沿斜面的分力與F的大小關(guān)系。 (2)乙對(duì)地面一定有摩擦力嗎？ 提示：一定有，以甲、乙整體為研究對(duì)象，可判斷整體相對(duì)地面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則地面對(duì)乙的靜摩擦力水平向左，則由牛頓第三定律知，乙對(duì)地面的摩擦力水平向右。 嘗試解答 選BC。 設(shè)甲的質(zhì)量為m，斜面傾角為θ，若F＝mgsinθ，乙對(duì)甲的摩擦力為零，F(xiàn)增大，f變大，方向沿斜面向下；若F>mgsinθ，乙對(duì)甲的摩擦力沿斜面向下，f＝F－mgsinθ，F(xiàn)增大，f增大；若F下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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