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适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力课件
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这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力课件，共35页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础固本增分，研考点精准突破，弹力方向的判断，答案A等内容，欢迎下载使用。
一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。2.大小:与物体的质量成正比,即G=mg。可用弹簧测力计测量重力。3.方向:总是 竖直向下 的。 4.重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。易错辨析·判一判(1)在地面某处,物体重力大小与其质量成正比。( √ )(2)重力的方向总是垂直向下的。( × )(3)重心是物体上最重的部分。( × )(4)重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的施力物体是地球。( √ )
二、弹力1.弹力(1)定义:发生 弹性形变 的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。 施力物体是发生形变的物体(2)产生的条件①物体间直接 接触 ; ②接触处发生 弹性形变 。 (3)方向:总是与物体形变的方向 相反 。
2.胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成 正比 。 (2)表达式:F=kx。k是弹簧的 劲度系数 ,由弹簧自身的性质决定,单位是N/m,x是弹簧长度的改变量,不是弹簧形变以后的长度。 易错辨析·判一判(5)只要物体发生形变就会产生弹力作用。( × )(6)物体所受弹力的方向与施力物体形变方向相反。( √ )(7)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳的方向。( √ )(8)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。( × )
三、摩擦力 有摩擦力时一定有弹力1.静摩擦力(1)定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时的摩擦力。 相对地面不一定静止(2)产生条件:①接触面 粗糙 ;②接触处有 弹力 ;③两物体间有 相对运动趋势 。 (3)方向:沿两物体的 接触面 ,与相对运动趋势的方向 相反 。 (4)大小:0
易错辨析·判一判(9)滑动摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。( × )(10)物体受到的摩擦力的大小一定满足Ff=μFN。( × )
教材情境·想一想阅读人教版教材必修第一册P66“科学漫步”——流体的阻力,完成下面问题。物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,还跟物体的横截面积有关。神舟返回舱在返回地面时,会打开减速伞减速。设减速伞下落过程受到的空气阻力与减速伞的横截面积S成正比,与减速伞下落的速度v的二次方成正比,即Ff=kSv2(其中k为比例系数)。减速伞在接近地面时近似看作匀速直线运动,重力加速度为g。如果返回舱和减速伞的总质量为m,求返回舱接近地面匀速时的速度vm。
1.“三法”判断弹力有无
3.“三法”计算弹力大小(1)根据胡克定律求解。(2)根据力的平衡条件求解。(3)根据牛顿第二定律求解。
对点演练1.(2023江苏南通调研)如图所示,小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳连接一个小球。当小车与小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力的作用D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用答案 D解析 当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,细绳的拉力为零;当小车和小球向右做匀加速直线运动时,绳的拉力不能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确。
2.(2023广东广州模拟)如图为一种倾斜放置的装取台球的装置,圆筒底部有一轻质弹簧,每个台球的质量为m,半径为R,圆筒直径略大于台球的直径。当将筒口处台球缓慢取走后,又会冒出一个台球,刚好到达被取走台球的位置。若圆筒与水平面之间的夹角为θ,重力加速度为g,忽略球与筒间的摩擦力。则弹簧的劲度系数k的值为( )
1.对摩擦力的理解(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动。(3)摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。(4)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定保持相对静止。
2.静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。(3)牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
3.摩擦力的“四类典型”突变问题
对点演练3.(多选)(2023江西宜春模拟)如图所示,三个物块A、B、C叠放在斜面上,用方向与斜面平行的拉力F作用在B上,使三个物块一起沿斜面向上做匀速运动。设物块C对A的摩擦力为FfA,C对B的摩擦力为FfB,下列说法正确的是( )A.如果斜面光滑,FfA与FfB方向相同,且FfA>FfBB.如果斜面光滑,FfA与FfB方向相反,且FfAFfBD.如果斜面粗糙,FfA与FfB方向相反,且FfA
解析 物体向右减速过程中,受滑动摩擦力作用,方向水平向左,大小为Ff1=μmg=2 N;物体速度减为0后,因F<μmg,物体将保持静止,此时摩擦力大小Ff2=F=1 N,方向水平向右。故A正确。
摩擦力大小的计算方法
典例.打印机在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时,下列说法错误的是( )A.第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小可能为μ2(F+10mg)C.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为μ2(F+mg)D.若μ1=μ2,则进纸系统不能进纸
思维点拨 1.由图可知第2张纸相对第3张纸有向右运动的趋势,由此可判断摩擦力方向。2.明确进第1张纸时,其他纸没有动,第2张及以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,根据平衡条件可求其大小。3.若μ1=μ2,搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F,小于第1张纸和第2张纸之间的滑动摩擦力,不能进纸。答案 B
解析 第2张纸相对第3张纸有向右运动的趋势,所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左,故A正确;工作时搓纸轮给第1张纸的压力大小为F,第1张纸对第2张纸的压力为F+mg,因为第2张以下的纸没有运动,只有运动趋势,所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,大小均为μ2(F+mg),故B错误,C正确;若μ1=μ2,搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F,第1张纸若能相对第2张纸滑动,则受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2(F+mg),因为μ1F<μ2(F+mg),所以第1张纸与第2张纸之间不会发生相对滑动,进纸系统不能进纸,故D正确。
对点演练5.(2022福建龙岩模拟)木块A、B的质量分别为5 kg和6 kg,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻质弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成60°的拉力F=6 N作用在木块B上,如图所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,则在力F作用后( )A.木块A所受摩擦力的方向向左B.木块A所受摩擦力大小是12.5 NC.木块B所受摩擦力大小是11 ND.木块B所受摩擦力大小是15 N答案 C
解析 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,所以木块A的最大静摩擦力为FmA=μFNA=0.25×50 N=12.5 N,木块B的最大静摩擦力为FmB=μFNB=0.25×60 N=15 N,此时弹簧的弹力为F弹=kx=400×0.02 N=8 N,弹簧弹力的大小小于木块最大静摩擦力的大小,木块处于静止状态。根据平衡条件,木块A受到的摩擦力大小为8 N,方向向右;木块B受到的摩擦力也是8 N,方向向左。用与水平方向成60°的拉力F=6 N作用在木块B上,假设木块B仍静止,则木块B受到的摩擦力为11 N,小于最大静摩擦力,则木块B仍然静止,摩擦力方向向左;施加F后,弹簧的形变量不变,则木块A受力情况不变,木块A受到的摩擦力大小仍为8 N,方向向右,C正确。
6.(2022云南昆明模拟)如图所示,建筑工地上有若干个沙堆(沙粒干燥且沙堆是由上至下倾倒沙粒形成的),这些沙堆的顶角几乎相等。测量其中一个沙堆,其锥底周长为62.8 cm,沙堆顶点到锥底的斜边长(即母线长)为12.5 cm,则沙粒之间的动摩擦因数约为( )A.0.2B.0.5D.0.8答案 C
一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。2.大小:与物体的质量成正比,即G=mg。可用弹簧测力计测量重力。3.方向:总是 竖直向下 的。 4.重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。易错辨析·判一判(1)在地面某处,物体重力大小与其质量成正比。( √ )(2)重力的方向总是垂直向下的。( × )(3)重心是物体上最重的部分。( × )(4)重力是由于地球对物体的吸引而产生的,重力的施力物体是地球。( √ )
二、弹力1.弹力(1)定义:发生 弹性形变 的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。 施力物体是发生形变的物体(2)产生的条件①物体间直接 接触 ; ②接触处发生 弹性形变 。 (3)方向:总是与物体形变的方向 相反 。
2.胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成 正比 。 (2)表达式:F=kx。k是弹簧的 劲度系数 ,由弹簧自身的性质决定,单位是N/m,x是弹簧长度的改变量,不是弹簧形变以后的长度。 易错辨析·判一判(5)只要物体发生形变就会产生弹力作用。( × )(6)物体所受弹力的方向与施力物体形变方向相反。( √ )(7)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳的方向。( √ )(8)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。( × )
三、摩擦力 有摩擦力时一定有弹力1.静摩擦力(1)定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时的摩擦力。 相对地面不一定静止(2)产生条件:①接触面 粗糙 ;②接触处有 弹力 ;③两物体间有 相对运动趋势 。 (3)方向:沿两物体的 接触面 ,与相对运动趋势的方向 相反 。 (4)大小:0
易错辨析·判一判(9)滑动摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同。( × )(10)物体受到的摩擦力的大小一定满足Ff=μFN。( × )
教材情境·想一想阅读人教版教材必修第一册P66“科学漫步”——流体的阻力,完成下面问题。物体在流体中运动时,要受到流体的阻力,流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关,还跟物体的横截面积有关。神舟返回舱在返回地面时,会打开减速伞减速。设减速伞下落过程受到的空气阻力与减速伞的横截面积S成正比,与减速伞下落的速度v的二次方成正比,即Ff=kSv2(其中k为比例系数)。减速伞在接近地面时近似看作匀速直线运动,重力加速度为g。如果返回舱和减速伞的总质量为m,求返回舱接近地面匀速时的速度vm。
1.“三法”判断弹力有无
3.“三法”计算弹力大小(1)根据胡克定律求解。(2)根据力的平衡条件求解。(3)根据牛顿第二定律求解。
对点演练1.(2023江苏南通调研)如图所示,小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳连接一个小球。当小车与小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力的作用D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用答案 D解析 当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,细绳的拉力为零;当小车和小球向右做匀加速直线运动时,绳的拉力不能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确。
2.(2023广东广州模拟)如图为一种倾斜放置的装取台球的装置,圆筒底部有一轻质弹簧,每个台球的质量为m,半径为R,圆筒直径略大于台球的直径。当将筒口处台球缓慢取走后,又会冒出一个台球,刚好到达被取走台球的位置。若圆筒与水平面之间的夹角为θ,重力加速度为g,忽略球与筒间的摩擦力。则弹簧的劲度系数k的值为( )
1.对摩擦力的理解(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动。(3)摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。(4)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定保持相对静止。
2.静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。(3)牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
3.摩擦力的“四类典型”突变问题
对点演练3.(多选)(2023江西宜春模拟)如图所示,三个物块A、B、C叠放在斜面上,用方向与斜面平行的拉力F作用在B上,使三个物块一起沿斜面向上做匀速运动。设物块C对A的摩擦力为FfA,C对B的摩擦力为FfB,下列说法正确的是( )A.如果斜面光滑,FfA与FfB方向相同,且FfA>FfBB.如果斜面光滑,FfA与FfB方向相反,且FfA
解析 物体向右减速过程中,受滑动摩擦力作用,方向水平向左,大小为Ff1=μmg=2 N;物体速度减为0后,因F<μmg,物体将保持静止,此时摩擦力大小Ff2=F=1 N,方向水平向右。故A正确。
摩擦力大小的计算方法
典例.打印机在正常工作的情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有20张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动,搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时,下列说法错误的是( )A.第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左B.第10张纸与第11张纸之间的摩擦力大小可能为μ2(F+10mg)C.第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为μ2(F+mg)D.若μ1=μ2,则进纸系统不能进纸
思维点拨 1.由图可知第2张纸相对第3张纸有向右运动的趋势,由此可判断摩擦力方向。2.明确进第1张纸时,其他纸没有动,第2张及以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,根据平衡条件可求其大小。3.若μ1=μ2,搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F,小于第1张纸和第2张纸之间的滑动摩擦力,不能进纸。答案 B
解析 第2张纸相对第3张纸有向右运动的趋势,所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左,故A正确;工作时搓纸轮给第1张纸的压力大小为F,第1张纸对第2张纸的压力为F+mg,因为第2张以下的纸没有运动,只有运动趋势,所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力,大小均为μ2(F+mg),故B错误,C正确;若μ1=μ2,搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F,第1张纸若能相对第2张纸滑动,则受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2(F+mg),因为μ1F<μ2(F+mg),所以第1张纸与第2张纸之间不会发生相对滑动,进纸系统不能进纸,故D正确。
对点演练5.(2022福建龙岩模拟)木块A、B的质量分别为5 kg和6 kg,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在A、B之间的轻质弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成60°的拉力F=6 N作用在木块B上,如图所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,则在力F作用后( )A.木块A所受摩擦力的方向向左B.木块A所受摩擦力大小是12.5 NC.木块B所受摩擦力大小是11 ND.木块B所受摩擦力大小是15 N答案 C
解析 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,所以木块A的最大静摩擦力为FmA=μFNA=0.25×50 N=12.5 N,木块B的最大静摩擦力为FmB=μFNB=0.25×60 N=15 N,此时弹簧的弹力为F弹=kx=400×0.02 N=8 N,弹簧弹力的大小小于木块最大静摩擦力的大小,木块处于静止状态。根据平衡条件,木块A受到的摩擦力大小为8 N,方向向右;木块B受到的摩擦力也是8 N,方向向左。用与水平方向成60°的拉力F=6 N作用在木块B上,假设木块B仍静止,则木块B受到的摩擦力为11 N,小于最大静摩擦力,则木块B仍然静止,摩擦力方向向左;施加F后,弹簧的形变量不变,则木块A受力情况不变,木块A受到的摩擦力大小仍为8 N,方向向右,C正确。
6.(2022云南昆明模拟)如图所示,建筑工地上有若干个沙堆(沙粒干燥且沙堆是由上至下倾倒沙粒形成的),这些沙堆的顶角几乎相等。测量其中一个沙堆,其锥底周长为62.8 cm,沙堆顶点到锥底的斜边长(即母线长)为12.5 cm,则沙粒之间的动摩擦因数约为( )A.0.2B.0.5D.0.8答案 C
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