高考物理一轮复习第2章相互作用共点力的平衡第1节重力弹力摩擦力课件

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交通运输,桥梁建设,体育运动,生活中物体悬挂等
受力分析,物体静态平衡,动态平衡,合力和分力的关系
本章内容属于高考考查的热点,多为选择题。考查的具体内容主要包括以下几个方面:①以生活实际或力、电平衡模型为背景的静态、动态平衡问题;②在综合题中的渗透和体现
一、重力1.产生:由于 地球吸引　而使物体受到的力。 注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力。2.大小:G=mg,可用 弹簧测力计　测量。 注意:(1)物体的质量不会变;(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。3.方向:总是 竖直向下　的。 注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。
4.重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心。(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的 质量　分布。 (2)不规则薄板形物体重心的确定方法: 悬挂　法。 注意:重心的位置不一定在物体上。
二、弹力1.弹性形变:撤去外力作用后能够 恢复原状　的形变。 2.弹力①:(1)定义:发生 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。 (2)产生条件:①物体间直接接触;②接触处发生 形变　。 
(3)方向:总是与施力物体形变的方向 相反　,总是与受力物体的形变方向 相同　。 
3.胡克定律:(1)内容:在弹性限度内,弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成 正比　。 (2)表达式:F=kx。①k是弹簧的 劲度系数　,单位是牛顿每米,用符号 N/m表示;k的大小由弹簧 自身性质　决定。 ②x是弹簧长度的 变化量　,不是弹簧形变以后的长度。 
三、摩擦力1.静摩擦力与滑动摩擦力②
2.动摩擦因数(1)定义:彼此接触的物体发生 相对运动　时,摩擦力和正压力的比值。 。 (2)决定因素:接触面的材料和 粗糙程度　。 
1.判断下列说法的正误。(1)重力就是地球对物体的吸引力。( ×　)(2)物体的重心一定在物体上。( ×　)(3)杆的弹力不一定沿杆的方向。( √　)(4)摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反。( ×　)(5)静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力。 ( ×　)(6)物体受到的摩擦力的大小一定满足Ff=μFN。 ( ×　)(7)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用。 ( √　)
2.(多选)(新教材人教版必修第一册P67习题改编)如图所示,一辆车拉着油桶在水平路面上做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( 　)
A.汽车各部分都受重力作用,但可以认为汽车各部分所受重力集中于一点B.油桶对汽车的压力的方向向下C.油桶受三个力的作用D.汽车受三个力作用
3.(新教材人教版必修第一册P63习题改编)所受重力为200 N的木箱放在水平地板上,至少要用45 N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用40 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知:木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax= 45 N　;木箱所受的滑动摩擦力Ff= 40 N　,木箱与地板之间的动摩擦因数μ= 0.2　;如果用30 N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为 30 N　。 
4.(多选)(新教材人教版必修第一册P67习题改编)如图所示,在粗糙的水平面上叠放着物体A和B,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平拉力F施于A,而A、B仍保持静止,则下面的说法中正确的是( 　)A.物体A与地面间的静摩擦力的大小等于FB.物体A与地面间的静摩擦力的大小等于零C.物体A与B间的静摩擦力的大小等于FD.物体A与B间的静摩擦力的大小等于零
答案AD　解析以A、B整体为研究对象,分析受力可知,整体水平方向受到拉力F和地面对A的静摩擦力fA,由平衡条件可得,fA=F。故A正确,B错误。以B为研究对象,分析受力可知,B相对于A没有运动趋势,B不受静摩擦力,即物体A与B间的静摩擦力的大小等于零。故C错误,D正确。
1.弹力有无的判断“三法”
3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解。(2)根据力的平衡条件进行求解。(3)根据牛顿第二定律进行求解。
解题指导本题根据状态法判断:静止时,根据平衡条件判断;加速运动时,根据牛顿第二定律判断。
本题考查弹力这一物理观念,结合本题要进一步熟练掌握在轻杆模型中弹力的求法,理解轻杆弹力“按需提供”的特点。提升科学思维这一核心素养,学会质疑并明确本题易错点:误认为轻杆上的弹力一定沿杆的方向。
1.(2020浙江台州一模)高竿船技是浙江嘉兴文化古镇(乌镇)至今仍保留并演出的传统民间杂技艺术,表演者爬上固定在船上的竹竿,模拟蚕宝宝吐丝作茧的动作祈愿蚕茧丰收。如图所示,此时表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,则下列说法正确的是( 　)A.表演者对竹竿的弹力是由竹竿形变产生的B.表演者对竹竿的力竖直向下C.表演者对竹竿的摩擦力一定为零D.表演者对竹竿的力大于竹竿对表演者的力
答案 B解析 表演者对竹竿的弹力是由人发生形变产生的,故A错误;因为表演者静止在弯曲倾斜的竹竿上,受到重力、弹力和摩擦力作用,且处于平衡,故竹竿对表演者的力竖直向上,根据牛顿第三定律可知表演者对竹竿的力竖直向下,故B正确,C错误;根据牛顿第三定律可知,表演者对竹竿的力的大小等于竹竿对表演者的力的大小,故D错误。
2.如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心。下列说法正确的是( 　)A.铁球一定受墙面水平向左的弹力B.铁球可能受墙面水平向左的弹力C.铁球一定受斜面通过铁球的重心的弹力D.铁球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力
答案 B解析 F的大小合适时,铁球可以静止在无墙的斜面上,F增大时墙面才会对铁球有弹力,所以选项A错误,B正确;斜面必须有对铁球斜向上的弹力才能使铁球不下落,该弹力方向垂直于斜面但不一定通过铁球的重心,所以选项C、D错误。
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。
3.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。
【典例2】 A、B、C三物块的质量分别为M,m和m0,按如图所示连接。绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计。若B随A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定( 　)A.物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0gB.物块A与B之间有摩擦力,大小为m0gC.桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0gD.桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g
解析 因为B随A一起沿水平桌面做匀速运动,所以A和B整体受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,以及竖直向下的重力和竖直向上的支持力,因此A受到桌面对其向左的摩擦力等于绳子的拉力,因为拉力等于C的重力,所以物体A与桌面间的摩擦力等于m0g,A正确;对B进行受力分析,根据状态法或假设法可知B受重力、支持力,故B不会受到A的摩擦力,故A、B间没有摩擦力,B、C、D错误。
破题 1.对物块C受力分析得到绳子弹力;2.对物块A、B整体和物块B分别受力分析得到桌面对A和A对B的摩擦力情况。
3.(2020浙江杭十四中高三月考)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车,按图示方法置于两个平板小车上,三者置于水平实验桌上。当小明用遥控器启动小车向前运动后,他看到两个平板小车也开始运动,下列标出平板小车的运动方向正确的是( 　)
答案 C解析 用遥控器启动小车向前运动,后轮是主动轮,顺时针转动,所以左侧平板小车对后轮的摩擦力向右,后轮对左侧平板小车的摩擦力向左;前轮是从动轮,所以右侧平板小车对前轮的摩擦力向左,前轮对右侧平板小车的摩擦力向右。因此左侧小车向左运动,右侧小车向右运动。故C项正确。
4.(2020河北衡水模拟)放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧,A、B均处于静止状态。下列说法中正确的是( 　)A.B受到向左的摩擦力B.B对A的摩擦力向右C.地面对A的摩擦力向右D.地面对A没有摩擦力
答案 D解析 假设接触面光滑,B向左运动,所以B受到A的摩擦力向右,A受到B的摩擦力向左,A、B构成一个整体,在水平面上没有运动趋势,所以地面对A没有摩擦力,D正确。
1.计算摩擦力大小的“四点”注意(1)首先分析物体的状态,分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=μFN计算,而静摩擦力没有公式可用,只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。这是因为静摩擦力是被动力,其大小随状态而变,介于0~Ffmax之间。(3)“Ff=μFN”中FN并不总是等于物体的重力。(4)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关。
2.摩擦力大小计算的思维流程
【典例3】 一横截面为直角三角形的木块按如图所示方式放置,质量均为m的A、B两物体用轻质弹簧相连放在倾角为30°的直角边上,物体C放在倾角为60°的直角边上,B与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接,A、C的质量比为 ,整个装置处于静止状态。已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数相同(μ