2018屆高考物理一輪復習 專題 重力 彈力 摩擦力導學案2

1、重力 彈力 摩擦力知識梳理知識點一、重力1產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力。2大小：與物體的質量成正比，即Gmg?？捎脧椈蓽y力計測量重力。3方向：總是豎直向下的。4重心：其位置與物體的質量分布和形狀有關。5重心位置的確定質量分布均勻的規(guī)則物體，重心在其幾何中心；對于形狀不規(guī)則或者質量分布不均勻的薄板，重心可用懸掛法確定。知識點二、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原狀的形變。（2）彈性限度：當形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不能完全恢復原來的形狀，這個限度叫彈性限度。3彈力（1）定義：發(fā)生彈性形變

2、的物體，由于要恢復原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。（2）產(chǎn)生條件：物體相互接觸且發(fā)生彈性形變。（3）方向：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。4胡克定律（1）內容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。（2）表達式：Fkx。k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質決定。x是形變量，但不是彈簧形變以后的長度。知識點三、滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力1靜摩擦力與滑動摩擦力對比 名稱項目靜摩擦力滑動摩擦力定義兩相對靜止的物體間的摩擦力兩相對運動的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件接觸面粗糙接觸處有壓力兩物體間有相對運動趨

3、勢接觸面粗糙接觸處有壓力兩物體間有相對運動大?。?）靜摩擦力為被動力，與正壓力無關，滿足0FFmax（2）最大靜摩擦力Fmax大小與正壓力大小有關FFN方向與受力物體相對運動趨勢的方向相反與受力物體相對運動的方向相反作用效果總是阻礙物體間的相對運動趨勢總是阻礙物體間的相對運動2.動摩擦因數(shù)：（1）定義：彼此接觸的物體發(fā)生相對運動時，摩擦力的大小和壓力的比值。（2）決定因素：與接觸面的材料和粗糙程度有關。思考判斷(1)自由下落的物體所受重力為零.()(2)重力的方向一定指向地心.()(3)彈力一定產(chǎn)生在相互接觸的物體之間.()(4)物體所受彈力方向與自身形變的方向相同.()(5)公式Fkx中“x

4、”表示彈簧形變后的長度.()(6)彈簧的勁度系數(shù)由彈簧自身性質決定.()答案：(1)(2)(3)(4) (5)(6)考點精練考點一彈力的分析與計算1彈力有無的判斷“三法”（1）條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力。此方法多用來判斷形變較明顯的情況。（2）假設法：對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。（3）狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在。2彈力方向的判斷方法（1）常見模型中彈力的方向（2）根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律確

5、定彈力的方向。3彈力大小計算的三種方法（1）根據(jù)力的平衡條件進行求解。（2）根據(jù)牛頓第二定律進行求解。（3）根據(jù)胡克定律進行求解。對應訓練1彈力有無的判斷在下列各圖中，a、b均處于靜止狀態(tài)，且接觸面均光滑，a、b間一定有彈力的是（）答案B2彈力方向的判斷（多選）如圖1所示為位于水平面上的小車，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定有質量為m的小球。下列關于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是（）圖1A小車靜止時，F(xiàn)mgsin ，方向沿桿向上B小車靜止時，F(xiàn)mgcos ，方向垂直于桿向上C小車向右勻速運動時，一定有Fmg，方向豎直向上D小車向右勻加速運動時，一定有Fmg，方向可能

6、沿桿向上解析小球受重力和桿的作用力F處于靜止或勻速運動時，由力的平衡條件知，二力必等大反向，有Fmg，方向豎直向上。小車向右勻加速運動時，小球有向右的恒定加速度，根據(jù)牛頓第二定律知，mg和F的合力應水平向右，如圖所示。由圖可知，F(xiàn)mg，方向可能沿桿向上，選項C、D正確。答案CD3彈簧彈力的大小（多選）如圖2所示，放在水平地面上的質量為m的物體，與地面間的動摩擦因數(shù)為，在勁度系數(shù)為k的輕彈簧作用下沿地面做勻速直線運動。彈簧沒有超出彈性限度，則（）圖2A彈簧的伸長量為B彈簧的伸長量為C物體受到的支持力與它對地面的壓力是一對平衡力D彈簧對物體的彈力與物體受到的摩擦力是一對平衡力解析由平衡條件，kxm

7、g，解得彈簧的伸長量為x，選項A錯誤，B正確；物體受到的支持力與它對地面的壓力是一對作用力與反作用力，選項C錯誤；彈簧對物體的彈力與物體受到的摩擦力是一對平衡力，選項D正確。答案BD反思總結1輕桿與輕繩彈力的區(qū)別輕繩和有固定轉軸輕桿的相同點是彈力的方向是沿繩和沿桿的，但輕繩只能提供拉力，輕桿既可以提供拉力也可以提供支持力。因此可用輕繩替代的桿為拉力，不可用輕繩替代的桿為支持力。2易錯提醒（1）易錯誤地將跨過光滑滑輪、桿、掛鉤的同一段繩當兩段繩處理，認為張力不同；易錯誤地將跨過不光滑滑輪、桿、掛鉤的繩子當成同一段繩子處理，認為張力處處相等。（2）易錯誤地認為任何情況下桿的彈力一定沿桿?？键c二摩擦

8、力方向的判斷1對摩擦力的理解（1）摩擦力的方向總是與物體間相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反，但不一定與物體的運動方向相反。（2）摩擦力總是阻礙物體間的相對運動（或相對運動趨勢），但不一定阻礙物體的運動。（3）摩擦力不一定是阻力，也可以是動力；摩擦力不一定使物體減速，也可以使物體加速。（4）受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，但一定保持相對靜止。2明晰“三個方向”名稱釋義運動方向一般指物體相對地面（以地面為參考系）的運動方向相對運動方向指以其中一個物體為參考系，另一個物體相對參考系的運動方向相對運動趨勢方向由兩物體間靜摩擦力的存在導致，能發(fā)生卻沒有發(fā)生的相對運動的方向對應訓練1對摩擦力的理解（多

9、選）下列關于摩擦力的說法，正確的是（）A作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速B作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不可能使物體減速C作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速D作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速解析摩擦力總是阻礙物體的相對運動（或相對運動趨勢），而物體間的相對運動與物體的實際運動無關。當摩擦力的方向與物體的運動方向一致時，摩擦力是動力，方向相反時為阻力，故選項C、D正確。 答案CD2靜摩擦力有無及方向的判斷（多選）如圖3所示，水平地面上的L形木板M上放著小木塊m，M與m間有一個處于壓縮狀態(tài)的彈簧，整個裝置處于靜止狀態(tài)。

10、下列說法正確的是（）圖3AM對m的摩擦力方向向右BM對m無摩擦力作用C地面對M的摩擦力方向向右D地面對M無摩擦力作用解析對m受力分析，m受到重力、支持力、水平向左的彈力及M對m的摩擦力，根據(jù)平衡條件知，M對m的摩擦力向右。故A正確，B錯誤；對整體受力分析，在豎直方向上受到重力和支持力而處于平衡狀態(tài)，若地面對M有摩擦力，則整體不能平衡，故地面對M無摩擦力作用。故C錯誤，D正確。答案AD3滑動摩擦力方向的判斷如圖4所示，A為長木板，在水平地面上以速度v1向右運動，物塊B在木板A的上面以速度v2向右運動。下列判斷正確的是（A、B間不光滑）（）圖4A若是v1v2，A、B之間無滑動摩擦力B若是v1v2，

11、A受到了B所施加的向右的滑動摩擦力C若是v1v2，B受到了A所施加的向右的滑動摩擦力D若是v1v2，B受到了A所施加的向左的滑動摩擦力解析當v1v2時，A、B之間無相對運動，它們之間肯定沒有滑動摩擦力；當v1v2時，以B為參考系，A向右運動，它受到B施加的向左的滑動摩擦力，B則受到A施加的向右的滑動摩擦力；當v1v2時，以A為參考系，B向右運動，B受到A施加的向左的滑動摩擦力，A受到B施加的向右的滑動摩擦力。答案A反思總結靜摩擦力的有無及方向的判斷方法（1）假設法（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

12、的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向?？键c三摩擦力大小的計算計算摩擦力大小的“四點”注意（1）在確定摩擦力的大小之前，首先分析物體所處的狀態(tài)，分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力。（2）滑動摩擦力的大小可以用公式FFN計算，而靜摩擦力沒有公式可用，只能利用平衡條件或牛頓第二定律列方程計算。這是因為靜摩擦力是被動力，其大小隨狀態(tài)而變，介于0Fm之間。（3）“FFN”中FN并不總是等于物體的重力。（4）滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關，與接觸面積的大小也無關?！镜淅咳鐖D5所示，質量為m的木塊在質量為M的木板上滑行，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為1，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為2，木板一直靜止，那么木塊

13、與木板間、木板與地面間的摩擦力大小分別為（）圖5A2mg1Mg B2mg2mgC2mg1（mM）g D2mg1Mg2mg解析因為木板一直靜止，單獨隔離木板受力分析，在水平方向上木板所受地面的靜摩擦力與木塊對它的滑動摩擦力，這兩個力大小相等、方向相反，木塊對木板的壓力大小等于mg，故Ff2FN2mg，B對。答案B反思總結摩擦力大小計算的思維流程對應訓練1摩擦力大小的計算如圖6所示，固定在水平地面上的物體P，左側是光滑圓弧面，一根輕繩跨過物體P頂點上的小滑輪，一端系有質量為m4 kg的小球，小球與圓心連線跟水平方向的夾角60，繩的另一端水平連接物塊3，三個物塊重均為50 N，作用在物塊2的水平力F

14、20 N，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，取g10 m/s2，則以下說法正確的是（）圖6A1和2之間的摩擦力是20 NB2和3之間的摩擦力是20 NC3與桌面間的摩擦力為20 ND物塊3受6個力作用解析對小球受力分析可知，繩的拉力等于小球重力沿圓弧面切線方向的分力，由幾何關系可知繩的拉力等于20 N。將三個物塊看成一個整體受力分析，可知水平方向整體受到拉力F和繩的拉力的作用，由于F等于繩的拉力，故整體受力平衡，與桌面間沒有摩擦力，故物塊3與桌面間的摩擦力為0，C錯誤；由于物塊1、2之間沒有相對運動的趨勢，故物塊1和2之間沒有摩擦力的作用，A錯誤；隔離物塊3受力分析，水平方向受力平衡可知物塊2和3之間摩擦

15、力的大小是20 N，B正確；物塊3受重力、桌面的支持力、物塊2的壓力、物塊2的摩擦力、繩的拉力5個力作用，D錯誤。答案B2動摩擦因數(shù)的測定用彈簧測力計測定木塊A和木塊B間的動摩擦因數(shù)，有如圖7甲、乙兩種裝置。（1）為了能夠用彈簧測力計讀數(shù)表示滑動摩擦力，圖示裝置的兩種情況中，木塊A是否都要做勻速運動？（2）若木塊A做勻速運動，甲圖中A、B間的摩擦力大小是否等于拉力Fa的大??；（3）若A、B的重力分別為100 N和150 N，甲圖中當物體A被拉動時，彈簧測力計的讀數(shù)為60 N，拉力Fa110 N，求A、B間的動摩擦因數(shù)。圖7解析（1）題圖甲裝置中只要A相對B滑動即可，彈簧測力計的拉力大小等于B受

16、到的滑動摩擦力大??；題圖乙裝置中要使彈簧測力計的拉力大小等于A受到的摩擦力大小，A必須做勻速直線運動，即處于平衡狀態(tài)。（2）題圖甲中A受到B和地面的滑動摩擦力而使A處于勻速運動狀態(tài)，應是這兩個滑動摩擦力的大小之和等于拉力Fa的大小。（3）FNGB150 N，B所受滑動摩擦力大小等于此時彈簧測力計讀數(shù)，即為Ff60 N，則由FfFN可求得0.4。（注：滑動摩擦力與Fa的大小無關，這種實驗方案顯然優(yōu)于題圖乙裝置的方案）答案（1）見解析（2）不等于（3）0.4考點四摩擦力的突變問題1“靜靜”突變物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止狀態(tài)，當作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時，如果物體仍然保持靜止狀態(tài)

17、，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向將發(fā)生突變。2“靜動”突變或“動靜”突變物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止狀態(tài)，當其他力變化時，如果物體不能保持靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力。3“動動”突變某物體相對于另一物體滑動的過程中，若突然相對運動方向變了，則滑動摩擦力方向發(fā)生“突變”。【典例】如圖8所示，質量為1 kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)0.2，從t0開始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同時受到一個水平向左的恒力F1 N的作用，g取10 m/s2，向右為正方向，該物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象是（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（）圖8解析物體在力F和摩擦力作用下向右做

18、勻減速直線運動，此時滑動摩擦力水平向左，大小為Ff1mg2 N，物體的速度為零后，物體在力F作用下處于靜止狀態(tài)，物體受水平向右的靜摩擦力，大小為Ff2F1 N，故只有圖A正確。答案A反思總結分析摩擦力突變問題的三點注意（1）題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”和“剛好”等關鍵詞時，一般隱藏著臨界問題。有時，有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術語”，但審題時發(fā)現(xiàn)某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變，則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。（2）靜摩擦力的大小、方向取決于物體間的相對運動的趨勢，而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達到最大值。（3）研究傳送

19、帶問題時，物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運動性質的分界點。對應訓練1“靜靜”突變一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止狀態(tài)，如圖9所示，其中F110 N，F(xiàn)22 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為（）圖9A10 N，方向向左 B6 N，方向向右C2 N，方向向右 D0解析當物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N，方向向左?？芍畲箪o摩擦力Ffmax8 N。當撤去力F1后，F(xiàn)22 NFfmax，物體仍處于靜止狀態(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作

20、用在物體上的F2等大反向。選項C正確。答案C2“靜動”突變如圖10所示，完全相同的A、B兩物體放在水平地面上，與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為0.2，每個物體重G10 N，設物體A、B與水平地面間的最大靜摩擦力均為Ffm2.5 N，若對A施加一個向右的由0均勻增大到6 N的水平推力F，有四位同學將A物體所受到的摩擦力隨水平推力F的變化情況在圖中表示出來。其中表示正確的是（）圖10解析推力F由0均勻增大到2.5 N，A、B均未動，而FfA由0均勻增大到2.5 N。推力F由2.5 N增大到5 N，F(xiàn)fA2.5 N。推力F由5 N增大到6 N，A處于運動狀態(tài)，F(xiàn)fAG2 N，D正確。答案D3“動動”突變

21、如圖11所示，斜面固定在地面上，傾角為37（sin 370.6，cos 370.8）。質量為1 kg 的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行（斜面足夠長，該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8），則該滑塊所受摩擦力F隨時間變化的圖象是下圖中的（取初速度v0的方向為正方向，g10 m/s2）（）圖11解析滑塊上升過程中受到滑動摩擦力作用，由FFN和FNmgcos 聯(lián)立得F6.4 N，方向為沿斜面向下。當滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsin mgcos ，滑塊不動，滑塊受的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得Fmgsin ，代入可得F6 N，方向為沿斜面向上，故選項B正確。答案B隨堂檢測1.彈力

22、有無的判斷如圖所示，輕繩上端固定，下端懸掛一個重球，在重球下放著一光滑斜面，球與斜面接觸且處于靜止狀態(tài)，輕繩保持豎直，則重球受到的力是()A.重力和輕繩的拉力B.重力、輕繩的拉力和斜面的支持力C.重力、斜面的彈力和斜面的靜摩擦力D.重力、輕繩的拉力、斜面的支持力和下滑力2.靜摩擦力(多選)如圖所示，皮帶運輸機將物體勻速地送往高處，下列結論正確的是()A.物體受到與運動方向相同的摩擦力作用B.傳送的速度越大，物體受到的摩擦力越大C.物體所受的摩擦力與傳送的速度無關D.物體受到的靜摩擦力為物體隨皮帶運輸機上升的動力3.彈簧彈力的分析與計算完全相同且質量均為m的物塊A、B用輕彈簧相連，置于帶有擋板C

23、的固定斜面上，斜面的傾角為，彈簧的勁度系數(shù)為k.初始時彈簧處于原長，A恰好靜止.現(xiàn)用一沿斜面向上的力拉A，直到B剛要離開擋板C，則此過程中物塊A的位移大小為(彈簧始終處于彈性限度內)()A.B.C.D.4.摩擦力有無和方向的判斷(多選)如圖甲、乙所示，傾角為的斜面上放置一滑塊M，在滑塊M上放置一個質量為m的物塊，M和m相對靜止，一起沿斜面勻速下滑，下列說法正確的是()A.圖甲中物塊m受到摩擦力B.圖乙中物塊m受到摩擦力C.圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力D.圖乙中物塊m受到與斜面平行向上的摩擦力5.摩擦力突變如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為37(sin 370.6，cos 370.8).質量為1 kg的滑塊以初速度v0從斜