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高考物理一轮复习专题05重力、弹力、摩擦力(含解析)人教版高三全册物理教案.docx


文档分类:中学教育 | 页数:约12页 举报非法文档有奖
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其次章 力与物体的均衡
1、高考侧重考察的学问点有: 力的合成与分解、 弹力、 摩擦力观点及其在各样形态下的表现形式. 对
受力剖析的考察涵盖了高中物理的全部考试热门问题. 别的,根底观点与实质联系也是目前高考命题的一个趋向.
2、会用平行四边形定那么、三角形定那么进展力的合成与分解;会用正交分解法进展力的合成与分

3、考试命题特色:这局部学问单独考察一个学问点的试题特别少,大局部状况都是同时涉及到几个学问点,并且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容联合起来考察,考察时侧重物理思想与物理
力量的查核 .
第 05 讲 重力、弹力、摩擦力
把握重力的大小、方向及重心观点.
把握弹力的有无、方向的推断及大小的计算的根本方法 .
把握胡克定律.
会推断摩擦力的有无和方向 .
会计算摩擦力的大小.
重力
产生:由于地球的吸引而使物体遇到的力.
大小: G= mg.
g 的特色
①在地球上同一地址 g 值是一个不变的常数.
②g 值跟着纬度的增大而增大.
③g 值跟着高度的增大而减小.
方向:竖直向下.
重心①有关要素:物体的几何外形;物体的质量散布.
.专业 .
.
②地点确立:质量散布平均的规那么物体,重心在其几何中心;对于外形不规那么或许质量散布不均匀的薄板,重心可用悬挂法确立.
弹力
形变:物体外形或体积的变化叫形变.
弹力①定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用.②产生条件:
物体相互接触;物体发生弹性形变.
胡克定律
①内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小 F 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,单位为变化量,不是弹簧形变此后的长度.
摩擦力
N/m;k 的大小由弹簧自己性质打算. x 是弹簧长度的
〔1〕定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或拥有相对运动的趋向时,在接触面上产生阻挡相对运动或相对运动趋向的力.
〔2〕产生条件
①接触面粗拙;
②接触处有挤压作用;
③两物体间有相对运动或相对运动的趋向.
〔3〕方向:与受力物体相对运动或相对运动趋向的方向相反.
〔4〕大小
①滑动摩擦力: F=μF;
N
0< .
②静摩擦力: F ≤ F
f max
考点一
弹力的大小、有无及方向的推断
弹力有无的推断方法
条件法:依据物体能否直接接触并发生弹性形变来推断能否存在弹力.此方法多用来推断形变较
.专业 .
.
明显的状况.
假定法:对形变不明显的状况,可假定两个物体间弹力不存在,看物体可否保持原有的状态,假定运动状态不变,那么此处不存在弹力,假定运动状态转变,那么此处必定有弹力.
状态法:依据物体的运动状态,利用牛顿其次定律或共点力均衡条件推断弹力能否存在.
替代法:能够将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替代,看可否保持原来的运动状态.
弹力方向的推断方法
依据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反推断.
依据共点力的均衡条件或牛顿其次定律确立弹力的方向.
弹力的剖析与计算
第一剖析物体的运动状况, 而后依据物体的运动状态, 利用共点力均衡的条件或牛顿其次定律求弹力.
★要点概括★
1、几种典型接触弹力的方向确认:
弹力
面与面接触的弹力点与面接触的弹力
弹力的方向
垂直于接触面指向受力物体
过接触点垂直于接触面 ( 或接触面的切面 ) 而指向受力物

球与面接触的弹力 在接触点与球心连线上,指向受力物体
球与球接触的弹力 垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体
2、含弹簧类弹力问题的剖析与计算
中学物理中的“弹簧〞和“橡皮绳〞也是抱负化模型,拥有以下几个特征:
弹力依据胡克定律 F= kx,此中 x 是弹簧的形变量.
轻:即弹簧 ( 或橡皮绳 ) 的重力可视为零.
弹簧既能受拉力,也能受压力 ( 沿着弹簧的轴线 ) ,橡皮绳只好受拉力,不行以受压力.
由于弹簧和橡皮绳受力时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不行以突变.可是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们产生的弹力马上消逝.
3.滑轮模型与死扣模型问题的剖析
〔1〕越过滑轮、圆滑杆、圆滑钉子的细绳两头张力大小相等.
〔2〕死扣模型:如几个绳端有“结点〞,即几段绳索系在一同,谓之“死扣〞,那么这几段绳中的张力不必定相等.
〔3〕一样要留意轻质固定杆的弹力方向不必定沿杆的方向,作用劲的方向需要联合均衡方程或牛顿
.专业 .
.
其次定律求得,而轻质活动杆中的弹力方向必定沿杆的方向.
★典型事例★ 以以下图, 质量为 2m 的物体 A 经过一轻质弹簧与地面上的质量为 3m 的物体 B 相连,弹簧的进度系数为 k,一条不行伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体 A,另一端连一质量为 m 的物体 C, 物体 A、 B、 C 都处于静止状态,重力加快度为 g,无视全部摩擦
〔1〕求物体 B 对地面的压力;
〔2〕把物体 C 的质量改为 5m,这时 C 缓慢降落,经过一段时间系统到达的均衡状态,这时 B 仍没
走开地面,且 C 只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体 A 上涨的高度。
[ 答案 ] 〔 1〕 4mg 〔 2〕 4mg
k
[ 名师点睛 ] 对于含有弹簧的问题,都要剖析弹簧的状态,弹簧寻常有三种状态:原长、伸长和压缩, 依据几何关系争论物体上涨的高度是常用的思路
★针对练习 1★如图, A、 B 两球〔可视为质点〕质量均为 m,固定在轻弹簧的两头,分别用细绳悬于
O 点,此中球 A 处在圆滑竖直墙面和圆滑水平川面的交界处.两球均处于静止状态, OA 沿竖直方向,
OAB 恰巧组成一个正三角形,重力加快度为 g,那么以下说法正确的选项是: 〔 〕
.专业 .
.
1
球 A 对竖直墙壁的压力大小为 mg
2
弹簧对球 A 的弹力大于对球 B 的弹力
绳 OB 的拉力大小等于 mg
球 A 对地面的压力不行能为零
[答案]C
★针对练习 2★在以以下图的四幅图中, AB、BC 均为轻质杆,各图中杆的 A、C 端都经过铰链与墙连结,
两杆都在 B 处由铰链相连结。以下说法正确的选项是: 〔 〕
图中的 AB 杆能够用与之等长的轻绳取代的有甲、乙
图中的 AB 杆能够用与之等长的轻绳取代的有甲、丙、丁
.专业 .
.
图中的 BC 杆能够用与之等长的轻绳取代的有乙、丙
图中的 BC 杆能够用与之等长的轻绳取代的有乙、丁[答案]B
[分析]
甲图中的 AB 杆、丙图中的 AB 杆和丁图中的 AB 杆承受的都是拉力,故能够用与之等长的轻绳取代;
而乙图中的 AB 杆承受的是压力,不行以用等长的绳索来取代;应选 B.
[ 名师点睛 ] 此题是对于物体的均衡问题; 要点是知道绳索只好承受拉力,
而轻杆能承受压力也能承受
拉力;剖析各个图中的杆的受力的方向即可解答此题 .
考点二 静摩擦力方向的推断
假定法:静摩擦力的方向必定与物体相对运动趋向方向相反,利用“假定法〞能够推断出物体相对运动趋向的方向.
状态法:依据二力均衡条件、牛顿其次定律,能够推断静摩擦力的方向.
利用牛顿第三定律 ( 即作用劲与反作用劲的关系 ) 来推断,此法要点是抓住“力是成对消灭的〞,
先确立受力较少的物体遇到的静摩擦力的方向,再依据“反向〞确立另一物体遇到的静摩擦力的方向.
★要点概括★
应用“状态法〞解题时应留意的问题
状态法是剖析推断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法 , 用该方法能够不用剖析物体相对运动的趋向,使模糊不清的问题光明化,简单的问题简洁化.在使用状态法办理问题时,需留意以下两点:
明确物体的运动状态,剖析物体的受力状况,依据均衡方程或牛顿其次定律求解静摩擦力的大小和方向.
静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必定关系,可能一样,也可能相反,还可能成必定的夹角.
5.摩擦力的突变问题
当物体的受力状况发生变化时, 摩擦力之间的相互转变.
摩擦力的大小和方向常常会发生变化, 有可能会致使静摩擦力和滑动
该类问题常涉及摩擦力的突变问题,在剖析中很简洁发生失误.在解决此类问题时应留意以下两点:
如题干中无特别说明,一般以为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力.
由于此类问题涉及的过程较为简单,承受特别地点法解题常常比承受过程剖析法解题更加简洁.
★典型事例★ 以以下图,在两块一样的竖直木板之间,有质量均为 m 的 4 块一样的砖,用两个大小均为
F 的水平力压木板,使砖块静止不动,那么第 2 块砖对第 3 块砖的摩擦力大小是: 〔 〕
.专业 .
.
1
A. 0 B . mg C . mg D . 2mg
2
[答案]A
[ 名师点睛 ] 此题是多个物体均衡问题,要点是选择争论对象,常常先整体,后隔绝,两个方法联合处理。
★针对练习 1★〔多项选择〕以以下图,质量均为 m 的 a、 b 两物体,放在两固定的水平挡板之间,物
体间用一竖直搁置的轻弹簧连结,在 b 物体上施加水平拉力 F 后,两物体始终保持静止状态,重力加
速度为 g,那么以下说法正确的选项是: 〔 〕
A、 a 物体对水平挡板的压力大小不行能为 2mg
B、 a 物体所受摩擦力的大小为 F
C、 b 物体所受摩擦力的大小为 F
D、弹簧对 b 物体的弹力大小必定大于 mg [ 答案 ]CD
[ 名师点睛 ] 依据物体 b 受水平拉力 F 力后仍处于静止,那么可知,必定遇到静摩擦力,进而可确立弹
簧的弹力与物体 b 的重力关系,再由摩擦力产生的条件,即可求解.
.专业 .
.
★针对练习 2★如图,质量为 M、半径为 R 的半球形物体 A 放在粗拙水平川面上,经过最高点处的钉
子用水平轻质细线拉住一质量为 m,半径为 r 的圆滑球 B,重力加快度为 g,那么: 〔 〕
地面对 A 的摩擦力方向向右
R
B 对 A 的压力大小为 r mg
R
细线对小球的拉力大小为
r mg
R
R r 2 R2
假定剪断绳索〔 A 不动〕,那么此刹时球 B 加快度大小为 g
R
[答案]B
[ 分析 ] 对 AB 整体受力剖析,受重力和支持力,相对地面无相对滑动趋向,故不受摩擦力,依据均衡条件,故 A 错误;对小球受力剖析,以以下图:
依据均衡条件,有:
r
R r 2 R2
F
mg
, T
mg tan
,此中 cos
R r
, tan
cos
R
R
,故:
F R mg ,B 正确 C 错误;假定剪断绳索〔 A 不动〕, B 球受重力和支持力,依据牛顿其次定律,
R
有: mg sin ma,由于 cos
r
R , tan
R
R r 2 R2 R r 2 R2
,所以 sin ,
R R r
解得:
2
a g sin R r R r
R2 g

,故 D 错误;
考点三 摩擦力大小的计算
计算摩擦力时第一要分清是静摩擦力仍是滑动摩擦力.
.专业 .
.
N
滑动摩擦力由公式 F= μF 计算,应用此公式时要留意以下两点:
①μ 为动摩擦因数,其大小与接触面的资料、外表的粗拙程度有关; F 为两接触面间的正压力,其大
N
小不必定等于物体的重力.
②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度没关,与接触面积的大小没关.
静摩擦力的计算
①它的大小和方向都跟产生相对运动趋向的力亲切有关, 跟接触面相互挤压力 F 无直接关系, 所以它
N
拥有大小、方向的可变性,变化性强是它的特色.对具体问题,要具体剖析争论对象的运动状态,依据物体所处的状态 ( 均衡、加快等 ) ,由力的均衡条件或牛顿运动定律求解.
②最大静摩擦力 F :是物体将要发生相对运动这一临界状态时的摩擦力.它的数值与 F 成正比,在
max N
0
F 不变的状况下, F 比滑动摩擦力稍大些,寻常以为两者相等,而静摩擦力可在 ~ F 间变化.
N max max
★要点概括★
1、在剖析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般承受整体法与隔绝法进展剖析.
2、受静摩擦力作用的物体不必定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不必定是运动的.
3、摩擦力阻挡的是物体间的相对运动或相对运动趋向,但摩擦力不必定阻挡物体的运动,即摩擦力不必定是阻力.
4、摩擦力生疏的三个误区
①以为滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体速度大小有关
②不行以生疏到摩擦力性质、方向、大小会发生突变而产生错误
③以为静止的物体只好遇到静摩擦力,运动的物体只好遇到滑动摩擦力
5、对摩擦力的进一步理解
误区一:有弹力就有摩擦力,有摩擦力就有弹力
从产生摩擦力的条件可知:有弹力存在只是是产生摩擦力的一个条件.虽有弹力存在,但两物体间假设没有“相对运动或相对运动的趋向〞,那么不会产生摩擦力,反之,假定两物体间有摩擦力,那么必定有弹力.
误区二:摩擦力的大小必定与正压力成正比
假定摩擦力是滑动摩擦力,依据 F = μF 可知,两物体间的滑动摩擦力确实与正压力成正比.但对静摩
f N
擦力而言,它是一个被动力,跟着使物体产生“相对运动趋向〞的外力的变化而变化,与正压力大小没关,正压力只可影响最大静摩擦力的大小. ( 同学们自己举例说明 )
误区三:摩擦力的方向老是与物体的运动方向相反
摩擦力的方向应与“相对运动〞或“相对运动趋向〞的方向相反, 与物体的运动方向有可能相反也有可能一样.即摩擦力能够是阻力,也能够是动力.
.专业 .
.
误区四:摩擦力的方向与物体运动方向必定在同始终线上
常有的多半摩擦力的方向与物体运动方向在同始终线上, 但不是全部情境下的摩擦力均这样. 以以下图,
一人站在扶梯上,随扶梯斜向上加快上涨;人沿扶梯斜向上运动,而人所受摩擦力倒是水平方向,与运动方向其实不共线.故两物体间摩擦力的方向应理解为“与两物体接触面相切,和物体间‘相对运动’或‘相对运动趋向’的方向相反〞,而与物体的运动方向没关.
★典型事例★ 如图甲、乙所示,传递带上有质量均为 m 的三个木块 1、 2、 3,中间均用原长为 L、劲
度系数为 k 的轻弹簧连结起来, 木块与传递带间的动摩擦因数均为
,此中木块 1 被与传递带平行的
细线拉住,传递带按图示方向匀速运动,三个木块处于均衡状态。求:〔 1〕在图甲状态下, 1、 3 两
木块之间的距离是多大?〔 2〕在图乙状态下,细线的拉力是多大?木块 1、3 之间的距离又是多大?
v
[ 答案 ] 〔 1〕 x 2L 3 mg
k

;〔2〕
T 3mg (sin cos ) , l 2L 3mg(sin
k
cos )

[分析]
1 2
〔1〕在甲图中,设 1、 2 间弹簧伸长量为 x , ,2 、 3 间弹簧伸长量为 x ,依据均衡条件和胡克定律,
对木块 3: kx2
对木块 2: kx1
mg 0
kx2 mg 0

3 mg
1、 3 两木块之间的距离为 x
2L x1 x2 2L
k
.专业 .

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