2017届高三物理一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力

第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力考纲解读掌握重力的大小、方向及重心的概念.掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法.掌握胡克定律.会判断摩擦力的大小和方向.会计算摩擦力的大小．考点一考点二考点三考点四限时自测练出高分考点一重力、弹力的分析与计算1．重力的理解(1)产生：由于而使物体受到的力．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，可用测量．注意：①物体的质量不会变；②G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；物体的分布．②不规则薄板形物体重心的确定方法：法．注意：重心的位置不一定在物体上．地球吸引弹簧测力计竖直向下几何形状质量悬挂【考点逐项排查】答案考点一重力、弹力的分析与计算2．弹力有无的判断(1)条件法：根据物体是否直接并发生来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况．(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处，若运动状态改变，则此处．(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力判断弹力是否存在．3．弹力方向的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向判断．(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．接触弹性形变不存在弹力一定有弹力平衡条件相反答案考点一重力、弹力的分析与计算4．弹力大小计算的三种方法(1)根据力的平衡条件进行求解．(2)根据牛顿第二定律进行求解．(3)根据胡克定律进行求解．①内容：弹簧发生时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成．②表达式：F＝.k是弹簧的，单位为N/m；k的大小由弹簧__________决定．x是弹簧长度的，不是弹簧形变以后的长度．弹性形变正比kx劲度系数自身性质变化量答案考点一重力、弹力的分析与计算1．判断下列说法是否正确.(1)地球上物体所受重力是万有引力的一个分力．()(2)只要物体发生形变就会产生弹力作用．()(3)物体所受弹力方向与自身形变的方向相同．()(4)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆．()√×××2.如图所示，一重为10N的球固定在支撑杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力方向及大小为多少？GF拉F合F解析对小球进行受力分析可得，tanα＝GF拉＝43，α＝53°，αF＝Gsin53°＝12.5N.[思维深化]解析答案考点一重力、弹力的分析与计算1．如图所示，A、B均处于静止状态，则A、B之间一定有弹力的是()B【题组阶梯突破】答案213考点一重力、弹力的分析与计算2.(多选)如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球．下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是()A．小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上D．小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上小球受G和F，二力平衡F＝mg，方向竖直向上√mgmaF√解析答案213考点一重力、弹力的分析与计算3.三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，如图所示，其中a放在光滑水平桌面上．开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止状态．现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取10m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是()A．4cmB．6cmC．8cmD．10cmx＝x1＋x2＋x3＝8cm√解析答案213考点一重力、弹力的分析与计算弹力方向的判定技巧和易错提醒1．几种常见的弹力方向[归纳总结]考点一重力、弹力的分析与计算2．技巧点拨利用替代法判断轻杆提供的是拉力还是支持力：轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的，但轻绳只能提供拉力，轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力．3．易错提醒(1)易错误地将跨过光滑滑轮、杆、挂钩的同一段绳当两段绳处理，认为张力不同；易错误地将跨过不光滑滑轮、杆、挂钩的绳子当成同一段绳子处理，认为张力处处相等．(2)易错误地认为任何情况下杆的弹力一定沿杆．返回考点二轻绳模型与轻杆模型1．轻绳模型(1)活结模型：跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳为同一根细绳，其两端张力大小．(2)死结模型：如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这几段绳子的张力．2．轻杆模型(1)“死杆”：即轻质固定杆，它的弹力方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得．(2)“活杆”：即一端有铰链相连的杆属于活动杆，轻质活动杆中的弹力方向．相等不一定相等不一定沿杆的方向一定沿杆的方向【考点逐项排查】答案考点二轻绳模型与轻杆模型4．如图所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB＝30°，g取10m/s2，求：(1)轻绳AC段的张力FAC的大小；(2)横梁BC对C端的支持力的大小及方向．FCDFACFCDF'(2)由几何关系得：FC＝FAC＝Mg＝100N方向和水平方向成30°角斜向右上方解析(1)FAC＝FCD＝Mg＝10×10N＝100N解析答案45考点二轻绳模型与轻杆模型5．若上题中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在竖直墙上，如图所示，轻绳AD拴接在C端，求：(计算结果保留三位有效数字)(1)轻绳AC段的张力FAC的大小；(2)轻杆BC对C端的支持力．FCDFACFF'解析FAC·sin30°＝MgFAC·cos30°＝FBC得：FAC＝2Mg＝200NFBC＝Mg·cot30°≈173N方向水平向右解析答案45考点二轻绳模型与轻杆模型“轻绳”和“轻杆”模型1.两类模型(1)绳与杆的一端连接为结点，轻绳属于“死结”．(2)绳跨过光滑滑轮或挂钩，动滑轮挂在绳子上，绳子就属于“活结”，如图，此时BC绳的拉力等于所挂重物的重力，轻绳属于“活结”模型．2.铰链连接三角形支架常见类型和受力特点(1)图中AB杆可用轻绳来代替；(2)研究对象为结点B，三力平衡；(3)两杆的弹力均沿杆的方向，可用轻绳代替的AB杆为拉力，不可用轻绳代替的BC杆为支持力．[技巧点拨]返回考点三摩擦力的分析与计算静摩擦力滑动摩擦力定义两个具有的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力两个具有的物体间在接触面上产生的阻碍_________的力产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有_____________(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有_________大小(1)静摩擦力为被动力，与正压力无关，满足___________(2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小______滑动摩擦力：F＝μFN(μ为动摩擦因数，取决于接触面______及粗糙程度，FN为正压力)方向沿接触面与受力物体_____________的方向______.沿接触面与受力物体_________的方向______作用点实际上接触面上各点都是作用点，常把它们等效到一个点上，在作力的图示或示意图时，一般把力的作用点画到物体的重心上相对运动趋势相对运动相对运动相对运动趋势材料相对运动趋势相反相对运动相反0＜F≤Fmax相对运动有关【考点逐项排查】答案考点三摩擦力的分析与计算2.静摩擦力有无及其方向的判定方法(1)假设法：假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看所研究物体是否改变原来的运动状态．另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态．(2)状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性．明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向．(3)牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，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的方向．考点三摩擦力的分析与计算1．摩擦力一定与接触面上的压力成正比吗？摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直吗？答案(1)滑动摩擦力与接触面上的压力成正比，而静摩擦力的大小与正压力无关，通常由受力平衡或牛顿第二定律求解．(2)由于正压力方向与接触面垂直，而摩擦力沿接触面的切线方向，因此二者一定垂直.[思维深化]答案考点三摩擦力的分析与计算2．判断下列说法是否正确.(1)静止的物体不可能受滑动摩擦力，运动的物体不可能受静摩擦力．()(2)滑动摩擦力一定是阻力，静摩擦力可以是动力，比如放在倾斜传送带上与传送带相对静止向上运动的物体．()(3)运动物体受到的摩擦力不一定等于μFN.()××√答案考点三摩擦力的分析与计算6．(多选)关于摩擦力，以下说法中正确的是()A．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B．静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用C．正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变D．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上CD【题组阶梯突破】答案768考点三摩擦力的分析与计算7.(多选)如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是()A．B物体对A物体的静摩擦力方向向下B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力GBFf1Ff1'Ff2GA×√√×Ff1'=Ff1=GBFf2=GA+Ff1'=GA+GB解析答案768考点三摩擦力的分析与计算8．如图所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m＝4kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50N，作用在物块2的水平力F＝20N，整个系统处于平衡状态，取g＝10m/s2，则以下说法正确的是()A．1和2之间的摩擦力是20NB．2和3之间的摩擦力是20NC．3与桌面间的摩擦力为20ND．物块3受6个力作用物块1、2之间没有相对运动的趋势，故物块1和2之间没有摩擦力的作用×Ff23Ff23=F=20N√解析答案解析答案768考点三摩擦力的分析与计算8．如图所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m＝4kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50N，作用在物块2的水平力F＝20N，整个系统处于平衡状态，取g＝10m/s2，则以下说法正确的是()A．1和2之间的摩擦力是20NB．2和3之间的摩擦力是20NC．3与桌面间的摩擦力为20ND．物块3受6个力作用GFNFTFT=mgsin600=20N×√Ff3FT+Ff3=FFf3=F-FT=20-20N=0N××解析答案768考点三摩擦力的分析与计算摩擦力方向的分析技巧和计算1.分析技巧：(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析．(2)要注意灵活应用相对运动趋势法、假设法、状态法和转换法判断静摩擦力的方向．2.摩擦力的计算(1)在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力．(2)滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等．(3)“Ff＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力．[方法技巧]返回考点四摩擦力的突变问题摩擦力“突变”的三种模型：1．“静静”突变：物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变