河北省正定中学2011高考物理总复习内部教师讲义:物理2-1重力-弹力-摩擦力

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版权所有@高考资源网温故自查1.力的概念:力是.2.力的性质:(1)力不能离开而独立存在;(2)力是物体之间的作用;(3)力是,既有大小又有方向.3.力的作用效果:(1)使物体发生;(2)改变物体的,使物体产生.物体对物体的作用物体相互矢量形变版权所有@高考资源网运动状态加速度4.力的三要素:(1);(2);(3).5.力的表示方法:(1)力的图示;(2)物体受力的示意图.大小方向作用点考点精析1.力的基本特性(1)物质性:由于力是物体对物体的作用,所以力是不能脱离物体而独立存在的,任意一个力必然与两个物体密切相关,一个是其施力物体,另一个是其受力物体.(2)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,在相关的运算中所遵从的是平行四边形定则.(3)瞬时性:所谓的力的瞬时性特征,指的是力与其作用效果是在同一瞬间产生的.版权所有@高考资源网(4)独立性:力的独立性特征指的是某个力的作用效果与其他力是否存在毫无关系,只由该力的三要素来决定.(5)相互性:力的作用总是相互的,物体A施力于物体B的同时,物体B也必将施力于物体A.而两个物体间相互作用的这一对力总是大小相等,方向相反,作用线共线,分别作用于两个物体上,同时产生,同种性质等关系.2.力的分类(1)按力的性质分可分为万有引力(包含重力)、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.(2)按力的作用效果分可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等.(3)按作用方式分可分为场力和接触力,万有引力、电磁力等均属于场力,弹力、摩擦力等均属于接触力.(4)按研究对象分可分为外力和内力.版权所有@高考资源网注意该知识点在“受力分析”中应注意“受力分析”分析的是性质力,不是效果力.如:对做圆周运动的物体进行受力分析,不能添加“向心力”,因“向心力”是效果力.对确定的研究对象进行受力分析,分析的是“外力”,不是“内力”.温故自查重力的产生由于对物体的吸引而使物体受到的力注意:在地球表面附近可近似认为重力等于.重力的大小G=.可用.注意:(1)物体质量不会变(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的地球万有引力版权所有@高考资源网mg弹簧秤测量重力的方向总是的注意:竖直向下是和垂直,不一定和接触面垂直重心因为物体各部分都受重力作用,可认为重力作用集中于即为(1)影响重心位置的因素:①物体的;②物体的.(2)确定方法:注意:重心的位置不一定在物体上版权所有@高考资源网物体的重心竖直向下水平面一点形状质量分布悬挂法考点精析1.重力与万有引力的联系(1)如图所示为地面上物体所受重力的示意图.万有引力F引指向地心,它的分量F向垂直于地轴,给物体提供随地球自转的向心力.F引另一个分量是物体的重力G.若不计自转效应,则近似地认为mg=版权所有@高考资源网(2)重力是由于地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力.(3)在赤道上时,重力等于万有引力减去向心力,即F引=G+F向.(4)在两极时重力等于物体所受到的万有引力,在地球上其他位置时,重力不等于万有引力.版权所有@高考资源网2.重心(1)概念:物体的各部分都受重力的作用,我们可以认为各部分受到的重力都集中于一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心.重心概念的实质是从作用效果上命名的,是一种等效的处理方法.(2)测量:物体的重心可用悬挂法测出(二力平衡原理),但也不是说,所有物体的重心都可用悬挂法测出,一般适用于薄板等.(3)几种情况的重心位置:①质量分布均匀,有规则形状的物体的重心在几何中心.②均匀杆或链的重心,随其形状变化而变化.③重心不一定在物体上,如匀质环.④质量分布不均匀的物体,重心位置除跟物体的形状有关外,还与物体的质量分布情况有关.例载重汽车的重心,随所装货物多少和装载位置的变化而变化.版权所有@高考资源网(4)几何上所讲的重心,是三条中线的交点,不是物理概念中的重心,同时注意“重心”也不能认为是“中心”.温故自查1.产生条件(1)两物体;(2)发生;两者缺一不可,并且弹力和形变同时,同时.形变接触产生消失2.弹力的方向(1)轻绳和细线的拉力指向它们收缩趋势的方向.(2)点与平面、平面与平面接触处的弹力(若是曲面则垂直于接触处的公切面)指向的物体.(3)弹簧的弹力方向:总是沿版权所有@高考资源网指向恢复原长的方向.沿绳和线垂直于平面被压或被支持中心轴线3.弹力的大小(1)弹力在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定律:F=kx.式中k为劲度系数,其大小由弹簧本身的决定(即:材料、匝数、粗细),x为,并非原长或总长.(2)一般情况下,应根据物体的运动状态,利用或来计算.因素形变量平衡条件牛顿第二定律考点精析1.弹力的方向版权所有@高考资源网弹力方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上,常见的几种情况.(1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧测力计中心轴线相重合,指向弹簧恢复原状方向.(2)轻绳对物体的弹力方向,沿绳指向绳收缩的方向.(3)面与面接触的弹力方向,垂直于接触面指向受力物体.(4)点与面接触的弹力方向,过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)且指向受力物体.(5)球与面接触的弹力方向,在接触点与球心连线上,且指向受力物体.(6)球与球接触的弹力方向,垂直于过接触点的公切面,且指向受力物体.(7)轻杆两端受到拉伸或挤压时会出现拉力或压力,拉力或压力的方向沿细杆方向.因为此时只有轻杆两端受力,在这两个力作用下杆处于平衡,则这两个力必共线,即沿杆的方向,当杆受力较复版权所有@高考资源网杂时,杆中弹力的方向要具体问题具体分析.2.弹力的大小(1)弹簧、橡皮条类:它们的形变可视为弹性形变,弹力的大小跟形变关系符合胡克定律:F=kx.上式中k叫弹簧的劲度系数,单位:N/m,跟弹簧的材料、粗细、直径及原长都有关系;x是弹簧的形变量(拉伸或压缩量),切不可认为是弹簧的原长.(2)其他情况下的弹力计算,要根据物体所处的运动状态,由平衡条件或动力学规律来求(常用牛顿运动定律求解).温故自查1.产生:两个相互接触的物体发生时产生的摩擦力.2.作用效果:总是起着阻碍物体间的作用.3.产生条件:①相互接触且;②有运动;③.版权所有@高考资源网相对运动相对运动挤压相对接触面粗糙4.大小:滑动摩擦力大小与成正比,即:Fμ=.5.方向:跟接触面相切,并跟物体相反.压力μFN相对运动方向考点精析1.对Fμ=μFN的理解(1)将Fμ/FN定义为动摩擦因数,即μ=Fμ/FN,μ只与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关,与接触面积和接触面上受力、运动状态无关.版权所有@高考资源网(2)“Fμ=μFN”中FN“并不总是等于物体的重力”,是易错点,例如,质量为m的物块沿倾角为θ的斜面下滑,则压力大小FN=mgcosθ,只有物体置于水平接触面上且在竖直方向上处于平衡状态时,才有FN=mg成立.2.滑动摩擦力的方向滑动摩擦力一定与相对运动的方向相反,一定阻碍物体的相对运动,并不是说一定与物体运动的方向相反,即不一定阻碍物体的运动,滑动摩擦力可以作动力,对物体做正功,也可以作阻力,对物体做负功,受滑动摩擦力的物体如果没有发生位移,滑动摩擦力对物体不做功.温故自查1.产生:两个相互接触的物体,有时产生的摩擦力.2.作用效果:总是起着阻碍物体间的作用.版权所有@高考资源网3.产生条件:①相互接触且;②;③.相对运动趋势相对运动趋势挤压有相对运动趋势接触面粗糙4.大小:随外力的变化而变化,即:只与外力有关而与正压力无关.计算时只能根据物体所处的状态(平衡或加速),由平衡条件或牛顿运动定律求解.5.方向:总是与物体的方向相反.6.最大静摩擦力:静摩擦力的最大值与接触面的压力成,还与接触面有关系,在实际问题中最大静摩擦力大于滑动摩擦力,但在一般计算时,若无特别说明,认为二者.相对运动趋势版权所有@高考资源网正比相等考点精析1.静摩擦力的大小与方向(1)其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关,但跟接触面相互挤压力FN无直接关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性,变化性强是它的特点,其大小只能依据物体的运动状态进行计算.(2)最大静摩擦力Fm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力,它的数值与FN成正比,在FN不变的情况下,滑动摩擦力略小于Fm,而静摩擦力可在0~Fm间变化.2.静摩擦力的作用效果特点静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动.它可以作阻力,也可以作动力.例如,如图中的版权所有@高考资源网甲图,物体B叠放在物体A上,水平地面光滑,外力F作用于物体A上,使它们一起运动.因B随A一起向右加速,故B受合力一定向右.而B在水平方向只受静摩擦力的作用,所以,B受静摩擦力一定向右,如图中的乙图,对B起动力的作用,由作用力与反作用力关系知A受到B的静摩擦力向左,对A起阻力的作用.命题规律对重力的产生,重力的方向及重心的确定的考查.[考例1]一个物体所受重力在下列哪些情形下要发生变化()版权所有@高考资源网A.在地面上把它从赤道拿到两极B.在地面上把它浸入水中C.把它送到月球上D.将物体置于向下减速运行的电梯中[解析]从赤道到两极g变大,重力变大;在月球上g变小,重力变小;浸入水中和处于减速状态均不能改变其重力.[答案]AC[总结评述]重力的大小与物体所处的纬度和高度有关,与物体的运动状态无关.重心的位置与质量分布、形状都有关,并不一定在物体上.一个圆球形薄壳容器所受重力为G,用一细线悬挂起来,如图所示.现在容器里装满水,若在容器底部有一个小阀门,将小阀门打开让水慢慢流出,在此过程中,系统(包括容器和水)的重心位置()版权所有@高考资源网A.慢慢下降B.慢慢上升C.先下降后上升版权所有@高考资源网D.先上升后下降[解析]球形容器和水组成的系统,两部分都是均匀物质,水流出前均为球形,重心重合,在球心上;水流出后,只剩容器,重心仍在球心位置上;故在水慢慢流出时,系统重心先下降后上升.[答案]C命题规律对弹力的有无、弹力的大小和方向判断的考查.[考例2](2008·宁夏)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是()A.若小车向左运动,N可能为零B.若小车向左运动,T可能为零C.若小车向右运动,N不可能为零D.若小车向右运动,T不可能为零版权所有@高考资源网[解析]若小车静止时,小球将受重力、弹力、绳的拉力作用.若小车向左或向右匀速运动时,小球将受重力、弹力、绳的拉力作用.若小车向左加速或向右减速运动时,小球处于如图所示状态,绳子拉力可能为零.若小车向左减速或向右加速运动时,支持力可能为零.故A、B项正确.[答案]A、B版权所有@高考资源网[总结评述]判断弹力有无,常用“假设法”“撤离法”,通常也运用共点力平衡条件或牛顿运动定律来判断弹力是否存在.如图所示,已知小球静止,甲图中的细线竖直,乙图中的细线倾斜,试判断图中小球所受弹力的方向.版权所有@高考资源网[解析]采用假设法分析:在两图中,若去掉细线,小球将下滑,故细线中均有沿线方向的拉力;在甲图中若去掉斜面体,小球仍能在原位置保持静止状态;乙图中若去掉斜面体,则小球不会在原位置静止.[答案]甲图中小球受细绳向上的拉力;乙图中小球受细线斜向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力.命题规律根据静摩擦力的有无及方向的判断方法,确定静摩擦

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