新教材物理一轮总复习-第二章相互作用__力第1讲重力弹力摩擦力学案.docx

第1讲重力弹力摩擦力课 程 标 准1.认识重力、弹力与摩擦力2通过实验，了解胡克定律3知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小素 养 目 标物理观念：(1)知道产生弹力、摩擦力的条件，知道它们的大小、方向、作用点；(2)了解胡克定律和滑动摩擦力的计算公式科学思维：能分析实际问题中弹力、摩擦力的有无和方向，会计算弹力、摩擦力的大小必备知识·自主落实一、重力1产生：由于地球的吸引而使物体受到的力是万有引力的一个分力2大小：与物体的质量成正比，即Gmg.可用弹簧测力计测量重力3方向：总是_的不一定指向地心4重心：(1)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(2)决定物体重心位置的因素物体的形状；物体内_的分布二、弹力1弹力(1)定义：发生_的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力(2)产生条件物体间直接接触；接触处发生_(3)方向：总是与施力物体形变的方向_2胡克定律(1)内容：在_内，弹力F的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x成_(2)表达式：F_k是弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米用符号N/m表示大小由弹簧自身的性质决定x是弹簧长度的变化量不是弹簧的长度三、摩擦力有摩擦力时一定有弹力1静摩擦力(1)定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力相对地面不一定静止(2)产生条件：接触面_；接触处有_；两物体间有_(3)方向：沿两物体的_，与相对运动趋势的方向_(4)大小：0<FFmax最大静摩擦力略大于滑动摩擦力2滑动摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力(2)产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动(3)方向：沿两物体的接触面，与_的方向相反(4)大小：FfFN，为动摩擦因数，其值与接触面的材料和粗糙程度有关FN的大小不一定等于物体的重力走进生活如图所示，健身拉力器是一种很简单且容易获得的健身器材拉力器能够锻炼的部位有很多：可以练肩部，练手臂，练胸，练腿，练背等(1)健身爱好者所受重力的方向不一定指向地心()(2)地面对健身爱好者的支持力是由于健身爱好者的脚发生了形变()(3)弹簧拉伸时，健身爱好者的手与弹簧间一定有弹力()(4)健身拉力器中的弹簧，其形变量越大，劲度系数越大()(5)健身拉力器中的弹簧，其劲度系数是由弹簧自身性质决定的()(6)Fkx中“x”表示弹簧形变后的长度()关键能力·精准突破考点一弹力的分析与计算1弹力有无的判断方法2接触面上的弹力方向判断方法面与面点与面点与曲面曲面与平面垂直于接触面垂直于接触面垂直于切面垂直于平面3.弹力大小的计算方法(1)应用胡克定律Fkx计算弹簧的弹力注意：x表示形变量(2)物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡来计算弹力(3)物体不平衡时应用牛顿第二定律计算弹力针 对 训 练1.关于各图受力情况说法正确的是()A甲图中原木P在MN两点各受一个弹力，且均竖直向上B乙图中BC杆对绳子的弹力一定由B指向CC丙图中铁块受两个弹力，且均垂直于斜面D丁图中弹簧对小球弹力沿弹簧向右2.如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()A细绳一定对小球有拉力的作用B轻弹簧一定对小球有弹力的作用C细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力3.2023·山东济宁模拟(多选)如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放一个质量为2m的物块A，物块A静止后弹簧长度为l1；若在物块A上端再放一个质量为m的物块B，静止后弹簧长度为l2，如图乙所示弹簧始终处于弹性限度内，则()A弹簧的劲度系数为B弹簧的劲度系数为C弹簧的原长为3l12l2D弹簧的原长为3l12l2考点二摩擦力的分析与计算1摩擦力的分析和计算2明晰“三个方向”名称释义运动方向一般指物体相对于地面(以地面为参考系)的运动方向相对运动方向以其中一个物体为参考系，另一个物体相对于参考系的运动方向相对运动趋势方向静摩擦力的存在导致欲发生却没有发生的相对运动的方向考向1摩擦力方向的判断例1 现代的激光打印机都是自动进纸的，其进纸原理如图所示，进纸槽里叠放有一叠白纸，每一张纸的质量为m.进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第1张纸与第2张纸相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，滚轮与白纸之间的动摩擦因数为1，白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为2(1>2)，则下列说法正确的是()A第1张白纸受到滚轮的摩擦力方向向左B最后一张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向向左C某张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向左D任意两张白纸之间均可能发生相对滑动考向2摩擦力大小的计算例2 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(<1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹力大小为mg，C与斜面间无摩擦，则()A物体A、B均受到摩擦力作用且受到的摩擦力等大反向B物体A所受摩擦力大小为mg，物体B不受摩擦力作用C弹簧处于拉伸状态，A、B两物体所受摩擦力大小均为mg，方向均沿斜面向下D剪断弹簧瞬间，物体A一定加速下滑针 对 训 练4.如图所示，质量为m的长木板放在水平地面上，站在木板上的人用斜向右下方的力F推箱子，三者都保持静止人和箱子的质量也均为m，重力加速度为g.下列说法正确的是()A箱子受到的摩擦力的方向水平向左B长木板对地面的压力大于3mgC人对长木板的压力大小为mgD地面对长木板的摩擦力的方向水平向左52023·武汉武昌质量检测如图所示，水平地面上静止着质量为M的斜面体，其斜面光滑斜面上放置的质量为m的物块与固定在墙面上的轻质弹簧相连，弹簧的轴线始终与斜面平行若物块在斜面上做往复运动的过程中，斜面体始终保持静止，则关于地面对斜面体的摩擦力Ff与时间t的关系图像正确的是()素养提升摩擦力的突变问题典例2023·江苏扬州中学高三月考如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中，关于摩擦力Ff的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是()规律方法分析摩擦力突变问题注意“力随境迁、抓住界点”(1)有些临界问题中并不含“临界术语”，但审题时要注意发现某个物理量在变化过程中是否会发生突变(2)存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点针 对 训 练6.2023·武汉模拟(多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，质量分别为mA、mB.B的上、下表面均水平且A始终在B上A物体与一固定于墙面上的拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平从t0时刻起，用一水平向右的力Fkt(k为常量)作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则以下说法正确的是()A0t1时间内，B处于静止状态，且A、B之间没有摩擦力Bt1t2时间内，B相对水平面滑动，且A、B之间的摩擦力为滑动摩擦力CA、B之间的动摩擦因数2DB与水平面间的动摩擦因数1第二章相互作用力第1讲重力弹力摩擦力必备知识·自主落实一、3竖直向下4(2)质量二、1(1)形变(2)形变(3)相反2(1)弹性限度正比(2)kx三、1(2)粗糙弹力相对运动趋势(3)接触面相反2(3)相对运动走进生活答案：(1)(2)×(3)(4)×(5)(6)×关键能力·精准突破1解析：甲图，在M点的弹力方向垂直地面向上，在N点的弹力方向垂直原木向上，故A错误；乙图中BC杆斜插入墙壁，则BC杆对绳子的作用力与两侧绳的拉力的合力平衡，方向不一定由B指向C，故B错误；丙图中铁块受重力、斜面的支持力和摩擦力而平衡，只受一个弹力，故C错误；弹簧对小球的弹力只能沿弹簧的轴线方向，由平衡条件知，丁图中弹簧对小球弹力沿弹簧向右，故D正确答案：D2解析：若小球与小车一起做匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度ag tan ，则轻弹簧对小球无弹力，D正确答案：D3解析：设弹簧的原长为l，由胡克定律和受力平衡可知，对题图甲有2mgk(ll1)，对题图乙有3mgk(ll2)，所以弹簧的劲度系数k，弹簧原长l3l12l2，故B、C正确，A、D错误答案：BC例1解析：第1张白纸相对于滚轮有向左的运动趋势，受到滚轮的摩擦力方向向右，故A错误；对除第1张白纸外的其他白纸进行研究，它们整体处于静止状态，水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的运动方向相同，则根据平衡条件可知，最后1张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，故B正确；根据题意，因上一张白纸相对下一张白纸要向右滑动，则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力方向一定向左，那么下一张白纸相对上一张白纸要向左滑动，因此下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向右，故C错误；对第2张白纸分析，它对第3张白纸的压力等于上面两张白纸的重力及滚轮的压力，最大静摩擦力Fmax2(2mgF)，而受到第1张白纸的滑动摩擦力为Ff2(mgF)<Fmax，则第2张白纸与第3张白纸之间不发生相对滑动，同理，第3张到最后1张白纸之间任意两张白纸都不发生相对滑动，故D错误答案：B例2解析：对A分析，重力沿斜面向下的分力为mg，静摩擦力mg cos 30°<mg，F弹mg，因此A受到的弹力方向沿斜面向上，摩擦力方向沿斜面向下，如图甲所示，则F弹mg sin 30°mg.对B分析，细线对B的拉力FmCg sin 60°2mg>F弹mBg sin 30°.所以B所受摩擦力沿斜面向下，如图乙所示，FF弹mBg sin 30°mg，故A、B错误，C正确；剪断弹簧，A受摩擦力向上，且满足FfAmg，故A仍处于静止状态，D错误答案：C4解析：箱子在人的推力作用下，有向右运动的趋势，因此箱子受到的摩擦力的方向水平向左，故A正确；人用斜向右下方的力推箱子，对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故长木板对地面的压力等于3mg，故B错误；人用力F斜向右下方推箱子，根据牛顿第三定律可知，箱子对人施加斜向左上方的作用力，根据平衡条件，人对长木板的压力大小小于mg，故C错误；把三者看成整体进行受力分析，受重力和支持力，整体在水平方向没有受力，地面对长木板的摩擦力为零，故D错误答案：A5解析：由平衡条件可知，斜面体对物块的支持力FNmg cos ，由牛顿第三定律可知，物块对斜面体的压力FNmg cos ，对斜面体应用平衡条件可知，地面对斜面体的摩擦力FfFNsin mg cos sin ，可见摩擦力不随时间变化，A项正确答案：A典例解析：设F与水平方向的夹角为，箱子处于静止状态时，根据平衡条件得：箱子所受的静摩擦力为FfF cos ，F增大，Ff增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力突变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力FNGF sin ，F增大，FN减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为FfFN，FN减小，则Ff减小，故B正确，A、C、D错误答案：B6解析：结合题图乙知，0t1时间内，B处于静止状态，且A、B之间没有摩擦力，假设A受到摩擦力作用则传感器会有拉力，由题图乙知A、B之间没有摩擦力，则A正确；t1t2时间内，由题图乙可知，传感器的拉力逐渐增大，则A受到的摩擦力也在逐渐增大，此过程A、B相对水平面还是处于静止状态，则B错误；t2后由题图乙可知A、B相对滑动，则B对A的滑动摩擦力等于传感器的拉力，所以有2mAgF0，F0k(t2t1)，解得2，则C正确；B相对水平面刚有滑动趋势时，A、B之间才有摩擦力，所以在t1时刻B与水平面间的摩擦力刚好达到最大静摩擦力，则有1(mAmB)gkt1，解得B与水平面间的动摩擦因数1，则D正确答案：ACD