2023年2020人教版高中物理一轮第1讲重力弹力摩擦力.pdf

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1、【全国卷考纲及三年考情分析】考点内容要求考题统计考情分析201620172018 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 卷T19 卷T14 卷T17 卷T21 卷T16 卷T17T22无命题1.从题型上看，各地高考对本章命题均是选择题2.从命题角度上看，多侧重于受力分析或弹力、摩擦力的计算和方向分析，试题难度中等3.共点力平衡问题是本章的重点，熟练掌握解答平衡问题常用的方法，如：正交分解法、图解法、三角形法、整体法和隔离法等形变、弹性、胡克定律矢量和标量力的合成和分解共点力的平衡实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则第 1 讲重力弹力摩擦力知识梳理 知识点一力和重力1力(1

2、)定义：力是物体与物体间的相互作用。(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。(3)性质：力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征。2重力(1)产生：由于地球吸引而使物体受到的力。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：Gmg，可用弹簧测力计测量。注意：(1)物体的质量不会变；(2)G 的变化是由在地球上不同位置处g 的变化引起的。(3)方向：总是竖直向下。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。注意：重心的位置不一定在物体上

3、。知识点二弹力1形变：物体在力的作用下形状和体积的变化。2弹性形变：撤去外力作用后能够恢复原状的形变。3弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。(2)产生条件：物体间直接接触；接触处发生弹性形变。(3)方向：总是与施力物体形变的方向相反。4胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比。(2)表达式：Fkx。k 是弹簧的劲度系数，国际单位是牛顿每米，用符号N/m 表示；k 的大小由弹簧自身性质决定。x 是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。知识点三静摩擦力、滑动摩擦力、动摩擦因数卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择

4、题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体1静摩擦力、滑动摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动趋势接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动大小0mg，方向可能沿杆向上解析：小球受重力和杆的作用力F 处于静止或匀速运动时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有Fmg，方向竖直向上

5、。小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg 和 F 的合力应水平向右，如图所示。由图可知，Fmg，方向可能沿杆向上，选项C、D 正确。答案：CD 多维练透 1.如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为 b。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是()A球在 a、b 两点处一定都受到支持力B球在 a 点一定受到支持力，在 b 点处一定不受支持力C球在 a 点一定受到支持力，在 b 点处不一定受到支持力D球在 a 点处不一定受到支持力，在b 点处也不一定受到支持力解析：若球与小车一起做

6、水平匀速运动，则球在 b 处不受支持力作用；若球与小车一起做水平向左匀加速运动，则球在 a 处受到的支持力可能为零，选项D 正确。答案：D 2三个相同的支座上分别放着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c。支点 P、Q 在同一水平面上，a 球的重心 Oa位于球心，b 球和 c 球的重心 Ob、Oc分别位于球心的正上方和球心的正下方，如图所示，三球均处于平衡状态，支点 P 对 a 球的弹力为 FNa，对 b 球和 c 球的弹力分别为 FNb和 FNc，则()卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知

7、识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体AFNaFNbFNcBFNaFNbFNcCFNaFNbFNbFNc解析：由于不论何种情况下的小球，支点 P、Q 对小球的弹力方向均指向球心，与小球的重心无关，而且重力的大小均相同。则根据三力的平衡条件知，三者的弹力大小相等。即 FNaFNbFNc。答案：A 3.(2019 遵义一模)如图所示，弹簧测力计的重力及一切摩擦不计，物重 G10 N，弹簧测力计中弹簧的劲度系数k100 N/m，则弹簧测力计的示数和形变量分别为()A0 N

8、,0.01 m B20 N,0.02 m C10 N,0.1 m D1 N,0.02 m 解析：弹簧测力计的示数为挂钩所受的拉力，则FG10 N，根据胡克定律有 xFk0.1 m，故 C 正确。答案：C 考点二摩擦力的有无及方向的判断1对摩擦力的理解(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，但不一定与物体的运动方向相反。(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势)，但不一定阻碍物体的运动。(3)摩擦力不一定是阻力，也可以是动力。(4)受静摩擦力作用的物体不一定静止，但一定保持相对静止。2明晰“三个方向”卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看

9、多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体名称释义运动方向一般指物体相对地面(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，另一个物体相对参考系的运动方向相对运动趋势方向由于静摩擦力的存在导致能发生却没有发生的相对运动的方向(2016 海南单科)如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块 a 和 b叠放在 P 的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a 与 b、b 与 P、

10、P 与桌面之间摩擦力的大小分别用Ff1、Ff2和 Ff3表示。则()AFf10，Ff20，Ff30BFf10，Ff20，Ff30 CFf10，Ff20，Ff30 DFf10，Ff20，Ff30 解析：对 a、b、P 整体受力分析可知，整体相对桌面没有相对运动趋势，故 Ff30；将 a 和 b 看成一个整体，ab 整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与 P 之间有摩擦力，即Ff20；对 a 进行受力分析可知，由于a 处于静止状态，故 a 相对于 b 有向下运动的趋势，故a 和 b 之间存在摩擦力作用，即Ff10，故选项 C 正确。答案：C 考法拓展(多选)若斜面 P 上表面光滑，a、b 一起沿斜面

11、加速下滑(斜面 P保持静止)，则()AFf10Ff30 BFf10Ff30 CFf1的方向沿斜面向上DFf3的方向水平向左答案：BD 方法技巧 静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。(3)牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静

12、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方向。多维练透 1.如图所示，A 为长木板，在光滑水平地面上以速度v1向右运动，物块 B 在木板 A 的上面以速度 v2向右运动。下列判断正确的是(A、B 间不光滑)()A若是 v1v2，A、B 之间无滑动摩擦力B若是 v1v2，A 受到了 B 所施加的向右的滑动摩擦力C若是 v1v2，B 受到了 A 所施加的向左的滑动摩擦力答案：A 2(多选)如图所示，A、B、C 三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是()AA 物体受到的摩擦力不为零，方向向右B三个

13、物体只有 A 物体受到的摩擦力为零CB、C 受到的摩擦力大小相等，方向相同DB、C 受到的摩擦力大小相等，方向相反解析：A 物体与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，也没有相对运卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体动趋势，所以 A 物体不受摩擦力，选项A 错误；对 B、C 物体进行受力分析，可知 B、C 所受的静摩擦力大小均为

14、mgsin ，方向均沿传送带向上，选项B、C正确，D 错误。答案：BC 3.(多选)如图所示，人在跑步机上跑步时()A脚受到的摩擦力是静摩擦力B脚受到的摩擦力是滑动摩擦力C脚受到的摩擦力方向与人运动的方向相反D脚受到的摩擦力方向与人运动的方向相同解析：人在跑步机上跑步时，脚和跑步机之间无相对滑动，则脚受到的摩擦力是静摩擦力，A 正确，B 错误；因脚相对跑步机有向后滑动的趋势，则脚受到的静摩擦力向前，即与人运动的方向相同，C 错误，D 正确。答案：AD 考点三摩擦力大小的计算1静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。(2)物体有加速度时，

15、若只有静摩擦力，则Ffma。若除静摩擦力外，物体还受其他力，则 F合ma，先求合力再求静摩擦力。2滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力的大小用公式FfN来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关：FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引而使物体受到的力注意重力不是万有

16、引力而是万有引力竖直向下的一个分力大小可用弹簧测力计测量注意物体(2017 全国卷 16)如图，一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持 F 的大小不变，而方向与水平面成60 角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A23 B36C.33D32解析：当 F 沿水平方向时，物块受力如图甲所示，有FFf，FfN，FNmg，联立解得 Fmg 当 F 与水平面成 60 角时，物块受力如图乙所示，有Fcos 60 Ff，FfN，FNmgFsin 60，联立解得 Fcos 60 (mgFsin 60)联立解得 33，C 正确。答案：C 多维练透 1如图所示，质量为

17、m 的木块 P 在质量为 M 的长木板 ab 上滑行，长木板放在水平面上一直处于静止状态。若ab 与地面间的动摩擦因数为 1，木块 P 与长木板 ab 间的动摩擦因数为 2，则长木板 ab 受到地面的摩擦力大小为()A1MgB1(mM)gC2mgD1Mg2mg解析：木块 P 对长木板的滑动摩擦力大小为Ff2mg，长木板始终静止，则地面对长木板的静摩擦力大小为 FfFf2mg。故只有 C 项正确。答案：C 卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用

18、效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体2.如图所示，建筑装修中，工人用质量为m 的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上、大小为F 的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为，则磨石受到的摩擦力的大小为()A(Fmg)cos B(Fmg)sin C(Fmg)cos D(Fmg)解析：根据题意，磨石的合力为零，磨石肯定受到垂直于斜壁向下的弹力作用和沿斜壁向下的滑动摩擦力的作用。对磨石受力分析并根据平衡条件可求得，磨石受到的摩擦力Ff(F mg)cos ，垂直于斜壁向下的弹力FN(Fmg)sin

19、 ，根据滑动摩擦力大小的计算公式还可求得FfN(Fmg)sin ，所以只有选项 A 正确。答案：A 摩擦力“突变”问题的分析方法类型一“静一静”突变物体在摩擦力和其他力的共同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化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力发生突变。如图所示，质量为 10 kg 的物体 A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为 5 N 时，物体 A 处于静止状态。若小车以 1 m/s2的加速度向右运动，则(g10 m/s2)()A物体 A 相对小车向右运动卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向

20、分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体B物体 A 受到的摩擦力减小C物体 A 受到的摩擦力大小不变D物体 A 受到弹簧的拉力增大解析：由题意得，物体 A 与平板车的上表面间的最大静摩擦力Fm5 N，小车加速运动时，物块 A 所受合力 F合ma10 N，可知此时平板车对物体A 的摩擦力为 5 N，方向向右，且为静摩擦力，所以物体A 相对于车仍然静止，物体A 受到的摩擦力大小不变，故选项A、B 错误，C 正确；物体 A 相对于车

21、仍然静止，所以受到的弹簧的拉力大小不变，故D 错误。答案：C 类型二“静动”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。(多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器 A 与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态。实验开始时打开力传感器同时缓

22、慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是()A可求出空沙桶的重力B可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D可判断第 50 s 后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)解析：t0 时刻，力传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为 2 N，由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的

23、相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体选项正确；t50 s 时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，故摩擦力突变为 3 N 的滑动摩擦力，B、C 选项正确；此后由于沙和沙桶重力 3.5 N大于滑动摩擦力 3 N，故 50 s 后小车将加速运动，D 选项错误。答案：ABC 类型三“动静”突变在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力。如图所示，把一

24、重为 G 的物体用一水平方向的推力 Fkt(k为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从 t0 开始物体所受的摩擦力 Ff随 t 变化的关系是下列图中的()解析：当墙壁对物体的摩擦力 Ff小于重力 G 时，物体加速下滑；当 Ff增大到等于 G 时(即加速度为零，速度达到最大)，物体继续下滑；当 FfG 时，物体减速下滑。在上述过程中，物体受到的摩擦力都是滑动摩擦力，其大小为Ffkt，即 Ff-t图象是一条过原点的斜向上的线段(不含上端点)。当物体减速到速度为零后，物体静止，物体受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件知FfG，此时图象为一条水平线。答案：B 卷卷从题型上看各地高考对本章命题均是选择题从命题角度上看多侧重于受力分析或弹力摩擦力的计算和方向分析试整体法和隔离法等第讲重力弹力摩擦力知识梳理知识点一力和重力力定义力是体与体间的相互作用作用效果使物体发球吸引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大小可用弹簧测力计测量注意物体