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1、2022年高考物理一輪復習 第二章 相互作用 第1單元 力 重力和彈力 摩擦力教案
一、力:是物體對物體的作用
(1) 施力物體與受力物體是同時存在、同時消失的;力是相互的
(2) 力是矢量(什么叫矢量——滿足平行四邊形定則)
(3) 力的大小、方向、作用點稱為力的三要素
(4) 力的圖示和示意圖
(5) 力的分類:根據產生力的原因即根據力的性質命名有重力、彈力、分子力、電場力、磁場力等;根據力的作用效果命名即效果力如拉力、壓力、向心力、回復力等。(提問:效果相同,性質一定相同嗎?性質相同效果一定相同嗎?大小方向相同的兩個力效果一定相同嗎?)
(6) 力的效果:1、加速度或改變運
2、動狀態(tài) 2、形變
(7) 力的拓展:1、改變運動狀態(tài)的原因 2、產生加速度 3、牛頓第二定律 4、牛頓第三定律
二、常見的三種力
1重力
(1) 產生:由于地球的吸引而使物體受到的力,是萬有引力的一個分力
(2) 方向:豎直向下或垂直于水平面向下
(3) 大?。篏=mg,可用彈簧秤測量
兩極 引力 = 重力 (向心力為零)
赤道 引力 = 重力 + 向心力 (方向相同)
由兩極到赤道重力加速度減小,由地面到高空重力加速度減小
(4) 作用點:重力作用點是重心,是物體各部分所受重力的合力的作用點。 重心的測量方法:均勻規(guī)則幾何體的重心在其幾何中心,薄片物體
3、重心用懸掛法;重心不一定在物體上。
2、彈力
(1)產生:發(fā)生彈性形變的物體恢復原狀,對跟它接觸并使之發(fā)生形變的另一物體產生的力的作用。
(2)產生條件:兩物體接觸;有彈性形變。
(3)方向:彈力的方向與物體形變的方向相反,具體情況有:輕繩的彈力方向是沿著繩收縮的方向;支持力或壓力的方向垂直于接觸面,指向被支撐或被壓的物體;彈簧彈力方向與彈簧形變方向相反。
(4)大?。簭椈蓮椓Υ笮=kx(其它彈力由平衡條件或動力學規(guī)律求解)
1、 K是勁度系數,由彈簧本身的性質決定
2、 X是相對于原長的形變量
3、 力與形變量成正比
(5) 作用點:接觸面或重心
【例1】如圖所示,兩物
4、體重力分別為G1、G2,兩彈簧勁度系數分別為k1、k2,彈簧兩端與物體和地面相連。用豎直向上的力緩慢向上拉G2,最后平衡時拉力F=G1+2G2,求該過程系統重力勢能的增量。
解析:關鍵是搞清兩個物體高度的增量Δh1和Δh2跟初、末狀態(tài)兩根彈簧的形變量Δx1、Δx2、Δx1/、Δx2/間的關系。
k2
Δx2/
k1
G1
Δx2
G2
Δx1
Δx1/
F
G1
G2
k2
k1
無拉力F時 Δx1=(G1+G2)/k1,Δx2= G2/k2,(Δx1、Δx2為壓縮量)
加拉力F時 Δx1/=G2/k1,Δx2/= (G1+G2) /k2,(Δx1/、Δx2
5、/為伸長量)
而Δh1=Δx1+Δx1/,Δh2=(Δx1/+Δx2/)+(Δx1+Δx2)
系統重力勢能的增量ΔEp= G1?Δh1+G2?Δh2
整理后可得:
練習
F
1.關于兩物體之間的彈力和摩擦力,下列說法中正確的是( )
A.有摩擦力一定有彈力
B.摩擦力的大小與彈力成正比
C.有彈力一定有摩擦力
D.彈力是動力,摩擦力是阻力
2.如圖,兩本書A、B逐頁交叉后疊放在一起并平放在光滑的水平桌面上,設每張書頁的質量為5g,每本書均是200張,紙與紙之間的動摩擦因數為0.3,問至少要用多大的水平力才能將它們拉開?(g取10米/秒2)
3、彈簧秤的讀數是它受到
6、的合外力嗎?
3、摩擦力
(1)產生:相互接觸的粗糙的物體之間有相對運動(或相對運動趨勢)時,在接觸面產生的阻礙相對運動(相對運動趨勢)的力;
(2)產生條件:接觸面粗糙;有正壓力;有相對運動(或相對運動趨勢);
(3)摩擦力種類:靜摩擦力和滑動摩擦力。
靜摩擦力
(1)產生:兩個相互接觸的物體,有相對滑動趨勢時產生的摩擦力。
(2)作用效果:總是阻礙物體間的相對運動趨勢。
(3)方向:與相對運動趨勢的方向一定相反(**與物體的運動方向可能相反、可能相同、還可能成其它任意夾角)
V = 2
V = 3
(4)方向的判定:由靜摩擦力方向跟接觸面相切,跟相對運
7、動趨勢方向相反來判定;由物體的平衡條件來確定靜摩擦力的方向;由動力學規(guī)律來確定靜摩擦力的方向。
(5) 作用點
滑動摩擦力
(1)產生:兩個物體發(fā)生相對運動時產生的摩擦力。
(2)作用效果:總是阻礙物體間的相對運動。
(3)方向:與物體的相對運動方向一定相反(**與物體的運動方向可能相同;可能相反;也可能成其它任意夾角)
(4)大?。篺=μN(μ是動摩擦因數,只與接觸面的材料有關,與接觸面積無關)
(5) 作用點
V
f = μmg
f = μ(mg +ma)
a
f = μmg cosθ
【例2】 小車向右做初速為零的勻加速
8、運動,物體恰好沿車后壁勻速下滑。試分析下滑過程中物體所受摩擦力的方向和物體速度方向的關系。
a
v相對
解析:物體受的滑動摩擦力始終和小車的后壁平行,方向豎直向上,而物體相對于地面的速度方向不斷改變(豎直分速度大小保持不變,水平分速度逐漸增大),所以摩擦力方向和運動方向間的夾角可能取90°和180°間的任意值。
點評:無明顯形變的彈力和靜摩擦力都是被動力。就是說:彈力、靜摩擦力的大小和方向都無法由公式直接計算得出,而是由物體的受力情況和運動情況共同決定的。
例題分析:
例3、下面關于摩擦力的說法正確的是: D
A、阻礙物體運動的力稱為摩擦力;
B、滑動摩擦力方向總是與物體的運動方向相反;
C、靜摩擦力的方向不可能與運動方向垂直;
D、接觸面上的摩擦力總是與接觸面平行。
例4、如圖所示,物體受水平力F作用,物體和放在水平面上的斜面都處于靜止,若水平力F增大一些,整個裝置仍處于靜止,則:A
A、 斜面對物體的彈力一定增大;
B、 斜面與物體間的摩擦力一定增大;
C、 水平面對斜面的摩擦力不一定增大;
D、 水平面對斜面的彈力一定增大;
例5、用一個水平推力F=Kt(K為恒量,t為時間)把一重為G的物體壓在豎直的足夠高的平整墻上,如圖所示,從t=0開始物體所受的摩擦力f隨時間t變化關系是哪一個?B