高考物理 2.1《重力 彈力 摩擦力》課件ppt
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,歡迎進(jìn)入物理課堂,1．知道力的概念及重力．2．知道常見的形變，通過實驗了解物體的彈性，知道胡克定律．3．彈力產(chǎn)生的條件、方向的判斷、大小的計算及胡克定律的應(yīng)用．4．通過實驗認(rèn)識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動摩擦因數(shù)計算摩擦力．5．通過實驗，理解力的合成與分解，知道共點力的平衡條件，區(qū)分矢量與標(biāo)量，用力的合成與分解分析日常生活中的問題．,課程標(biāo)準(zhǔn),縱觀近幾年的高考題，這部分知識必定出現(xiàn)，大部分是和其他的知識綜合出題，主要涉及摩擦力和彈簧的彈力．單獨出題時往往以摩擦力為主．所以，彈力中的胡克定律的應(yīng)用和摩擦力的各類問題是這部分的重點和難點．在復(fù)習(xí)中應(yīng)弄清摩擦力產(chǎn)生的條件，動、靜摩擦力方向的判斷，動、靜摩擦力和最大靜摩擦力大小的計算方法，弄清動、靜和最大靜摩擦力的區(qū)別和聯(lián)系．,力的合成與分解和共點力的平衡，是整個高中物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在復(fù)習(xí)時應(yīng)引起足夠的重視．應(yīng)熟練掌握矢量合成法則——平行四邊形定則和三角形定則；受力分析時，要靈活運用整體法和隔離法；明確力的各種分解方法．,1．力的概念(1)力是對的作用．物體之間的力是的．(2)力是改變物體或使物體發(fā)生的原因．(3)力的三要素：．,物體,物體,相互,運動狀態(tài),形變,力的大小、力的方向、力的作用點,2．力的基本特征,相互,受力,箭頭,長短,箭頭的方向,,作用線,,無關(guān),3.重力與重心(1)由于而使物體受到的力叫重力．地球上的一切物體，不管是靜止的還是運動的，都將受到地球的，因此都受重力的作用．重力的方向，建筑工人利用重垂線檢查墻角砌得是否豎直，就是利用的這一原理．(2)我們可以認(rèn)為，這一點叫物體的重心．對于質(zhì)量分布均勻且有規(guī)則幾何形狀的物體，其重心在．同時，物體的重心(填“一定”“不一定”或“一定不”)在物體上，例如：．,地球的吸引,吸引,豎直向下,物體各部分受到的重力作用集中于,一點,物體的幾何中心,不一定,用鐵絲彎成的圓環(huán)、籃球等,4．彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力．(2)產(chǎn)生條件：兩個物體必須直接；兩個物體的接觸處發(fā)生彈性．(3)彈力的方向：總是與物體形變的趨向，壓力、支持力的方向都與物體的接觸面，繩子拉力的方向總是沿著繩子指向繩子的方向．,恢復(fù)原狀,接觸,形變,相反,垂直,收縮,(4)彈簧的彈力：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力和彈簧伸長(或縮短)的長度．其表達(dá)式為F＝，稱為．式中k稱為彈簧的，其大小與彈簧的材料有關(guān)，單位是.,成正比,kx,胡克定律,勁度系數(shù),N/m,5．靜摩擦力(1)產(chǎn)生：兩個相互接觸且有擠壓的物體，有時產(chǎn)生的摩擦力．(2)產(chǎn)生條件：①相互接觸且；②有；③接觸面粗糙．(3)大小：隨外力的變化而變化，即只與外力有關(guān)而與正壓力無關(guān)．計算時只能根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡或加速)，由平衡條件或牛頓運動定律求解．(4)方向：總是與物體的方向相反．,相對運動,趨勢,相互擠壓,相對運,動趨勢,相對運動趨勢,6．滑動摩擦力(1)產(chǎn)生：兩個相互接觸且有擠壓的物體發(fā)生時產(chǎn)生的摩擦力．(2)產(chǎn)生條件：①相互接觸且；②有運動；③．(3)大?。夯瑒幽Σ亮Υ笮∨c成正比，即：Fμ＝，F(xiàn)N指接觸面的壓力，并不總是等于物體的重力；μ是動摩擦因數(shù)，與相互接觸的兩個物體的材料有關(guān)，還跟接觸面的情況(如粗糙程度)有關(guān)．(4)方向：跟接觸面相切，并跟物體相反．,相對滑動,,相互擠壓,相對,接觸面粗糙,壓力,μFN,相對滑動方向,考點一彈力有無的判斷方法1．直接判斷對于形變較明顯的情況，由形變情況直接判斷．2．利用“假設(shè)法”判斷對形變不明顯的情況，可假設(shè)與研究對象接觸的物體解除接觸，判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變．若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力．,例如：如圖所示，有一球放在光滑水平面AC上，并和光滑斜面AB接觸，球靜止，分析球所受的彈力．可用“假設(shè)法”，即假設(shè)去掉AB面，球仍然能夠保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，則可以判斷出球與AB面的接觸處沒有彈力；假設(shè)去掉AC面，則球?qū)⑾蛳逻\動，故在與AC面的接觸處球受到彈力，其方向垂直于AC面向上．,3．根據(jù)物體所處的狀態(tài)判斷靜止(或勻速直線運動)的物體都處于受力平衡狀態(tài)，這可以作為判斷某個接觸面上彈力是否存在的依據(jù)．例如：如圖所示，小球A在車廂內(nèi)隨車廂一塊向右運動，可根據(jù)小球的運動狀態(tài)分析車廂后壁對球A的彈力的情況：(1)若車廂和小球做勻速直線運動，則小球A受力平衡，所以后車廂壁對小球無彈力.(2)若車廂和小球向右做加速運動，則由牛頓第二定律可知，后車廂壁對小球的彈力水平向右．,【案例1】如圖所示，小球B放在真空容器A內(nèi)，球B的直徑恰好等于正方體A的邊長．將它們以速度v0豎直向上拋出，下列說法中正確的是()A．若不計空氣阻力，上升過程中，A對B的壓力向下B．若考慮空氣阻力，上升過程中，A對B的壓力向下C．若考慮空氣阻力，下落過程中，B對A的壓力向上D．若不計空氣阻力，下落過程中，B對A沒有壓力,【解析】若不計空氣阻力，則A、B整體的加速度等于重力加速度，物體B的加速度也等于重力加速度，因此A對B沒有作用力，同理，B對A也沒有作用力，故選項A錯，D對；若考慮空氣阻力，則上升過程中，A、B整體的加速度大于重力加速度，則B的加速度大于重力加速度，故A對B有向下的壓力，選項B對；在下降過程中，A、B整體的加速度小于重力加速度，則B的加速度小于重力加速度，故A對B有向上的壓力，根據(jù)力的相互性，B對A有向下的壓力，故選項C錯．應(yīng)選B、D.【答案】B、D,【誤區(qū)警示】本題易誤選A、C.原因是沒有正確判斷物體的加速度與重力加速度的大小關(guān)系，從而導(dǎo)致不能正確判斷A、B間相互作用力的情況．,【即時鞏固1】如圖所示，細(xì)繩豎直拉球，小球和光滑斜面接觸，并處于平衡狀態(tài)，則小球受到的力有()A．重力、繩的拉力B．重力、繩的拉力、斜面的彈力C．重力、斜面的彈力D．繩的拉力、斜面的彈力,【解析】假設(shè)繩沒有拉力，則小球不會平衡，所以小球受繩的拉力；假設(shè)斜面對小球有彈力，則小球不會平衡，故斜面對小球無彈力．【答案】A,考點二產(chǎn)生彈力的條件、機(jī)理和彈力的方向、大小1．條件物體之間存在擠壓(或拉伸)，要恢復(fù)原狀，產(chǎn)生彈力．由此知產(chǎn)生彈力的條件：一是物體間相接觸，二是產(chǎn)生能夠恢復(fù)原狀的形變．2．機(jī)理當(dāng)甲、乙兩物體之間存在擠壓(或拉伸)時，甲物體產(chǎn)生了形變，它由于具有恢復(fù)原狀的趨勢而對與它接觸的乙物體產(chǎn)生一個彈力，這個彈力的方向指向甲物體恢復(fù)原狀的方向，且垂直于接觸面．同理，乙物體要恢復(fù)原狀，對和它接觸的甲物體也有彈力作用．,3．彈力的方向,,,,,,,4.彈力的大小彈力的大小與物體形變量有關(guān)，形變量越大，彈力越大．(1)對于難以觀察的微小形變，可以根據(jù)物體的受力情況和運動情況，運用物體平衡條件來確定彈力大?。?2)對有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計算．,胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力F的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比，數(shù)學(xué)表達(dá)式是：F＝kx.還可以表示成ΔF＝kΔx.其中k叫做彈簧的勁度系數(shù)，其數(shù)值等于彈簧發(fā)生單位長度形變時產(chǎn)生的彈力大小，是用來描述彈簧的基本性質(zhì)的物理量．勁度系數(shù)跟彈簧的長度、彈簧的材料、彈簧的粗細(xì)都有關(guān)系，對于一個確定的彈簧來說，它的勁度系數(shù)是一定的．在國際單位制中，勁度系數(shù)k的單位是N/m.,【案例2】如圖所示，各圖中A是否受彈力作用？若有，指明彈力方向，并作彈力的示意圖．(圖中各物體靜止，①、②、③圖中各接觸面均光滑),【解析】首先要明確有哪些物體與A物體接觸，各接觸處是否有相互擠壓，由此可判斷在接觸處是否產(chǎn)生彈力及彈力的方向．①圖中A與B之間無擠壓，A、B之間無彈力作用，但A與地面之間有彈力作用，A受地面彈力方向垂直于地面向上．②圖中A與碗上邊緣有擠壓，A在此點受彈力作用，屬于“點與線”接觸，彈力方向與A桿垂直，指向左上方；A下端與碗底擠壓產(chǎn)生形變，A在此點受彈力作用，屬于“點與弧”接觸，彈力垂直于切面方向指向球心．,③圖中A與B及A與墻之間有擠壓，都產(chǎn)生彈力，豎直墻給A的彈力與墻垂直指向左方，B給A的彈力沿兩球球心連線指向A.④圖中在接觸的面間發(fā)生形變，屬于“面與面”接觸，B對A的彈力垂直于斜面斜向右下，地面對A的彈力垂直于地面向上．它們的受力示意圖如下圖所示．,【答案】如圖所示,【誤區(qū)警示】該題易出現(xiàn)的問題是：①中認(rèn)為B對A有彈力的作用；②中不能正確判定兩個彈力的方向．其原因是不能確定①中A、B兩球是否有相互的擠壓及不能確定②中物體的接觸面．,【即時鞏固2】如圖所示，重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止，試畫出桿所受的彈力．【答案】受力如圖所示．,【案例3】(2010課標(biāo)全國)一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為F1的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為l1；改用大小為F2的力拉彈簧，平衡時長度為l2.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為(),【答案】C,【即時鞏固3】如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面的木塊壓在上面的彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)緩慢地向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的彈簧，求這個過程中下面木塊移動的距離．,【解析】設(shè)整個系統(tǒng)處于平衡時，下面彈簧壓縮形變量為x2，則由平衡條件有：(m1＋m2)g＝k2x2；現(xiàn)緩慢向上提m1至它剛離開彈簧時彈力消失，對下面木塊而言，又處于新的平衡，形變量為x1，則m2g＝k2x1，則其上移的距離為,考點三怎樣判斷摩擦力的有無及方向1．靜摩擦力的有無及方向的確定方法(1)假設(shè)法，即假設(shè)接觸面光滑，看物體是否會發(fā)生相對運動．若發(fā)生相對運動，則說明物體原來雖相對靜止卻有相對運動的趨勢；假設(shè)接觸面光滑，則此時物體發(fā)生相對運動的方向即為原來相對運動趨勢的方向，從而可確定靜摩擦力的方向．若沒有發(fā)生相對運動，則說明沒有靜摩擦力．,(2)根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的效果來判斷其方向：如可以平衡其他力，可以做動力，可以做阻力，可以提供向心力等；再根據(jù)平衡條件和牛頓定律來計算其大小．用牛頓第二定律判斷，關(guān)鍵是先判斷物體的運動狀態(tài)(即加速度方向)，再利用牛頓第二定律(F＝ma)確定合力的方向，然后進(jìn)行受力分析，判定靜摩擦力的方向．下圖中，物塊A和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做勻加速直線運動時，摩擦力提供A物體的加速度為a，摩擦力的大小為ma，方向水平向右．,(3)利用牛頓第三定律來判斷此法關(guān)鍵是抓住“摩擦力是成對出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向，再確定另一物體受到的摩擦力方向．,【案例4】如圖所示，小車A上放著一木塊B.在下列情況下，A、B均相對靜止，請分析以下幾種情況木塊B所受的摩擦力．(1)小車在水平路面上做勻速直線運動；(2)小車突然向右起動；(3)向右運動的小車突然剎車．,【解析】(1)由于木塊隨著小車一起勻速直線運動，木塊與車相對靜止，但木塊相對車沒有運動趨勢，故木塊不受靜摩擦力作用．(2)采用“假設(shè)法”分析：當(dāng)車向右起動時，如果A、B接觸面光滑，A將相對于B向右運動，所以B相對于A有向左運動的趨勢，故B受靜摩擦力方向向右．(3)因為剎車時B相對車有向右運動的趨勢，故B受的靜摩擦力方向向左．【答案】(1)不受摩擦力(2)受向右的靜摩擦力(3)受向左的靜摩擦力,【即時鞏固4】如圖所示，地面上靜止疊放著A、B兩個物體，力F分別作用于A、B兩物體上時，A、B相對地面靜止．試分別分析A、B受到的摩擦力的情況．,【解析】(1)F作用于A物體，A相對B有向右的運動趨勢，B相對A有向左的運動趨勢，故A受到向左的靜摩擦力，其大小等于F.B受到A給它的向右的靜摩擦力，其大小也等于F.由于A、B相對地而靜止，B有向右運動的趨勢，因此B受到地面給它的向左的靜摩擦力，大小也等于F.(2)F作用于B物體上，B相對地面有向右的運動趨勢，故B受到地面給它的向左的靜摩擦力，大小等于F.而A物體若受到B物體給它的摩擦力，則A、B不可能相對地面靜止，故A、B之間沒有摩擦力的作用．【答案】見解析,考點四摩擦力大小的計算1．靜摩擦力大小的計算根據(jù)物體所受外力及所處的狀態(tài)(平衡或變速)，可分為兩種情況：(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速)時，利用力的平衡條件來判斷其大?。?2)物體有加速度時，若只有摩擦力，則Ff＝ma，例如勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上物塊靠摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度；若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求摩擦力．這種與運動狀態(tài)有關(guān)的特點，區(qū)別于滑動摩擦力．,2．滑動摩擦力的計算滑動摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計算．應(yīng)用此公式時要注意以下幾點：(1)μ為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力．(2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關(guān)，與接觸面積的大小也無關(guān)．,3．摩擦力的效果摩擦力可以是動力，也可以是阻力．受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，受滑動摩擦力作用的物體不一定運動．4．最大摩擦力最大靜摩擦力并不是物體實際受到的力，物體實際受到的靜摩擦力小于最大靜摩擦力；最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比；一般情況下，為了處理問題的方便，最大靜摩擦力可按近似等于滑動摩擦力處理．,【案例5】（2011山東理綜）如圖所示，將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩系于墻壁.開始時a、b均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb=0.現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間（）A.Ffa大小不變B.Ffa方向改變C.Ffb仍然為零D.Ffb方向向右,【解析】剪斷右側(cè)細(xì)繩的瞬間，右端細(xì)繩上拉力突變?yōu)榱悖鴱椈蓪赡緣K的拉力沒有發(fā)生突變，與原來一樣，所以b對地面有向左的運動趨勢，受到靜摩擦力Ffb方向向右，C錯誤，D正確.剪斷右側(cè)細(xì)繩的瞬間，木塊a受到的各力都沒有發(fā)生變化，A正確，B錯誤.【答案】A、D,【即時鞏固5】（2011天津理綜）如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平上保持相對靜止地向右做勻減速直線運動，運動過程中B受到的摩擦力（）A.方向向左，大小不變B.方向向左，逐漸減小C.方向向右，大小不變D.方向向右，逐漸減小,【解析】B向右做勻速減速直線運動，加速度大小不變、方向向左，故所受摩擦力的方向向左，大小不變，即A正確，B、C、D均錯誤.【答案】A,【案例6】(2010課標(biāo)全國)如圖所示，一物塊置于水平地面上．當(dāng)用與水平方向成60角的力F1拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當(dāng)改用與水平方向成30角的力F2推物塊時，物塊仍做勻速直線運動．若F1和F2的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為(),【解析】由力的平衡條件，F(xiàn)1cos60＝μ(mg－F1sin60)；F2cos30＝μ(mg＋F2sin30)；故B項正確．【答案】B,【即時鞏固6】(2009北京理綜)如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為θ的固定斜面上．滑塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為u.若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g，則(),A．將滑塊由靜止釋放，如果μ＞tanθ，滑塊將下滑B．給滑塊沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑塊將減速下滑C．用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動，如果μ＝tanθ，拉力大小應(yīng)是2mgsinθD．用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動，如果μ＝tanθ，拉力大小應(yīng)是mgsinθ,【解析】對處于斜面上的物塊受力分析，要使物塊沿斜面下滑則mgsinθ>μmgcosθ，故μ下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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