【物理】2018届一轮复习人教版第2章第1讲重力弹力摩擦力学案

【物理】2018届一轮复习人教版第2章第1讲重力弹力摩擦力学案

第二章 相互作用 ‎【研透全国卷】‎ 高考对本章内容着重考查的知识点有弹力和摩擦力的概念及其在各种状态下的表现形式、力的合成与分解等，对受力分析的考查涵盖了高中物理的所有热点问题.题型通常为选择题，分值一般为6分.‎ 本章以生活中的实际问题为背景考查静力学的知识将会加强，在2018年高考复习中应特别关注建立物理模型能力的培养.‎ 考点 内容 要求 题型 必考实验 一、常见的三种力 形变、弹性、胡克定律 Ⅰ 选择 计算 ‎1.实验内容 探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则 ‎2.命题形式 填空 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 Ⅰ 二、力的合成与分解 矢量和标量 Ⅰ 选择 计算 力的合成与分解 Ⅱ 三、受力分析、共点力的平衡 共点力的平衡 Ⅱ 选择 计算 第1讲　重力　弹力　摩擦力 知识点一　重力 ‎1.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力.‎ ‎2.大小：G＝mg.‎ ‎3.方向：总是　　　　.‎ ‎4.重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.‎ 答案：3.竖直向下 知识点二　弹力 ‎1.定义：发生弹性形变的物体由于要　　　　，对与它接触的物体产生力的作用.‎ ‎2.产生的条件 ‎(1)两物体　　　　.‎ ‎(2)发生　　　　.‎ ‎3.方向：与物体形变方向　　　　.‎ 答案：1.恢复原状　2.(1)相互接触　(2)形变　3.相反 知识点三　胡克定律 ‎1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成　　　　.‎ ‎2.表达式：F＝kx.‎ ‎(1)k是弹簧的　　　　，单位为N/m；k的大小由弹簧　　　　决定.‎ ‎(2)x是弹簧长度的　　　　，不是弹簧形变以后的长度.‎ 答案：1.正比　2.(1)劲度系数　自身性质　(2)变化量 知识点四　摩擦力 ‎　 名称 项目 　‎ 静摩擦力 ‎ ‎ 滑动摩擦力 定义 两个　　　　　的物体间的摩擦力 两个　　　　　的物体间的摩擦力 产生 条件 ‎①接触面　　　　‎ ‎②接触处有　　　　‎ ‎③两物体间有　　 　‎ ‎①接触面　　　　‎ ‎②接触处有　　　　‎ ‎③两物体间有　　 　‎ 大小 ‎ ‎　　　μ2(M＋m)g时，木板便会开始运动 D.无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 ‎[解析]　由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为μ1mg，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg.又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项A正确，B错误；若增大F的大小，只能使木块的加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项C错误，D正确.‎ ‎[答案]　AD ‎[变式2]　如图所示，物块A放在倾斜的木板上，木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为(　　)‎ A.　　　 B.　　　 C.　　　 D. 答案：C　解析：木板的倾角α为30°时物块静止，所受摩擦力为静摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mgsin 30°；木板的倾角α为45°时物块滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为μmgcos 45°，由二者相等可得物块和木板间的动摩擦因数为μ＝.‎ 摩擦力方向的分析技巧和计算 ‎(1)分析技巧 ‎①在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析.‎ ‎②要注意灵活应用相对运动趋势法、假设法、状态法和转换法判断静摩擦力的方向.‎ ‎(2)摩擦力的计算 ‎①在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力.‎ ‎②滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等.‎ ‎③“Ff＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力.‎ 考点　摩擦力的“突变”问题 考向1　静—静“突变”‎ 物体在摩擦力和其他力的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，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变.‎ ‎[典例6]　一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为(　　)‎ A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右 C.2 N，方向向右 D.0‎ ‎[解析]　当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，方向向左.可知最大静摩擦力Ffmax≥8 N.当撤去力F1后，F2＝2 NG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f＝μF＝μkt，即ft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f＝G，此时图象为一条水平线.‎ 解决摩擦力的突变问题要注意的是只有在物体达到相对静止时，才有可能发生突变.能否保持相对静止，最大静摩擦力是关键.解决此类问题的关键在于弄清物理过程，分析物体所受的摩擦力的类型，然后分阶段或选用恰当的位置进行分析.‎ ‎1.[弹力有无的判断]如图所示，轻绳上端固定，下端悬挂一个重球，在重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且处于静止状态，轻绳保持竖直，则重球受到的力是(　　)‎ A.重力和轻绳的拉力 B.重力、轻绳的拉力和斜面的支持力 C.重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力 D.重力、轻绳的拉力、斜面的支持力和下滑力 答案：A　解析：轻绳保持竖直，轻绳的拉力竖直向上，斜面光滑，重球不会受到斜面的静摩擦力，要保证重球处于静止状态，斜面对重球的支持力必定为零，故重球只受到重力和轻绳的拉力两个力的作用，选项A正确.‎ ‎2.[静摩擦力](多选)如图所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是(　　)‎ A.物体受到与运动方向相同的摩擦力作用 B.传送的速度越大，物体受到的摩擦力越大 C.物体所受的摩擦力与传送的速度无关 D.物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的动力 答案：ACD　解析：物体随皮带运输机一起上升的过程中，物体具有相对于皮带下滑的趋势，受到沿皮带向上的摩擦力作用，是使物体向上运动的动力，其大小等于物体重力沿皮带向下的分力，与传送带的速度大小无关，故A、C、D正确，B错误.‎ ‎3.[弹簧弹力的分析与计算]完全相同且质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连，置于带有挡板C的固定斜面上，斜面的倾角为θ，弹簧的劲度系数为k.初始时弹簧处于原长，A恰好静止.现用一沿斜面向上的力拉A，直到B刚要离开挡板C，则此过程中物块A的位移大小为(弹簧始终处于弹性限度内)(　　)‎ A.　 B. C. D. 答案：D　解析：初始时弹簧处于原长，A恰好静止，根据平衡条件，有：mgsin θ＝Ff，其中Ff＝μFN＝μmgcos θ，联立解得：μ＝tan θ.B刚要离开挡板C时，弹簧拉力等于物块B重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力之和，即kx＝mgsin θ＋Ff，解得：x＝.‎ ‎4.[摩擦力有无和方向的判断](多选)如图甲、乙所示，倾角为θ的斜面上放置一滑块M，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是(　　)‎ A.图甲中物块m受到摩擦力 B.图乙中物块m受到摩擦力 C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力 D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力 答案：BD　解析：对图甲：设物块m受到重力、支持力、摩擦力，而重力与支持力平衡，若受到摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物块m受力将不平衡，与题中条件矛盾，故假设不成立，A、C错误.对图乙：设物块m不受摩擦力，由于m匀速下滑，m必受力平衡，若m只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立，由受力分析知：m受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D正确.‎ ‎5.[摩擦力突变]如图所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8).质量为‎1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是下图中的(设初速度v0的方向为正方向，取g＝‎10 m/s2)(　　)‎ 答案：B　解析：滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由F＝μFN和FN＝mgcos θ联立得：F＝6.4 N，方向为沿斜面向下.当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin θ<μmgcos θ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得F＝mgsin θ，代入可得F＝6 N，方向为沿斜面向上，故选项B正确.‎