2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第二章 相互作用 第1講 重力 彈力 摩擦力 教科版
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1、 2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 第二章 相互作用 第1講 重力 彈力 摩擦力 教科版 高考目標 復(fù)習(xí)指導(dǎo) 形變、彈性、胡克定律 Ⅰ 高考試題的考查形式主要有兩種,①一種是以生活中的靜力學(xué)材料為背景,考查力的合成與分解和共點力的平衡的綜合應(yīng)用;②另一種是以現(xiàn)實中可能出現(xiàn)的各種情況,考查重力、彈力、摩擦力的理解和計算. xx年高考對本專題內(nèi)容的考查仍將以力的合成與分解和共點力的平衡的綜合應(yīng)用為主. 滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力 Ⅰ 矢量和標量 Ⅰ 力的合成和分解 Ⅱ 共點力的平衡Ⅱ 實驗二
2、:探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系 實驗三:驗證力的平行四邊形定則 2.三要素:力的大小、方向和作用點. 3.力的作用效果 (1)改變物體的運動狀態(tài). (2)使物體發(fā)生形變. 4.力的性質(zhì) (1)物質(zhì)性 (2)相互性 (3)矢量性 (4)獨立性 二、重力 三、彈力 1.定義:發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,會對與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用. 2.產(chǎn)生條件 (1)物體相互接觸. (2)物體發(fā)生彈性形變. 3.方向:彈力的方向總是與產(chǎn)生彈力的物體形變的方向相反. 4.大小 (1)胡克定律:彈簧類彈力在彈性限度內(nèi)遵守F=kx. (2)非彈簧類彈力的大小應(yīng)由平衡條件或
3、牛頓第二定律求解.
四、摩擦力
名稱
項目
靜摩擦力
滑動摩擦力
定義
兩個相對靜止的物體間的摩擦力
兩個相對運動的物體間的摩擦力
產(chǎn)生
條件
(1)接觸面粗糙
(2)接觸處有壓力
(3)兩物體間有相對運動趨勢
(1)接觸面粗糙
(2)接觸處有壓力
(3)兩物體間有相對運動
大小、
方向
大?。? 4、直,反之不一定成立.
(2)“Ff=μFN”中FN“并不一定等于物體的重力”
(3)“阻礙”是指阻礙研究對象與其接觸的物體間的相對運動,但并不一定阻礙物體的運動.
1.下列關(guān)于重力的說法中正確的是( )
A.由G=mg可知,物體的質(zhì)量與重力成正比
B.同一物體在地球上各處重力相同
C.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力,其方向必定指向地心
D.重力的大小不是總等于豎直測力計對物體的拉力
解析:質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少,是物體本身固有的屬性,與重力大小無關(guān),選項A錯誤;同一物體在地球上的不同位置,重力大小略有差別,方向也不相同,選項B錯誤;重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的,其大小 5、一般小于地球?qū)ξ矬w的吸引力,方向是豎直向下而非指向地心,選項C錯誤;用測力計豎直懸掛物體,只有當物體處于靜止(或勻速直線運動)狀態(tài)時,測力計的讀數(shù)才等于物體的重力的大小,選項D正確.
答案: D
2.一輛汽車停在水平地面上,下列說法中正確的是( )
A.地面受到了向下的彈力,是因為地面發(fā)生了彈性形變;汽車沒有發(fā)生形變,所以汽車不受彈力
B.地面受到了向下的彈力,是因為地面發(fā)生了彈性形變;汽車受到了向上的彈力,是因為汽車發(fā)生了彈性形變
C.汽車受到向上的彈力,是因為地面發(fā)生了彈性形變;地面受到向下的彈力,是因為汽車發(fā)生了彈性形變
D.以上說法都不對
解析:
答案: C
6、3.(xx·湖北孝感市模擬)下列說法正確的是( )
A.摩擦力的大小一定與該處壓力的大小成正比
B.壓力發(fā)生變化時,該處摩擦力可能不變
C.摩擦力的方向與該處壓力的方向可能不垂直
D.摩擦力的方向不是與物體運動方向相同,就是與物體運動方向相反
解析:靜摩擦力的大小與該處的正壓力沒有直接關(guān)系,選項A錯誤、B正確;摩擦力的方向與接觸面相切,彈力方向與接觸面垂直,故摩擦力方向一定與彈力方向垂直,選項C錯誤;水平勻速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤上的物體受到的摩擦力與運動方向垂直,所以選項D錯誤.
答案: B
4.如圖甲所示,小孩用80 N的水平力推木箱不動,木箱此時受到水平地面的摩擦力大小為F1;如圖乙 7、所示,小孩把木箱推動了,此時木箱與水平地面間摩擦力大小為F2,若木箱對水平地面的壓力大小為200 N,木箱與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.45,則F1、F2的大小分別為( )
A.90 N、80 N B.80 N、45 N
C.80 N、90 N D.90 N、90 N
解析:甲圖是靜摩擦力,由平衡條件得:F1=80 N,乙圖是滑動摩擦力,由Ff=μFN得Ff=0.45×200 N=90 N,故選項C正確.
答案: C
5.如圖所示的裝置中,小球的質(zhì)量均相同,彈簧和細線的質(zhì)量均不計,一切摩擦忽略不計,平衡時各彈簧的彈力分別為F1、F2、F3,其大小關(guān)系是( )
8、
A.F1=F2=F3 B.F1=F2 9、利用假設(shè)法判斷
對形變不明顯的情況,可假設(shè)兩個物體間不存在彈力,即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去掉,看物體還能否保持原有的狀態(tài),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.
(3)根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”判斷
物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)符合,依據(jù)物體的運動狀態(tài),由物體受力平衡(或牛頓第二定律)列方程來判斷物體間的彈力是否存在.
2.彈力方向的判斷方法
類型
方向的判定
舉例
接觸方式
面與面
與接觸面垂直
點與面
與接觸面垂直且過“點”
點與點
與公共切面垂直
輕繩
沿繩收縮的方向
輕桿
拉伸時沿桿收縮 10、的方向,壓縮時沿桿伸長的方向
對于彈力不沿桿時,應(yīng)具體分析
畫出圖中靜止的各球或桿受到的彈力.
解析: 平面與平面接觸,彈力方向垂直于平面;平面與曲面接觸,彈力方向垂直于平面,也垂直于曲面過接觸點的切面;曲面與曲面接觸,彈力方向垂直于公切面;點與平面接觸,彈力方向垂直于平面;點與曲面接觸,彈力方向垂直于曲面過接觸點的切面.根據(jù)不同接觸面上彈力的特點,作圖如圖所示.
(1)彈力方向的判斷
①先明確兩物體間作用的類型,②再根據(jù)各種類型的特點來判斷彈力的方向.
(2)計算彈力大小常見的三種方法
①根據(jù)力的平衡條件進行求解.
②根據(jù)胡克定律F=kx進行求解. 11、
③根據(jù)牛頓第二定律進行求解.
1-1:(xx·深圳市階段性檢測)如圖所示,一重為8 N的球固定在AB桿的上端,今用測力計水平拉球,使桿發(fā)生彎曲,此時測力計的示數(shù)為6 N,則AB桿對球作用力的大小及方向為( )
A.6 N,豎直向上
B.8 N,豎直向下
C.10 N,斜左上與豎直方向的夾角為37°
D.12 N,斜右上與豎直方向的夾角為53°
解析:取球受力分析如圖所示,由平衡條件知F桿= N=10 N.
設(shè)F桿與豎直方向的夾角為θ,
則tan θ==
所以θ=37°.
答案: C
1.靜摩擦力的有無及其方向的判定方法
(1)假設(shè)法
利用假設(shè)法判斷摩擦力的有 12、無及方向的思維程序如下:
(2)狀態(tài)法:從物體的運動狀態(tài)反推出必須具備的受力條件,并進一步分析組成條件中靜摩擦力所起的作用,從而判斷出靜摩擦力的有無及方向.
(3)利用牛頓第三定律來判斷:此法的關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力方向.
2.滑動摩擦力方向判斷的關(guān)鍵——對“相對運動”的理解
“相對運動”是指研究對象相對于與其接觸的物體是運動的.因此,研究對象與其接觸的物體可能一個靜止,另一個運動(如物體在地面上運動時,物體是運動的,地面是靜止的),也可能兩者都是運動的.
如圖甲、乙所示,物體A、B在力F作 13、用下一起以相同速度沿F方向勻速運動,關(guān)于物體A所受的摩擦力,下列說法正確的是( )
A.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力,且方向均與F相同
B.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力,且方向均與F相反
C.甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力
D.甲圖中物體A不受摩擦力,乙圖中物體A受摩擦力,方向和F相同
解析:圖甲中,假設(shè)A、B之間光滑接觸,則物體A在水平方向不受任何外力作用,A仍可保持原來的勻速直線運動,故A不受摩擦力;圖乙中,假設(shè)物體A不受摩擦力或所受摩擦力沿斜面向下時,則A將會在重力沿斜面向下的分力或該分力與摩擦力的合力作用下,沿斜面向上做勻減速直線運動,與題設(shè)條件矛盾,故A所受摩擦力應(yīng)沿斜面 14、向上.
答案: D
2-1:一個斜面體上擱置一根只能沿豎直方向運動的直桿,桿與斜面接觸面粗糙.斜面體水平向右運動過程中,發(fā)現(xiàn)桿勻加速上升,如圖所示,關(guān)于斜面體對桿的作用力,下列判斷正確的是( )
A.斜面對桿的滑動摩擦力沿斜面向下
B.斜面對桿的滑動摩擦力沿斜面向上
C.斜面體對桿的作用力豎直向上
D.斜面體對桿的作用力豎直向下
解析:桿勻加速上升,斜面體水平向右運動,桿相對于斜面體向上滑動,因此桿受的摩擦力沿斜面向下,A對,B錯;桿受的支持力垂直于斜面向上,桿受斜面體的作用力斜向右上方,C、D項錯誤.
答案: A
有三個相同的物體疊放在一起,置于粗糙水平地面上,物體之 15、間不光滑,如圖所示.現(xiàn)用一水平力F作用在乙物體上,物體仍保持靜止,下列說法正確的是( )
A.丙受到地面的摩擦力大小為F,方向水平向左
B.甲受到水平向右的摩擦力作用
C.乙對丙的摩擦力大小為F,方向水平向右
D.丙對乙的摩擦力大小為F,方向水平向右
解析:甲、乙、丙均處于靜止狀態(tài),確定丙與地面間的摩擦力可采用整體法.研究甲、乙、丙的受力情況時,需要將它們隔離開進行分析.
對于選項A,以甲、乙、丙三者整體為研究對象,此整體在水平方向上受平衡力的作用,因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向水平向左,選項A正確;對于選項B,以甲為研究對象,甲不受摩擦力,選項B錯誤;對于選項C,乙 16、對丙的摩擦力
與丙對乙的摩擦力大小相等、方向相反,由此可知,乙對丙摩擦力的大小等于F,方向水平向右,故選項C正確,選項D錯誤.
答案: AC
1.靜摩擦力大小的計算
根據(jù)物體的運動狀態(tài)求解
(1)若物體處于平衡狀態(tài),利用平衡條件求解.
(2)若物體有加速度,利用牛頓第二定律和受力分析結(jié)合起來求解.
2.滑動摩擦力大小的計算
(1)滑動摩擦力的大小用公式Ff=μFN來計算,但應(yīng)注意:
①μ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),F(xiàn)N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),與接觸面的面積大小也無關(guān).
(2)根 17、據(jù)物體的運動狀態(tài)求解
①若物體處于平衡狀態(tài),利用平衡條件求解.
②若物體有加速度,利用牛頓第二定律和受力分析結(jié)合起來求解.
3-1:(xx·銀川模擬)在水平力F作用下,重為G的物體沿墻壁勻速下滑,如圖所示,若物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為μ,則物體所受的摩擦力的大小為( )
A.μF B.μF+G
C.G D.
解析:由Ff=μFN得Ff=μF,A正確,B錯誤;由豎直方向二力平衡得F=G,C正確,D錯誤.
答案: AC
分類
說明
案例圖示
靜-靜“突變”
物體在摩擦力和其他力作用下處于平衡狀態(tài),當作用在物體上的其他力發(fā)生突變時,如 18、果物體仍然保持靜止狀態(tài),則物體受到的靜摩擦力的大小或方向?qū)l(fā)生“突變”.
水平力F作用下物體靜止于斜面上,F(xiàn)突然增大時物體仍靜止,則所受靜摩擦力大小或方向?qū)ⅰ巴蛔儭保?
靜-動“突變”
物體的摩擦力和其他力作用下處于靜止狀態(tài),當其他力變化時,如果物體不能保持靜止狀態(tài),則物體受到的靜摩擦力將“突變”為滑動摩擦力.
放在粗糙水平面上的物體,作用的水平力從零逐漸增大,物體開始滑動,物體受地面摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力.
動-靜“突變”
在摩擦力和其他力作用下,做減速運動的物體突然停止滑行時,物體將不受滑動摩擦力作用,或滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力.
滑塊以v0沖上 19、斜面做減速運動,當?shù)竭_某位置靜止時,滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力.
動-動“突變”
某物體相對于另一物體滑動的過程中,若突然相對運動方向變了,則滑動摩擦力方向發(fā)生“突變”.
水平傳送帶的速度v1>v2,滑塊受滑動摩擦力方向向右,當傳送帶突然被卡住時滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左.
(靜-靜“突變”)一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力即F1、F2和摩擦力的作用,木塊處于靜止狀態(tài),如圖所示,其中F1=10 N,F(xiàn)2=2 N,若撤去F1,則木塊受到的摩擦力為( )
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 20、:當物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時,由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N,可知最大靜摩擦力Ffmax≥8 N.當撤去力F1后,F(xiàn)2=2 N 21、顯然當α<θ時,鐵塊與木板相對靜止.由力的平衡條件可知,鐵塊受到的靜摩擦力的大小為Ff=mgsin α;當α≥θ時鐵塊與木板間的摩擦力為滑動摩擦力.設(shè)動摩擦因數(shù)為μ,由滑動摩擦力公式得,鐵塊受到的滑動摩擦力為Ff=μmgcos θ.
通過上述分析知道:α<θ時,靜摩擦力隨α角增大按正弦函數(shù)增加;當α≥θ時,滑動摩擦力隨α角增大按余弦規(guī)律減小,所以正確選項為C.
答案: C
1.(xx·山東基本能力)力是物體間的相互作用.下列有關(guān)力的圖示及表述正確的是( )
解析:由于在不同緯度處重力加速度g不同,旅客所受重力不同,故對飛機的壓力不同,A錯誤.充足氣的籃球平衡時,籃球殼對內(nèi)部氣體有 22、壓力作用,即內(nèi)外氣體對籃球殼壓力的差值等于籃球殼對內(nèi)部氣體的壓力,故B正確.書對桌子的壓力作用在桌子上,箭尾應(yīng)位于桌面上,故C錯誤.平地上勻速行駛的汽車,其主動輪受到地面的靜摩擦力是其前進的動力,地面對其從動輪的摩擦力是阻力,汽車受到的動力與阻力平衡時才能勻速前進,故D正確:
答案: BD
2.(xx·安慶檢測)下列兩個實驗中體現(xiàn)出的共同的物理思想方法是( )
A.極限法 B.放大法
C.控制變量法 D.等效替代法
解析:圖甲是利用光的多次反射將微小形變放大,圖乙是利用細管中液面的變化觀察玻璃瓶的微小形變,故為放大法,B正確.
答案: B
3.(xx·海南單科)下列關(guān) 23、于摩擦力的說法,正確的是( )
A.作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速,不可能使物體加速
B.作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速,不可能使物體減速
C.作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速,也可能使物體加速
D.作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速,也可能使物體減速
解析:摩擦力總是阻礙物體的相對運動(或相對運動趨勢),而物體間的相對運動與物體的實際運動無關(guān).當摩擦力的方向與物體的運動方向一致時,摩擦力是動力,方向相反時為阻力,故C、D項正確.
答案: CD
4.(xx·揭陽模擬)如圖所示,物體P放在粗糙水平面上,左邊用一根輕彈簧與豎直墻相連,物體靜止時彈簧的長度小 24、于原長.若再用一個從0開始逐漸增大的水平力F向右拉P,直到拉動,那么在P被拉動之前的過程中,彈簧對P的彈力FT的大小和地面對P的摩擦力Ff的大小的變化情況是 ( )
A.彈簧對P的彈力FT始終增大,地面對P的摩擦力始終減小
B.彈簧對P的彈力FT保持不變,地面對P的摩擦力始終增大
C.彈簧對P的彈力FT保持不變,地面對P的摩擦力先減小后增大
D.彈簧對P的彈力FT先不變后增大,地面對P的摩擦力先增大后減小
答案: B
5.兩個寬度同為d的水平光滑直角槽,槽兩邊在同一水平面上,上面分別放兩個質(zhì)量分布均勻的小球,兩個球的質(zhì)量相同,半徑為R1和R2,每個球受到槽單側(cè)邊沿的彈力分別為FN 25、1和FN2,已知R2>R1>,則FN1和FN2的關(guān)系正確的是( )
A.FN1=FN2
B.FN1 26、,力F作用后( )
A.木塊甲所受摩擦力大小是12.5 N
B.木塊甲所受摩擦力大小是11.5 N
C.木塊乙所受摩擦力大小是9 N
D.木塊乙所受摩擦力大小是7 N
解析:由題意可得木塊乙受到的最大靜摩擦力Fmax=μFN=0.25×60 N=15 N,彈簧的彈力F彈=kx=400×0.02 N=8 N,木塊乙受到向右的力F彈+F=9 N
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