高考物理一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力学案练习Word格式.docx
- 文档编号:13480787
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:27
- 大小:271.86KB
高考物理一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力学案练习Word格式.docx
《高考物理一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力学案练习Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考物理一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力学案练习Word格式.docx(27页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
物体受力的动态平衡,滑轮模型
Ⅱ卷14题
单物体受三力的动态平衡问题,图解法分析
Ⅲ卷17题
滑轮模型的平衡问题,数学几何关系
一、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:
G=mg,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:
总是竖直向下的.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.
(1)影响重心位置的因素:
物体的几何形状;
物体的质量分布.
(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:
悬挂法.注意:
重心的位置不一定在物体上.
二、弹力
1.弹性形变:
撤去外力作用后能够恢复原状的形变.
2.弹力:
(1)定义:
发生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:
①物体间直接接触;
②接触处发生形变.
(3)方向:
总是与施力物体形变的方向相反.
3.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:
F=kx.
①k是弹簧的劲度系数,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.
②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.
[深度思考] 如图1所示,一重为10N的球固定在支撑杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5N,则AB杆对球的作用力方向及大小为多少?
由此说明杆弹力的方向有什么特点?
图1
答案 AB杆对球的作用力与水平方向夹角为53°
,大小为12.5N 杆弹力的方向不一定沿杆方向
解析 对小球进行受力分析可得,AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向,可得F方向斜向左上方,令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α,可得:
tanα=
=
,α=53°
,F=
=12.5N.说明杆弹力的方向不一定沿杆方向.
三、摩擦力
1.静摩擦力与滑动摩擦力
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
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有相对运动趋势
③两物体间有相对运动
大小
0<
Ff≤Ffm
Ff=μFN
方向
与受力物体相对运动趋势的方向相反
与受力物体相对运动的方向相反
作用效果
总是阻碍物体间的相对运动趋势
总是阻碍物体间的相对运动
2.动摩擦因数
彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力和正压力的比值.μ=
.
(2)决定因素:
接触面的材料和粗糙程度.
[深度思考]
1.摩擦力一定与接触面上的压力成正比吗?
摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直吗?
答案
(1)滑动摩擦力与接触面上的压力成正比,而静摩擦力的大小与正压力无关,通常由受力平衡或牛顿第二定律求解.
(2)由于正压力方向与接触面垂直,而摩擦力沿接触面的切线方向,因此二者一定垂直.
2.判断下列说法是否正确.
(1)静止的物体不可能受滑动摩擦力,运动的物体不可能受静摩擦力.(×
)
(2)滑动摩擦力一定是阻力,静摩擦力可以是动力,比如放在倾斜传送带上与传送带相对静止向上运动的物体.(×
(3)运动物体受到的摩擦力不一定等于μFN.(√)
1.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是( )
A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比
B.由k=
可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的长度改变量成反比
C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关
D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小
答案 ACD
2.在图中,a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是( )
答案 C
3.(粤教版必修1P74第9题改编)(多选)关于摩擦力,有人总结了四条“不一定”,其中说法正确的是( )
A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同
B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线
C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动
D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力
答案 ABC
4.(人教版必修1P61第3题)重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动.木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动.由此可知:
木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax=________;
木箱所受的滑动摩擦力F=________,木箱与地板间的动摩擦因数μ=______.如果用20N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是________.
答案 35N 30N 0.3 静摩擦力为20N
5.(人教版必修1P61第2题)一只玻璃瓶,在下列情况下是否受到摩擦力?
如果受到摩擦力,摩擦力朝什么方向?
(1)瓶子静止在粗糙水平桌面上.
(2)瓶子静止在倾斜的桌面上.
(3)瓶子被握在手中,瓶口朝上.
(4)瓶子压着一张纸条,扶住瓶子把纸条抽出.
答案
(1)中不受摩擦力
(2)中受到沿斜面向上的静摩擦力 (3)中受竖直向上的静摩擦力 (4)中瓶子受到与纸条运动方向一致的滑动摩擦力
命题点一 重力、弹力的分析与计算
1.弹力有无的判断“三法”
假
设
法
思
路
假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变,则此处不存在弹力;
若运动状态改变,则此处一定存在弹力
例
证
图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球的状态不变,故小球只受细线的拉力,不受斜面的支持力
替
换
用细绳替换装置中的杆件,看能不能维持原来的力学状态.如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力;
否则,提供的是支持力
图中轻杆AB、AC,用绳替换杆AB,原装置状态不变,说明杆AB对A施加的是拉力;
用绳替换杆AC,原状态不能维持,说明杆AC对A施加的是支持力
状
态
由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程,求解物体间的弹力
升降机以a=g加速下降时物体不受底板的弹力作用
2.弹力方向的判断
(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.
(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.
3.计算弹力大小的三种方法
(1)根据胡克定律进行求解.
(2)根据力的平衡条件进行求解.
(3)根据牛顿第二定律进行求解.
例1
(多选)如图2所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
图2
A.小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上
B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直于杆向上
C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上
D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上
①“斜杆与竖直杆”;
②小车静止、匀速、向右匀加速运动.
答案 CD
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F=mg,方向竖直向上.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,F>mg,方向可能沿杆向上,选项C、D正确.
例2
如图3所示,质量均为m的A、B两球,由一根劲度系数为k的轻弹簧连接静止于半径为R的光滑半球形碗中,弹簧水平,两球间距为R且球半径远小于碗的半径.则弹簧的原长为( )
图3
A.
+RB.
+RC.
+RD.
+R
①轻弹簧;
②静止于半径为R的光滑半球形碗中;
③球半径远小于碗的半径.
答案 D
解析 以A球为研究对象,小球受三个力:
重力、弹力和碗的支持力.如图所示,
由平衡条件,得到:
tanθ=
解得:
x=
根据几何关系得:
cosθ=
,则tanθ=
,
所以x=
故弹簧原长x0=
+R,故D正确.
弹力方向的判定技巧
1.弹力方向
2.技巧点拨
利用替代法判断轻杆提供的是拉力还是支持力:
轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的,但轻绳只能提供拉力,轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力.
1.如图4所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )
图4
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
2.如图5所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( )
图5
A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力
B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力
C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力
D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力
答案 A
解析 取小球和盒子为一整体,不计一切摩擦时,其加速度a=gsinθ,方向沿斜面向下,因此小球随盒子沿斜面向上或沿斜面向下运动时,加速度gsinθ均由其重力沿斜面向下的分力产生,故球对盒子的左、右侧面均无压力,但在垂直于斜面方向,因球受支持力作用,故球对盒子的下底面一定有压力,故只有A项正确.
命题点二 “动杆”和“定杆”与“活结”和“死结”问题
1.“动杆”和“定杆”问题
(1)动杆:
若轻杆用转轴或铰链连接,当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则会引起杆的转动.如图6甲所示,若C为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向.
图6
(2)定杆:
若轻杆被固定不发生转动,则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向.如图乙所示,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一个小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物,∠CBA=30°
.滑轮受到绳子的作用力应为图丙中两段绳中拉力F1和F2的合力,因为同一根绳子张力处处相等,都等于重物的重力,即F1=F2=G=mg=100N.用平行四边形定则作图,可知合力F=100N,所以滑轮受绳的作用力为100N,方向与水平方向成30°
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 物理 一轮 复习 第二 相互作用 重力 弹力 摩擦 力学 练习