2021_2022学年新教材高中物理专题二弹力摩擦力有无和方向的判断课件新人教版必修1

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专题二　弹力、摩擦力有无和方向的判断课堂互动探究主题一 弹力有无和方向的判断【生活情境】　A、B两球间相互接触(都静止,接触面光滑)。【问题探究】　以上三种情况,A、B两球之间是否存在弹力?提示:在甲图中,若拿去A球,则B球静止不动,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。在乙图中,若撤去A球,则B球将向左运动,故A、B间存在相互挤压,即A、B间存在弹力。在丙图中,若撤去A球,则B球静止,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。【结论生成】1.产生弹力必备的两个条件:(1)两物体间相互接触。(2)发生弹性形变。2.判断弹力有无的三种常见方法:(1)直接判断:对于形变较明显的情况,可根据弹力产生条件直接判断。(2)间接判断:①分析物体所受其他力的情况。②根据物体的运动状态分析物体应具有的受力特点。③结合前两点推断物体是否还需受弹力作用。(3)“假设法”判断:常见以下三种情形。①假设与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的状态是否变化,若状态不变,则此处不存在弹力,若状态变化,则此处存在弹力。②假设有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明有弹力;若不能保持,则说明没有弹力。③假设没有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明没有弹力;若不能保持,则说明有弹力。3.弹力方向的四类典型问题:(1)绳中的弹力一定沿着绳且指向绳收缩的方向。(2)弹簧中的弹力方向与形变方向相反。(3)轻杆可以拉物体也可以支撑物体,轻杆的弹力方向可能沿着杆也可能不沿杆。(4)球面接触时,弹力方向与球面的切面垂直,弹力的作用线必过球心。【典例示范】　请在图中画出杆所受的弹力。【解析】杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用,故A、B两处对杆都有弹力,弹力方向与接触点的平面垂直。如图所示。 答案:见解析【素养训练】1.如图所示,一根弹性杆的一端固定一个重量是2 N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力 (　　)A.大小为2 N,方向平行于斜面向上B.大小为1 N,方向平行于斜面向上C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上D.大小为2 N,方向竖直向上【解析】选D。弹性杆对小球的弹力与小球受到的重力等大反向,大小为2 N,方向竖直向上。所以选D。【补偿训练】　　如图所示,劲度系数分别为k1、k2(k1>k2)的两个轻质弹簧甲、乙的原长相同。现在每个弹簧下挂上相同质量的物体,弹簧的形变仍在弹性限度内,则稳定后,下列判断正确的是 (　　)A.弹簧甲的伸长量大于弹簧乙的伸长量B.弹簧甲的伸长量小于弹簧乙的伸长量C.弹簧甲的弹力大于弹簧乙的弹力D.弹簧甲的弹力小于弹簧乙的弹力【解析】选B。两物体质量相同,根据二力平衡可知,两弹簧的拉力大小相等,则由F=kx可知,因k1>k2,故弹簧甲的伸长量小于弹簧乙的伸长量,故A、C、D错误,B正确。2.在下图中画出物体A所受弹力的示意图。答案:如图所示主题二 摩擦力有无和方向的判断【生活情境】将一只鞋刷的刷毛向下,放在粗糙的平面上,用手水平地推鞋刷,观察一下刷毛向什么方向弯曲。【问题探究】(1)把鞋刷翻一个身,使刷毛向上,把另一个表面粗糙的物体放在刷毛上,水平推这个物体,看刷毛向什么方向弯曲?提示:刷毛向着物体运动的方向弯曲。(2)也可以用两只鞋刷,使刷毛相对地放在一起,推其中的一只鞋刷,在不产生持续滑动的情况下,观察刷毛的形状有什么变化?提示:两个鞋刷的刷毛分别向相反的方向弯曲。如图所示。【结论生成】1.方向特点:(1)静摩擦力方向总是与相对运动趋势方向相反。(2)当物体间存在有相对运动趋势时,你可以设想它们的接触面将发生怎样的形变,某物体所受的静摩擦力的方向就是促使它产生形变的方向。2.静摩擦力有无的判断方法:(1)条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。(2)假设法。 (3)平衡条件法:根据二力平衡的条件判断。【典例示范】(多选)如图,水平的皮带传送装置中,O1为主动轮,O2为从动轮,皮带在匀速移动且不打滑。此时把一重10 N的物体由静止放在皮带上的A点,若物体和皮带间的动摩擦因数μ=0.4,则下列说法正确的是 (　　)A.刚放上时,物体受到向左的滑动摩擦力4 NB.达到相对静止后,物体受到的是静摩擦力C.皮带上M点受到向下的静摩擦力D.皮带上N点受到向下的静摩擦力【解析】选A、C、D。刚放上时,物体相对皮带滑动,受到向左的滑动摩擦力,其大小为f=μN=0.4×10 N=4 N,A正确;达到相对静止时,物体做匀速运动,与皮带间无运动趋势,所以物体不受摩擦力,B错误;O1为主动轮,则轮子带动皮带,即N点轮子向下动,皮带相对轮子向上,因摩擦力方向与相对运动方向相反,故皮带N点摩擦力应向下; O2为从动轮,即皮带带动轮子,即M点皮带相对于轮子是向上的,故M点的摩擦力向下,C、D正确。【素养训练】1.(多选)人握住旗杆匀速竖直向上爬,则下列说法正确的是 (　　)A.人受的摩擦力的方向是向上的B.人受的摩擦力的方向是向下的C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也越大【解析】选A、D。人握住旗杆匀速上爬,人相对于旗杆有向下滑的趋势,受到旗杆的静摩擦力方向向上,A正确,B错误;人竖直方向受到重力和摩擦力,由平衡条件分析可知,人受的摩擦力大小等于人的重力,保持不变,所以人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力越大,C错误,D正确。2.如图所示,一物体放在水平桌面上,在水平方向受到F1、F2和摩擦力作用,物体处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N,则下列说法正确的是 (　　) A.若撤去F1,物体受的摩擦力一定为2 N,方向向右B.若撤去F1,物体有可能滑动C.若撤去F2,物体受的摩擦力一定为10 N,方向向左D.若撤去F2,物体一定会滑动【解析】选A。物体开始在水平方向受三个力而平衡,则有:f=F1-F2=(10-2) N=8 N;物体处于静止状态,则说明物体受到的最大静摩擦力大于8 N;撤去F1后,外力为2 N,故物体仍能处于平衡,故合力一定是零;物体受的摩擦力一定为2 N,方向向右。故A正确,B错误。若物体与地面之间的最大静摩擦力小于10 N,则撤去F2后,物体将开始滑动,受的摩擦力一定小于10 N;若物体与地面之间的最大静摩擦力大于10 N,则撤去F2后,物体仍然能静止。故C、D错误。