2024年高考物理一轮复习第二章第1节重力弹力摩擦力课件

这是一份2024年高考物理一轮复习第二章第1节重力弹力摩擦力课件，共48页。PPT课件主要包含了几何中心，悬挂法，弹性形变，变化量，相对静止，相对运动，FfFN，粗糙程度，处于静止状态则，图2-1-1等内容，欢迎下载使用。

第1节 重力 弹力 摩擦力
1.定义：由于地球的____________而使物体受到的力.
2.大小：G＝____________，方向竖直向下.
3.重心：其位置与物体的________分布和________有关.4.重心位置的确定：对于质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其___________.对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，
重心可用_________确定.
二、形变和弹力1.弹力定义：发生____________的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力.2.产生条件：①物体直接接触；②发生____________.3.方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向________.
4.胡克定律.(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成________.(2)表达式：F＝________.①k 是弹簧的劲度系数，单位为 N/m；k 的大小由弹簧______
②x 是弹簧长度的__________，不是弹簧形变以后的长度.
三、摩擦力1.静摩擦力与滑动摩擦力对比.
2.动摩擦因数.(1)定义：彼此接触的物体发生______________时，摩擦力的
大小和压力的比值，μ＝
(2)决定因素：与接触面的材料和____________有关.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.
(1)重力的方向一定指向地心.(
(2)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向.(
(3)滑动摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同.(
(4)物体受到的摩擦力的大小一定满足 Ff＝μFN.((5)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用.(
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
2.(多选)如图 2-1-1 所示，斜面静置于水平粗糙地面上，斜面与竖直墙之间放置一表面光滑的铁球，斜面倾角为θ，球的半径为R，球与斜面接触点为 A，与竖直墙的接触点为 B.球心是 O，球能
A.竖直墙对铁球的弹力过 B 点从 B 点指向O 点
B.斜面对铁球的弹力竖直向上C.斜面对铁球的弹力过 A 点从 A 点指向 O 点D.竖直墙对铁球没有弹力
解析：竖直墙对铁球的弹力垂直于墙面，即过 B 点从 B 点指向 O 点，斜面对铁球的弹力垂直于斜面，即过 A 点从 A 点指向 O点，A、C 正确.
3.(2022 年浙江卷)如图 2-1-2 所示，公园里有一仿制我国古代欹器的 U 形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，
决定桶能否翻转的主要因素是(A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流对桶撞击力的大小D.水桶与水整体的重心高低
解析：水管口持续有水流出而过一段时间桶会翻转一次，说明主要原因是装的水到一定量之后，导致水桶与水整体的重心往上移动，竖直向下的重力作用线偏离中心转轴，导致水桶不能稳定平衡，发生翻转，选 D.
4.(2021 年山东济南月考)如图 2-1-3 所示，某同学用手握住竖直方向悬空的水杯保持静止来研究水杯受的摩擦力，为防止水杯
脱落，往往会用力握紧它.以下说法正确的是(
A.若往杯中加水，则必须增大手对杯子的压力B.若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力增大C.若往杯中加水，则杯子所受的摩擦力不变D.若增大手握杯子的力，则杯子所受的摩擦力
热点 1 弹力的分析与计算考向 1 弹力有无及其方向的判断[热点归纳]1.弹力有无的判断.
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.多用来判断形变较明显的情况
【典题 1】图中各物体均处于静止状态.图中画出了小球 A 所
受弹力的情况，其中正确的是(AC
解析：A 图中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得，小球受到的弹力应竖直向上，A 错误.B 图中小球受重力和绳的拉力处于静止状态，由平衡条件可得，只受竖直绳向上的拉力，所以左边的绳没有拉力，B 错误.C 图中球与面接触处的弹力方向过接触点且垂直于接触面(或在接触点与球心的连线上)指向受力物体，竖直墙壁对小球有水平向左的弹力，C 正确.D图中大半圆对小球的支持力 FN2 的方向应沿着过小球与圆弧接触点的半径且指向大半圆的圆心，D 错误.
方法技巧 弹力方向的判断方法
(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.
考向 2 弹簧(弹性绳)弹力大小的计算——胡克定律的应用[热点归纳]
1.弹性限度内，劲度系数为 k 的单一弹簧，弹力与形变量满足
2.弹性限度内两串联的弹簧，无论弹簧长度及形变量如何，满足 F＝k1x1＝k2x2，两并联的弹簧，满足 F＝k1x1＋k2x2，F 为总的弹力.
【典题 2】(2022 年广东茂名月考)脚蹬拉力器由脚环、两根相同的弹性绳、把手组成，可以做到手脚配合，锻炼手臂、腿、腰部、腹部等部位，深受健身人士的喜爱.如图 2-1-4 所示，女子用沿平行于弹性绳的力拉动拉力器时，每只手拉力大小为 120 N 时，弹性绳比原长伸长了 30 cm.弹性绳的弹力与伸长量成正比，且未
超过弹性限度，不计把手和弹性绳重力，下列说法正确的是(图 2-1-4
A.把手对弹性绳的拉力是由于弹性绳发生形变产生的B.弹性绳的劲度系数为 400 N/mC.弹性绳的劲度系数为 800 N/mD.若每只手的拉力改为 80 N，弹性绳长度为 20 cm解析：把手对弹性绳的拉力是由于把手发生形变产生的，A
误.弹性绳原长度未知，每只手的拉力改为 80 N，弹性绳长度不知，D 错误.答案：B
【迁移拓展 1】(2021 年河北石家庄月考)如图 2-1-5所示，质量均为 m 的物块 A、B 压在置于地面上的竖直轻弹簧上，上端弹簧劲度系数为k1，下端弹簧劲度系数为k2，弹簧与地面、弹簧与物块间均没有拴接，A、B 处于静止状态.现给A一个竖直向上的拉力 F，F 自0 开始缓慢增大，
物块 B 自初始位置能上升的最大高度为(
热点 2 摩擦力有无及其方向的判断
考向 1 静摩擦力有无及其方向的判断方法[热点归纳](1)假设法.
利用假设法判断的思维程序如下：
此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.
(3)牛顿第三定律法.
此法的关键是抓住“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.
【典题 3】(2022 年重庆卷)如图 2-1-6 所示，吸附在竖直玻璃上质量为 m 的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力(图中未画出摩擦力)的共同作用做匀速直线运动.若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为 g，则擦窗工具所受摩擦
)A.大小等于 mgB.大小等于 mgC.方向竖直向上
解析：对擦窗工具进行正视图的受力分析如图 D3 所示.水平方向上拉力 F 与擦窗工具所受摩擦力水平方向的分力 f1 等大反向，竖直方向上重力 mg 与擦窗工具所受摩擦力竖直方向的分力 f2 等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中 f 所示，大小
图 D3静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关
系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角，静摩擦力的方向与研究对象的相对运动趋势相反.
考向 2 滑动摩擦力方向的判断[热点归纳]
(1)滑动摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动方向相
反.相比静摩擦力，滑动摩擦力的方向较为直观.
(2)对相对运动方向的理解：“相对”指与其接触的物体而言，即以与其接触的物体为参考系，不一定是相对地面的运动.
【典题 4】(多选)如图 2-1-7 所示，A 为长木板，在水平面上以速度 v1 向右运动，物块 B 在木板 A 的上面以速度 v2 向右运动，
图 2-1-7A.若 v1＝v2，则 A、B 之间不存在摩擦力B.若 v1>v2，则 A 受到了 B 所施加的向左的滑动摩擦力C.若 v1v2，则 B 受到了 A 所施加的向左的滑动摩擦力
解析：v1＝v2 时，A、B 之间相对静止，则 A 与 B 间没有摩擦力，A 正确.v1>v2 时，A 相对 B 向右滑动，所以 A 受到 B 对其施加的向左的滑动摩擦力，根据相互作用力的特点，B 受到 A 施加的向右的滑动摩擦力，B 正确，D 错误.v1热点 3 摩擦力大小的计算【典题 5】(多选)如图 2-1-8 所示，叠放在水平地面上的 A、B 两物体所受重力大小都等于 20 N，各接触面间的动摩擦因数都等于 0.2，大小 F＝3 N 的两个水平恒力分别作用在 A 和 B 上，A
和 B 均静止，则下列说法正确的是(A.A 对 B 的摩擦力方向水平向左B.B 对 A 的支持力竖直向上C.A 受到的摩擦力大小为 3 ND.B 受到地面的摩擦力大小为 8 N答案：BC
方法技巧 计算摩擦力大小的三点注意
(1)分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力.
(2)应用滑动摩擦力的计算公式Ff＝μFN 时，注意动摩擦因数μ，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，FN 为两接触面间的正压力，不一定等于物体的重力.
(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的
【迁移拓展 2】如图 2-1-9 所示，在倾角为 37°的固定斜面上放置一个质量为 0.2 kg 的物块.现用一个与斜面平行的水平力推物块，当推力为 0.5 N 时物块恰能沿斜面匀速下滑.取重力加速度为
10 m/s2，sin 37°＝0.6，则物块与斜面间的动摩擦因数为(图 2-1-9
解析：物体在斜面上匀速下滑，即合力为 0，物体受的滑动摩擦力与相对运动方向相反，在平行于斜面方向，物体受三个力，
模型一 “静—静”突变【典题 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 2-1-10 所示，
其中 F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去 F1，则木块受到的摩擦力为(图 2-1-10
B.6 N，方向向右D.0
A.10 N，方向向左C.2 N，方向向右答案：C
模型二 “动—静”突变【典题 7】如图 2-1-11 所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cs 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 随时间变化的图像是如图中的
(取初速度 v0 的方向为正方向，g 取 10 m/s2)(图 2-1-11
解析：滑块以初速度 v0 从斜面底端沿斜面向上滑行，受到的是滑动摩擦力，由 f＝μN 可得 f＝μmgcs 37°＝0.8×1×10×0.8 N＝6.4 N，方向沿着斜面向下，为负值.重力沿斜面向下的分力等于mgsin 37°＝1×10×0.6 N＝6 N＜f＝6.4 N，所以滑块滑到最高点时，处于静止状态.因此滑块受到的静摩擦力大小 f＝mgsin 37°＝6 N，方向沿着斜面向上，为正值.故 B 正确.
模型三 “静—动”突变【典题 8】如图 2-1-12 甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力 F 推静止于水平地面上质量为 10 kg 的木箱，木箱所受的摩擦力 Ff 与 F 的关系如图乙所示，g 取 10 m/s2 ，下列说法正确的是
A.木箱所受的滑动摩擦力 Ff＝21 NB.木箱所受的最大静摩擦力 Ffmax＝20 NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21D.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2解析：木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大，最大静摩擦力为 21 N，当推力 F＞21 N 后，静摩擦力变为滑动摩擦力，大
小为 20 N，A、B 错误.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝C 错误，D 正确.
求动摩擦因数时，只能根据滑动摩擦力求解，图
像的第二阶段对应的摩擦力为滑动摩擦力.
模型四 “动—动”突变【典题 9】(2021 年广东广州月考)在消防演习中消防员双手握住竖直的铁杆匀速攀上 12 m 高的楼台，如图 2-1-13 所示，完成指令后又沿铁杆匀速滑下，消防员匀速攀上和匀速滑下时受到铁杆的摩擦力分别记为 f1
B.f1 向上，f2 向下D.f1 向上，f2 向上
A.f1 向下，f2 向上C.f1 向下，f2 向下答案：D