高考物理一轮复习第二章第一节重力弹力摩擦力课件

这是一份高考物理一轮复习第二章第一节重力弹力摩擦力课件，共54页。PPT课件主要包含了第1节，摩擦力，几何中心，悬挂法，弹性形变，胡克定律，变化量，相对静止，相对运动，动摩擦因数等内容，欢迎下载使用。

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________.
(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.
1.静摩擦力与滑动摩擦力对比.
(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)×　(5)√
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，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.(2023 年广东部分学校联考)在各地机场，旅客可以使用自动取票机直接刷二代身份证获取机票.为了防止旅客身份证遗漏，识别感应区一般设计为斜面.如图 2-1-3 所示，斜面的倾角小于 45°，
当身份证放在感应区上处于静止状态时，下列说法正确的是(图 2-1-3
A.身份证对感应区的静摩擦力方向沿斜面向上B.感应区对身份证的支持力大于对身份证的摩擦力C.感应区对身份证的作用力大于身份证所受的重力D.感应区对身份证的作用力小于身份证所受的重力
解析：感应区对身份证的支持力垂直斜面向上，对身份证的摩擦力沿斜面向上，设斜面的倾角为 θ ，由平衡条件可得 FN ＝Gcs θ，f＝Gsin θ，由于θ<45°，可知感应区对身份证的支持力大于对身份证的摩擦力，B 正确.
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.
【典题 1】(2023 年海南海口一模)如图 2-1-4 为某球员准备罚任意球时，一脚用力踩在足球上面让足球保持
静止.下列说法正确的是(
A.静止的足球受到的合力竖直向下B.如果足球气打得足一点，足球可能不发生形变
C.静止的足球可能受 4 个力的作用
D.脚对足球的压力是由足球发生弹性形变引起的
解析：静止的足球可能受到重力、脚的压力、地面支持力和
摩擦力的作用，C 正确.
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 2-1-5 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(
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/m
D.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】(多选，2023 年广东梅州二模)如图 2-1-6 所示，一劲度系数为 k 的轻质弹簧甲，竖直地固定在桌面上，上面压一质量为 m 的物体，弹簧甲上、下端分别与物体和桌面相连；另一A 竖直向上缓慢移动的距离可能是(已知两根弹簧始终处于弹性限
度内，重力加速度为 g)(
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：
此法的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 2-1-7 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，则关于擦窗工具所受
摩擦力的情况，下列正确的是(A.大小等于 mgB.大小等于 mgC.方向竖直向上D.方向水平向左
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 f2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 f1 等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中 f 所示，大答案：B
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】(2023 年四川南充月考)如图 2-1-8 所示，水平地面上放着一辆手推小车，小车的水平板上放置一个金属桶，金属桶
始终与小车保持相对静止，则(
A.当小车水平向左启动时，金属桶不受摩擦力
B.当小车水平向右启动时，金属桶受到水平向左的摩擦力C.当小车水平向右减速运动时，金属桶对小车的摩擦力水平
D. 当小车水平向左减速运动时，金属桶受到的摩擦力水平
热点 3 摩擦力大小的计算【典题 5】(2023 年广东广州月考)如图 2-1-9 所示，将叠放在一起的两本书静止放置于倾角为 θ 的倾斜桌面上，上面书本质量为 M，下面书本质量为 m，下面书本有二分之一伸出桌面，桌面与书本之间动摩擦因数为μ1，书本与书本之间动摩擦因数为μ2，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，μ1>μ2，重力加速度为 g.下列说
A.下面书本受到桌面的支持力大小为 mgcsθ＋Mgcsθ
B.上面书本对下面书本的作用力的大小为 Mgcs θC.上面书本受到的摩擦力大小为μ2Mgcs θ
D.逐渐增大桌面倾斜的角度，上面书本比下面书本先滑动
解析：将两本书看作一个整体，则下面书本受到的支持力大小为 FN＝(m＋M)gcs θ，A 错误；由于上面书本处于静止状态，所以下面书本对上面书本的支持力和摩擦力的合力与上面书本的重力大小相等，所以上面书本对下面书本的作用力的大小为 Mg，故 B 错误.根据平衡条件可得，上面书本受到的摩擦力大小为 f＝Mgsin θ，C 错误.逐渐增大桌面倾斜的角度，当书恰好要滑动时，对上面的书有 Mgsin θ＝μ2Mgcs θ，对于下面的书有(m＋M)gsin θ＝μ1(m＋M)gcs θ，由于μ1 大于μ2，上面书本比下面书本先滑动，故 D 正确.
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】(2023年山西晋中月考)如图2-1-10所示，工人用质量为 m 的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加竖直向上且大小为 F 的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因
数为μ，则磨石受到的摩擦力是(A.(F－mg)cs θC.μ(F－mg)cs θ
)B.(F－mg)sin θD.μ(F－mg)
解析：磨石受到重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力的作用而
处于平衡状态，如图 D4 所示.
推力 F 一定大于重力，先将重力及向上的推力合成，再将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解，在沿斜面方向上有摩擦力 Ff＝(F－mg)cs θ，在垂直斜面方向上有 FN＝(F－mg)sin θ，则 Ff＝(F－mg)cs θ＝μ(F－mg)sin θ.
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 2-1-11 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 2-1-11
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 2-1-12 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)(
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.
【典题 8】(2023 年山东德州月考)长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图 2-1-13 甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角 θ 变大)，另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力 Ff 随角度θ的变化图
像，如图乙所示.下列判断正确的是(甲图 2-1-13
A.木块与木板间的动摩擦因数 μB.木块与木板间的动摩擦因数 μ＝
C.木板与地面的夹角为 θ2 时，木块将做自由落体运动D.木板由 θ1 转到 θ2 的过程中，木块的速度越来越大、加速度越来越小答案：A
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 2-1-14 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