2022年高考物理《重力彈力摩擦力》專題復習名師導學案

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1、2022年高考物理《重力彈力摩擦力》專題復習名師導學案 【考綱解讀】 1. 掌握重力的大小、方向及重心的概念.2.掌握彈力的有無、方向的判斷及大小的計算的基本方法 .3.掌握胡克定律.4.會判斷摩擦力的大小和方向.5.會計算摩擦力的大?。? 考點一　彈力的分析與計算 1．彈力有無的判斷 (1)條件法：根據(jù)物體是否直接______并發(fā)生______來判斷是否存在彈力．此方法多用來判斷形變較明顯的情況． (2)假設(shè)法：對形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若______不變，則此處不存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定有______

2、 (3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在． (4)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，看能否維持原來的運動狀態(tài)． 2．彈力方向的判斷 (1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷． (2)根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向． 3．彈力大小計算的三種方法： (1)根據(jù)力的平衡條件進行求解． (2)根據(jù)牛頓第二定律進行求解． (3)根據(jù)胡克定律進行求解． ①內(nèi)容：彈簧發(fā)生______時，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成______ ②表達式：F＝kx.k是彈簧

3、的______，單位為N/m；k的大小由彈簧______決定．x是彈簧長度的______，不是彈簧形變以后的長度． 例1　如圖1所示，一重為10N的球固定在支桿AB的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉力為7.5N，則AB桿對球的作用力(　　) 圖1 A．大小為7.5N B．大小為10N C．方向與水平方向成53°角斜向右下方 D．方向與水平方向成53°角斜向左上方 遞進題組1．[彈力的有無及方向判斷]如圖2所示，在一個正方體的盒子中放有一個質(zhì)量分布均勻的小球，小球的直徑恰好和盒子內(nèi)表面正方體的邊長相等，盒子沿傾角為α的固定斜面滑動，不計一切摩擦，下列說

4、法中正確的是(　　) 圖2 A．無論盒子沿斜面上滑還是下滑，球都僅對盒子的下底面有壓力 B．盒子沿斜面下滑時，球?qū)凶拥南碌酌婧陀覀?cè)面有壓力 C．盒子沿斜面下滑時，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力 D．盒子沿斜面上滑時，球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力 2．[彈力大小的計算]如圖3所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下靜止于P點，設(shè)滑塊所受支持力為FN，OP與水平方向的夾角為θ，下列關(guān)系正確的是(　　) 圖3 A．F＝B．F＝mgtanθ C．FN＝D．FN＝mgtanθ 3．[含彈簧類彈力的分析與計算]三個質(zhì)量均為1kg的

5、相同木塊a、b、c和兩個勁度系數(shù)均為500N/m的相同輕彈簧p、q用輕繩連接，如圖4所示，其中a放在光滑水平桌面上．開始時p彈簧處于原長，木塊都處于靜止狀態(tài)．現(xiàn)用水平力F緩慢地向左拉p彈簧的左端，直到c木塊剛好離開水平地面為止，g取10 m/s2.該過程p彈簧的左端向左移動的距離是(　　) 圖4 A．4cm B．6cm C．8cm D．10cm 　　　　　“彈簧類”模型問題 中學物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型，具有如下四個特性： (1)彈力遵循胡克定律F＝kx，其中x是彈簧的形變量． (2)輕：即彈簧(或橡皮繩)的重力可視為零． (3)彈簧

6、既能受到拉力作用，也能受到壓力作用(沿著彈簧的軸線)，橡皮繩只能受到拉力作用，不能受到壓力作用． (4)由于彈簧和橡皮繩受到力的作用時，其形變較大，發(fā)生形變需要一段時間，所以彈簧和橡皮繩中的彈力不能突變．但是，當彈簧和橡皮繩被剪斷時，它們產(chǎn)生的彈力立即消失． 考點二　滑輪模型與死結(jié)模型問題 1．死結(jié)模型：如幾個繩端有“結(jié)點”，即幾段繩子系在一起，謂之“死結(jié)”，那么這幾段繩中的張力______相等． 2．注意：輕質(zhì)固定桿的彈力方向______沿桿的方向，作用力的方向需要結(jié)合平衡方程或牛頓第二定律求得，而輕質(zhì)活動桿中的彈力方向一定沿桿的方向． 例2　如圖5所示，輕繩AD跨過固定在水平橫梁

7、BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為10kg的物體，∠ACB＝30°，g取10m/s2，求： 圖5 (1)輕繩AC段的張力FAC的大?。? (2)橫梁BC對C端的支持力的大小及方向． 拓展題組4．[滑輪模型]如圖6所示，滑輪本身的質(zhì)量可忽略不計，滑輪軸O安在一根輕木桿B上，一根輕繩AC繞過滑輪，A端固定在墻上，且繩保持水平，C端掛一重物，BO與豎直方向夾角θ＝45°，系統(tǒng)保持平衡．若保持滑輪的位置不變，改變夾角θ的大小，則滑輪受到木桿作用力大小變化情況是(　　) 圖6 A．只有角θ變小，作用力才變大 B．只有角θ變大，作用力才變大 C．不論角θ變大或變小，作用力都是變大 D．

8、不論角θ變大或變小，作用力都不變 5．[死結(jié)模型]若例2中橫梁BC換為水平輕桿，且B端用鉸鏈固定在豎直墻上，如圖7所示，輕繩AD拴接在C端，求：(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 圖7 (1)輕繩AC段的張力FAC的大??； (2)輕桿BC對C端的支持力． 　　分析繩或桿的彈力時應(yīng)重點關(guān)注的問題 (1)中間沒有打結(jié)的輕繩上各處的張力大小都是一樣的；如果繩子打結(jié)，則以結(jié)點為界，不同位置上的張力大小可能是不一樣的． (2)桿可分為固定桿和活動桿，固定桿的彈力方向不一定沿桿，彈力方向視具體情況而定，活動桿只能起到“拉”和“推”的作用，彈力方向一定沿桿的方向． 考點三　摩擦力的分析與計

9、算 1．靜摩擦力 (1)有無及其方向的判定方法 ①假設(shè)法：假設(shè)法有兩種，一種是假設(shè)接觸面光滑，不存在摩擦力，看所研究物體是否改變原來的運動狀態(tài)．另一種是假設(shè)摩擦力存在，看所研究物體是否改變原來的運動狀態(tài)． ②狀態(tài)法：靜摩擦力的大小與方向具有可變性．明確物體的運動狀態(tài)，分析物體的受力情況，根據(jù)平衡方程或牛頓第二定律求解靜摩擦力的大小和方向． ③牛頓第三定律法：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)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向． (2)大小的計算 ①物體處于______(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件來判斷其大小

10、． ②物體有加速度時，若只有靜摩擦力，則Ff＝ma.若除靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力． 2．滑動摩擦力 (1)方向：與______的方向相反，但與物體運動的方向不一定相反． (2)計算：滑動摩擦力的大小用公式______來計算，應(yīng)用此公式時要注意以下幾點： 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)；FN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和接觸面的大小均無關(guān)． 例3　如圖8所示，人重600N，木塊A重400N，人與木塊、木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)人用水平力拉輕繩，使

11、他與木塊一起向右做勻速直線運動，滑輪摩擦不計，求： 圖8 (1)人對輕繩的拉力大??； (2)人腳對A的摩擦力的大小和方向． 遞進題組6．[靜摩擦力的分析]如圖9所示，用一水平力F把A、B兩個物體擠壓在豎直的墻上，A、B兩物體均處于靜止狀態(tài)，下列判斷正確的是(　　) 圖9 A．B物體對A物體的靜摩擦力方向向下 B．F增大時，A和墻之間的摩擦力也增大 C．若B的重力大于A的重力，則B受到的摩擦力大于墻對A的摩擦力 D．不論A、B的重力哪個大，B受到的摩擦力一定小于墻對A的摩擦力 7．[摩擦力的分析與計算]如圖10所示，固定在水平地面上的物體P，左側(cè)是光滑圓弧面，一根輕繩

12、跨過物體P頂點上的小滑輪，一端系有質(zhì)量為m＝4kg的小球，小球與圓心連線跟水平方向的夾角θ＝60°，繩的另一端水平連接物塊3，三個物塊重均為50N，作用在物塊2的水平力F＝20N，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，取g＝10m/s2，則以下正確的是(　　) 圖10 A．1和2之間的摩擦力是20N B．2和3之間的摩擦力是20N C．3與桌面間的摩擦力為20N D．物塊3受6個力作用 ． 　　　　　摩擦力分析中的“三點注意” (1)在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時，一般采用整體法與隔離法進行分析． (2)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的，受滑動摩擦力作用的物體不一定是運動的

13、． (3)摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢，但摩擦力不一定阻礙物體的運動，即摩擦力不一定是阻力． 考點四　摩擦力的突變問題 例4　表面粗糙的長直木板的上表面的一端放有一個木塊，如圖11所示，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(即木板與地面的夾角α變大，最大靜摩擦力大于滑動摩擦力)，另一端不動，則木塊受到的摩擦力Ff隨角度α變化的圖象是下列圖中的(　　) 圖11 變式題組8．[摩擦力的突變]如圖12所示，質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，從t＝0開始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同時受到一個水平向左的恒力F＝1N的作用，取g＝10m/s2，向右為正

14、方向，該物體受到的摩擦力Ff隨時間t變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(　　) 圖12 　　　用臨界法分析摩擦力突變問題的三點注意 (1)題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時，一般隱藏著臨界問題．有時，有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術(shù)語”，但審題時發(fā)現(xiàn)某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變，則該物理量突變時物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)． (2)靜摩擦力是被動力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對運動的趨勢，而且靜摩擦力存在最大值．存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達到最大值． (3)研究傳送帶問題時，物體和傳送帶的

15、速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運動性質(zhì)的分界點． 【高考模擬　明確考向】 1．(xx·廣東·14)如圖1所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點M、N處受力的方向，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．M處受到的支持力豎直向上 B．N處受到的支持力豎直向上 C．M處受到的靜摩擦力沿MN方向 D．N處受到的靜摩擦力沿水平方向 2．(xx·北京·16)如圖2所示，傾角為α、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上．下列結(jié)論正確的是(　　) 圖2 A．木塊受到的摩擦力大小是mgcosα B．木塊對斜面體的壓力大小是mgsinα

16、C．桌面對斜面體的摩擦力大小是mgsinαcosα D．桌面對斜面體的支持力大小是(M＋m)g 3．(xx·浙江·14)如圖3所示，與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量m＝1.0kg的物體．細繩的一端與物體相連，另一端經(jīng)摩擦不計的定滑輪與固定的彈簧測力計相連．物體靜止在斜面上，彈簧測力計的示數(shù)為4.9N．關(guān)于物體受力的判斷(取g＝9.8m/s2)，下列說法正確的是(　　) 圖3 A．斜面對物體的摩擦力大小為零 B．斜面對物體的摩擦力大小為4.9N，方向沿斜面向上 C．斜面對物體的支持力大小為4.9N，方向豎直向上 D．斜面對物體的支持力大小為4.9N，方向垂直斜面向上

17、4．如圖4所示，一串紅燈籠在水平風力的吹動下發(fā)生傾斜，懸掛繩與豎直方向的夾角為30°.設(shè)每個紅燈籠的質(zhì)量均為m，繩的質(zhì)量不計，則自上往下數(shù)第一個紅燈籠對第二個紅燈籠的拉力大小為(　　) 圖4 A.mg B．2mg C．4mg D.mg 5．如圖5所示，物體A、B用細繩與彈簧連接后跨過滑輪．A靜止在傾角為45°的粗糙斜面上，B懸掛著．已知質(zhì)量mA＝3mB，不計滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45°減小到30°，那么下列說法中正確的是(　　) 圖5 A．彈簧的彈力將減小 B．物體A對斜面的壓力將減小 C．物體A受到的靜摩擦力將減小 D．彈簧的彈力及物體A受到的靜摩擦力都不變 6．如圖6所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B，A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧．A、B均處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是(　　) 圖6 A．B受到向左的摩擦力 B．B對A的摩擦力向右 C．地面對A的摩擦力向右 D．地面對A沒有摩擦力