
一、力1.定義:力是___________的相互作用.2.作用效果:使物體發(fā)生形變或改變物體的________________(即產(chǎn)生加速度).3.性質(zhì):力具有物質(zhì)性、相互性、共存性、矢量性、獨立性等特征.二、重力1.產(chǎn)生:由于________而使物體受到的力.注意:重力不是萬有引力,而是萬有引力豎直向下的一個分力.2.大小:G=mg,可用_________測量.注意:(1)物體的質(zhì)量不會變;(2)G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的.3.方向:總是________________.4.重心:其位置與物體的________分布和________有關(guān).
三、彈力1.彈力(1)定義:發(fā)生_________的物體由于要恢復原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力.(2)產(chǎn)生的條件①物體間直接________;②接觸處發(fā)生________________.(3)方向:總是與物體形變的方向________.2.胡克定律(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成正比.(2)表達式:F=________.①k是彈簧的________,國際單位是牛頓每米,用符號N/m表示;k的大小是由彈簧自身的________決定的.②x是彈簧長度的________,不是彈簧形變以后的長度.
四、摩擦力1.靜摩擦力與滑動摩擦力
生活情境1.在我國東北寒冷的冬季,狗拉雪橇是人們出行的常見交通工具,如圖所示,假設(shè)狗通過不計重量的繩子拉雪橇并且在雪面上奔走不打滑,則(1)狗所受到的重力方向指向地心.( )(2)狗通過繩子對雪橇的拉力,是繩子發(fā)生了形變產(chǎn)生的,方向沿繩子斜向上.( )(3)雪橇對雪面的壓力,是雪橇發(fā)生了微小形變產(chǎn)生的,方向垂直接觸面向下.( )(4)狗受到雪面施加的靜摩擦力作用,方向向后.( )(5)雪橇受到雪面施加的滑動摩擦力作用,方向向后.( )(6)若雪橇在水平雪面上勻速運動,則坐在雪橇水平表面上的人不受摩擦力作用.( )
教材拓展2.[人教版必修1P58的“說一說”改編]如圖所示,貨物與傳送帶一起斜向上勻速運動,已知貨物的質(zhì)量為m,傳送帶的傾角為θ,貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g,則下列說法正確的是( )A.貨物只受重力與支持力作用B.貨物受到的摩擦力方向一定沿傳送帶向下C.貨物受到的摩擦力大小一定為mg sin θD.貨物受到的摩擦力大小一定為μmg cs θ
解析:以貨物為研究對象,受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff.因為貨物與傳送帶一起勻速運動,故貨物合力為零,所以Ff=mg sin θ,故C項正確,ABD項錯誤.
考點一 彈力的分析與計算1.彈力有無的判斷
2.彈力方向的確定(1)常見模型中彈力的方向(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)胡克定律進行求解;(2)根據(jù)力的平衡條件進行求解;(3)根據(jù)牛頓第二定律進行求解.
跟進訓練1.畫出下圖中物體A受力的示意圖(各接觸面均光滑).
解析:根據(jù)胡克定律得:當彈簧伸長量為x時(在彈性限度范圍內(nèi)),彈簧對小球的彈力大小為F=kx,故選項D正確.
解析:小球處于靜止狀態(tài),其合力為零,對小球進行受力分析,如圖所示,由圖中幾何關(guān)系可得選項D正確.
考點二 摩擦力的分析與計算1.摩擦力的分析和計算
角度1摩擦力方向的判斷例1 如圖.甲、乙所示,物體A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向勻速運動,關(guān)于物體A所受的摩擦力,下列說法正確的是( )A.兩圖中物體A均受摩擦力,且方向均與F相同B.兩圖中物體A均受摩擦力,且方向均與F相反C.兩圖中物體A均不受摩擦力D.圖甲中物體A不受摩擦力,圖乙中物體A受摩擦力,方向和F相同
解析:題圖甲中A做勻速直線運動,合外力為零,水平方向不受外力,故題圖甲中A不受摩擦力;題圖乙中A處于平衡狀態(tài),A的重力使A有沿斜面下滑的趨勢,故B對A有與F方向相同的摩擦力,故選D.
角度2摩擦力大小的計算例2. 如圖所示,一位女士用80 N的水平力推沙發(fā)推不動,沙發(fā)此時受到的摩擦力大小為F1;如果該女士用100 N的水平力恰能推動沙發(fā),此時沙發(fā)與地面間的摩擦力大小為F2;如果該女士把沙發(fā)推動了,此時沙發(fā)與地面間摩擦力大小為F3.若沙發(fā)對地面的壓力大小為200 N,沙發(fā)與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.45,則F1、F2、F3的大小分別為( )A.80 N、100 N、90 N B.80 N、100 N、45 NC.80 N、80 N、90 N D.0、80 N、45 N
解析:該女士用80 N的水平力推不動木箱,則木箱此時受到的是靜摩擦力,所以F1=80 N.該女士用100 N的力恰好推動木箱,此時的推力的大小等于最大靜摩擦力的大小,所以F2=100 N.木箱被推動后受滑動摩擦力,由公式Ff=μFN來計算大小.所以F3=μFN=0.45×200 N=90 N,A正確.
跟進訓練4.如圖所示,運動員使冰壺以初速度v0開始,在水平面上做向左減速直線運動,下列判斷正確的是( )A.冰壺在運動過程中受到4個力的作用B.冰壺受到的摩擦力方向水平向右C.冰壺受到的摩擦力大小隨冰壺的運動速度減小而減小D.冰壺受到的摩擦力大小隨冰壺的運動速度減小而增大
解析:對冰壺進行受力分析,冰壺受到重力、支持力、滑動摩擦力三個力作用,故A錯誤;冰壺受到滑動摩擦力與相對運動方向相反,冰壺相對于水平面向左運動,所以冰壺受滑動摩擦力方向向右,故B正確;滑動摩擦力Ff=μFN=μmg,不會隨冰壺的運動速度減小而變化,故C、D錯誤.
5.如圖所示,完全相同的A、B兩物體放在水平地面上,與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,每個物體重G=10 N,設(shè)物體A、B與水平地面間的最大靜摩擦力均為fmax=2.5 N,若對A施加一個向右的由0均勻增大到6 N的水平推力F,有四位同學將A物體所受到的摩擦力隨水平推力F的變化情況在圖中表示出來.其中表示正確的是( )
解析:推力F由0均勻增大到2.5 N,A、B均未動,而fA由0均勻增大到2.5 N.推力F由2.5 N增大到5 N,fA=2.5 N.推力F由5 N增大到6 N,A處于運動狀態(tài),fA=μG=2 N,D正確.
考點三 “死結(jié)”和“活結(jié)”模型素養(yǎng)提升
例3. [2023·湖北名校聯(lián)考]燈籠是中國古老的傳統(tǒng)工藝品,每年的農(nóng)歷正月十五元宵節(jié)前后,人們都掛起象征團圓意義的紅燈籠,來營造喜慶的氣氛.如圖,一直角支架固定在豎直面內(nèi),一輕質(zhì)細繩a的一端A點掛一燈籠,另一端套在支架豎直部分的B點,另一輕質(zhì)細繩b一端固定于支架水平部分的C點,另一端連接一輕質(zhì)光滑滑鉤,滑鉤鉤住輕質(zhì)細繩a中間部分的O點,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),細繩b與豎直方向的夾角為α,不計空氣對燈籠的影響,在細繩a套在支架上的端點從B點緩慢移動到D點的過程中,下列說法正確的是( )A.細繩a上的彈力逐漸變小B.細繩a上的彈力逐漸變大C.夾角α逐漸變大D.細繩b上的彈力逐漸變大
解析:由題意可知O點為一“活結(jié)”,則細繩a在O點兩側(cè)繩子OA、OB上的拉力大小相等,以燈籠為研究對象,設(shè)燈籠的質(zhì)量為m,根據(jù)平衡條件,可知細繩a對燈籠的彈力Fa=mg,在細繩a的端點從B點緩慢移動到D點過程中燈籠始終處于平衡狀態(tài),則細繩a上的彈力大小不變,由題圖可知,細繩a套在支架上的端點由B移到D點的過程中,夾角α先增大到90°后減小,選項C錯誤;由三力平衡知,細繩b的彈力大小等于OA、OB兩繩拉力合力大小,OA、OB拉力大小不變,∠AOB減小合力變大,細繩b彈力逐漸變大,選項D正確.
教你解決問題——讀題提取信息
跟進訓練6.某健身愛好者利用如圖所示裝置鍛煉自己的臂力和腿部力量,在O點系一重物C,手拉著輕繩且始終保持輕繩平行于粗糙的水平地面.當他緩慢地向右移動時并保持繩OB水平,下列說法正確的是( )A.繩OB拉力大小先減小后增大B.繩OA拉力增大C.健身者與地面間的摩擦力不變D.繩OA、OB拉力的合力減小
7.如圖所示,細繩一端固定在A點,另一端跨過與A等高的光滑定滑輪B后懸掛一個砂桶Q(含砂子).現(xiàn)有另一個砂桶P(含砂子)通過光滑掛鉤掛在A、B之間的細繩上,穩(wěn)定后掛鉤下降至C點,∠ACB=120°,下列說法正確的是( )A.若只增加Q桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不變B.若只增加P桶中的砂子,再次平衡后P桶位置不變C.若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的砂子,再次平衡后P桶位置不變D.若在兩桶內(nèi)增加相同質(zhì)量的砂子,再次平衡后Q桶位置上升
考點四 摩擦力在生產(chǎn)、生活中的應用(STSE問題)素養(yǎng)提升情境1 跑步機如圖,健身運動員在跑步機上訓練,改變跑臺的運行速度和坡度可以達到不同的訓練程度.若某次跑步時跑臺和水平面成一傾角,人相對地面的位置保持不變,且始終只有一只腳和跑步機接觸,則在該過程中,下列說法正確的是( )A.跑步機對人的作用力向前B.人受到跑步機對他向后的摩擦力C.若跑臺以更大速度運行,則人受到的摩擦力也更大D.若跑臺與水平面的夾角增大,則人受到的摩擦力也增大
解析:跑步機相對于人向后運動,人受到跑步機向前的摩擦力,同時人還受到垂直跑臺向上的支持力作用,跑步機對人的作用力與人的重力平衡,故跑步機對人的作用力豎直向上,故選項A、B錯誤;人在跑步機上受到的是靜摩擦力,其大小與速度大小無關(guān),故選項C錯誤;若跑臺與水平面的夾角增大,由于人在斜面上受力平衡,故摩擦力與重力的分力大小相等,因此增大夾角時人受到的摩擦力也增大,故選項D正確.
情境2 自動扶梯大型商場或者大型超市為了方便顧客上下樓,都會安裝自動扶梯.小王同學經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),不同商場或超市中的自動扶梯是不一樣的,可以分為兩大類,一種有臺階,另一種無臺階,兩種自動扶梯分別如圖所示.此外,小王同學還發(fā)現(xiàn),為了節(jié)約能源,在沒有顧客乘行時,這兩種自動扶梯都以較小的速度勻速運行,當有顧客乘行時自動扶梯經(jīng)過先加速再勻速兩個階段運行.則電梯在運送顧客上樓的整個過程中( )A.圖甲所示的無臺階自動扶梯中,乘客始終受摩擦力作用B.圖乙所示的有臺階自動扶梯中,乘客始終受摩擦力作用C.圖甲所示的無臺階自動扶梯中,乘客對扶梯的作用力始終豎直向下D.圖乙所示的有臺階自動扶梯中,乘客對扶梯的作用力始終豎直向下
解析:乘客在無臺階的電梯上運動時,在加速和勻速階段,都受到重力、支持力和靜摩擦力.勻速階段乘客對扶梯的作用力豎直向下,在加速階段偏離豎直方向;乘客在有臺階的電梯上運動時,加速階段受到重力、支持力和靜摩擦力,乘客對扶梯的作用力偏離豎直方向;勻速階段受到重力與支持力,乘客對扶梯的作用力豎直向下.綜上分析,故A正確.
情境3 夾鉗如圖,工地上常用夾鉗搬運磚塊.已知磚塊均為規(guī)格相同的長方體,每塊質(zhì)量為2.8 kg,夾鉗與磚塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.50,磚塊之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.35,最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,g取10 m/s2.搬運7塊磚時,夾鉗對磚塊豎直一側(cè)壁施加的壓力大小至少應為( )?A.196 N B.200 N C.392 N D.400 N
解析:將7塊磚當作整體為研究對象進行受力分析,豎直方向受重力和兩個靜摩擦力F1,根據(jù)二力平衡條件有2F1=7mg,設(shè)夾鉗對磚塊的壓力為FN1,夾鉗與磚塊之間不發(fā)生相對滑動的條件是靜摩擦力小于等于最大靜摩擦力,即F1≤μ1FN1,代入數(shù)據(jù)解得FN1≥196 N;再將除最外側(cè)兩塊磚的里面5塊磚當作整體為研究對象進行受力分析,豎直方向受重力和兩個靜摩擦力F2,根據(jù)二力平衡條件有2F2=5mg,設(shè)最外側(cè)磚對里面5塊磚的壓力為FN2,最外側(cè)磚與里面5塊磚之間不發(fā)生相對滑動的條件是靜摩擦力小于等于最大靜摩擦力,即F2≤μ2FN2,代入數(shù)據(jù)解得FN2≥200 N,又因為內(nèi)側(cè)5塊磚之間的摩擦力小于最外側(cè)磚對里面5塊磚整體的摩擦力,所以只要最外側(cè)磚與里面5塊磚整體之間不發(fā)生相對滑動,里面5塊磚之間一定不會發(fā)生相對滑動,因此要保證各接觸面之間都不發(fā)生相對滑動,則夾鉗對磚塊豎直一側(cè)壁施加的壓力大小至少應為200 N,選項B正確.
情境4 打印機中的“搓紙輪”打印機正常情況下,進紙系統(tǒng)能做到“每次只進一張紙”,進紙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,設(shè)圖中剛好有20張相同的紙,每張紙的質(zhì)量均為m,搓紙輪按圖示方向轉(zhuǎn)動帶動最上面的第1張紙向右運動,搓紙輪與紙張之間的動摩擦因數(shù)為μ1,紙張與紙張之間、紙張與底部摩擦片之間的動摩擦因數(shù)均為μ2,工作時搓紙輪給第1張紙壓力大小為F.打印機正常工作時,下列說法正確的是( )A.第2張紙受到第1張紙的摩擦力方向向左B.第10張紙與第11張紙之間的摩擦力大小為μ2(F+10mg)C.第20張紙與摩擦片之間的摩擦力為零D.要做到“每次只進一張紙”,應要求μ1>μ2
這是一份高中物理學考復習課時3重力、彈力和摩擦力的分析與計算課件,共15頁。PPT課件主要包含了考點1力的概念,力的認識,力的基本特征,考點2重力,考點3彈力,考點4摩擦力,特別提示等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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