内容正文:
考点要求
高考命题点实况
滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力
Ⅰ
该部分知识是力学的基础,近几年高考中出题率较高的知识点有:(1)物体的受力分析;(2)共点力平衡条件的应用;(3)力的合成与分解;(4)整体法和隔离法的应用;(5)力的动态平衡问题等,题型多为选择题.
高考对本章知识单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况都是同时涉及几个知识点,而且都是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查,考查时注重对物理思维与物理能力的考核,尤其是以生活中的实际问题为背景考查静力学的知识.
形变、弹性、胡克定律
Ⅰ
矢量和标量
Ⅰ
力的合成和分解
Ⅱ
共点力的平衡
Ⅱ
实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系
实验三:验证力的平行四边形定则
第一节 重力 弹力 摩擦力
【基础梳理】
提示:弹性形变 直接接触 弹性形变 相反 弹性限度 正比 接触面粗糙 接触处有弹力 相对运动趋势 0 Ffm 相反 μFN 相反
粗糙程度
【自我诊断】
判一判
(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用.( )
(2)物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反.( )
(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向.( )
(4)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同.( )
(5)滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关,与接触面的面积大小也无关.( )
(6)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用.( )
提示:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
做一做
如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( )
A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力
B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力
C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力
D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力
提示:选A.先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a=gsin α,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=gsin α,方向沿斜面向下,小球重力沿斜面向下的分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要盒子的左、右侧面提供弹力,故选项A正确.
弹力的分析与计算
【知识提炼】
1.弹力的判断
(1)弹力有无的判断
(2)弹力方向的判断
①五种常见模型中弹力的方向
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.
2.弹力大小计算的三种方法
(1)根据胡克定律进行求解.
(2)根据力的平衡条件进行求解.
(3)根据牛顿第二定律进行求解.
【典题例析】
(2017·高考全国卷Ⅲ)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A.86 cm
B.92 cm
C.98 cm
D.104 cm
[审题突破] 缓慢移至同一点可做平衡态处理;始终处于弹性限度内说明劲度系数k不变;钩码挂在绳的中点,相当于两根绳共同承担钩码重力.利用胡克定律求解即可.
[解析] 将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k)与竖直方向夹角θ均满足sin θ=,联立解得L=92 cm,可知A、C、D项错误,B项正确.cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G=2k,对钩码(设其重力为G)静止时受力分析,得G=2k
[答案] B
【迁移题组】
迁移1 弹力的有无及方向判断
1.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
解析:选D.若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=gtan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.
迁移2 轻绳模型中的“死结”和“活结”问题
2.(多选) 如图所示,用滑轮将质量为m1、m2的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0<θ<180°,整个系统处于平衡状态,关于m1、m2的大小关系应为( )
A.m1必大于