第2章 第1讲 重力 弹力 摩擦力(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考物理高三一轮总复习高效讲义

正禾一本通 一轮总复习 多媒体课件 英语（人教版） 一轮总复习 多媒体课件 第1讲 重力 弹力 摩擦力 备考目标 1.掌握重力的大小、方向及重心的概念。 2.掌握弹力的有无、方向的判断及弹力大小的计算方法，理解并掌握胡克定律。 3.会判断摩擦力的方向，会计算摩擦力的大小。 考点一　重力和重心 整合 必备知识 吸引 mg 弹簧测力计 竖直向下 质量 题组 应用训练 考点二　弹力 整合 必备知识 弹性形变 相反 正比 劲度系数 自身性质 变化量 × × √ 提升 关键能力 题组 应用训练 考点三　摩擦力 整合 必备知识 相对静止 粗糙 相对运动趋势 相反 相对运动趋势 相对运动 相对运动 粗糙 μFN 相反 相对运动 粗糙程度 × × × √ √ √ √ 提升 关键能力 题组 应用训练 考点四　摩擦力的突变问题 整合 必备知识 题组 应用训练 课下巩固精练（四） 【教材链接·小练】 (鲁科版必修第一册)如图所示，在图片对应的情境中，人或物体的重心位置将会下降的是 ________。 提示：AB 1．下列关于重力的说法中正确的是(　　 ) A．物体只有静止时才受重力作用 B．重力的方向总是指向地心 C.地面上的同一物体在赤道上所受重力最小 D．物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力 解析：选C。物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；物体的重力随纬度增大而增大，因此地面上的同一物体在赤道上所受重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，D错误。 2.(2022·浙江高考)如图所示，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：选D。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，故D正确。 1.弹力 胡克定律 【正误判断·辨析】 (1)只要物体发生形变就会产生弹力作用。( ) (2)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向。( ) (3)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向。( ) 1．弹力有无的判断 (1)条件法：根据弹力产生的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断。 (2)假设法：假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态。若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。 (3)状态法：根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律进行判断。 2．弹力方向的判断 考向1　弹力的有无和方向的判断 1．下列图中各物体均处于静止状态，图中画出了小球M所受弹力的情况，其中正确的是(　　 ) 解析：选C。A项图中小球的重力与杆对M的弹力平衡，可知杆对M的弹力竖直向上，A错误；B项图中小球只受竖直向上的弹力，B错误；C项图中小球M受竖直墙壁的水平向左的弹力和下面的球对M沿圆心连线斜向上方向的弹力，C正确；D项图中小球M受绳的拉力和球面对M通过圆心斜向上的弹力，D错误。 考向2　轻绳、轻杆弹力的计算 2.(多选)如图所示，小车位于水平面上，小车上有一竖直杆与斜杆相连，两杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，两杆均固定不动。下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是(　　 ) A．小车静止时，F＝mg sin θ，方向沿杆向上 B．小车静止时，F＝mg cos θ，方向垂直于杆向上 C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上 D．小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，方向可能沿杆向上 解析：选CD。小车静止时，由共点力的平衡条件可知此时杆对球的作用力方向为竖直向上，大小等于球的重力mg，故选项A、B错误；小车向右匀速运动时，小车和小球的加速度为零，杆对小球的作用力方向为竖直向上，大小为mg，故选项C正确；当小车向右匀加速运动时，Fy＝mg，Fx＝ma，F＝2),\s\do1(x)) eq \r(F＋F eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)) ) ＝ eq \r(（ma）2＋（mg）2) >mg，当 eq \f(ma,mg) ＝tan θ，即a＝g tan θ时，杆对小球的作用力 F沿杆向上，故选项D正确。 考向3　胡克定律的应用 3.拉力器是一种很好的健身器材，由脚环、两根相同的弹性绳、把手等组成。如图所示，女子用100 N的力拉开拉力器，使其比原长伸长了40 cm，假设弹性绳的弹力与伸长量遵循胡克定律，且未超过弹性限度，则(　　 ) A．每根弹性绳的劲度系数为125 N/m B．每根弹性绳的劲度系数为250 N/m C．若对拉力器的拉力增大，则弹性绳的劲度系数也增大 D．若对拉力器的拉力减为50 N，则弹性绳长度变为20 cm 解析：选A。由胡克定律可得F＝2kΔx，则k＝ eq \f(100,2×0.4) N/m＝125 N/m，故A正确，B错误；弹性绳的劲度系数与弹性绳自身因素有关，与外力无关，故C错误；若对拉力器的拉力减为50 N，则由F′＝2kΔx′，得Δx′＝ eq \f(F′,2k) ＝ eq \f(50,2×125) m＝20 cm，则此时弹性绳的长度一定大于20 cm，故D错误。 静摩擦力 滑动摩擦力 动摩擦因数 【正误判断·辨析】 (1)摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。( ) (2)静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力。( ) (3)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用。( ) (4)正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变。( ) (5)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。( ) (6)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。( ) (7)两物体接触处的弹力增大时，静摩擦力大小可能不变。( ) 1．计算摩擦力大小的“四点”注意 (1)首先分析物体的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff＝μFN计算，而静摩擦力没有公式可用，只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。这是因为静摩擦力是被动力，其大小随状态的变化而变化，介于0～Ffmax之间。 (3)“Ff＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力。 (4)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关。 2．计算摩擦力大小的思维流程 考向1　摩擦力的有无和方向的判断 1．(多选)如图所示，物体A沿粗糙斜面加速下滑，斜面体B静止不动，在这个过程中(　　 ) A．A所受斜面的支持力与摩擦力的合力方向斜向左上方 B．A所受斜面的支持力与摩擦力的合力方向斜向右上方 C．斜面体B受到地面向右的摩擦力作用 D．斜面体B受到地面向左的摩擦力作用 解析：选BC。取A为研究对象，由于物体A匀速下滑时所受合力为零，支持力、摩擦力的合力与重力等值反向，即竖直向上；当物体A加速下滑时，A所受合力平行斜面向下，则此时摩擦力与支持力的合力必斜向右上方，故A错误，B正确；由上述分析及牛顿第三定律可知，B受到A的作用力合力斜向左下方，B静止不动，所受合外力为零，故斜面体B受到地面向右的摩擦力作用，故C正确，D错误。 考向2　摩擦力的计算 2．现代的激光打印机都是自动进纸的，有一种进纸原理如图所示。进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，打印机内每张白纸的质量m。不考虑静电力的影响，重力加速度g已知，下列说法正确的是(　　 ) A．滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为μ1F B．第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋2mg) C．第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋mg) D．越靠近底座白纸间的摩擦力越大 解析：选C。μ1F为滚轮与第一张白纸间的滑动摩擦力，滚轮与第一张白纸间的摩擦力为静摩擦力，小于或等于最大静摩擦力，故A错误；第一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f12＝μ2(F＋mg)，第二张白纸处于静止状态，第二、三张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第一、二张白纸间的摩擦力，即f23＝μ2 (F＋mg)，故B错误；第三张白纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力为静 摩擦力，大小等于第二、三张白纸间的摩擦力，即f34＝μ2(F＋mg)，故C正确；除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，白纸间的摩擦力均为μ2(F＋mg)，大小相等，故D错误。 3.(多选)如图所示，一质量为m的物块静置在倾角θ＝60°的粗糙斜面上，用一个与斜面底边平行的力F＝ eq \f(mg,2) 作用在物块上，该物块仍保持静止，则下刻说法正确的是(　　) A．该物块受到的摩擦力大小为 eq \f(\r(3),2) mg B．该物块受到的摩擦力大小为mg C．若撤掉该外力F，此物块可能发生滑动 D．若撤掉该外力F，此物块仍静止不动 解析： 选BD。对物块受力分析，可以简化成如图所示的受力分析，根据平衡条件，则有 f＝ eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)mg))\s\up12(2)＋（\f(\r(3),2)mg）2) ＝mg，故A错误，B正确；当撤去外力之后，只需要沿斜面向上大小为 eq \f(\r(3),2) mg的摩擦力就可以平衡，故C错误，D正确。 1．“静→静”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力的合力发生变化时，如果仍保持相对静止，则静摩擦力的大小和(或)方向可能发生突变。 2．“静→动”突变：物体受到静摩擦力和其他力的共同作用，当其他力变化时，如果发生相对滑动，则静摩擦力可能突变为滑动摩擦力。 3．“动→静”突变：物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当相对滑动突然停止时，滑动摩擦力可能突变为静摩擦力。 4．“动→动”突变：物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的正压力发生变化时，滑动摩擦力的大小随之而变；或两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的方向也会随之而变。 考向1　“静→静”突变 1．(多选)如图所示，一重为50 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝20 N，F2＝8 N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(　　 ) A．木块受到的摩擦力的大小为15 N，方向水平向左 B．木块受到的摩擦力的大小为12 N，方向水平向左 C．若将F1撤去，木块受到的摩擦力的大小为8 N，方向水平向右 D．若将F2撤去，木块受到的摩擦力的大小为20 N，方向水平向左 解析：选BC。最大静摩擦力为 Ffm＝μFN＝15 N，F1、F2的合力F＝F1－F2＝12 N <15 N，方向向右，所以木块处于静止状态，所受的合力为零，故静摩擦力向左，大小为12 N，A错误，B正确；若将F1撤去，因为F2<15 N ，木块在F2的作用下仍然处于静止，则摩擦力大小等于F2的大小为8 N，方向与力F2的方向相反，方向水平向右，C正确；若将F2撤去，因为F1>15 N，木块将运动，受到的是滑动摩擦力，大小为15 N，方向水平向左，D错误。 考向2　“静→动”突变 如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中，关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四副图可能正确的是(　　 ) 解析：选B。设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为f＝F cos θ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力 N＝G－F sin θ，F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为 f＝μN，N减小，则f减小，故B正确，A、C、D错误。 考向3　“动→静”突变 3．如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用。g取10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　 ) 解析：选A。物体从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动，受到的滑动摩擦力大小为Ff1＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N，方向向左，为负值。当物体的速度减到零时，物体所受的最大静摩擦力为Ffm＝μmg＝2 N，则F<Ffm，所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到静摩擦力作用，其大小为Ff2＝F＝1 N，方向向右，为正值，故A正确。 考向4　“动→动”突变 4．(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ ，以速度v0 逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是(　　) 解析：选BD。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块的速度小于传送带的速度，小木块受的摩擦力沿斜面向下，随着小木块速度的增大，当小木块的速度等于传送带的速度时，因为μ<tan θ ，小木块不可能与传送带相对静止，一定继续加速，超过传送带的速度，这时小木块所受的摩擦力沿斜面向上，而在这个过程中，小木块对斜面的压力不变，摩擦力的大小也不改变，A错误，B 正确；摩擦力沿斜面向下时，由牛顿第二定律得mg sin θ＋μmg cos θ＝ma1，摩擦力沿斜面向上时，由牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ＝ma2，则a1>a2，C错误，D正确。 $$