2026高考物理一轮复习第二章第1讲讲义 重力 弹力 摩擦力.docx
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课标要求】 1.认识重力、弹力与摩擦力通过实验,了解胡克定律知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小2.通过实验,了解力的合成与分解,知道矢量和标量能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题考情分析】 重力 弹力 摩擦力2024·广西卷·T2、2024·黑吉辽卷·T3、2024·山东卷·T2、2023·山东卷·T2、2023·江苏卷·T7力的合成与分解2024·河北卷·T5、2023·广东卷·T2、2023·重庆卷·T1、2023·浙江6月选考卷·T6共点力的平衡2024·湖北卷·T6、2024·新课标卷·T24、2023·江苏卷·T7、2023·海南卷·T3、2023·浙江1月选考卷·T2、2022·广东卷·T1实验:探究弹簧弹力与形变量的关系2023·浙江6月选考卷·T16实验:探究两个互成角度的力的合成规律2023·全国乙卷·T22、2022·浙江6月选考卷·T17第1讲 重力 弹力 摩擦力情境导思如图所示,树上的苹果会落向地面;建筑工地上工人常用重垂线来检测墙壁是否竖直;杂技演员轻松地顶住从高处落下的坛子;一小孩在健身器材上爬杆玩耍1)为什么树上的苹果总要落向地面?为什么使用重垂线能检测墙壁是否竖直?(2)杂技演员顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是什么?(3)小孩在健身器材上爬杆玩耍时的摩擦力情况如何?* 1.(多选)关于重力和弹力,下列说法正确的是( )[A] 在地球上的物体都要受到重力作用,所受的重力与它的运动状态无关,也与是否存在其他力的作用无关[B] 在地球各处的重力方向都是一样的[C] 两个物体只要接触就一定有弹力[D] 弹力的方向一定与施力物体发生弹性形变的方向相反【答案】 AD2.如图所示,重为500 N的沙发放在水平地面上,某同学沿水平方向推沙发,当水平推力大小为90 N时沙发恰好开始运动。
沙发运动后,用75 N的水平力即可使沙发保持匀速直线运动下列说法正确的是( )[A] 沙发与地面之间的动摩擦因数为0.18[B] 若用80 N的水平力推静止的沙发,沙发所受的摩擦力大小为75 N[C] 若用100 N的水平力推静止的沙发,沙发所受的摩擦力大小为100 N[D] 若用50 N的水平力推已经运动的沙发,沙发所受的摩擦力大小为75 N【答案】 D【答案】 吸引 mg 竖直向下 弹性形变 相反 正比 相对运动 相对运动 μF压 相反 相对运动 相对静止 相对运动趋势 相反 相对运动趋势考点一 重力和重心1.重力(1)重力的大小与运动状态无关,与所处的纬度和高度有关重力加速度随纬度的减小而减小,随高度的增加而减小2)重力的方向总是“竖直向下”的,但并不一定“垂直于地面”,也不一定指向地心3)重力是由于地球的吸引而产生的,但重力并不等于地球的引力,它实际上是万有引力的一个分力2.重心(1)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外2)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上;对形状不规则的薄物体,可用支撑法或悬挂法来确定其重心[例1] 【对重力的理解】 (2025·广西南宁阶段检测)下列关于重力的说法正确的是( )[A] 重力等于地球对物体的吸引力[B] 运动的物体不受重力作用[C] 同一物体在地球上不同位置受到的重力可能不同[D] 重力方向垂直向下【答案】 C【解析】 重力是由于地球的吸引而产生的,但重力只是地球对物体的吸引力的一个分力,故A错误;运动的物体仍受重力作用,故B错误;同一物体在地球上不同位置,重力加速度大小可能不同,受到的重力可能不同,故C正确;重力方向竖直向下,故D错误。
[变式] 物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数是否一定等于物体受到的重力?【答案】 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受到的重力[例2] 【对重心的理解】 (2024·陕西咸阳阶段检测)如图所示,将乒乓球用双面胶粘贴于烧杯底部,往烧杯中注入一些水,用细木棍轻微拨动乒乓球,乒乓球将会从杯底上升到水面在乒乓球从杯底上升到水面的过程中,关于由烧杯、水和乒乓球组成的系统重心位置的变化,下列说法正确的是( )[A] 先升高后降低 [B] 先降低后升高[C] 一直升高 [D] 一直降低【答案】 D【解析】 乒乓球从杯底上升到水面的过程中,由于乒乓球的密度小于水的密度,系统的质量分布下移,重心逐渐降低考点二 弹力物理中的轻绳、轻杆、橡皮筋、轻弹簧四个物体中,(1)受外力作用形变量较小、通常可忽略的是哪些?(2)产生弹力方向一定沿物体本身的是哪些?弹力方向可以与其本身成任意角度的是哪个?(3)既可产生拉伸、又可产生压缩形变的是哪些?既可以产生拉伸、也可以产生压缩、又可以产生弯曲形变的是哪个?(4)弹力大小可以突变的是哪些?不能突变的是哪些?提示:(1)轻绳、轻杆2)轻绳、橡皮筋、轻弹簧;轻杆。
3)轻杆、轻弹簧;轻杆4)轻绳、轻杆;橡皮筋、轻弹簧1.弹力有无的判断2.弹力方向的判断(1)按接触面分面与面点与平面点与曲面曲面与平面垂直于接触面垂直于接触面垂直于切面垂直于平面(2)按模型分轻绳轻杆轻弹簧沿绳沿杆不沿杆沿弹簧[例3] 【弹力方向的判断】 下列四种情境中,球或轻杆均处于静止状态,它与外界的接触面(接触点)均光滑,物体所受弹力示意图如图所示,其中正确的是( ) [A] [B] [C] [D]【答案】 B【解析】 题图A,若小球受到左侧顶点处的弹力,则小球将向右运动,故A错误;题图B,小球处于静止状态时受到重力与杆对小球的弹力,二者是一对平衡力,故B正确;题图C,若小球受到左上方F1的拉力,小球将无法处于静止状态,故C错误;题图D,杆所受弹力在左侧接触点垂直于曲面指向圆心,在右侧接触点垂直于杆,故D错误[例4] 【弹力有无的判断】 如图所示,小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的轻质细绳拴接一小球,此时小车与小球保持相对静止,一起在水平面上运动,则( )[A] 细绳一定对小球有拉力[B] 轻弹簧一定对小球有弹力[C] 细绳不一定对小球有拉力,但是轻弹簧一定对小球有弹力[D] 细绳不一定对小球有拉力,轻弹簧也不一定对小球有弹力【答案】 D【解析】 当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,此时细绳的拉力FT=0;当小车和小球向右做匀加速直线运动时,细绳的拉力不可能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确,A、B、C错误。
[例5] 【胡克定律的应用】 (2024·重庆模拟)质量分别为m1、m2的小球1、2用劲度系数分别为ka、kb的a、b轻质弹簧悬挂,平衡后状态如图甲所示若将小球1、2交换位置,平衡后状态如图乙所示,则( )[A] ka>kb [B] m1
[例6] 【杆的弹力大小计算】 (多选) 如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球关于斜杆对小球的作用力F,下列判断正确的是( )[A] 小车静止时,F=mg,方向竖直向上[B] 小车静止时,F=mgcos θ,方向垂直于斜杆向上[C] 小车向右以加速度a加速运动时,一定有F=masinθ[D] 小车向左以加速度a加速运动时,F=(ma)2+(mg)2,方向向左上方,与竖直方向的夹角为α,且tan α=ag【答案】 AD【解析】 小车静止时,小球受到重力和杆的弹力,由平衡条件得F=mg,方向竖直向上,故A正确,B错误;小车向右以加速度a加速运动时,如图甲所示,只有当a=gtan θ时,才有F=masinθ,故C错误;小车向左以加速度a加速运动时,如图乙所示,根据牛顿第二定律知小球受到的合力水平向左,F=(ma)2+(mg)2,方向向左上方,与竖直方向的夹角为α,且tan α=ag,故D正确计算弹力大小的三种方法(1)公式法:利用胡克定律F=kx计算适用于弹簧、橡皮筋等弹力的计算2)平衡法:静止或做匀速直线运动时利用平衡条件计算3)牛顿运动定律:利用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析求解。
考点三 摩擦力请思考下列与摩擦力有关的几个问题:(1)若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力吗?若两物体间有弹力,则两物体间一定有摩擦力吗?(2)静止物体受到的摩擦力一定是静摩擦力吗?运动物体受到的摩擦力一定是滑动摩擦力吗?(3)摩擦力的方向是不是可以与物体运动方向相反,也可以与物体运动方向相同,还可以与物体运动方向成任意角度?试举例说明4)滑动摩擦力的大小是否与物体间的接触面积有关?静摩擦力呢?(5)摩擦力都是物体运动的阻力吗?提示:(1)有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力2)发生相对运动的两物体中的一个物体,可能相对地面是静止的,所以静止的物体也可以受到滑动摩擦力;同理运动的物体也可以受到静摩擦力3)用手握住水杯,水杯所受静摩擦力竖直向上,当水杯向上运动、向下运动、水平运动、斜向上运动、斜向下运动时,静摩擦力可以与物体运动方向相反,也可以与物体运动方向相同,还可以与物体运动方向成任意角度4)滑动摩擦力Ff=μFN,大小与接触面积无关;静摩擦力大小由外部条件决定,与接触面积无关5)摩擦力既可以是动力也可以是阻力1.明确三个方向名称释义运动方向一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向相对运动方向指以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向相对运动趋势方向能发生却没有发生的相对运动的方向,导致两物体间存在静摩擦力2.静摩擦力有无及方向的判断(1)假设法。
2)状态法:根据平衡条件、牛顿第二定律,通过受力分析确定静摩擦力的有无及方向3)转换对象法: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的方向3.静摩擦力大小的分析与计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小。
