高中物理人教版必修第一册3.1 重力与弹力 导学案

重力弹力摩擦力知识梳理知识点一 重力1.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小：G＝mg.3.方向：总是    .4.重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心.答案：3.竖直向下知识点二 弹力1.定义：发生弹性形变的物体由于要    ，对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体    .(2)发生    .3.方向：与物体形变方向    .答案：1.恢复原状 2.(1)相互接触 (2)形变 3.相反知识点三 胡克定律1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成    .2.表达式：F＝kx.(1)k是弹簧的    ，单位为N/m；k的大小由弹簧    决定.(2)x是弹簧长度的    ，不是弹簧形变以后的长度.答案：1.正比 2.(1)劲度系数 自身性质 (2)变化量知识点四 摩擦力 名称项目 静摩擦力滑动摩擦力定义两个     的物体间的摩擦力两个     的物体间的摩擦力产生条件①接触面    ①接触面     ②接触处有    ③两物体间有   ②接触处有    ③两物体间有   大小   μ2(M＋m)g时，木板便会开始运动D.无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动[解析] 由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为μ1mg，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为μ1mg.又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力μ1mg和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项A正确，B错误；若增大F的大小，只能使木块的加速度大小变化，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项C错误，D正确.[答案] AD[变式2] 如图所示，物块A放在倾斜的木板上，木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为(  )A.   B.   C.   D.答案：C 解析：木板的倾角α为30°时物块静止，所受摩擦力为静摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mgsin30°；木板的倾角α 为45°时物块滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为μmgcos45°，由二者相等可得物块和木板间的动摩擦因数为μ＝.反思总结摩擦力方向的分析技巧和计算(1)分析技巧①在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析.②要注意灵活应用相对运动趋势法、假设法、状态法和转换法判断静摩擦力的方向.(2)摩擦力的计算①在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力.②滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等.③“Ff＝μFN”中FN并不总是等于物体的重力.考点三 摩擦力的“突变”问题对应训练考向1 静—静“突变”物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变.[典例6] 一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为(  )A.10N，方向向左B.6N，方向向右C.2N，方向向右D.0[解析] 当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8N，方向向左.可知最大静摩擦力Ffmax≥8N.当撤去力F1后，F2＝2NG时，物体减速下滑.在上述过程中，物体受到的摩擦力都是滑动摩擦力，其大小为f＝μF＝μkt，即ft图象是一条过原点的斜向上的线段(不含上端点).当物体减速到速度为零后，物体静止，物体受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件知f＝G，此时图象为一条水平线.反思总结解决摩擦力的突变问题要注意的是只有在物体达到相对静止时，才有可能发生突变.能否保持相对静止，最大静摩擦力是关键.解决此类问题的关键在于弄清物理过程，分析物体所受的摩擦力的类型，然后分阶段或选用恰当的位置进行分析.随堂检测1．一轻质弹簧原长为8cm，在4N的拉力作用下伸长了2cm，弹簧未超出弹性限度，则该弹簧的劲度系数为（  ）A．40m/NB．40N/mC．200m/ND．200N/m2．如图15，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则（  ） 图15A．f1＝0，f2≠0，f3≠0B．f1≠0，f2＝0，f3＝0C．f1≠0，f2≠0，f3＝0D．f1≠0，f2≠0，f3≠03.如图16所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是（  ）图16A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向4．（多选）不同材料之间的动摩擦因数是不同的，例如木与木之间的动摩擦因数是0.30，木与金属之间的动摩擦因数是0.20。现分别用木与金属制作成多个形状一样，粗糙程度一样的长方体。选择其中两个长方体A与B，将它们叠放在木制的水平桌面上，如图17所示。如果A叠放在B上，用一个水平拉力作用在B上，当拉力大小为F1时，A、B两物体恰好要分开运动。如果B叠放在A上，当拉力大小为F2时，A、B两物体恰好要分开运动。则下列分析正确的是（  ）图17A．如果F1＞F2，可确定A的材料是木，B的材料是金属B．如果F1＜F2，可确定A的材料是木，B的材料是金属C．如果F1＝F2，可确定A、B是同种材料D．不管A、B材料如何，一定满足F1＝F2 参考答案1.解析 由胡克定律得劲度系数k＝＝200N/m，D项对。答案 D2.解析 对a、b、P整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f3＝0；将a和b看成一个整体，ab整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f2≠0；对a进行受力分析可知，由于a处于静止状态，故a相对于b有向下运动的趋势，故a和b之间存在摩擦力作用，即f1≠0，故选项C正确。答案 C3.解析 M处支持力方向与支持面（地面）垂直，即竖直向上，选项A正确；N处支持力与支持面（原木接触面）垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力与接触面平行，故选项C、D错误。答案 A4.解析 因为木与木之间的动摩擦因数是0.30，木与金属之间的动摩擦因数是0.20，如果与桌子接触的是木，则抽出时更费力，选项A错误，B正确；如果F1＝F2，可确定A、B两物体为同种材料，选项C正确，D错误。答案 BC