【物理】2018届一轮复习人教版第2章第05讲重力、弹力、摩擦力教案 5页

第05讲 重力、弹力、摩擦力 ‎【教学目标】‎ ‎1.掌握重力的大小、方向及重心概念.‎ ‎2.掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法.‎ ‎3.掌握胡克定律．‎ ‎4.会判断摩擦力的有无和方向.‎ ‎5.会计算摩擦力的大小． ‎ ‎【教学过程】‎ ‎ ‎ ‎★重难点一、弹力的分析与计算★‎ 一、　弹力的有无及方向判断 ‎1．弹力有无的判断“四法”‎ ‎(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。‎ ‎(2)假设法：对形变不明显的情况，可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，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。‎ ‎(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。‎ ‎2．弹力方向的确定 二、弹力的分析与计算 ‎1．微小形变的弹力计算 对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。‎ ‎2．胡克定律的应用 对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算。‎ ‎【特别提醒】‎ 计算弹力大小的三种方法 ‎(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。‎ 三、轻杆、轻绳、轻弹簧模型 ‎1.三种模型对比 轻杆 轻绳 轻弹簧 模型图示 模型 特点 形变特点 只能发生微小形变 柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等 既可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等 弹力方向特点 不一定沿杆，可以是任意方向 只能沿绳，指向绳收缩的方向 沿弹簧轴线与形变方向相反 弹力作用效果特点 可以提供拉力、推力 只能提供拉力 可以提供拉力、推力 弹力大小突变特点 可以发生突变 可以发生突变 一般不能发生突变 ‎2．轻杆弹力的确定方法 杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。‎ ‎3．弹簧与橡皮筋的弹力特点 ‎(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F＝kx。‎ ‎(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等。‎ ‎(3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿弹簧轴线)，而橡皮筋只能受拉力作用。‎ ‎(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变，但当将弹簧或橡皮筋剪断时，其弹力立即消失。‎ ‎【典型例题】如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3， 1和2及2和3间分别用原长为L，劲度系数为K的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是 A． B．‎ C． D．‎ ‎【答案】B ‎★重难点二、摩擦力的分析与计★‎ 一、静摩擦力的有无及方向判断 判断静摩擦力的有无及方向的三种方法 ‎(1)假设法 利用假设法判断的思维程序如下：‎ ‎(2)运动状态法 此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度)，再利用平衡条件或牛顿第二定律(F＝ma)确定静摩擦力的方向。‎ ‎(3)牛顿第三定律法 ‎“力是物体间的相互作用”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向。‎ ‎【特别提醒】‎ 应用“状态法”分析摩擦力时应 注意的两个问题 用状态法分析判断静摩擦力有无及方向、大小，可以不必分析物体相对运动的趋势。在使用状态法处理问题时，需注意以下两点：‎ ‎(1)明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。‎ ‎(2)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角。‎ 二、摩擦力大小的计算 ‎1．静摩擦力大小的计算 ‎(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来求解其大小。‎ ‎(2)物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ff＝ma，若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求摩擦力。‎ ‎(3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，为了处理问题的方便，最大静摩擦力常常按近似等于滑动摩擦力处理。‎ ‎(4)物体实际受到的静摩擦力一般小于最大静摩擦力。‎ ‎2．滑动摩擦力大小的计算 ‎(1)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff＝μFN计算。‎ ‎(2)结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或变速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。‎ ‎【特别提醒】‎ 计算摩擦力时的三点注意 ‎(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解。‎ ‎(2)公式F＝μFN中FN为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力。‎ ‎(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关。‎ ‎【典型例题】如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0. 1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N的，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力大小和方向是：（）‎ A．20N，水平向左 B．2N，水平向右C．10N，水平向左 D．12N，水平向右 ‎【答案】B ‎★重难点三、摩擦力的突变问题★‎ 一、摩擦力的突变问题 ‎1．题目中出现“最大”、“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题。有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。‎ ‎2．静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。‎ 二、摩擦力的三类突变 ‎1、“静—静”突变 物体在摩擦力和其他力的共同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，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力将发生突变。‎ ‎2、“静—动”突变 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。‎ ‎3、“动—静”突变 在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力。‎ ‎【典型例题】如图所示，斜面固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是下图中的(取初速度v0的方向为正方向)(g＝10 m/s2) (　　)‎ ‎【答案】B