专题二第1讲重力弹力摩擦力

1、专题二相互作用与物体平衡,续表,第 1 讲 重力弹力摩擦力,考点 1,重力,吸引,mg,竖直向下,水平面,1定义：由于地球的_而使物体受到的力 2大小：G_. 3方向：_，即垂直于_,(2)质量分布均匀且有规则几何外形的物体，其重心在物体,的_,几何中心,5重力与万有引力的关系：重力是万有引力的_，,粗略计算时可认为两者大小相等,分力,4重心：重力的作用点,形状,质量分布,(1)物体的重心与它的_以及_有关,【跟踪训练】,1关于重力，下列说法中正确的是(,),C,A风筝升空后，越升越高，说明风筝受到的重力越来越 小 B地球给物体施加重力，而物体对地球没有力的作用 C艺术体操运动员在做各种优美动

2、作的时候，其重心位 置不断变化 D重力的方向总是垂直于地面 解析：注意力的相互性和重力方向竖直向下的含义,2关于物体的重心，下列说法正确的是(,),D,A物体的重心一定在物体上 B任何物体的重心都在它的几何中心上 C物体的形状发生改变其重心位置一定改变 D物体放置的位置发生改变，重心相对物体的位置不会 改变 解析：重心的位置与物体各部分的质量分布和物体的形状 都有关系，而与物体所处的位置无关,考点 2,形变和弹力,1弹性形变：撤去外力后物体能够完全恢复原状的形变 2弹力：物体由于发生弹性形变而对跟它接触的物体产生 力的作用,3弹力产生的条件,直接接触,弹性形变,(1)两物体_ (2)接触处发生

3、_,4弹力方向的判断 (1)细绳的拉力的方向一定沿绳指向_的方向 (2) 接触面上的弹力的方向垂直于接触面指向_,物体,绳收缩,受力,5弹簧的弹力：弹簧在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定 律：F_，式中 k 为弹簧的劲度系数，x 为弹簧的,形变量(并非原长或总长),kx,6轻绳、轻杆和轻弹簧的弹力特点,(1)轻绳：绳对物体的拉力沿绳收缩的方向，同一根绳上弹,力处处等大,(2)轻杆：杆对物体的弹力不一定沿杆的方向如果轻直杆 只有两端受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力方向 一定沿杆的方向,(3)轻弹簧：弹簧的弹力方向一定沿着弹簧轴线的方向，与,弹簧形变的方向相反,【跟踪训练】,3有关弹力的说

4、法中正确的是(,),D,A弹力的大小总是与形变成正比 B弹力的反作用力不一定是弹力 C弹力的平衡力一定是弹力 D桌子上的铅笔给桌子的压力是由于铅笔发生形变而产 生的,4(双选)图 211 中 a、b、c 为三个物块，M、N 为两 个轻质弹簧，R 为跨过定滑轮的轻绳，它们连接如图所示，并,处于平衡状态，则下列说法正确的是(,),A有可能 N 处于拉伸状态而 M 处于压缩状态 B有可能 N 处于压缩状态而 M 处于拉伸状态 C有可能 N 处于不伸不缩状态而 M 处于拉伸 状态 D有可能 N 处于拉伸状态而 M 处于不伸 不缩状态,图 211,解析：由于轻绳 R 只能拉而不能压缩弹簧，故 N 不能处

5、于 压缩状态，只能处于拉伸或不伸不缩状态，则 B 选项错误若 N 处于不伸不缩状态，则轻绳 R 对 a 无拉力，M 一定处于压缩 状态，C 选项错误若 N 处于拉伸状态，则轻绳对 N 的拉力必 不为零，因而绳子 R 对物块 a 的拉力也必不为零，即a 必受R 作用于它的向上拉力 T 作用，对a 受力分析得TFmag0， 弹簧对 a 的作用力 FmagT，F0 表示竖直向上，F0 表示 竖直向下，F0 表示弹簧 M 不伸不缩状态综合上述分析可 知 A、D 选项正确,答案：AD,考点 3,滑动摩擦力和静摩擦力,1滑动摩擦力,相对滑动,阻碍相对滑动,(1)定义：两个相互接触的物体有_时，在物体之,间

6、产生的_的作用力,相互接触并挤压,(2) 产生条件：两物 体 _ ； 接 触 面,_；两物体间有_,相对滑动,(3) 大 小 ： 与 _ 成 正 比 ， 即 f _.叫 _，与接触面的_和_有关 (4)方向：与物体_的方向相反，与物体运动的 方向_,粗糙,正压力,N,相对滑动,无关,粗糙程度,动摩擦因数,材料,2静摩擦力,相对滑动趋势,趋势,(1)定义：两个相互接触的两物体间有_时， 在接触面上产生的阻碍相对滑动_的力 (2)产生条件：两物体_；接触面 _；两物体间有_ (3)大小：物体间的静摩擦力的大小可以改变(两物体间接触 面的粗糙程度和弹力不变的情况下)，随着其他外力的变化而变,化,相互

7、接触并挤压,粗糙,相对滑动趋势,(4)方向：跟物体的_方向相反，并且摩,擦力的方向总跟接触面平行(或相切),相对滑动趋势,(5)最大静摩擦力 fmax：静摩擦力有一个_，在数 值上等于物体刚要滑动时所需要的沿相对滑动趋势方向的外 力静摩擦力的大小取值范围为：_.实际中，最大静 摩擦力略大于滑动摩擦力一般情况下，可近似认为最大静摩,擦力约等于滑动摩擦力,最大值,0ffmax,【跟踪训练】,),5(双选)下列关于摩擦力的说法中，正确的是( A阻碍物体运动的力称为摩擦力 B滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 C静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直 D接触面上的摩擦力总是与接触面平行,解析：摩擦力

8、的作用效果是阻碍物体间的相对滑动或相对 滑动趋势的，而不是阻碍物体的运动，A 选项错误摩擦力的 方向与相对滑动方向或相对滑动趋势方向相反，B 选项错误 当相对滑动趋势方向与运动方向垂直时，静摩擦力的方向就与 运动方向垂直，C 选项正确摩擦力是切向力，故与接触面平 行，D 选项正确,答案：CD,6图 212 是主动轮 P 通过皮带带动从动轮 Q 的示意 图，A 与 B、C 与 D 分别是皮带与轮缘相互接触的点，如果皮 带不打滑，当主动轮 P 沿顺时针方向旋转时，A、B、C、D 各,点所受摩擦力的方向(,),图 212 A向上，向下，向下，向上 B向下，向上，向下，向上 C向下，向上，向上，向下

9、D向上，向下，向上，向下,解析：设主动轮 P 与皮带间无摩擦力，则当 P 顺时针启动 时，P 与皮带间将打滑，此时 B 点将相对于 A 点向上运动实 际上，P 与皮带间没有打滑，可见 B 点相对于 A 点有向上运动 趋势，反之 A 点相对于 B 点有向下运动趋势，所以 A、B 两点 受到的摩擦力的方向分别为向上、向下同理，可得 C、D 两 点受到的摩擦力的方向为向上、向下,答案：D,7.把一重为 G 的物体,用一水平的推力 Fkt(k 为恒量,t 为时 间)压在竖直的足够高的平整的墙上(如图 213 所示),从 t0,),开始物体所受的摩擦力 f 随时间 t 的变化关系正确的是( 图 213,

10、B,热点 1,轻弹簧的弹力问题,【例 1】(双选，2009 年广东卷)某缓冲装置可抽象成图 214 所示的简单模型图中 K1、K2 为原长相等、劲度系数,),不同的轻质弹簧下列表述正确的是( 图 214,A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关,B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等 C垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等 D垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变,解析：不同弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，A 错 误；在垫片向右运动的过程中，由于两个弹簧相连，则它们之 间的作用力等大，B 正确；由于两弹簧的劲度系数不同，由胡 克定律Fkx 可知，两弹簧的形变量不同，则两弹簧的长度不 相等，C

11、错误；在垫片向右运动的过程中，由于弹簧的弹力做 功，则弹性势能将发生变化，D 正确,答案：BD,备考策略：解决弹簧弹力问题的关键在于理解 Fkx 中 x 的含义，同时要清楚一根弹簧的劲度系数只与弹簧本身的材 料和做工有关，与弹簧的伸长量和承受的力是无关的高中物 理中的弹簧是一种模型，没有质量因此这种模型无论处于什 么状态，所受合外力都为零，即弹簧两端弹力永远等大反向， 且形变量越大，具有的弹性势能就越大,【触类旁通】 1在如图215所示的三种情况中，砝码的质量均为 M， 滑轮的摩擦可不计，则三个弹簧测力计的示数 T1、T2、T3的大,小关系是(,),图 215,AT1T2T3 CT1T2T3,

12、BT1T3T2 DT1T2T3,解析：图中各弹簧受到相同的作用力，根据胡克定律，则 弹簧伸长的长度相同，故弹簧测力计的示数一样，T1T2T3.,D,热点 2,摩擦力的分析和计算问题,【例 2】如图 216 所示,两个等大的水平力 F 分别作用 在物体 B、C 上.物体 A、B、C 都处于静止状态,各接触面与水 平地面平行.物体 A、C 间的摩擦力大小为 f1 ,物体 B、C 间的摩,擦力大小为 f2 ,物体 C 与地面间的摩擦力大小为 f3 ,则() Af10，f20，f30 Bf10，f2F，f30 Cf1F，f20，f30,Df10，f2F，f3F,图 216,思路点拨：判断摩擦力的大小、

13、方向和有无的方法是：首 先将物体进行隔离，然后判断是否有相对滑动或有相对滑动的 趋势，从而得到所求的摩擦力大小，必要时也可用假设法求解,解析：将 A 进行隔离分析可知，A 物体相对 C 物体没有相 对滑动趋势，故 A、C 间的摩擦力为零隔离 B 进行受力分析， 可得B、C 间的摩擦力大小为F，将三个物体看做整体进行受力 分析可知，C 物体所受合力为零，相对地面没有运动的趋势， 物体 C 与地面间的摩擦力大小为零,答案：B,题外拓展：若 F 由 C 物体上改为施加在 A 物体上，则物体,的受力情况如何？,答：将 A 进行隔离分析可知，A 物体相对 C 物体有向左运 动趋势，故 A、C 间的摩擦力

14、为 F . 隔离 B 进行受力分析，可得 B、C 间的摩擦力大小为 F，将三个物体看做整体进行受力分析 可知，C 物体所受合力为零，相对地面没有运动的趋势，物体 C 与地面间的摩擦力大小仍为零,【触类旁通】 2(双选)如图 217 所示，一木块在垂直于倾斜天花板 平面方向上的推力 F 作用下处于静止状态，下列判断正确的是,(,),AD,A.天花板与木块间的弹力一定不为零 B.天花板对木块的摩擦力可能为零 C.木块受到天花板的摩擦力随推力 F 的增大,而变化 D.逐渐增大 F 的过程，木块将始终保持静止,图 217,易错点 1,摩擦力方向的判断,【例 1】工人师傅用 80 N 的水平向前的推力，

15、推着一辆小 车在水平方向上匀速前进，突然他发现前面不远处有一位老人， 为了避免相撞，他立即用 200 N 的水平力向后拉车，当车仍水,平向前运动时，车所受的合力大小是(,),A280 N C120 N,B200 N D80 N,错解分析：认为摩擦力的方向与拉力方向相反，F合F拉,200 N80 N120 N选择 C.,正确解析：水平力为 80 N 时，小车匀速前进，受力平衡， 摩擦力 fF推80 N；改用 200 N 的水平力拉车时，因对地的 压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力的大小仍为 80 N，此时 小车仍然水平向前运动，摩擦力方向向后，F合F拉f200 N 80 N280 N，故选 A.

16、,指点迷津：摩擦力既然是阻碍物体做相对滑动的力，就与,相对滑动方向相反，而不是与拉力方向相反,【纠错强化】 1(双选)如图 218 所示，水平面上复印机纸盒里放一 叠共计 10 张复印纸，每一张纸的质量均为 m.用一摩擦轮以竖 直向下的力 F 压第 1 张纸，并以一定的角速度逆时针转动摩擦 轮，确保摩擦轮与第 1 张纸之间、第 1 张纸与第 2 张纸之间均 有相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，摩擦轮与第 1 张纸之间的动摩擦因数为1,纸张间的动摩擦因数均为2,且,有12.则下列说法正确的是(,),图 218,A第 2 张纸到第 9 张纸之间可能发生相对滑动 B第 2 张纸到第 9 张纸之

17、间不可能发生相对滑动 C第 1 张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左 D第 6 张纸受到的合力为零,解析：对于第 2 张纸：上表面受到第 1 张纸向右的滑动摩 擦力 f122(mgF)；下表面受到第3 张纸向左的最大静摩擦 力 f322(2mgF).由可知：f12f32 ，所以 A 错误，B 正确；第 1 张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向右，C 错误；因为第 6 张纸不会发生相对滑动而处于静止状态，所以它受到第 5 张 纸向右的静摩擦力与第 7 张纸向左的静摩擦力等大、反向，D 正确,答案：BD,易错点 2,计算时混淆静摩擦力和滑动摩擦力,【例 2】如图 219 所示，质量为 M 的木板静止在桌面 上，木板上有质量为 m 的滑块在匀速滑行(受拉力未画出)，已 知滑块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为，M3m，,),那么木板受到桌面的摩擦力的大小是(,A.mg C.3mg,B.2mg D.4mg,图 219,错解分析：木板对桌面的正压力为 4mg，故滑动摩擦力大,小为 f4mg.,正确解析：题目中长木板始终处于静止状态，故所受合力 为零，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，而非滑动摩擦力由 于滑块在木板上滑动，故滑块受到的滑动摩擦力为mg，所以 滑块对长木板的滑动摩擦力亦为mg.又因为长木