重力弹力摩擦力知识汇总与典型例题

重力重力 弹力弹力 摩擦力摩擦力 知识汇总与典型例题知识汇总与典型例题 力的概念与性质力的概念与性质 1 力是物体间的相互作用力是物体间的相互作用 其国际单位是牛顿 newton 简称牛 符号是 N 2 力有四个基本属性 即物质性 相互性 瞬时性和方向性 力的物质性力的物质性 物质性指力不能离开施力物体和受力物体而独立存在 即只要有力 必须同时存在施力 物体和受力物体 一个力应对应两个物体 注意 力的作用可以是直接作用也可以是间接作用 两个物体不一定要接触 力的相互性力的相互性 相互性指力是物体与物体间的相互作用 施力物体同时也是受力物体 注意 力总是成对出现的 物体间的作用是相互的 这两个力同时产生 同时消失 而且性质相同 这 一对力称为一对相互作用力或称为一对作用力与反作用力 力的瞬时性力的瞬时性 瞬时性指物体间的相互作用 力 随这种相互作用的施加与否而瞬时同步有无 力的方向性力的方向性 方向性指力是有大小和方向的物理量 我们把这种既有大小又有方向的物理量称为矢量 所以力是矢量 1 力的作用效果可以分为两种 1 静力效果静力效果 使物体的形状发生变化 形变 使物体的形状发生变化 形变 如把物体拉伸 压缩 转 剪切等 2 动力效果动力效果 改变物体的运动状态改变物体的运动状态 如使物体从静止开始运动 从运动变为静止 或使物体的运动 速度从小变大 从大变小 或使物体的运动方向发生变化等 分析物体是否受力 有作用效果说明力存在 物体受力分解 注意 力的作用效果和力的大小 作用点 方向有关注意 力的作用效果和力的大小 作用点 方向有关 2 力的分类 1 按性质分 重力 万有引力 弹力 摩擦力 分子力 电场力 磁场力 核力 按现代物理 学理论 物体间的相互作用分四类 长程相互作用 引力相互作用 电磁相互作用 短程相互作用有强相互作 用和弱相互作用 宏观物体间只存在前两种相互作用 且大部分都是电磁力 2 按效果分 压力 支持力 拉力 动力 阻力 向心力 回复力 注意 同一性质的力 效果可能不同注意 同一性质的力 效果可能不同 如 摩擦力 弹力 精品文档 2欢迎下载 3 按产生条件分 非接触力 重力 分子力 电场力 磁场力 接触力 弹力 拉力 压力 支持力 张力 浮力 摩擦力 力的图示与示意图 例 1 关于力的概念 下列说法正确的是 A 没有相互接触的物体间也可能有力的作用 B 力是使物体位移增加的原因 C 压缩弹簧时 手先给弹簧一个压力并使之压缩 弹簧压缩后再反过来给手一个弹力 D 物体的运动状态不发生变化 一定不受外力作用 例 2 关于动力和阻力 下列说法中正确的是 A 物体在运动中所受的力均为阻力 B 与物体运动方向相同的力均为动力 与物体运动方向相反的力均为阻力 C 作用力较大的是动力 作用力较小的是阻力 D 动力和阻力不可能是同一性质的力 重力重力 1 重力是由于地球吸引而产生的 但重力不是地球对物体的吸引力 地球对物体的吸引力是万有引力 重力是万有引力的一个分量 2 重力的大小 与地球密切相关 在地球上的不同地点 的大小不同 Gmg 9 8N kgg gg 3 重力的方向 竖直向下 竖直向下 4 重力的作用点 重心 决定因素 质量分布和形状 质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其 几何中心处 均匀细直棒 均匀三角形 均匀球体 均匀圆柱体 均匀长方体等 物体重心位置可由实验 法确定 悬挂法 注意 重心的位置可以在物体上 也可以在物体外注意 重心的位置可以在物体上 也可以在物体外 例 3 下列说法正确的是 A 物体的重力大小总是恒定的 B 在空中飞行的物体不受重力作用 C 一抛出的石块轨迹是曲线 说明石块所受的重力方向始终在改变 D 将一石块竖直向上抛出 在先上升后下降的整个过程中 石块所受重力的大小与方向都不变 例 4 关于物体的重心 下列说法不正确的是 A 物体的重心不一定在物体上 B 用线竖直悬挂的物体静止时 线的方向一定通过重心 C 一砖块平放 侧放或立放时 其重心在砖内的位置不变 D 舞蹈演员在做各种优美的动作时 其重心在体内位置不变 精品文档 3欢迎下载 弹力弹力 1 形变及其种类 定义 物体在力的作用下形状或体积发生改变 叫做形变 有些物体在形变后能 够恢复原状 这种形变叫做弹性形变 如果形变过大 超过一定的限度 撤去作用力后 物体就不能完全恢复 原来的形状 这个限度叫做弹性限度 形变的种类 拉伸形变 压缩形变 弯曲形变 扭转形变 2 弹力的产生条件 物体直接接触 发生弹性形变 3 弹力的大小 弹簧弹力 胡克定律 根据物体所处的状态利用力学规律来计算 平衡条Fkx 件 牛顿运动定律 胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变 4 弹力的方向 与接触面 或切面 垂直 与施力物体的形变 方向相反 轻绳 弹力方向沿绳且指向绳收缩方向 轻杆 与轻绳不同 轻杆的弹力可以指向任意方向 点和杆 弹力垂直于杆 点和平面 弹力过接触点垂直于平面 点和曲面 弹力过接触点垂直于曲面的切面 面和面 弹力垂直于接触面 球和球 弹力沿两球球心连线 判断弹力有无判断弹力有无 假设法假设法 去掉与研究对象接触的物体 看研究对象能否保持原状态 若能则 说明此处弹力不存在 若不能则说明弹力存在 如图 球静止在平面和平面AB 之间 若小心去掉 球静止 说明平面对球无弹力 若小心去掉 球CBBAC 将运动 说明平面对球有支持力 C 例 5 在图所示的各物体上画出所受弹力的示意图 此时 物体处于静止状态 AA 精品文档 4欢迎下载 例 6 如图所示 一根弹性杆的一端固定在倾角为 300的斜面上 杆的另一端固定一个重力为 2N 的小球 小球 处于静止状态时 弹性杆对小球的弹力 300 A 大小为 2N 方向平行于斜面向上 B 大小为 1N 方向平行于斜面向上 C 大小为 2N 方向垂直于斜面向上 D 大小为 2N 方向竖直向上 例 7 原长为 16cm 的轻质弹簧 当甲 乙两人同时用 100N 的力由两端反向拉时 弹簧长度变为 18cm 若将弹 簧一端固定在墙上 另一端由甲一人用 200N 的拉 这时弹簧长度变为 cm 此弹簧的劲度系 数为 N m 例 8 如图所示的装置中 小球的质量均相同 弹簧和细线的质量均不计 一切摩擦忽略不计 平衡时 各弹簧的弹力分别为 F1 F2 F3 其大小关系是 A F1 F2 F3B F1 F2 F3C F1 F3 F2D F3 F1 F2 例 9 如图所示 A B是两个物块的重力分别为 3N 4N 弹簧的重力不计 整个装置沿竖直向方向处于静止状 态 这时弹簧的弹力F 2N 则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是 精品文档 5欢迎下载 A 天花板所受的拉力为 1N 地板受的压力为 6N B 天花板所受的拉力为 5N 地板受的压力为 6N C 天花板所受的拉力为 1N 地板受的压力为 2N D 天花板所受的拉力为 5N 地板受的压力为 2N 例 10 如图所示 原长分别为L1和L2 劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下 两弹 簧之间有一个质量为m1的物体 最下端挂着质量为m2的另一物体 整个装置处于静止状态 这时 两个弹簧长度为 用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起 直到两个 弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和 这时平板受到下面物体的压力大小等于 摩擦力摩擦力 1 摩擦力产生条件 相互接触且挤压 接触面粗糙 物体间有相对运动或相对运动的趋势 有相 对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力 有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力 2 摩擦力大小 滑动摩擦力 是动摩擦因数 与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关 与接触面的 N FF 大小无关 表示压力大小 可见 在一定时 N F N FF 静摩擦力 其大小与引起相对运动趋势的外力有关 根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小 静摩擦 力的大小在零和最大静摩擦力之间 即 静摩擦力的大小与无关 最大静摩擦力的大小与 max F max 0FF N F 有关 N F 3 摩擦力方向 滑动摩擦力方向与相对运动方向相反 静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反 4 判断静摩擦力的有无 在接触面粗糙 两物体接触且互相挤压的条件下 可使用下列方法 假设法 假设没有静摩擦力 看物体是否发生相对运动 若发生 则存在相对运动趋势 存在 静摩擦力 反推法 根据物体的状态和受力分析推出静摩擦力的大小和方向 精品文档 6欢迎下载 例 11 如图所示 一辆汽车在平直公路上 车上有一木箱 试判断下列情况中 木箱所受摩擦力 的方向 是动力还是阻力 1 汽车由静止加速运动时 木箱和车面间无相对滑动 2 汽车刹车时 二者无相对滑动 3 汽车匀速运动时 二者无相对滑动 4 汽车刹车 木箱在车上向前滑动时 5 汽车突然加速 木箱在车上滑动时 例 12 如图 a 所示 A 物体放在水平面上 动摩擦因数为 0 2 物体重 10 N 设物体 A 与水平面间的最 大静摩擦力为 2 5 N 若对 A 施加一个由零均匀增大到 6N 的水平推力 F 请在图 b 中画出 A 所受 的摩擦力 FA 随水平推力 F 变化的情 况 例 13 物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为 物体 的质量为M 当物体沿着墙壁自由下落时 物 体受到的滑动摩擦力为 例 14 如图所示 三个物体完全相同 且各接触面不光滑 现用水平力拉 三物体仍处 AB C FB 于静止 下列说法正确的是 A 物体共受四个力作用 C B 物体共受四个力作用B C 物体共受三个力作用 A D 对的摩擦力大小为 方向与相同BCFF 例 15 如图所示 物体B的上表面水平 B上面载着物体A 当它们一起沿斜面匀速下滑时 A物体受到 的力 A 只有重力 B 只有重力和支持力 C 只有重力 支持力和摩擦力 D 有重力 支持力 摩擦力和斜面对它的弹力 精品文档 7欢迎下载 例 16 人在自行车上蹬车前进时 车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向 A 都向前 B 都向后 C 前轮向前 后轮向后 D 前轮向后 后轮向前 例 17 如图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图 A与B C与D分别是皮带与轮边沿相接触的一 点 如果皮带不打滑 则下列判断错误的是 A A与B C与D处于相对静止状态 B B点相对于A点运动趋势的方向与B点的运动方向相反 C D点相对于C点运动趋势的方向与C点的运动方向相反 D 主动轮受的摩擦力是阻力 从动轮受的摩擦力是动力 例 18 如图所示 水平面上两物体 m1 m2经一细绳相连 在水平力F的作用下处于静止状态 则连结两 物体绳中的张力可能为 A 零 B F 2 C F D 大于F 例 19 如右图所示 用一水平推力F kt k 为常数 t 为时间 把重为G的物体压在足够高的平直的竖直 墙上 则从t 0 开始 物体受到的摩擦力随时间的变化图像是下图中的 精品文档 8欢迎下载 练习题练习题 例 1 如图所示 有 4 个质量都为 m 的完全相同的木块被两块完全相同的板子夹住 在两块板子 上分别施加水平压力 F 所有物体均处于静止状态 则下列说法中正确的是 A 木块 1 与板子之间的摩擦力大小为 mg B 木块 1 与 2 之间的摩擦力大小为 0 C 木块 2 与 3 之间的摩擦力大小为 0 D 木块 4 与板子之间的摩擦力大小为 2mg 例 2 如图所示 一个空心均匀球壳里面注满水 球的正下方有一小孔 在水由小孔缓 慢流出的过程中 空心球壳和水的共同重心将会 A 一直下降B 一直上升 C 先升高后降低 D 先降低后升高 精品文档 9欢迎下载 例 3 如图所示的装置中 小球的质量均相同 弹簧和细线的质量均不计 一切摩擦忽略不计 平衡时 各弹簧的弹力分别为 F1 F2 F3 其大小关系是 A F1 F2 F3B F1 F2 F3C F1 F3 F2D F3 F1 F2 例 4 如图所示 两只同样的弹簧测力计外壳重 0 1N 其他部件重力不计 甲 正挂 乙 倒挂 在乙的下方挂上 0 2N 的砝码 则甲 乙弹簧秤的读数分别为 A 0 2N 0 3NB 0 3N 0 2NC 0 3N 0 3ND 0 4N 0 3N 例 5 如图所示 将一张 A4纸 质量可忽略不计 夹在英汉字典内 书对 A4纸的压力为 3N A4 纸与书之间的动摩擦因素为 0 4 要把 A4纸从书中拉出 拉力至少应为 A 0 6N B 1 2N C 2 4N D 3N 例 6 把一个重为 G 的物体 用一水平推力 F kt k 为常量 t 为时间 压在竖直的足够高的平整墙面 上 如图所示 从 t 0 开始 物体所受的摩擦力 Ff随时间 t 的变化关系是下图中的 例 7 如图所示 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 A M 处受到的支持力竖直向上 精品文档 10欢迎下载 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 例 8 如图所示 一木板 B 放在水平面上 木块 A 放在 B 的上面 A 的右端通过一不可伸长的轻绳 固定在直立墙壁上 用力 F 向左拉动 B 使它以速度 v 做匀速运动 这时绳的张力为 F T 下面说法正 确的是 A 木板 B 受到的滑动摩擦力大小等于 F T B 水平面受到的滑动摩擦力大小等于 F T C 木块 A 受到的滑动摩擦力大小等于 F T D 若木板 B 以 2v 的速度匀速运动 则拉力等于 2F 例 9 如图所示是一主动轮 A 通过皮带带动从动轮 B 的示意图 主动轮的转动方向为顺时针方向 则关于主动轮上 M 点受到的静摩擦力方向和从动轮上 N 点受到的静摩擦力方向的判断正确的是 A 向下 向上 B 向下