高三物理第一轮复习学案 力.doc

力的概念 重力 弹力 摩擦力【知识要点】(一)力的概念：力是物体对物体的作用。1力的基本特征（1）力的物质性：力不能脱离物体而独立存在。（2）力的相互性：力的作用是相互的。（3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向。（4）力的独立性：力具有独立作用性。特别需要指出的是：力是物体对物体的作用，它是不能离开物体而独立存在的，当一个物体受到力的作用时，则必定有另一个物体来产生这一作用力,不存在没有受力物体或施力物体的“力”。同时，被作用的物体也会产生一个大小相等、方向相反的反作用力去作用于另一物体。2力的分类：（1）按力的性质分类：如重力（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：长程相互作用有引力相互作用、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。）（2）按力的效果分类：如压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 （3）按产生条件分：场力（非接触力）、接触力（二）常见的三类力。1.重力：重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。（注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。）（1）重力的大小：重力大小等于mg，g是常数，通常等于9.8N/kg。（2）重力的方向：竖直向下。（3）重力的作用点重心：重力总是作用在物体的各个点上，但为了研究问题简单，我们认为一个物体的重力集中作用在物体的一点上，这一点称为物体的重心（重力的等效作用点）注：物体重心的位置与物体的质量分布和形状有关：质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心。不规则物体的重心可用悬挂法求出重心位置。2弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。（弹性形变是产生弹力的必要条件，如果物体只是接触而没有互相挤压，就不会产生弹力。 反过来，如果已知两个物体之间没有弹力，则可以判断此两个物体之间没有发生挤压。）弹力产生的条件：物体直接相互接触； 物体发生弹性形变。弹力的方向：跟物体恢复原状的方向相同。压力、支持力的方向总是垂直于接触面指向被压或被支持的物体。绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。 杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。弹力的大小：对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成F=kx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。3滑动摩擦力：一个物体在另一个物体表面上存在相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它们相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。（1）产生条件：接触面是粗糙；两物体接触面上有压力；两物体间有相对滑动。（2）方向：总是沿着接触面的切线方向，且与相对运动方向相反。（3）大小：与正压力成正比，即F=FN ，其中的FN表示正压力，正压力不一定等于重力G。4静摩擦力：当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的力，叫做静摩擦力。（1）产生条件：接触面是粗糙的；两物体接触面上有压力；两物体有相对运动的趋势（2）方向：沿着接触面的切线方向，且与相对运动趋势方向相反。（3）大小：由受力物体所处的运动状态、根据平衡条件或牛顿第二定律来计算。其可能的取值范围是 0FfFm。注：摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），也可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力），在特殊情况下，可能成任意角度。【典型例题】例1下列说法正确的是( )A大小、方向都相同的两个力，作用效果不一定相同B物体重力的大小等于它压紧水平支持物的力的大小C重心就是物体上最重的一点D拳击运动员用尽全力击出一拳却未击中对方,故出拳过程中只有施力物体而没有受力物体例2 如图所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是（ ）A重力、绳的拉力B重力、绳的拉力、斜面的弹力C重力、斜面的弹力D绳的拉力、斜面的弹力例3如图所示，小车上固定着一根弯成角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向： （1）小车静止；（2）小车以加速度a水平向右运动；（3）小车以加速度a=gtan水平向右运动.例4如图所示，劲度系数为k2的轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为m的物块，另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直地放在物块上面，其下端与物块上表面连接在一起，要想使物块在静止时下面弹簧承受物重的2/3，应将上面弹簧的上端A竖直向上提高多大的距离? 例5长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角变大)，另一端不动，如图示所示，写出木板转动过程中摩擦力与角的关系式，并分析随着角的增大、摩擦力怎样变化？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(90)【当堂反馈】1下列关于力的说法， 正确的是( )A两个物体一接触就会产生弹力B物体的重心不一定在物体上C滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反D悬挂在天花板上的轻质弹簧在挂上重2N的物体后伸长2cm静止， 那么这根弹簧伸长1cm后静止时， 它的两端各受到1N的拉力2如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平拉力F拉A，但A、B仍保持静止，则下面的说法中正确的是（ ）。A物体A与地面间的静摩擦力的大小等于FB物体A与地面的静摩擦力的大小等于零 C物体A与B间的静摩擦力的大小等于F D物体A与B间的静摩擦力的大小等于零3一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到两个拉力作用，拉力的大小如图所示，物体处于静止状态，则：（1）若只撤去10N的拉力，则物体能否保持静止状态？ （2）若只撤去2N的力，物体能否保持静止状态？ 4如图所示，在两块木板中间夹着一个50 N重的木块A，左右两边对木板的压力F均为150 N，木板和木块间的动摩擦因数为0.2，如果想从下面把这木块拉出来，需要多大的力？如果想从上面把它拉出来，需要多大的力？参考答案【典型例题】例1A （大小和方向都相同的两个力，如果作用在不同的物体上，那么所产生的作用效果可以是不同的，故A是正确的；只有在物体与水平支持物间保持平衡状态时物体重力的大小才有可能等于它压紧水平支持物的力的大小；物体上各部分都受到重力的作用，好象集中作用于物体上的一点，该点叫物体的重心，故重心并不是物体上最重的一点，物体的重心也有可能不在物体上；D选项中若对双方运动员而言，由于拳未击中对方，故不存在相互作用力，但对出拳方而言，在出拳过程中，他的手臂肌肉和骨骼之间产生力的作用，其施力物体为肌肉，受力物体为骨骼。）例2A （若无斜面，则小球仍能保持静止，故选项A正确；若存在弹力，则物体所受力的合力不为零，与物体静止矛盾，因此不存在弹力。）例3当弹力方向不易确定时，可根据物理规律作合理假设。（1）根据物体平衡条件知，杆对球产生的弹力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg。(2)选小球为研究对象，因小球具有水平向右的加速度，所以弹力的方向应斜向右上方，假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为(如图所示)，根据牛顿第二定律有：Fsin=ma， Fcos=mg解得：F=m， tan=(3)由（2）知F=m=mg/cos,tan=,=a，即弹力方向沿杆向上例4解决本题的关键是明确每根弹簧的状态变化。有效的办法是明确每根弹簧的初末状态，必要时画出直观图。末态时物块受力分析如图所示，其中F1、F2分别是弹簧k1、k2的作用力。物块静止时有F1+F2=mg初态时，弹簧k(压缩)的弹力F=mg 末态时，弹簧k(压缩)的弹力F=mg 弹簧k2的长度变化量x2=F2/k2=(F2-F2)/k2=由式得F1=mg/3初态时，弹簧k1(原长)的弹力F1=0末态时，弹簧k1(伸长)的弹力F1=mg/3弹簧k1的长度变化量x1=F1/k1=(F1-F1)/k1=mg/3k由几何关系知所求为x1+x=mg(k1+k)/3kk2. 例5本题的关键是明确是静摩擦还是动摩擦；根据平衡条件或牛顿运动定律来求静摩擦，根据滑动摩擦力公式求动摩擦.物体受力分析如图所示转动较小角度时，压力F=FN=mgcos较大，最大静摩擦力较大，而重力沿斜面向下的分力mgsin较小，因此，铁块受静摩擦力作用，由力的平衡条件知，静摩擦力F静=mgsin,增大，F静增大.随着增大，压力F=FN=mg