力的概念、三种常见的力4

1、学案正标题一、考纲要求1.掌握重力的大小、方向及重心的概念.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.会判断摩擦力的大小和方向.5.会计算摩擦力的大小二、知识梳理1.重力（1）产生：由于地球的吸引而使物体受到的力（2）大小：Gmg.（3）g的特点在地球上同一地点g值是一个不变的常数g值随着纬度的增大而增大g值随着高度的增大而减小（4）方向：竖直向下（5）重心相关因素：物体的几何形状、物体的质量分布位置确定：质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定2.弹力（1）形变：物体形状或体积的变化叫形变（2）弹力

2、定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用产生条件：物体相互接触；物体发生弹性形变（3）胡克定律内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比表达式：Fkx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度.3.摩擦力（1）定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力（2）产生条件接触面粗糙；接触处有挤压作用；两物体间有相对运动或相对运动趋势（3）方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反（4）大小滑动摩擦力：

3、FFN；静摩擦力：0<FfFmax.三、要点精析1.弹力有无的判断方法（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，看能否维持原来的运动状态2.弹力方向的判断方法（1）根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断（2）根

4、据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向3.几种典型接触弹力方向的确认：弹力弹力的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心连线上，指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面，而指向受力物体 4.弹力大小计算的三种方法：（1）根据力的平衡条件进行求解（2）根据牛顿第二定律进行求解（3）根据胡克定律进行求解内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比表达式：Fkx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定x是弹簧长度的变化量，

5、不是弹簧形变以后的长度5.“弹簧类”问题模型中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有如下四个特性：（1）弹力遵循胡克定律Fkx，其中x是弹簧的形变量（2）轻：即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零（3）弹簧既能受到拉力作用，也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能受到拉力作用，不能受到压力作用（4）由于弹簧和橡皮绳受到力的作用时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们产生的弹力立即消失6.滑轮模型与死结模型（1）死结模型：如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这几段绳中的张力不一定相等（2）注意：轻

6、质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得，而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向7.静摩擦力（1）有无及其方向的判定方法假设法：假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看所研究物体是否改变原来的运动状态另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性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牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向（2）大小的计

7、算物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断其大小物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ffma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求静摩擦力四、典型例题1.(2014·广东·14)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(  )AM处受到的支持力竖直向上BN处受到的支持力竖直向上CM处受到的静摩擦力沿MN方向DN处受到的静摩擦力沿水平方向【答案】A【解析】支持力的方向垂直于支持面，因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N处受到的支持力过N垂直于P斜向上，A项正确，B项错；静摩擦力

8、的方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，因此M处的静摩擦力沿水平方向，N处的静摩擦力沿MN方向，C、D项都错误2.如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等，盒子沿倾角为的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是(  )A无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力B盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力【答案】A【解析】先以盒子和小球组成的系统整体为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求

9、得系统的加速度大小为agsin，方向沿斜面向下；小球的加速度大小也是agsin，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此小球不需要盒子的左、右侧面提供弹力，故选项A正确3.如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是(  )AB物体对A物体的静摩擦力方向向下BF增大时，A和墙之间的摩擦力也增大C若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力D不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力【答案】AD【解析】将A、B视为整体，可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上对B受力分

10、析可知B受到的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向下，A正确；由于A、B两物体受到的重力不变，根据平衡条件可知B错误；A和墙之间的摩擦力与A、B两物体的重力等大、反向，故C错误，D正确4.表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大，最大静摩擦力大于滑动摩擦力)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度变化的图象是下列图中的(  )【答案】C【解析】下面通过“过程分析法”和“特殊位置法”分别求解：解法一：过程分析法(1)木板由水平位置刚开始运动时：0，Ff静0.(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动

11、前：木块所受的是静摩擦力由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图：由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：Ff静mgsin.因此，静摩擦力随的增大而增大，它们满足正弦规律变化(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力Ffm.继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：Ffm>Ff滑（4）木块相对于木板开始滑动后，Ff滑mgcos，此时，滑动摩擦力随的增大而减小，满足余弦规律变化(5)最后，Ff滑0.综上分析可知选项C正确解法二：特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解，具体分析见下表：特殊位置分析过程木板

12、刚开始运动时此时木块与木板无摩擦，即Ff静0，故A选项错误.木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力，且大于刚开始运动时所受的滑动摩擦力，即Ffm>Ff滑，故B、D选项错误.由以上分析知，选项C正确5.如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F1 N的作用，取g10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(  )【答案】A【解析】从t=0开始物体以一定初速度0向右滑行时，物体受到水平向左的滑动摩擦力，由公式

13、f=N得:摩擦力为f1=-N=-mg=-2N,物体的最大静摩擦力Fm=mg=2N，由于FFm，所以当物体的速度减小到零时，物体将停止运动，受到水平向右的静摩擦力，由平衡条件得物体受到的静摩擦力为f2=F=1N,故选A6.(2015·北京西城区期末)一根很轻的弹簧，在弹性限度内，当它的伸长量为4.0 cm时，弹簧的弹力大小为8.0 N；当它的压缩量为1.0 cm时，该弹簧的弹力大小为                (  )A2.

14、0 NB4.0 NC6.0 ND8.0 N【答案】A【解析】根据胡克定律可知，F1kx1(F18 N，x14 cm)，F2kx2(x21 cm)，所以F22 N，选项A正确7.(2015·烟台模拟)(多选)如图所示，小球A的重力为G20 N，上端被竖直悬线挂于O点，下端与水平桌面相接触，悬线对球A、水平桌面对球A的弹力大小可能是(  )A0，G              BG，0C.，    &#

15、160;        D.，【答案】ABC【解析】球A处于静止状态，球A所受的力为平衡力，即线对球的拉力FT及桌面对球的支持力FN的合力与重力G平衡，即FTFNG，若绳恰好伸直，则FT0，FNG，A正确；若球刚好离开桌面，则FN0，FTG，B正确；也可能FNFT，C正确8.(2015·北京西城区期末)如图所示，一个人用与水平方向成角斜向上的力F拉放在粗糙水平面上质量为m的箱子，箱子沿水平面做匀速运动若箱子与水平面间的动摩擦因数为，则箱子所受的摩擦力大小为(  )AFsin BFcosCmgDF

16、sin【答案】B【解析】对箱子进行受力分析，箱子匀速运动，受力平衡，水平方向合力为零，水平方向有两个效果的力：Fcos、摩擦力f.这两个力等值反向，即摩擦力f大小也等于Fcos，所以选项B正确9.如图所示，一质量为m的木板置于水平地面上，其上叠放一质量为m0的砖块，用水平力F将木板从砖下抽出，则该过程中木板受到地面的摩擦力为(已知m与地面间的动摩擦因数为1，m0与m间的动摩擦因数为2)A1mgB1(m0m)gC2mgD2(m0m)g【答案】B【解析】滑动摩擦力的计算公式FFN，题中水平地面所受压力的大小为(m0m)g，木板与地面间的动摩擦因数为1，所以木板滑动摩擦力大小为1(m0m)g，B正确

17、10.在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接下列说法正确的是(  )A图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙B图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁C图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙D图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁【答案】B【解析】如果杆端受拉力作用，则可用等长的轻绳代替，若杆端受到沿杆的压力作用，则杆不可用等长的轻绳代替，如图甲、丙、丁中的AB杆受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C、D均错误，只有B正确11.如右图所示，把一重为G的物体，用

18、一水平方向的推力Fkt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的(  )【答案】B【解析】物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用由于Ff从零开始均匀增大，开始一段时间FfG，物体加速下滑；当FfG时，物体的速度达到最大值；之后FfG，物体向下做减速运动，直至减速为零在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为FfFNFkt，即Ff与t成正比，是一条过原点的倾斜直线当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小FfG，所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段，正确答案为B.12.(2015·广州模拟)(

19、多选)如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则    (  )AM所受摩擦力增大B物块M对车厢壁的压力增大C物块M仍能相对于车静止DM将与小车分离【答案】BC【解析】根据FNma，当a增大时FN增大，物块对车厢壁的压力FN也增大，B正确；竖直方向Ffmg，静摩擦力大小保持不变，故C正确，A、D错误13.如图所示，物体P放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度小于原长若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到拉动，那么在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力FT的

20、大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是     (  )A弹簧对P的弹力FT始终增大，地面对P的摩擦力始终减小B弹簧对P的弹力FT保持不变，地面对P的摩擦力始终增大C弹簧对P的弹力FT保持不变，地面对P的摩擦力先减小后增大D弹簧对P的弹力FT先不变后增大，地面对P的摩擦力先增大后减小【答案】B【解析】物体P始终静止不动，故弹簧的形变量没有变化，弹力FT保持不变，由平衡条件知FFfFT，力F逐渐增大时，Ff也逐渐增大，故选项B正确14.(多选)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同三个物体随传送带一起匀速运动，

21、运动方向如图中箭头所示则下列说法正确的是              (  )AA物体受到的摩擦力不为零，方向向右B三个物体只有A物体受到的摩擦力为零CB、C受到的摩擦力大小相等，方向相同DB、C受到的摩擦力大小相等，方向相反【答案】BC【解析】A物体与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，也没有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力，选项A错误；对B、C物体进行受力分析，可知B、C所受的静摩擦力大小均等于mgsin，方向均沿传送带向上，选项B、C正确，D错误1

22、5.(多选)如图所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)，则由下表分析可知，下列选项正确的是             (  )实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数/N1静止0.42静止0.63直线加速0.74匀速直线0.55直线减速0.3 A.木块受到的最大静摩擦力为0.7 NB木块受到的最大静摩擦力可能为0.6 NC在这五次实验中，木块受到

23、的摩擦力大小有三次是相同的D在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小各不相同【答案】BC【解析】第1次和第2次实验都没有拉动木块，说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力，第3次实验时，木块做加速运动，说明拉力已经大于最大静摩擦力fm，因此可知，最大静摩擦力范围0.6 Nfm0.7 N，故A错B对；滑动摩擦力与运动情况无关，因此第3、4、5次的摩擦力大小相等，故C对D错16.(2015·唐山统考)如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁，处于静止状态现用力F沿斜面向上推A，A、B仍处于静止状态下列说法正确的是   

24、60;      (  )AA、B之间的摩擦力大小可能不变BA、B之间的摩擦力一定变小CB受到的弹簧弹力一定变小DB与墙之间可能没有摩擦力【答案】A【解析】对物块A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力作用而平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin，若F2mAgsin ，则A、B之间的摩擦力大小可能不变，选项A正确，B错误；对整体分析，由于A、B不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡条件知，B与墙之间一定有摩擦力，故选项C

25、、D错误17.如图所示，水平固定且倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，现对B施加一水平向左的推力F使A、B均静止在斜面上，此时弹簧的长度为l，则弹簧原长和推力F的大小分别为(  )Al，mgBl，mgCl，2mgDl，2mg【答案】B【解析】以A、B整体为研究对象，则Fcos 30°2mgsin 30°，得Fmg；隔离A有kxmgsin 30°，得弹簧原长为lxl.故选项B正确18.如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个

26、水平向左的恒力F1 N的作用，取g10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)           (  )【答案】A【解析】19.如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧A、B均处于静止状态，下列说法正确的是(  )AB受到向左的摩擦力BB对A的摩擦力向右C地面对A的摩擦力向右D地面对A没有摩擦力【答案】D【解析】以物体B为研究对象，物体B受弹簧向左的弹力，又因物体B处于静止

27、状态，故受物体A对它向右的摩擦力，所以A错误；根据牛顿第三定律可知，物体B对物体A的摩擦力向左，所以B错误；把物体A、B视为一整体，水平方向没有运动的趋势，故物体A不受地面的摩擦力，所以C错误，D正确20.如图所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是(  )【答案】A【解析】壁虎匀速直线运动对壁虎进行受力分析：可知F与mg大小相等，方向相反故选：A21.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在下面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧在此过程

28、中下面木块移动的距离为(  )【答案】C【解析】在没有施加外力向上提时，弹簧k2被压缩，压缩的长度为：x.在用力缓慢向上提m1直至m1刚离开上面弹簧时，弹簧k2仍被压缩，压缩量为所以在此过程中，下面木块移动的距离为：，故选C.22.如图所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面体不受地面的摩擦力作用若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力(  )A大小为零B方向水平向右C方向水平向左D大小和方向无法判断【答案】A【解析】由题知物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时

29、，斜面体不受地面的摩擦力作用，此时斜面体受到重力、地面的支持力、物体对斜面体的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑时，物体对斜面体的压力没有变化，则对斜面体的滑动摩擦力也没有变化，所以斜面体的受力情况没有改变，则地面对斜面体仍没有摩擦力，即斜面体受地面的摩擦力为零23.如图所示，斜面固定在地面上，倾角为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F随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0

30、的方向为正方向，g10 m/s2)(  )【答案】B【解析】滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由FFN和FNmgcos联立得F6.4 N，方向为沿斜面向下当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin<mgcos，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Fmgsin，代入可得F6 N，方向为沿斜面向上，故B项正确24.如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是(  )A物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B重力的方向总是垂直向下的C物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D力是使物体运动的原因【答案】AC【解析】物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以A正确，B错误；从题图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C正确；力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因，所以D错误25.如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示则下列说法正确的是(  )AA物体受到的摩擦力不为零，方向向右B三