期末复习专题——相互作用力-高一物理必修一学案
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第三章相互作用—力教学设计1.重力与弹力...................................................................................................................... . - 1 -2.摩擦力........................................................................................................................ - 10 -3.牛顿第三定律............................................................................................................. - 17 -4.力的合成和分解......................................................................................................... - 25 -5.共点力的平衡............................................................................................................. - 33 - 1.重力与弹力【教学目标】一、学问与技能1.知道力的三要素,会用力的图示和力的示意图表示力;2.知道重力产生的缘由,理解重力的大小和方向,知道重心的概念。
二、过程与方法1.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向,能正确画出弹力的示意图;2.通过试验探究弹簧弹力和形变量的关系,理解胡克定律,了解科学争论方法。
三、情感态度与价值观1.了解弹力在生产和生活中的应用,体会物理与生产和生活息息相关。
力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。
力的大小、方向、作用点叫力的三要素。
用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的依据不同,可以把力分为①按性质命名的力(例如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。
)②按效果命名的力(例如:拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果:①形变;②改变运动状态.2. 重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力的大小G=mg,方向竖直向下。
作用点叫物体的重心;重心的位置与物体的质量分布和形状有关。
质量均匀分布,形状规则的物体的重心在其几何中心处。
薄板类物体的重心可用悬挂法确定。
关键一点]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。
3. 弹力:(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)条件:①接触;②形变。
但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。
(平面接触面间产生的弹力,其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力,其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处产生的弹力,其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。
)(4)大小:①弹簧的弹力大小由F=kx计算。
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定律确定。
4. 摩擦力:(1) 摩擦力产生的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可。
(2) 摩擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反。
但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度。
(3) 摩擦力的大小:① 滑动摩擦力:f N μ=说明:a. F N 为接触面间的弹力,可以大于G ;也可以等于G ;也可以小于Gb. μ为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力F N 无关。
度高一物理(人教版必修1)第三章相互作用力的合成与力的分解 导学案力的分解和力的分解 重难点打破一. 知识要点:1. 了解力的分解和合力的概念。
2. 掌握力的平行四边形定那么。
会用作图法求共点力的合力。
3. 了解力的分解和分力的概念,会用平行四边形定那么处置力的分解效果。
4. 熟练掌握物体的受力剖析,可以依据力的作用效果停止分解。
二. 重点、难点解析:〔一〕合力与分力当一个物体遭到几个力的共同作用时,我们经常可以求出这样一个力,这个力发生的效果跟原来几个力的效果相反,这个力就叫做那几个力的合力,原来几个力叫做分力。
〔二〕力的分解1. 定义:求几个力的合力的进程或求合力的方法,叫做力的分解。
2. 平行四边形定那么:两个力分解时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
这个法那么叫做平行四边形定那么。
对力这种既有大小又有方向的物理量,停止分解运算时,普通不能用代数加法求合力,而必需用平行四边形定那么。
〔三〕共点力假设一个物体遭到两个或更多力的作用,有些状况下这些力共同作用在同一点上,或许虽不作用在同一点,但它们的作用线交于一点,这样的一组力叫做共点力。
平行四边形定那么只适用于共点力的分解。
〔四〕讨论:1. 力的分解的意义在于保证作用效果相反的前提下,用一个力的作用替代几个力的作用,这个力就是那几个力的〝等效能〞〔合力〕。
力的平行四边形定那么是运用〝等效〞观念,经过实验总结出来的共点力的分解法那么,它给出了寻求这种〝等效代换〞所遵照的规律,作图法和计算法是运用这一规律停止共点力分解的详细方法。
〔1〕作图法:要选取一致标度,严厉作出力的图示及平行四边形,量出平行四边形的对角线长度〔留意是哪一条对角线〕,依据标度求出合力的大小,再量出对角线与某一分力的夹角,求出合力的方向。
〔2〕计算法:依据平行四边形定那么作出力的表示图,然后应用解三角形的方式求出对角线,即为合力。
第三章相互作用复习考点1 重力(1)大小:方向:(2)影响物体重心位置的因素:1.关于重心及重力,下列说法正确的是()A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数,因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B.根据G=mg可知,两个物体相比较,质量较大的物体的重力不一定较大C.物体放于水平面上时,重力方向垂直于水平面向下,当物体静止于斜面上时,其重力方向垂直于斜面向下D.物体的形状改变后,其重心位置不会改变考点2 弹力(1)产生条件:(2)方向:与施力物体形变方向;与受力物体形变方向。
(3)弹力有无的判断方法:假设法替换法状态法例证:(4)弹力方向的判定:垂直接触面(公切面)指向受力物体(5)三种模型:轻绳轻杆轻弹簧1.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。
当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是() A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力2.如图所示的装置中,弹簧的原长和劲度系数都相等,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。
平衡时各弹簧的长度分别为L 1、L 2、L 3,其大小关系是( )A .L 1=L 2=L 3B .L 1=L 2<L 3C .L 1=L 3>L 2D .L 3>L 1>L 23.如图所示,一重为10 N 的球固定在支杆AB 的上端,用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N ,则AB 杆对球的作用力( )A .大小为7.5 NB .大小为10 NC .方向与水平方向成53°角斜向右下方D .方向与水平方向成53°角斜向左上方4.如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断正确的是( )A .小车静止时,F =mg sin θ,方向沿杆向上B .小车静止时,F =mg cos θ,方向垂直于杆向上C .小车以向右的加速度a 运动时,一定有F =ma sin θD .小车以向左的加速度a 运动时,F =(ma )2+(mg )2,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角θ1满足tan θ1=a g考点3 摩擦力(1)产生条件:(2)两种摩擦力的比较:静摩擦与滑动摩擦(3)摩擦力有无及方向的判断:假设法 状态法 牛顿第三定律法1.如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P ,两长方体物块a 和b 叠放在P 的斜面上,整个系统处于静止状态。
第四章相互作用复习学案一、复习自测及典型例题1、力(1)力是一个物体对另外一个物体的,有受力物体必定有施力物体。
(2)力的三要素:,是量。
(3)力的表示方法:。
例1.下述关于力的说法中正确的是( )A、力对物体的作用效果,完全由力的大小决定。
B、作用在物体上的力,不论作用点在什么位置产生的效果均相同。
C、一个受力物体可以对应着一个以上的施力物体。
D、一个力必定联系着两个物体,其中任一个物体既是受力物体又是施力物体。
2、重力(1)产生:,但不等于万有引力,是万有引力的一个分力。
重力的施力物体是(2)大小:,g是自由落体加速度。
(3)方向:(不能说垂直向下)。
(4)重心:的作用点。
重心可以不在物体上,对于均匀的规则物体,重心在其,对不规则形状的薄板状的物体,其重心位置可用确定。
质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟有关外,还跟有关。
例2. 关于重力的说法,正确的是( )A.重力是由于地球对物体的吸引而产生的。
B.物体在地球表面附近无论是静止,还是向上或向下运动,它都受到重力。
C.重力就是静止的物体对竖直悬绳的拉力。
D.物体本身就有重力,所以重力没有施力物体。
例3. 关于物体的重心,下列说法正确的是()A. 物体的重心就是物体所受重力的作用点。
B. 重心就是物体内最重的一点。
C. 用一根细线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心。
D. 形状规则的物体的重心一定在它的几何中心上。
3、形变与弹力(1)形变: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 。
不能恢复原状的形变叫做 。
(2)弹簧弹力的大小:在弹性限度内有 (胡克定律),x 为形变量,k 由弹簧本身性质决定,与弹簧粗细、长短、材料有关。
(3)弹力的方向: 。
特别注意绳上拉力的方向: 。
例4. 关于弹力的方向,以下说法正确的是( )A 、放在斜面上的物体受到斜面给的弹力方向是竖直向上的B 、支持力的方向总是垂直于支持面,并指向被支持物C 、绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳收缩的方向D 、弹簧对物体的弹力总是沿着弹簧,并指向弹簧收缩的方向例5. 某弹簧的劲度系数k =5×103 N /m ,当它伸长2.5 cm 时,产生的弹力是_________4、滑动摩擦力和静摩擦力(1)滑动摩擦力: 。
第三章相互作用第1节重力基本相互作用.要点一、力和力的图示1.力的概念力是物体与物体之间的相互作用.2.力的特征(1)力的物质性力不能离开物体而独立存在,无论是什么物体,它都要受到力的作用;而只要有力的存在,就必须有施力物体和受力物体.(2)力的效果性力的效果性可以体现在两个方面:①物体运动状态的变化即物体速度的变化.不管是速度的大小还是方向发生变化,都说这个物体的运动状态发生了变化;②物体形状的变化.当我们用手压锯条的时候,锯条变弯,我们就说锯条发生了形状的变化.(3)力的相互性力存在于施力物体和受力物体之间,力的作用是相互的,施力物体同时也一定是受力物体.我们将两个物体之间的作用力称为作用力与反作用力.(4)力的矢量性力是矢量,力既有大小,又有方向.力的方向不同,作用效果往往不同.所以,要把一个力完整地表示出来,既要说明力的大小又要说明力的方向.(5)力的瞬时性力可以发生突变,既可以瞬间产生,也可以瞬间消失.(6)力的三要素力的大小、方向、作用点,共同称为力的三要素.3.力的图示(1)力的测量:力的大小可以用测力计(弹簧秤)测量.(2)力的单位:国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.(3)力的图示:物理学中用一根有向线段来形象、直观地表示力,线段的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,用箭头或箭尾表示力的作用点,这种表示力的方法叫做力的图示.(4)作力的图示需要“四定”:①定标——选定作图的标度,即单位长度的线段表示多大的力.有几个力时,应当兼顾各个力的大小,一般采用这几个力的最大公约数作为共同的标度.②定点——确定力的作用点画在何处.画一个方块或一个点表示受力物体,并确定力的作用点.③定线——从力的作用点开始,沿力的作用方向画一线段(根据所选标度和该力的大小确定线段的长度),并在线段上加上刻度.④定向——在线段的末端加注箭头,指明力的方向,并且在箭头的旁边标出表示这个力的字母、数值和单位.要点二、重力和重心1.概念地面附近的一切物体都受到地球的吸引,由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,重力也叫重量.理解重力要把握好以下几个方面:(1)本质:由于地球的吸引而使物体受到的力.(2)重力的施力物体是地球.(3)地球表面附近的一切物体,不论是静止还是运动的,不论是否与地面接触,都受重力作用,重力与运动状态和接触面的情况均无关.(4)重力的方向总是竖直向下的.(5)重力大小的计算公式是G=mg.式中m是物体的质量,单位用kg,g是一个与地球位置有关的量,叫重力加速度(g值随地球纬度的增加而增大,随距地面高度的增大而减小).通常情况下,g取9.8 N/kg,表示质量是1 kg的物体受到的重力是9.8 N.(6)重力的大小可以用弹簧秤测出.2.重心一个物体的各部分都要受到重力的作用.从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.(1)重心是重力的等效作用点.(2)物体重心的位置跟物体的形状和物体内质量的分布都有关系,跟物体的放置情况和运动状态无关.(3)对于薄板状物体,可以用悬挂法找出其重心所在的位置.这种方法依据的主要原理是二力平衡条件一、力的理解例1下列说法中不正确的是()A.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用B.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只受到力,不会施力C.只有直接接触的物体相互作用才有力的作用D.小说《水浒》中的花和尚鲁智深是一位“大力士”,是说他有很大的力解析甲推乙的同时,乙也推甲,力的作用是相互的,故A错误.不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体作用时都会施力,也就是说,受力物体一定同时也是施力物体,如马拉车,车也拉马,故B选项错.两个物体发生了力的作用,不一定需要直接接触,如磁铁隔着一段距离时也能吸引铁屑,故选项C错.物理学中的“力”与现实中的“力”是两个不同的概念,故选项D错误.答案ABCD(1)力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体.(2)力可以发生在接触和不接触的物体之间.二、力的图示例2一个重20 N的物体沿着斜面下滑,如下图所示,关于物体所受重力的图示不正确的是()答案BC解析重力的方向总是竖直向下即垂直于水平面向下,不一定与接触面垂直;另外,选取不同的标度,力的图示会有所不同.根据上述原则可知A、D图示正确,B、C则不正确.三、重力的理解例3如果重力消失了,将会发生的情况是()A.天不会下雨,也不会刮风B.一切物体的质量都没有了C.用天平仍然可以测出物体的质量D.河水不会流动解析下雨、刮风以及河水流动都是由于物体受到重力作用而引起的,如果重力消失,这些自然现象都不会发生,故A、D正确.质量是物体本身的固有属性,与重力是否消失无关,故B错.如果重力消失,放在天平托盘上的物体对托盘天平无压力,所以天平也就无法测量物体的质量了,所以C错.答案AD四、重心的理解例4关于物体的重心,下列说法正确的是()A.物体的重心一定在物体上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解析物体的重心是重力的等效作用点,不一定在物体上,所以A项错误;悬挂法确定物体重心时,线的方向一定通过重心,因此B项正确;物体重心与质量分布和形状有关,当质量分布不变、形状不变时,其重心不变,而形状改变时重心位置也改变,所以C项正确,D项错误.答案BC1.关于地面上物体的重力,下列说法正确的是()A.只有静止时,物体才受重力B.物体对地面的压力就是物体的重力C.弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小D.同一地点,物体的重力与其质量成正比答案D解析重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,故物体运动时也受到重力作用.由实验可知,在同一地点,物体的重力与其质量是成正比的.2. 关于力的说法正确的是()A.力是改变物体运动状态的原因B.运动物体在运动方向上一定受到力的作用C.一个力必然涉及两个物体D.力的大小相等,作用效果不一定相同答案ACD3. 下列有关力的一些说法正确的是()A.物体被竖直向上抛出后,因为受到一个竖直向上的升力作用才上升B.放在斜面上的物体会沿斜面下滑,是因为受了一个下滑力的作用C.放在水中的木块浮于水面,是因为受了一个浮力的作用D.运动员跳远腾空后,是因为受了一个强大的冲力作用,所以能前进几米答案C4. 下列说法正确的是()A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感觉到痛,说明甲对乙施加了力,而乙未对甲施加力B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在D.网球运动员用力击球,网球受力飞出后,网球受力的施力物体不再是人答案D5.下列说法中正确的是()A.自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用B.在四种基本相互作用中,万有引力是最强的C.四种基本相互作用的规律是完全独立的,不可能再统一了D.万有引力和电磁力是长程力,强相互作用和弱相互作用是短程力答案AD6.一饮料杯装满水,如图3-1-1所示,杯的底部有一小孔,在水从小孔不断流出的过程中,杯连同水的共同重心将()图3-1-1A.一直下降B.一直上升C.先升高后降低D.先降低后升高答案D7.在图3-1-2中,质量分布均匀的物体A受到的重力都是8 N,试画出物体A所受重力的示意图.图3-1-2答案8.一根密度和粗细均匀的直铜棒,它的重心在何处?水平放置、竖直放置和倾斜放置时,它的重心位置是否相同?为什么?如果把直铜棒变成弧形,它的重心位置是否改变?为什么?答案直铜棒的重心在棒的几何中心;当变换放置方式时,重心位置相同,这是因为物体重心与物体形状和物体的质量分布有关;形状发生了改变,所以,铜棒的重心位置也发生改变.题型1 力的相互性和作用效果的理解例1关于力的作用效果的说法中正确的是()A.物体的运动状态发生变化,一定受到外力作用B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力作用C.力对物体的作用效果完全由力的大小决定D.物体受到力的作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象答案A解析当物体的运动状态发生变化,则说明物体一定受到外力的作用,故A正确,同时也说明了B、D不正确,如弹簧受外力被拉伸稳定后,发生了形变,但运动状态并没有发生变化.力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定,故C错误.拓展探究若气球下挂一重物,沿与水平面成45°角的方向斜向上匀速上升,如图3-1-1所示,不考虑空气阻力,从力的相互性和作用效果的角度,分析气球和重物整体受力情况,下列说法正确的是:()图3-1-1A.受重力、浮力、水平方向的风力B.只受重力和浮力的作用C.受重力、浮力、斜向上的冲力D.受重力、浮力、风力、斜向上的冲力答案B解析根据力是物体间的相互作用可知,对于一个力总是同时对应着受力物体和施力物体,对于C、D选项中的冲力,我们找不到相应的施力物体,因此不存在,所以C、D错误;根据力的作用效果可知,物体受到力的作用会改变运动状态或发生形变,反过来我们也能根据物体的运动状态来判定物体的受力情况,我们发现如果气球和重物整体受重力、浮力、水平方向的风力三个力的作用,就不可能做匀速直线运动,故A错,只有B选项正确.2.力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定.3.物体的运动状态由速度来描述,只要物体的速度发生了变化,不管是速度的大小还是方向发生了改变,都说物体的运动状态发生了变化.4.分析一个力是否存在时,要看它是否有施力物体和受力物体.题型2 重力的理解例2下列说法正确的是()A.自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受重力越来越大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答案D解析在地球上的同一位置,同一物体的重力为一定值,故A错;只要在地球上,物体所受重力就不为零,故B错;重力的方向始终竖直向下,与物体运动状态无关,故C错.拓展探究一个质量为60 kg的人,在地球上的重量为588 N,在月球上的重量为98 N.该人做摸高运动时,在地球上的高度为0.5 m,那么在月球上的触摸高度为多少?答案 3.0 m解析人在地球和月球上的质量相等,由G=mg得,地球表面的自由落体加速度g=Gm=58860m/s2=9.8 m/s2,月球表面的自由落体加速度g′=G′m=9860m/s2=1.63 m/s2设人在地球上的触摸高度为h,在月球上的触摸高度为h′.由v2t-v20=2ax得,hh′=g′g,解得h′=gg′h=9.81.63×0.5 m=3.0 m.1.重力的大小G=mg,只与重力加速度g有关,与物体的运动状态无关.2.重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关,在赤道处,g最小,在两极处,g最大;海拔越高,g越小,离地越近,g越大.题型3 力的图示图3-1-2例3如图3-1-2所示,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示.答案见解析图解析画力的图示,按以下步骤进行.①选定标度,此题可选3 mm长的线段表示2 N 的力;②从作用点沿力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小画,线段画上刻度.如下图甲从O点竖直向下画一段五倍于标度(3 mm)线段;③在线段上加箭头表示力的方向.为了简便,也可以照图乙那样,不画B物体,而用O点代替B物体,画出力F的图示.表示某个力.1.下列说法中正确的是()A.用手压弹簧,手先给弹簧一个作用,弹簧压缩后再反过来给手一个作用B.运动员将垒球抛出后,垒球的运动状态仍在变化,垒球仍为受力物体,但施力物体不是运动员C.施力物体对受力物体施加了力,施力物体本身可能不受力的作用D.某物体作为一个施力物体,也一定是受力物体答案BD解析力是改变物体运动状态的原因,物体运动状态发生变化,一定是有力作用在物体上.力的作用是相互的,一个物体是施力物体,同时也是受力物体.2.关于重力的大小和方向,下列说法中正确的是()A.物体重力的大小等于它对竖直悬绳拉力的大小或等于它对水平支持面压力的大小B.在地球各处的重力方向都是相同的C.重心是理想化的物理模型D.对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化答案C解析物体的重力大小与它对竖直悬线的拉力大小或它对水平支持面压力的大小并不一定相等,只有在物体静止或做匀速直线运动时才相等,故A错误;在地球上各处的重力方向都是竖直向下的,但各个地方的竖直向下并不是指向同一方向,例如南极和北极的重力方向恰好相反,同一物体在不同纬度处的重力大小也是不同的,在地球表面上,越靠近两极其重力的大小也越大,故B、D错误;重心是为研究问题的方便引入的一个物理模型,物体各个部分都受重力作用,可以等效地看作集中在一点上,故C正确.3.对下列情况中的物体进行受力分析,正确的是()A.汽车刹车时,车上人向前倾倒,是因为突然受到向前的冲力B.物体在桌面上静止不动,是因为它没有受到任何外力C.被踢向空中的足球,不再受到脚踢球的作用力D.放风筝时,只要有线拉动,不需要空气提供作用力答案C4.一个物体所受的重力在下列哪些情形下要发生变化()A.把它从赤道拿到两极B.把它运到月球上去C.把它从地面浸入水中D.把它置于运行的电梯内答案AB解析由G=mg可知,物体质量不变,当重力加速度g发生变化时,重力G随之改变.由于地球两极的g值大于赤道上的g值,地球上的g值大于月球上的g值,所以选项A、B正确;由于重力大小与物体所处的环境和运动状态无关,所以C、D两种情况下物体的重力没有发生变化.5.物体受到力的作用可能发生的变化是()A.速度的大小发生变化B.发生形变C.运动方向发生改变D.速度的大小和方向都发生变化答案ABCD6.关于物体的重力和重心,下列说法正确的是()A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的,所以方向总是垂直于地面向下B.同一物体在地球上的不同位置,当用不同弹簧秤测量时其所受重力大小是不同的,当用同一弹簧秤测量时所受重力大小一定相同C.物体的重心就是物体各部分所受重力的合力的作用点D.形状规则的物体(例如正方体),其重心一定在其几何中心处答案C解析重力的方向是竖直向下,“垂直”是典型的错误说法;同一物体在地球上的不同位置,所受重力的大小一般不同,利用弹簧秤测量当然也一般不同;影响重心的分布有两个因素,一是质量分布是否均匀,二是物体的几何外形,只有质量分布均匀、形状规则的物体,其重心才在其几何中心处.7.如图3-1-3所示,一物体A受到一个大小为10 N的拉力作用,该拉力方向与水平方向成30°角斜向上,画出这个拉力的图示.图3-1-3解析题图仅是拉力的示意图,而不是拉力的图示,画力的图示时,应按以下步骤进行:(1)选定标度,本题我们可以选取1 cm长的线段表示5 N的力.(2)沿力的方向并且从力的作用点开始,按比例画出一线段,下图中有向线段的长度为2 cm.(3)在线段末端标出箭头,如上图所示.为了简便,还可以将受力物体用一个点来代替,将力画成如右上图所示的形式.8.根据下列要求用图示法画出力:(1)水平桌面对桌面上的书产生30 N的支持力;(2)用1 600 N的力沿与水平方向成30°角的斜上方拉车.答案见解析解析水平桌面对书的支持力竖直向上,作用点可认为在书的中部.拉车时可取车上前部某点为作用点.(1)取3 mm长的线段表示10 N,作用点为A,书所受支持力为F A,力的图示如下图(a)所示,力的示意图如下图(b)所示.(2)取3 mm 长的线段表示400 N ,作用点为B ,车所受拉力为F B 力的图示,如下图(a )所示,力的示意图如下图(b )所示.图3-1-49.如图3-1-4所示,绳对物体竖直向上的拉力的大小为100 N ,请用力的图示法表示拉力.指出此力的施力物体和受力物体,并画出该物体受到的重力与拉力的示意图.答案 见解析.解析 (1)选取合适的标度:1 cm 长线段表示25 N ,并用线段表示出;(2)从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按选定的标度和力的大小画,如图甲所示,从O 点竖直向上画一段4倍于标度的线段;(3)在线段终点上加箭头表示力的方向.为了简便,也可以按照图乙那样不画物体,而用质点来表示物体,画出拉力F 的图示.该力F 的施力物体是绳受力物体即该物体,该物体所受重力和拉力的示意图如图丙所示.甲 乙 丙10.(1)把一条盘在地面上长为L 的匀质绳向上提起,当绳刚好被拉直时,它的重心升高了多少?(2)把一个长为a ,宽为b 的匀质长方形木板ABCD(如图3-1-5所示),绕C 点翻到对角线AC 处于竖直位置时,其重心位置升高了多少?图3-1-5答案 (1)12L (2)a 2+b 2-b 2解析 (1)绳子被提起时,重心位于其中点上,故它的重心升高L 2.(2)开始时,木板重心的高度为b 2.当木板绕C 点翻到AC 处于竖直位置时,重心的高度为a 2+b 22,故木板重心位置升高了a 2+b 2-b 2.第2节 弹力“蹦床”比赛是北京奥运会的比赛项目之一,在“蹦床”上我们会看到运动员跳得越来越高.用手拉弹簧会感觉手也受到拉力的作用,蹦床和弹簧有什么共同特征呢?要点一、对形变的理解形变有两个方面:1.形状的改变:指受力时物体的外观发生变化,如橡皮条拉紧时,由短变长;跳水馆中的跳板本来是水平伸直的,当运动员在上面起跳时,平直的板变得弯曲;撑杆跳高时,运动员手中的撑杆由直变曲.2.体积的改变:指受力时物体的体积发生变化,如用力压排球,排球的体积变小;用力压海绵,海绵的体积变小. 任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的,不过有的形变比较明显,可以直接看见;有的形变极其微小,要用仪器才能显示出来.3.观察微小形变的方法:(1)物理放大法图3-2-3如图3-2-3所示,为用圆柱形水瓶演示固体形变的实验.双手用力紧捏瓶时,难以观察出瓶体本身的形变.先将水瓶中装满水,用橡皮塞盖严,再在橡皮塞上钻一小孔,插上一根细玻璃管.当在水瓶上施加一个力时,水瓶发生微小形变,但用肉眼难以直接观察到这个形变.这时,插在瓶中的细玻璃管中液面的变化将这个形变明显地显现出来,其显著程度取决于细管直径的大小.要使实验现象更明显些,可以让玻璃管细些,但当玻璃管太细时,由于毛细现象,液面的阻力将变大,水柱上升后,将不再下降,所以细玻璃管并非越细越好,应该粗细适当.细管液面升降放大法是通过透明细管中的有色液面的上升或下降来反映某种物理量(如体积、温度、压强、热量、内能等)的微小变化(2)光学放大法光点反射放大法是使光的反射角的微小变化通过反射线投射到远处光屏上的光点的移位来显示,其变化的显著程度取决于反射镜至光的投射点之间的距离.光学放大法是一种非常重要的物理方法,根据光学放大法,物理学家测出了很多难以直接测量的物理常数,如卡文迪许巧妙地运用光点反射放大法解决了测量石英丝微小扭转角的难题,进而算出了万有引力常数.图3-2-4如图3-2-4为演示桌面微小形变的实验装置.一束光线依次被平面镜M和N反射,最后射到标有刻度的面镜L上,形成一个光点.当用力压桌面时,镜子就要向箭头所示的方向倾斜,由于两面镜子之间的距离较大,光点就会在刻度尺上有明显的移动,从而把桌面的微小形变通过光程放大显示出来.图3-2-5(3)间接观察法直接观察作用在水平桌面或者水平木板上的力产生的微小形变,观察效果不明显,我们可以借助其他手段来间接观察,如图3-2-5所示,当观察水平桌面受力发生的形变时,可以在水平桌面上放置一个水平仪,当有力作用在水平桌面上时,桌面将向下凹,这时水平仪中的小气泡将发生移动,从而表明桌面发生了形变.要点二、弹力有无的判断1.对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断.2.对于形变不明显的情况通常有以下三种方法.(1)假设法:可以假设将与物体接触的物体撤去.看物体还能否保持原来的状态,若能则无弹力,若不能,则存在弹力.(2)状态法:因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合,所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力.(3)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.如将侧壁、斜面用海绵来替换、将硬杆用轻弹簧来替换.判断弹力时,不仅要看物体间是否接触,更需要考察接触处是否发生形变,有些难以直接判断的情况,可以采用以上三种方法来分析.要点三、弹力方向的判定1.弹力是接触力,不同的物体接触,弹力方向的判断方法不同:类型方向图示接触方式面与面垂直公共接触面点与面过点垂直于面点与点垂直于切面轻绳沿绳收缩方向轻杆可沿杆可不沿杆2.弹力方向的判定步骤找出使该物体发生形变的外力的方向→找出使该物体发生形变的外力的方向→确定该物体产生弹力的方向.3.注意:根据力作用的特点,一个物体受到的力,一定是另一个物体施于的,故一个物体受到的弹力作用,一定是另一个物体的形变引起的.要点四、胡克定律1.胡克定律的内容在弹性限度内,弹簧的弹力大小跟弹簧的形变量成正比,即F=kx.其中x是弹簧的伸长量或压缩量;k称为弹簧的劲度系数,简称劲度,单位是N/m.。
第三章第六节作用力与反作用力姓名高一班学号一、作用力与反作用力两个物体间的相互作用力称为作用力与反作用力,把其中一个力叫做,另一个力就叫做。
二、探究作用力与反作用力的关系如图所示,把两个弹簧测力计A和B连接在一起,用手拉弹簧测力计A,A对B作用力为F,B对A的反作用力为F′.两弹簧测力计对拉时,必须保持两弹簧测力计轴线在同一直线上.实验结论:无论快拉还是慢拉弹簧测力计A,无论拉力大还是小,F和F′大小始终,方向.三、牛顿第三定律1.内容:两个物体间的作用力和反作用力总是大小,方向,作用在.2.表达式:F=-F′,其中F、F′分别表示作用力和反作用力,负号表示两个力的方向相反.3.意义:作用力与反作用力分别作用在不同的物体上,它们、同时,是的力.【注意】对作用力和反作用力的理解1.三种性质(1)异体性:即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上。
(这一对力是作用在两个物体上,其作用效果分别体现在各自的受力物体上,所以作用力和反作用力产生的效果不能抵消。
)(2)同时性:即作用力和反作用力同时产生,同时变化,同时消失.(3)相互性:即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的.2.四个特征(1)等值:即大小总是相等的.(2)反向:即方向总是相反的.(3)共线:即二者总是在同一直线上.(4)同性质:即二者性质总是相同的.(作用力与反作用力必定是同一性质的力,即如果作用力是弹力,则反作用力也是弹力;如果作用力是摩擦力,则反作用力也是摩擦力。
)四、一对相互作用力与一对平衡力的比较一对作用力和反作用力一对平衡力共同点大小相等、方向相反,且作用在同一直线上。
不同点作用对象两个力分别作用在两个不同的物体上。
两个力作用在同一个物体上。
作用时间同时产生、同时变化、同时消失不一定同时产生或消失力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力作用效果因为一对作用力和反作用力是作用在两个不同的物体上,各自产生作用效果,故不能作为使物体平衡的条件。
第三章相互作用——力本章素养概述〔情境导入〕“它不是物,但不能离开物而存在;它不孤独,总是成双成对地出现;它不让你看见,但你能觉察到它的作用效果;它不能像数那样相加,而是遵循另外的法则。
”你知道这是什么吗?它就是我们即将要学习的——力。
自然界的力现象无处不在,无奇不有。
那么,在生活中接触到的力有些什么特点呢?如何发挥力的作用,避免力的危害?本章将探讨这些问题。
〔内容提要〕(1)本章重点介绍了三种相互作用力——重力、弹力、摩擦力,力的相互作用规律——牛顿第三定律以及矢量合成的基本法则——平行四边形法则,为今后学习高中力学奠定了基础。
(2)本章知识分为三部分:一是力的概念,是贯穿于力学乃至整个物理学的重要概念,重力、弹力、摩擦力是常见的几种相互作用力;二是牛顿第三定律及其应用;三是共点力的合成与分解及共点力的平衡,体现出利用等效方法研究物理学的思想。
(3)本章重点:①重力、弹力、摩擦力的产生和方向判定、大小计算;②共点力的合成与分解;③理解牛顿第三定律;④共点力的平衡问题。
本章难点:①应用平行四边形定则求解共点力的合成与分解;②对物体进行正确的受力分析;③共点力平衡问题的分析处理。
〔学法指导〕(1)对于本章内容的学习,不但要熟练掌握基本概念和规律,同时要把握知识间内在的联系,形成知识体系,这样才能抓住重点,突破难点,做到融会贯通、举一反三,最终达到熟练掌握、灵活应用的目的。
(2)在学习三种常见力时,应当多与生活中的事例相结合,在感性认识的基础上正确建立这些力的概念。
比如,静摩擦力的大小、方向、产生或消失都会随其他力的变化而变化;对于弹力的学习,要通过具体实例的分析、练习,掌握各种常见的弹力如拉力、压力、支持力的方向。
对弹簧的弹力大小,会定量分析。
(3)对物体进行正确的受力分析,是学习高中物理第一个需要掌握的基本功,是解决力学问题的关键。
力的合成与分解所遵守的平行四边形定则,是所有矢量合成与分解都遵守的普遍法则,必须熟练掌握。
重难点共点力平衡突破1受力分析整体法与隔离法的应用1.受力分析的定义把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力的示意图,这过程就是受力分析.2.受力分析的一般步骤3.整体法与隔离法(1)整体法:研究外力对物体系统的作用时,一般选用整体法.因为不用考虑系统内力,所以这种方法更简便.总之,能用整体法解决的问题不用隔离法.(2)隔离法:分析系统内各物体(各部分)间的相互作用时,需要选用隔离法,一般情况下隔离受力较少的物体.(3)实际问题通常需要交叉应用隔离、整体思维法.专项1 隔离法的应用[典例1](全国卷Ⅲ)用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示.两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上,倾角分别为30°和60°.重力加速度为g.当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2,则()反馈练习:如图,一不可伸长的光滑轻绳,其左端固定于O点,右端跨过位于O′点的固定光滑轴悬挂一质量为M的物体;OO′段水平,长度为L;绳子上套一可沿绳滑动的轻环.现在轻环上悬挂一钩码,平衡后,物体上升L,则钩码的质量为()A.22M B.32M C.2M D.3M专项2 整体法的应用反馈练习.如图所示,人重600 N,木板重400 N,人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2,绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦均不计,现在人用水平拉力拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则()A.人拉绳的力是200 NB.人拉绳的力是100 NC.人的脚给木板的摩擦力方向水平向右D.人的脚给木板的摩擦力方向水平向左专项3 整体法和隔离法的综合应用反馈练习:如图所示的是一个力学平衡系统,该系统由三条轻质细绳将质量均为m的两个小球连接悬挂组成,小球直径相比轻绳长度可以忽略,轻绳1与竖直方向的夹角为30°,轻绳2与竖直方向的夹角大于45°,轻绳3水平.当此系统处于静止状态时,轻绳1、2、3的拉力分别为F1、F2、F3,比较三力的大小,下列结论正确的是()A.F1<F3B.F2<F3C.F1>F2D.F1<F2对研究对象进行受力分析要注意以下几点:(1)注意研究对象的合理选取--在分析系统内力时,必须把受力对象隔离出来,而在分析系统受到的外力时,一般采取整体法,有时也采用隔离法.(2)养成按照一定顺序进行受力分析的习惯.(3)涉及弹簧弹力时,要注意可能性分析.(4)对于不能确定的力可以采用假设法分析.突破2静态平衡问题的处理方法1.平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动的状态,即加速度a = 0.2.平衡条件3.对力的平衡的理解(1)若物体在两个力同时作用下处于平衡状态,则这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上,其合力为零,这就是初中学过的二力平衡.(2)物体在三个共点力作用下处于平衡状态,任意两个力的合力与第三个力等大、反向.(3)物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时,n个力共面共点,合力为零,称为n 个共点力的平衡,其中任意(n- 1)个力的合力必定与第n个力等大、反向,作用在同一条直线上.(4)当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体的合力均为零.4.处理平衡问题的常用方法专项1三力平衡问题- 合成法与分解法的应用反馈练习:如图所示,光滑斜面的倾角为30°,轻绳过两个滑轮与A相连,轻绳的另一端固定于天花板上,不计轻绳与滑轮的摩擦.物块A的质量为m,不计滑轮的质量,挂上物块B后,当动滑轮两边轻绳的夹角为90°时,A、B恰能保持静止,则物块B的质量为专项2 多力平衡问题- 正交分解法的应用处理平衡问题的几点说明(1)物体受三个力平衡时,利用力的分解法或合成法比较简单.(2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重合,需要分解的力尽可能少,物体受四个以上的力作用时一般要采用正交分解法.(3)力的三角形法:对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力.弹力与摩擦力的辩证关系:(1)有弹力不一定有摩擦力,弹力是摩擦力的必要条件;(2)有摩擦力一定有弹力,摩擦力是弹力的充分条件。
相互作用力知识点考纲要求题型分值相互作用滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力形变、弹性、胡克定律力的合成和分解共点力的平衡选择题解答题6~15分二、重难点提示重难点:受力分析的几种常用方法。
力的种类产生原因或条件作用点大小方向重力由于地球的吸引重心G=mg竖直向下弹力直接接触、发生弹性形变接触面根据二力平衡或牛顿第二定律判断;弹簧的弹力:F=kx与引起形变的力的方向相反(压力、支持力垂直于接触面;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向)摩擦力接触面粗糙;存在压力;相对滑动(或有相对滑动的趋势)接触面静摩擦力:maxf fF F0<滑动摩擦力:F f=μF N与接触面相切,与物体相对滑动或相对滑动趋势方向相反(与运动方向不一定相反)二、力的合成与分解1. 运算法则:平行四边形定则(适用于所有矢量运算)2. 合力与分力的关系:等效替代。
三、共点力作用下物体(或系统)的平衡1. 平衡条件:F=0(正交分解F x=0,F y=0)2. 平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动的状态。
四、物体受力分析1. 受力分析的步骤(1)明确研究对象,研究对象可以是一个点、一个物体或物体系统等。
(2)按顺序找力①分析场力,如:重力、电场力、磁场力;②分析已知外力;③分析接触力:先分析弹力,后分析摩擦力。
(3)画出受力图,每个力都要标明表示力的符号。
(4)防止多力和漏力①检查画出的每个力能否找到施力物体,如果没有施力物体,则该力不存在;②检查物体在受力分析的基础上,能否使物体处于题目给定的运动状态(静止、匀速、变速)。
2. 受力分析的注意事项①只分析受力物体,不分析施力物体;②只分析性质力,不分析效果力,如下滑力等;③只分析外力,不分析内力;④分析物体受力时,应关注物体运动状态(如物体的平衡、加速与减速、直线与曲线等)。
3. 常见问题处理方法如果物体仅受三个力作用而处于平衡状态,则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反,可根据平行四边形定则,利用合成法、分解法找到直角三角形、相似三角形,用三角函数知识求解。
必修1 第二章相互作用第一部分相互作用、共点力平衡特点描述相互作用是整个高中物理力学问题的解题基础,很多类型题都需要受力分析,然后用力的合成与分解、共点力平衡方程解题,其中对重力、弹力、摩擦力的考查方式大多以选择题的形式出现,每个小题中一般包含几个概念。
考查受力分析的命题方式一般是涉及多力平衡问题,可以用力的合成与分解求解,也可以根据平衡条件求解,考查方式一般以选择题形式出现,特别是平衡类连接体问题题设情景可能更加新颖。
相互作用力第一部分知识背一背一、力的概念及三种常见的力(一)力(1)力的概念:力是物体对物体的作用.(2)力的三要素:大小、方向、作用点(3)力的基本特征:①物质性:力不能脱离物体而独立存在.②相互性:力的作用是相互的.③矢量性:既有大小,又有方向,其运算法则为平行四边形定则.④独立性:一个力作用在某一物体上产生的效果与这个物体是否同时受到其他力的作用无关.⑤同时性:物体间的相互作用总是同时产生,同时变化,同时消失.(3)力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变(即产生加速度).(4)力的表示力可以用一条带箭头的线段表示,线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向,箭头(或者箭尾)画在力的作用点上,线段所在的直线叫做力的作用线力的示意图和力的图示是有区别的,力的图示要求严格画出力的大小和方向,在相同标度下线段的长度表示力的大小,而力的示意图着重力的方向的画法,不要求作出力的大小(5)力的分类①按性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.②按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等.③按研究对象分:内力和外力.也可以根据力的本质,将力分为四种基本相互作用力:万有引力、电磁作用力,强相互作用力,弱相互作用力(二)、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力2.重力的大小:重力的大小与物体质量的关系是G mg=,通常取9.8/g N kg=,即1kg 的物体受到的重力大小为9.8N。
高中物理必修一《相互作用》精品复习学案(学生版)重力弹力摩擦力基本概念+典型例题(难度较高)一、重力与重心1.重力大小G=mg.重力的大小与运动状态无关,与所处的纬度和高度有关.因重力加速度随纬度的减小而减小,随高度的增加而减小,故同一物体的重力在赤道处最小,并随高度增加而减小.2.重力的方向总是“竖直向下”的,但并不一定“垂直地面”,也不一定指向地心.3.重力是由于地球的吸引而产生的,但重力并不等于地球的引力,它实际上是万有引力的一个分力.4.重心的位置与物体的形状和质量分布有关,不一定在物体上.【例1】病人在医院里输液时,液体一滴一滴从玻璃瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将()A.一直下降B.一直上升C.先降后升D.先升后降[针对训练]如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想像、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为()A.马跑得快的缘故B.马蹄大的缘故C.马的重心在飞燕上D.马的重心位置与飞燕在一条竖直线上二、弹力方向的判断及其大小的计算1.弹力有无的判断(1)根据弹力产生的条件直接判断.(2)利用假设法判断对于形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,看物体还能否保持原有的状态.(3)根据物体的运动状态分析依据物体的运动状态,由物体的受力平衡(或牛顿第二定律)列方程,或者定性判断弹力是否存在及弹力的方向.2.弹力的方向【例2】如图所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定着一个质量为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 水平向右加速运动.[针对训练]请画出图中A 球的受力情况三、胡克定律的应用【例3】一根轻质弹簧一端固定,用大小为F 1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l 1;改用大小为F 2的力拉弹簧,平衡时长度为l 2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( )A .F 2-F 1l 2-l 1B .F 2+F 1l 2+l 1C .F 2+F 1l 2-l 1D .F 2-F 1l 2+l 1[针对训练](多选)某缓冲装置可抽象成图5所示的简单模型.图中k 1、k 2为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧.下列表述不正确的是( )A .缓冲效果与弹簧的劲度系数有关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四、静摩擦力1.静摩擦力的有无及其方向的判断静摩擦力是否存在及其方向确定,通常采用的方法有“假设法”和“反推法”.(1)假设法:假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动.若发生相对运动,则说明物体间有相对运动趋势,且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为相对运动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向.也可以先假设静摩擦力沿某方向,再分析物体运动状态是否出现跟已知条件相矛盾的结果,从而对假设方向做出取舍.(2)反推法:从研究物体表现出的运动状态这个结果反推它必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,就很容易判断出摩擦力的方向了.【例1】指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向.①物体A静止于斜面上,如图甲所示;②物体A受到水平拉力F作用仍静止在水平面上,如图乙所示;③物体A放在车上,在刹车过程中,A相对于车厢静止,如图丙所示;④物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动,如图丁所示.[针对训练]如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是()A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论物体A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同2.静摩擦力大小的计算(1)静摩擦力与使物体产生相对运动趋势的外力密切相关,但与两接触面间的相互间的压力F N无直接关系,依据物体的运动状态进行计算.(2)物体处于平衡状态时(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件求解.(3)若有加速度时,可由动力学规律建立方程求解【例2】物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F 垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是()五、滑动摩擦力的大小与方向1.滑动摩擦力一定与物体间相对运动的方向相反2.计算公式:F=μF N,其中μ为动摩擦因数,它与材料,接触面粗糙程度有关,与运动的速度、接触面积无关.【例3】如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量m=2 kg的物体上,另一端施一水平拉力F.(g=10 m/s2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12 cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?(2)若将弹簧拉长至11 cm,物体所受到的摩擦力大小为多少?(3)若将弹簧拉长至13 cm,物体所受的摩擦力大小为多少?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)【例4】如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.3-1 B.2- 3 C.32-12D.1-32[针对训练]如图所示,质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上,P、Q之间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2,当它们从静止开始沿斜面加速下滑时,两物体始终保持相对静止,则P受到的摩擦力大小为()A.0 B.μ1mg cosθC.μ2mg cosθ D.(μ1+μ2)mg cosθ题组训练重力弹力1.下列说法正确的是()A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感到痛,说明甲对乙施加了力,而乙未对甲施加力B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在D.网球运动员用力击球,网球受力后飞出,网球受力的施力物体不再是人2.下列说法正确的是()A.自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受重力越来越大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3.(多选)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4.(多选)关于弹力,下面说法不正确的是()A.两个弹性物体相互接触不一定会产生弹力B.静止在水平面上的物体,对水平面的压力就是物体的重力C.产生弹力的物体一定发生弹性形变D.弹力的大小与物体的形变程度有关,形变程度越大,弹力越大5.如图所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口.在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会()A.一直下降B.一直不变C.先下降后上升D.先上升后下降6.如下图所示的情景中,两个物体a、b(a、b均处于静止状态,接触面光滑)间一定有弹力的是()摩擦力1.(多选)下列说法中不正确的是()A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有摩擦力,则其间必有弹力C.两物体间有弹力,则其间不一定有摩擦力D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力2.(多选)关于静摩擦力,下列说法中不正确的是()A.两个运动的物体之间可能有静摩擦力的作用B.静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反C.当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时,但不可以用F=μF N计算静摩擦力D.静摩擦力的大小与接触面的性质及正压力有关3.(多选)如图所示,物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下,静止于水平地面上,则物体所受摩擦力F f的大小和方向为()A.F1>F2时,F f=F1-F2,方向水平向左B.F<F2时,F f=F2-F1,方向水平向右C.F2=F1,F f=0D.根据摩擦力计算公式可知,F f为定值μmg4.如图所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个水平向左大小为10 N的拉力F作用,则物体受到滑动摩擦力为(g取10 N/kg)()A.10 N,水平向右B.10 N,水平向左C.20 N,水平向右D.20 N,水平向左5.如图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是()A.A受到B摩擦力的作用B.B受到A、C摩擦力的作用C.B只受C摩擦力的作用D.C只受地面摩擦力的作用6.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以及摩擦力是动力还是阻力.(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.同步练习重力弹力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.力可以从一个物体传给另一个物体,而不改变其大小2.(多选)下列关于物体重力的说法中不正确的是()A.地球上的物体只有运动时才受到重力B.同一物体在某处向上抛出后和向下抛出后所受重力一样大C.某物体在同一位置时,所受重力与静止还是运动无关,重力大小是相同的D.物体所受重力大小与其质量有关3.台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点,反弹后速度为v1,方向与球桌边框夹角仍为θ,如图6所示.OB垂直于桌边,则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是()A.可能沿OA方向B.一定沿OB方向C.可能沿OC方向D.可能沿OD方向4.一个质量可以不计的弹簧,其弹力F的大小与长度l的关系如图中的直线a、b所示,这根弹簧的劲度系数为()A.1 250 N/mB.625 N/mC.2 500 N/mD.833 N/m5.一个长度为L的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L.现将两个这样的弹簧按如图8所示方式连接,A、B两小球的质量均为m,则两小球平衡时,B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小)()A.3L B.4L C.5L D.6L6.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,小球重G,平衡时小球在A 处.今用力F压小球至B处,使弹簧缩短x,则此时弹簧的弹力为()A.kx B.kx+G C.G-kx D.以上都不对7.a、b两个质量相同的球用线连接,a球用线挂在天花板上,b球放在光滑斜面上,系统保持静止,以下图示哪个是正确的()8.如图所示,倾角为30°、重为80 N的斜面体静止在水平面上.一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是()A.斜面有向左运动的趋势B.地面对斜面的支持力为80 NC.球对弹性轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下D.弹性轻杆对小球的作用力为2N,方向垂直斜面向上9.如图所示,质量相等的A、B两物体在平行于固定斜面的推力F的作用下沿光滑面做匀速直线运动,A、B间轻弹簧的劲度系数为k,斜面的倾角为30°,则匀速运动时弹簧的压缩量为多少?.10.如图12所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上.现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变.已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦.将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有形变,求a、b两点间的距离.摩擦力1.(多选)如图所示,有一个重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐减小C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大2.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中()A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变3.如图所示,物体A放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30°和45°时物块所受的摩擦力大小恰好相等,则物块和木板间的滑动摩擦因数为()A.1/2B.2/2C.3/2D.5/24.如图所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动,各物块受到摩擦力的情况是()A.甲物块受到一个摩擦力的作用B.乙物体受到两个摩擦力的作用C.丙物体受到两个摩擦力的作用D.丁物块没有受到摩擦力的作用5.(多选)如图所示,质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ,下图中表示该物块的速度v和所受摩擦力F f随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向),可能正确的是()6.如图所示,质量为m1的木块在质量为m2的长木板上滑行,长木板与地面间动摩擦因数为μ1,木块与长木板间动摩擦因数为μ2,若长木板仍处于静止状态,则长木板受地面摩擦力大小一定为()A.μ1(m1+m2)gB.μ2m1gC.μ1m1gD.μ1m1g+μ2m2g7.(多选)如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面C上静止不动,则P、Q对球B无压力.以下说法不正确的是()A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则Q点对球B有压力B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对球B均无压力C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,则Q点对球B有压力8.(多选)一个质量为3 kg的物体,被放置在倾角为α=37°、动摩擦因数为0.2的固定斜面上,下列选项中所示的四种情况下物体不能处于平衡状态的是(令最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)()9.如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则()A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑C.用平行于斜面向上的力拉着滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mg sinθD.用平行于斜面向下的力拉着滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mg sinθ10.某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表中是她记录的实验数据.木块的重力为10.00 N,重力加速度为g=9.8 m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):(1)木块与桌面间的最大摩擦力F max>________ N;(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ=________;(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力F f=________ N.11.如图所示,水平面上有一重为40 N的物体,受到F1=13 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.12.如图所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:(1)物体所受的摩擦力(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8);(2)若用原长为10 cm,劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取g=10 m/s2)课后作业1.关于由滑动摩擦力公式F f=μF N推出的μ=F fF N,下列说法正确的是().A.动摩擦因数μ与摩擦力F f成正比,F f越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力F N成反比,F N越大,μ越小C.μ与F f成正比,与F N成反比D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定2.(多选)如图所示,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点P.用力压桌面,观察墙上光点位置的变化.下列说法中正确的是().A.F增大,P上移B.F增大,P下移C.F减小,P下移D.F减小,P上移3.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F T的大小和地面对P的摩擦力F f的大小的变化情况是().A.弹簧对P的弹力F T始终增大,地面对P的摩擦力始终减小B.弹簧对P的弹力F T保持不变,地面对P的摩擦力始终增大C.弹簧对P的弹力F T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F T先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小4.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小5.(多选)如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁.开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力F fa≠0,b所受摩擦力F fb=0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间().A.F fa大小不变B.F fa方向改变C.F fb仍然为零D.F fb方向向右6.如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1<v2),绳中的拉力分别为F1、F2,则下列说法正确的是().A.物体受到的摩擦力F f1<F f2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1=F2D.传送带速度足够大时,物体受到的摩擦力可为07.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α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8.如图所示,楔形物块a固定在水平地面上,在其斜面上静止着小物块b.现用大小一定的力F分别沿不同方向作用在小物块b上,小物块b仍保持静止,如下图所示.则a、b之间的静摩擦力一定增大的是().9.(多选)如图所示,将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则().A.绳子上拉力可能为零B.地面受的压力可能为零C.地面与物体间可能存在摩擦力D.A、B之间可能存在摩擦力10.如图所示,小车内有一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,细绳始终保持竖直.关于小球的受力情况,下列说法正确的是()A.若小车静止,绳对小球的拉力可能为零B.若小车静止,斜面对小球的支持力一定为零C.若小车向右运动,小球一定受两个力的作用D.若小车向右运动,小球一定受三个力的作用11.(多选)A、B两物块如图叠放,一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑.则().A.A、B间无摩擦力B.B与斜面间的动摩擦因数μ=tan αC.A、B间有摩擦力,且B对A的摩擦力对A做负功D.B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下12.如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过细绳EP 拉住,EP与水平方向也成30°,轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体.g 取10 N/kg,求轻绳AC段的张力大小F AC与细绳EP的张力大小F EP之比.高中物理必修一《相互作用》精品复习学案(教师版)重力弹力摩擦力基本概念+典型例题(难度较高)一、重力与重心1.重力大小G=mg.重力的大小与运动状态无关,与所处的纬度和高度有关.因重力加速度随纬度的减小而减小,随高度的增加而减小,故同一物体的重力在赤道处最小,并随高度增加而减小.2.重力的方向总是“竖直向下”的,但并不一定“垂直地面”,也不一定指向地心.3.重力是由于地球的吸引而产生的,但重力并不等于地球的引力,它实际上是万有引力的一个分力.4.重心的位置与物体的形状和质量分布有关,不一定在物体上.【例1】病人在医院里输液时,液体一滴一滴从玻璃瓶中滴下,在液体不断滴下的过程中,玻璃瓶连同瓶中液体共同的重心将()A.一直下降B.一直上升C.先降后升D.先升后降答案C解析当瓶中盛满液体时,重心在瓶的中部,随着液体的滴出,重心下降;当液体滴完时,重心又上升到原来的位置.[针对训练]如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想像、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为()A.马跑得快的缘故B.马蹄大的缘故C.马的重心在飞燕上D.马的重心位置与飞燕在一条竖直线上答案 D二、弹力方向的判断及其大小的计算1.弹力有无的判断(1)根据弹力产生的条件直接判断.(2)利用假设法判断对于形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,看物体还能否保持原有的状态.(3)根据物体的运动状态分析依据物体的运动状态,由物体的受力平衡(或牛顿第二定律)列方程,或者定性判断弹力是否存在及弹力的方向.2.弹力的方向【例2】如图所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定着一个质量为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 水平向右加速运动.答案 (1)mg 竖直向上 (2)见解析解析 (1)小车静止时,球处于平衡状态,由平衡条件可知:F 1=mg ,方向竖直向上.(2)当小车以加速度a 向右匀加速运动时,小球的加速度也为a ,设杆对球的弹力为F 2,与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则有F 2cos θ=mgF 2sin θ=ma可解得:F 2=ma 2+mg 2=m a 2+g 2 tan θ=a g[针对训练]请画出图中A 球的受力情况。
第三章相互作用——力§3.1 重力与弹力一、力和力的图示1、力:定义:_________________________________。
(1)力的物质性:指力不能离开__________物体和__________物体而独立存在,即只要有力,必有同时存在__________物体和__________物体(2)力的相互性:力是存在于物体之间的。
(3)力的作用效果①力使物体的__________发生变化,如用手压锯条;②力使物体的______________发生变化,如球由静止变为运动。
2、力的大小和方向(1)力的大小,可用______________测量(2)单位:______________(3)力的方向:力的方向影响力的作用效果。
3、力的图示(1)力的三要素是、、。
(2)为了形象、直观地表达力,我们可以用来表示力,这种表示力的方法,叫做力的图示。
(3)画力的图示的步骤:①选定标度(用多长的线段表示多少牛的力)②从作用点沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加刻度。
③在线段的一端加箭头表示力的方向,表示力的作用点,叫做力的作用线。
4、力的示意图:即只画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力。
注:力的图示和力的示意图不同,力的示意图只表示物体受哪些力的作用及力的方向如何,不需要选定标度严格画出线段的长度。
5、力的分类力的分类有两种,按性质和效果分:(1)根据力的性质命名:如________________________________________等。
(2)根据力的效果命名:如________________________________________等。
(2)形状规则的均匀物体,其重心在,如均匀直棒的重心在,均匀球体的重心在,均匀圆柱的重心在。
(3)用方法可确定薄板的重心。
例1 下列关于重力说法正确的是()A.重力就是地球对物体的引力B.物体本身就有重力,所以重力没有施力物体C.将物体从高处释放,物体在下落过程中不再受到重力作用D.一个物体无论静止还是运动,无论怎样运动,受到的重力都是一样的例2 关于重力大小下列说法中正确的是()A.物体的重力大小总是恒定的B.同一地点,物体的重力与物体的质量成正比C.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受到的重力D.物体的重力总是等于它对竖直测力计的拉力例3 关于重心,下列说法正确的是()A.物体的重心一定在物体上B.质量均匀分布、形状规则的物体的重心可能在物体上,也可能是在物体外C.物体的重心位置跟物体的质量分布情况和物体的形状无关D.一根细线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心三、弹力1、弹性形变(1)物体在力的作用下____________发生改变,这种变化叫做形变,有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做________________。