高中物理重力弹力摩擦力知识点总结,高中物理重力弹力摩擦力典型例题讲解及答案解析
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高中物理必修一——重力弹力摩擦力的初步讲解正式版文档资料可直接使用,可编辑,欢迎下载弹力定义:产生弹性形变的物体,由于要恢复原装而对与之接触的物体产生力的作用。
这种力叫做弹力。
产生条件:1、物体互相接触 2、物体发生弹性形变方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使其产生形变的物体上。
弹力有无的判断1、直接判断:对于形变较明显的情况,由形变情况直接判断2、利用“假设法”判断:对于形变不明显的情况,可假设将接触面去掉,判断研究对象的运动状态是否发生改变。
弹力大小的计算1、非弹簧弹力:对物体的运动状态进行分析,结合力学规律求解2、胡可定律(弹簧弹力):在弹性限度内 F=Kdx弹簧“串并联”后的进度系数1、串联弹簧串联后,每个弹簧所受的弹力是相等的,既F1=F2 =......从而得出1/K=1/K1+1/K2+......+1/K n2、并联弹簧并联后,每个弹簧上的弹力不等,但是伸长(或压缩)量相等,既X1=X2 =......从而得出K=K1+K2+......+K n场力重力摩擦力对摩擦力方向的理解1、区分两种摩擦力:静止的物体有可能受滑动摩擦力的作用,运动的物体也有可能受到静摩擦力作用;这里的“静”和“动”是针对接触面的相对运动而言的。
“运动”和“相对运动”、“相对运动趋势”不同。
2、摩擦力的方向有可能和运动方向相同——充当动力,做正功;可能和运动方向相反——充当阻力,做负功;也有可能和运动方向成某一夹角。
3、静摩擦力的方向判断:①假设法。
即假设接触面光滑。
若两物体发生相对滑动,则说明他们有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向和假设接触面光滑时相对运动的方向相同,然后根据静摩擦力方向跟物体相对运动趋势方向相反,便可以确定静摩擦力的方向。
②结合物体的运动状态判断,由运动情况确定受力情况。
4、摩擦力大小的计算:(1)静摩擦力大小的计算①物体处于平衡状态时,利用力的平衡条件来判断其大小。
②物体有加速度时,若只有摩擦力,则F1=ma,例如匀速转动的圆盘上的物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度;若除摩擦力外,物体还受其它力,则F合=ma,先求合力再求摩擦力。
重力、弹力、摩擦力一,力的概念:力是物体对物体的作用物体间力的作用是相互的力的作用效果:(1)力可以改变物体的运动状态(2)力可以改变物体的形状和大小力的测量:工具:弹簧测力计正确使用弹簧测力计方法:(1)看量程,分度值,指针是否指零(2)调零(3)应是弹簧测力计伸长方向跟所测力的方向在同一条直线上一、重力万有引力:宇宙间任何两个物体之间都存在互相吸引的力,这就是万有引力。
重力的施力者是地球,受力者是物体。
重力的单位是N。
g=9.8N/kg。
重力在物体上的作用点叫重心。
材料均匀、形状规则的物体重心在几何中心二、弹力1.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的力.弹性:物体受力发生形变,不受力时又恢复原状的特性叫弹性。
塑(su)性:物体变形后不能自动恢复原来形状的特性。
2.产生条件: (1)物体相互接触; (2)物体发生弹性形变.3.方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
4.大小(1)弹簧类弹力:在弹性限度内遵守胡克定律F= kx.(2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或动力学规律求解.5.常见的的弹力:压力,支持力,拉力等三、摩擦力1.定义:相互接触且发生形变的粗糙物体间有相对运动或相对运动的趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫摩擦力2、产生条件:(1)两个物体要相互接触;(2)接触面粗糙;(3)两个物体要发生相对运动或有相对运动的趋势;(4)两个物体之间要有正压力3.大小:与压力大小和接触面的粗糙程度有关。
增大、减小摩擦的方法。
(用滚动代替滑动减小摩擦)滑动摩擦力F=μF N ,静摩擦力:0≤F≤F max.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反。
5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。
6、摩擦力可能是动力,也可能是阻力.受静摩擦力作用的物体不一定静止,受滑动摩擦力作用的物体不一定运动.接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力方向总垂直.7、摩擦的种类:滑动摩擦(一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦)、滚动摩擦(…滚动时…)、静摩擦(两个相互接触的物体,在外力作用下有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面产生的摩擦)。
第二单元 相互作用§1 重力 弹力 摩擦力 一.知识点 1.力 2.重力 3.弹力 3.摩擦力二.典例解析 1.弹力【例1】 如图所示,用细绳连接用同种材料制成的a 和b 两个物体。
它们恰能沿斜面向下作匀速运动,且绳子刚好伸直,关于a 、b 的受力情况( )A .a 受3个力,b 受4个力B .a 受4个力,b 受3个力C .a 、b 均受3个力D .a 、b 均受4个力【例2】如图所示,四根相同的弹簧都处于水平位置,右端都受到大小皆为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中的弹簧左端固定在墙上;②中的弹簧左端受大小也为F 的拉力作用;③中的弹簧左端栓一个小物块,物块在光滑桌面上滑动; ④中的弹簧左端栓一个小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以1l 、2l 、3l 、4l 依此表示四根弹簧的伸长量,则有F 引 mgF 向( ) A .1l <2lB .2l =4lC .3l <1lD .4l >3l【例3】(2020年新课标)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 .2121F F l l -- B.2121F F l l ++ C.2121F F l l +- D.2121F F l l -+组合弹簧问题 【例4】如图所示,一劲度系数为k 2的弹簧,竖直地放在桌面上,上面压一质量为m 的物体,另一劲度系数为k 1的弹簧竖直地放在物体上面,其下端与物体的上表面接在一起,两个弹簧的质量都不计.要想使物体静止时下面弹簧的弹力减为原来的2/3(方向不变),应将上面弹簧的上端A 竖直向上提高一段距离d ,则d 为多少?变式1:把一根劲度系数k=1000N/m 的弹簧截成等长的两段,每一段弹簧的劲度系数为A .500N/mB .1000N/mC .1500N/mD .2000N/m变式2:如图所示,a 、b 、c 为三个物块,M 、N 为两根轻质弹簧,R 为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们的连接情况如图所示,并处于平衡状态,则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处于不伸不缩状态变式3:一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m,它们的下端平齐并固定,上端自由,如图所示,若压缩此组合弹簧时(在弹性限度内),测得力与压缩距离之间的关系图线如图所示,求大弹簧的劲度系数k和小弹簧的1劲度系数k2变式4:如图所示,倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定挡板C,劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量均为m的物体A和B连接,劲度系数为k2的轻弹簧一端与A连接,另一端通过一根轻绳与一轻质小桶P相连,跨过光滑的定滑轮Q放在斜面上,B靠在挡板C处,A和B均静止。
第三章相互作用(上)(2020新版)(重力、弹力和摩擦力)前言:《李老师物理教学讲义》由李老师高中物理教研室一线教师根据本人多年教学经验,以及人教版教学大纲(最新版)和教材,精心编撰的教学讲义。
本讲义以教材内容为主线,附有大量经典例题和习题,并附有详细答案或解析。
本讲义主要供广大高中物理一线教师教学参考之用,任何自然人或法人未经本教研室许可不得随意转载或用于其它商业用途。
——李老师高中物理教研室一、重力和弹力1.力(1)力是物体与物体之间的相互作用。
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号N。
(2)力的三要素:力的大小、方向和作用点。
(3)力的性质:例题1-1.(2019·南充高一期中)下列说法中正确的是()A.“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B.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球在飞行中受到一个向前的推力C.甲用力把乙推倒,只是甲对乙用力,而乙对甲没用力D.两个物体发生相互作用不一定相互接触答案:D例题1-2.如图所示,用球拍击打乒乓球时,如果以球为研究对象,则施力物体是( )A.人 B.球拍C.乒乓球 D.无法确定答案:B(4)力的图示和力的示意图力可以用有向线段表示。
有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点。
如图3.1-4,球所受的重力大小为6N,方向竖直向下。
这种表示力的方法,叫作力的图示。
在不需要准确标度力的大小时,通常只需画出力的作用点和方向,即只需画出力的示意图。
例题1-3.下图甲、乙中物体A的重力均为10 N,画出它所受重力的图示。
答案:如图所示例题1-4.(2019 -温州模拟)足球运动员已将足球踢向空中,在下图描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中,正确的是()答案:B(5)力的分类2.重力(1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力(gravity),单位是牛顿,简称牛,符号用N表示。
河北2013年高考二轮知识点专题复习重力弹力摩擦力1.关于摩擦力,以下说法正确的是( )A.两个接触的物体间可能只存在彼此作用的摩擦力B.两个物体间有弹力必然有摩擦力C.汽车在程度公路上行驶,驱动轮遭到的摩擦力向前D.杂技演员用手握着竖直的杆向上攀,手握杆的力越大,手遭到杆的摩擦力越大[答案] C[解析] 有摩擦力必然有弹力,A错;有弹力不必然有摩擦力,B错;驱动轮与地面间的摩擦力是动力,此时方向向前,C正确,演员爬杆时,是静摩擦力,与压力无关,D错。
2.如图所示,程度桌面上叠放着A、B两物体,B物体受力F 作用,A、B一同绝对地面向右做匀减速直线运动,则B物体的受力个数为( )A.4 B.5 C.6 D.7[答案] C[解析] 先用隔离法,拔取A为研讨对象,A必遭到B对其施加的程度向左的摩擦力,所以A对B施加了程度向右的摩擦力;再运用全体法,拔取A和B组成的零碎为研讨对象,零碎做匀减速直线运动,合力方向向左,即地面对零碎施加了程度向左的摩擦力;最初再拔取B为研讨对象,其共遭到6个力的作用:竖直向下的重力,A对其竖直向下的压力和程度向左的摩擦力,地面对它竖直向上的支持力和程度向左的摩擦力和程度拉力F。
本题答案为C项。
3.将一物块分成相等的A、B两部分靠在一同,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直形状,全部安装静止,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[答案] AD[解析] 经分析,绳子上拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项A对而B错;由于绳子处于竖直伸直形状,绳子中拉力只可能竖直向上,所以地面与物体B间不可能存在摩擦力,而A、B 之间可能存在摩擦力,选项C错而D对。
4.用一枚磁性棋子把一张没有磁性的卡片压在磁性黑板的竖直平面上,磁性棋子、卡片和磁性黑板三个物体均有必然的分量,它们静止不动,如图所示,以下说法正确的是( )A.磁性棋子遭到四个力作用,其中有三个力的施力物体均是黑板B.磁性棋子遭到的磁力和弹力是一对作用力和反作用力C.卡片遭到四个力作用D.卡片会遭到两个摩擦力作用 [答案] D[解析] 本题考查重力、弹力、摩擦力,意在考查物体的受力分析,全体法与隔离法的应用,以磁性棋子为研讨对象,它遭到四个力作用,只需磁力是磁性黑板施加的,弹力和摩擦力是卡片施加的,重力是地球施加的,磁性棋子遭到的磁力和弹力是一对平衡力,A、B错误;卡片两个平面都会遭到弹力和摩擦力作用,还有重力作用,C错误,D正确。
【本讲主要内容】重力、弹力、摩擦力【知识掌握】【知识点精析】1. 力的概念:力是物体间的相互作用。
注意要点:(1)一些不接触的物体也能产生力,例如万有引力。
(2)任何一个力都有受力物体和施力物体,力不能离开物体而存在。
(3)力的作用效果:使物体发生形变或改变物体运动状态。
(4)力的测量工具是测力计。
2. 重力:(1)定义:重力是物体由于受地球吸引而使物体受到的力。
(2)重力的大小G =mg。
(3)重力的方向竖直向下。
(4)作用点:重心。
形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其几何中心。
用悬挂法可以找薄板状物体的重心,重心由物体形状、质量分布两个因素决定。
3. 弹力:(1)定义:物体由于要恢复形变,对跟它接触的物体产生的力。
(2)产生条件:相互接触且挤压。
(3)方向:垂直于接触面(切面)或沿绳的方向(又称张力),注意:杆受到的弹力不一定沿杆。
(4) 大小:弹簧的弹力大小遵循胡克定律f=kx,劲度系数k(N/m)。
4. 摩擦力:产生条件:接触、有正压力、接触面不光滑、有相对运动或相对运动的趋势。
(1)滑动摩擦力:①方向:和相对运动方向相反;②大小:F=μN。
(2)静摩擦力:①方向:和相对运动趋势方向相反。
②大小:0~最大静摩擦力,常用二力平衡条件判断和求解。
注意:最大静摩擦力稍大于滑动摩擦力,通常认为近似相等。
5. 摩擦力与弹力的关系:(1)产生摩擦力的条件是在产生弹力的条件基础上,增加了接触面不光滑和物体间有相对运动或相对运动趋势。
因此,若两物体间有弹力产生,不一定产生摩擦力,但若两物体间有摩擦力产生,必有弹力产生。
(2)在同一接触面上产生的弹力和摩擦力的方向相互垂直。
(3)滑动摩擦力大小与同一接触面上的弹力(压力)大小成正比:f=μN,而静摩擦力(除最大静摩擦力外)大小与压力无关。
【解题方法指导】例1. 如图所示,轻绳下端拴一质量为m的小球S,轻绳竖直,斜面光滑,分析小球与斜面间是否有弹力?解析:因绳竖直,故绳对小球的拉力方向竖直向上,小球的重力竖直向下,若小球与斜面间存在弹力,则小球水平方向所受合力不为零,与小球静止相矛盾,故小球与斜面间无弹力。
7.弹力1.产生条件:(1)物体间直接接触;(2)接触处发生形变(挤压或拉伸)。
2.弹力的方向:弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况如下:(1)轻绳只能产生拉力,方向沿绳指向绳收缩的方向.(2)弹簧产生的压力或拉力方向沿弹簧的轴线。
(3)轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向沿杆。
3.弹力的大小弹力的大小跟形变量的大小有关。
○1弹簧的弹力,由胡克定律F=kx,k为劲度系数,由本身的材料、长度、截面积等决定,x为形变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长Lo的差:x=|L-L0|,不能将x当作弹簧的长度L○2一般物体所受弹力的大小,应根据运动状态,利用平衡条件和牛顿运动定律计算,例2小车的例子就说明这一点。
【例1】下列关于力的说法中,正确的是( )A.只有相互接触的两物体之间才会产生力的作用B.力是不能离开物体而独立存在的,一个力既有施力物体,又有受力物体C.一个物体先对别的物体施加力后,才能受到反作用力D.物体的施力和受力是同时的【例2】关于物体的重心,以下说法正确的是A.物体的重心一定在该物体上B.形状规则的物体,重心就在其中心处C.用一根悬线挂起的物体静止时,细线方向一定通过物体的重心D.重心是物体上最重的一点【例3】如图所示,小车上固定一根折成α角的曲杆,杆的另一端一固定一质量为m的球,则当小车静止时和以加速度a向右加速运动时杆对球的弹力大小及方向如何?(4)面与面、点与面接触的压力或支持力的方向总垂直于接触面,指向被压或被支持的物体,如图所示,球和杆所受弹力的示意图。
摩擦力摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力两种,它们的产生条件和方向判断是相近的。
.1.产生的条件:(1)相互接触的物体间存在压力;(2)接触面不光滑;(3)接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)。
注意:不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力,运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力。
静摩擦力是保持相对静止的两物体之间的摩擦力,受静摩擦力作用的物体不一定静止。
第二章相互作用重力弹力摩擦力【考纲知识梳理】一、力1、定义:力是物体对物体的作用力是物体对物体的作用。
2、三要素:(1)大小(2)方向(3)作用点3、力的图示(1)力可以用一根带箭头的线段来表示。
它的长短表示力的大小,它的指向(箭头所指方向)表示力的方向,箭头或箭尾表示力的作用点,力的方向所沿的直线叫力的作用线。
这种表示力的方法,叫做力的图示。
这是把抽象的力直观而形象地表示出来的一种方法。
(2)画力的图示的步骤①选定标度。
②画一个方块或一个点表示受力物体,并确定力的作用点。
③从力的作用点开始,沿力的作用方向画一线段(根据所选标度和力的大小确定线段的长度),并在线段上加上刻度。
④在表示力的线段的末端画上箭头表示力的方向。
在箭头的旁边标出表示这个力的字母或数值。
(3)注意:①箭尾通常画在力的作用点上。
②若在同一个图上作出不同的力的图示,一定要用同一个标度。
③力的图示与力的示意图不同。
力的示意图是为了分析受力而作,侧重于画准力的方向,带箭头的线段上没有标度,线段的长度只定性表示力的大小。
二、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.大小:G=mg(g 通常取9.8m/s2,越向两极越大,越向赤道越小)。
3.方向:竖直向下。
地面上处在两极和赤道上的物体所受重力的方向指向地心,地面上其他位置的物体所受重力的方向不指向地心。
4.作用点:因为物体各个部分都受到重力作用,可认为重力作用于一点即为物体的重心。
⑴重心的位置与物体的质量分布和几何形状有关。
重心是一个等效的概念。
⑵重心不一定在物体上,可以在物体之外。
① 质量分布均匀的规则物体的重心在物体的几何中心.② ②不规则物体的重心可用悬线法求出重心位置.三、弹力1.定义:直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力,这是由于要恢复到原来的形状,对使它发生形变的物体产生的力。
2.产生条件:直接接触、弹性形变3.弹力方向的确定:1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。
重力、弹力、摩擦力知识点总结与典例【知识点梳理】知识点一力1.定义:力是物体与物体间的相互作用.2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度).3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.知识点二重力1.产生:由于地球吸引而使物体受到的力.注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力.2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的.3.方向:总是竖直向下.注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.4.重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.知识点三弹力1.弹力:(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力.(2)产生条件:①物体间直接接触;②接触处发生弹性形变.(3)方向:总是与施力物体形变的方向相反.2.胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比.(2)表达式:F=kx.①k是弹簧的劲度系数,国际单位是牛顿每米,用符号N/m表示;k的大小由弹簧自身性质决定.②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.知识点四滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力1.静摩擦力、滑动摩擦力名称静摩擦力滑动摩擦力项目定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动趋势①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动大小0<F f≤F fm F f=μF N方向与受力物体相对运动趋势的方向相反与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动2.动摩擦因数(1)定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力和正压力的比值.μ=F fF N.(2)决定因素:接触面的材料和粗糙程度.【考点分类深度解析】考点一弹力的分析与计算【典例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【答案】D【解析】若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.【变式1】完全相同且质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连,置于带有挡板C的固定斜面上.斜面的倾角为θ,弹簧的劲度系数为k.初始时弹簧处于原长,A恰好静止.现用一沿斜面向上的力拉A,直到B 刚要离开挡板C,则此过程中物块A的位移大小为(弹簧始终处于弹性限度内)()A.mgk B.mg sin θk C.2mgk D.2mg sin θk【答案】D【解析】初始时弹簧处于原长,A 恰好静止,根据平衡条件,有:mg sin θ=F f ,其中F f =μF N =μmg cos θ,联立解得:μ=tan θ.B 刚要离开挡板C 时,弹簧拉力等于物块B 重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力之和,即kx =mg sin θ+F f ,解得:x =2mg sin θk . 考点二 摩擦力的分析与计算【典例2】如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。