2016高考物理第1讲重力弹力摩擦力
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内容 基本要求略高要求较高要求力的概念 认识力是物体间的相互作用,是物体发生形变和物体运动状态变化的原因 重力 理解重力、重心的概念,计算重力大小弹力 理解形变和弹力,认识胡克定律计算弹力大小摩擦力理解摩擦力的产生条件,摩擦力的分类分析摩擦力的方向及大小在较复杂情境中计算摩擦力知识点1 力1.力的概念(1)力(force )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)任何力都有四个基本属性,即物质性、相互性、瞬时性和方向性.①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.②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.③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. ④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.2.力的作用效果力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,即改变物体运动速度的大小和方向. 力的作用效果可以分为两种:(1)静力效果——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——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.知识点睛考试要求相互作用:力3.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)按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力…… (3)按产生条件分:①场力(非接触力、主动力):重力,分子力,电场力,磁场力.②接触力(被动力):弹力(拉力,压力,支持力,张力,浮力),摩擦力.【例1】 关于力,以下说法正确的是( )A .拳击运动员一拳打出去却没击中对方,此时只有施力物体而没有受力物体B .不接触的物体之间也可能有力的作用C .只有有生命或有动力的物体才会有力,无生命或无动力的物体只会受力,不会施力D .有受力物体就一定有施力物体【例2】 下列几组力中,都按力的性质命名的是( )A .重力、浮力、摩擦力B .弹力、压力、分子力C .重力、分子力、磁力D .支持力、摩擦力、拉力【例3】 下列说法中正确的是( )A .甲物体对乙物体施力后,随后必有乙物体对甲物体的施力B .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C .运动员将垒球抛出后,垒球的运动状态仍在变化,垒球为受力物体,但施力物体不是运动员D .某物体作为一个施力物体,也一定是一个受力物体知识点2 重力1.重力的产生 由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力(gravity ). 2.重力的特点(1)地球上的一切物体都受到重力的作用.(2)重力是非接触力:抛出去在空中运动的物体与静止时所受重力是不变的. (3)重力的施力物体是地球. 3.重力的三要素(1)重力的大小:重力与质量的关系是G mg =,通常取9.8N/kg g =,g 的物理意义是:1kg的物体所受重力的大小是9.8N .粗略计算时10N/kg g =.重力的大小可以用弹簧测力计测出,其大小在数值上等于物体静止时对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力.知识点睛例题精讲(2)重力的方向:总是竖直向下,与当地的水平面垂直,可由铅锤线确定.重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系.注意:切不可说成垂直向下,因为平面不一定水平,其垂直向下的方向也不同,另外,重力的方向也不一定指向地心.(3)重力的作用点:重力的作用点在物体的重心(center of gravity )上.重心是重力的等效作用点,并不是重力的实际作用点,也不一定在物体上.物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定,与物体的放置状态无关,与物体的运动状态无关.4.薄板重心的求法——悬挂法对于质量分布不均匀、形状不规则的薄板状物体,可用悬挂法确定其重心的位置.具体做法如图所示,先在薄板的边缘取一点A ,在A 点把薄板悬挂起来,当薄板处于平衡时,由二力平衡的条件知道,物体所受的重力跟悬绳的拉力在同一直线上.所以物体的重心一定在通过A 点的竖直线AB 上;然后在D 点把物体悬挂起来,同样可以知道,物体的重心一定在过D 点的竖直线DE 上,AB 和DE 的交点C 就是薄板重心的位置.【例4】 在北京奥运会上,我国跳水选手郭晶晶在空中翻转时的受力情况,下列叙述正确的是(空气阻力不计)( )A .向上的冲力、重力B .重力C .翻转力、重力D .向上的冲力、翻转力、重力【例5】 质量为2kg 的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止(19.8N/kg g =),则以下说法正确的是( )A .物体重力大小等于19.6NB .物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同,所以它们是同一个力C .剪断细绳后,物体不受任何力的作用D .物体的各部分中,只有重心处受重力【例6】 关于重力的说法,正确的是( )A .同一地点物体所受重力的大小仅与物体质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关B .重力的大小可以用测力计称出,物体对弹簧的拉力(或压力),就是物体受到的重力C .物体受到的重力,就作用在重心上D .具有规则几何形状的物体的重心,不一定就在其几何中心【例7】 9.8N/kg g =,表示 ,一个质量m =60kg 的人受的重力G = N ,如果这人在6gg '=的月球上,他的重力G ′= N .【例8】 关于物体的重心,下列说法正确的是( )A .质量一定的物体,其重心位置不仅与形状有关,还与质量分布情况有关B .质量分布均匀的物体,其重心一定在该物体上C .有规则几何形状的物体,其重心不一定在几何中心上D .重心是物体各个部分所受重力的等效作用点,重心不一定在物体上【例9】 如图所示,《马踏飞燕》是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、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 .马跑得快的缘故例题精讲B .马蹄大的缘故C .马的重心在飞燕上D .马的重心位置和飞燕在一条竖直线上【例10】 下列物品中,可以用悬挂法测重心的是( )A .木棒B .石块C .不均匀的金属薄板D .雨衣知识点3 弹力1.形变及其种类(1)定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变(deformation ).有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变(elastic deformation ).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(elastic limit ).(2)形变的种类:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变等. 2.弹力(1)发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力(elastic force ).(2)弹力的产生:弹力的施力者是发生形变的物体,受力者是使它发生形变的其他物体. (3)弹力的方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反. 3.胡克定律(Hooke law )(1)胡克定律的内容: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. (2)公式:F kx =另有变形式F k x ∆=∆,其含义为:在弹簧的弹性限度以内,弹力大小的增量F ∆与弹簧长度的增量x ∆成正比.(其中F ∆和x ∆可正可负)(3)公式中的k 称为弹簧的劲度系数(coefficient of stiffness ),单位是牛顿每米,符号用N/m 表示. (4)胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变.【例11】 在一根轻绳的下端悬吊一个小球,则球对绳有弹力,绳子对球也有弹力,关于这两个弹力的产生,下列说法中正确的是( )A .球对绳的弹力,是由于球发生形变而产生的例题精讲知识点睛B .球对绳的弹力,是由于绳发生形变而产生的C .绳对球的弹力,是由于绳发生形变而产生的D .绳对球的弹力,是由于球发生形变而产生的【例12】 如图所示,某球用A B 、两根绳悬挂起来,若A 绳竖直且A 、B 两绳的延长线都通过球心,球受几个力( )A .1个B .2个C .3个D .无法确定【例13】 如图所示,弹簧秤和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力10N G =,则弹簧秤A 和B 的读数分别是( ) A .10N ,20N B .10N ,10N C .10N ,0 D .0,0【例14】 在图所示的各物体A 上画出所受弹力的示意图.此时,物体A 处于静止状态.【例15】 一根劲度系数是100N/m 的弹簧原长是10cm ,当它的长度变为12cm 时,弹簧的弹力大小是N ,若使弹簧的长度再增加2cm ,对弹簧施加的拉力需增大 N .知识点4 摩擦力1.摩擦力:一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动或具有相对滑动趋势时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做摩擦力(frictional force ). 2.摩擦力产生的条件摩擦力可分为两种,一种是滑动摩擦力(物体间相对滑动),另一种是静摩擦力(物体间相对静止但有相对运动的趋势).产生摩擦力的条件为: (1)两物体直接接触; (2)两接触面不光滑;(粗糙)(3)两接触的物体必须相互挤压,发生弹性形变,有弹力; (4)两物体间发生了相对滑动或者有相对运动的趋势. 3.滑动摩擦力(sliding frictional force )(1)滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力F 的大小跟压力N F 成正比,其数学表达式为:N F F μ=公式N F F μ=中的N F 是两个物体表面间的弹力,称为正压力(垂直于接触面的力),μ为滑动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关、跟接触面情况(如粗糙程度)有关. 注意:滑动摩擦力大小与接触面大小无关,与物体的运动性质无关.(2)滑动摩擦力的方向:滑动摩擦力的方向跟接触面相切且与物体间相对运动的方向相反. 4.静摩擦力(static frictional force )(1)两个互相接触的物体相对静止,如汽车停在水平地面上,当人用力推车时,虽然车没有动,但车已有知识点睛了相对地面运动的趋势,由二力平衡知,地面对车产生一个阻碍车运动的力,称为静摩擦力. (2)静摩擦力的大小:只要物体与接触面之间没有发生相对运动,静摩擦力的大小就随着产生静摩擦力外力的变化而变化,并与该外力保持大小相等.(3)静摩擦力的方向:静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.注意:如果接触面是曲面,则静摩擦力的方向与接触面相切.5.最大静摩擦力静摩擦力的增大有一个限度.当引起静摩擦力产生的外力增大到一定程度时,静摩擦力就不能够抵抗外力的作用保持物体平衡了,这时物体将开始运动(但是物体还没有运动),物体在外力作用下即将开始运动(但是物体还没有运动)的临界状态下的静摩擦力即是最大静摩擦力.最大静摩擦力的大小与正压力成正比.其数值等于在外力作用下物体刚刚开始运动时引发摩擦力的外力的大小.(实际上,最大静摩擦力一般比滑动摩擦力略大一点,但通常认为二者是相等的.)两物体之间实际发生的静摩擦力F 在0与最大静摩擦力max F 之间,即max 0F F <≤.【例16】 下列关于摩擦力的说法中,错误的是( )A .与其他物体接触并且运动着的物体一定受到摩擦力的作用B .只有两个物体有相对运动趋势而又都保持静止时,它们的接触面上产生的摩擦力才叫静摩擦力C .摩擦力的方向总是跟两物体的接触面相切D .摩擦力总是阻碍物体的运动【例17】 下列关于动摩擦因数的说法中,正确的是( )A .物体越重,物体与其他物体接触面间的动摩擦因数越大B .物体在一支撑面上滑动,当支撑面倾斜放置时,动摩擦因数比水平放置时小C .两个物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比D .两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与滑动摩擦力和压力无关【例18】 下列关于静摩擦力的说法中,正确的有( )A .静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反B .静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C .静摩擦力的大小用公式N F F μ=直接计算D .正压力越大,静摩擦力越大【例19】 如图所示,A B 、两个物体受的重力都等于10N ,各接触面间动摩擦因数都等于0.3,同时有1N F =的两个水平力分别作用于A 和B 上,则地面对B ,B 对A 的摩擦力分别等于( )A .6N ,3NB .1N ,1NC .0,1ND .0,2N【例20】 置于水平面上的物体,在水平方向的拉力作用下向前运动,当拉力增大时,物体的运动速度也随之变大,则该物体所受的滑动摩擦力将( )A .增大B .不变C .减小D .无法确定【例21】 如图所示,A 为长木板,在水平面上以速度1v 向右运动,物块B 在木板A 的上面以速度2v 向右运动.下列判断正确的是( )A .若是12v v =,A 、B 之间无滑动摩擦力例题精讲B .若是12v v >,A 受到了B 所施加向右的滑动摩擦力C .若是12v v <,B 受到了A 所施加向右的滑动摩擦力D .若是12v v >,B 受到了A 所施加向左的滑动摩擦力【例22】 在水平桌面上放一块重200N G =的木块,木块与桌面间的动摩擦因数0.2μ=,设桌面对木块的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则分别用水平拉力115N F =、230N F =、380N F =拉木块时,木块受到的摩擦力大小分别为1f = ,2f = ,3f = .。
重力、弹力、摩擦力知识点一:重力与弹力一、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.方向:竖直向下.3.大小:G=mg,g是自由落体加速度.4.作用点——重心(1)重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心.(2)决定因素:①物体的形状;②物体的质量分布.(3)对形状不规则的物体,可以应用二力平衡的知识通过实验来确定其重心位置.如薄板状物体的重心位置可以通过悬挂法来确定.二、力的图示和示意图1.力的图示:用有向线段来表示力.(1)有向线段的长短(严格按标度画)表示力的大小;(2)箭头表示力的方向.(3)箭尾(或箭头)表示力的作用点.2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.三、弹力1.形变:物体在力的作用下形状或体积发生的变化.2.弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力.3.弹力的方向(1)压力和支持力的方向:都跟接触面垂直.(2)绳子的拉力的方向:沿着绳子而指向绳子收缩的方向.四、胡克定律1.弹性形变:物体在发生形变后,如果撤去作用力能够恢复原状的形变.2.弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度.3.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx.4.劲度系数:式中k叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m.是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量.技巧点拨一、力的图示和力的示意图力的图示与力的示意图的画法二、重力与重心1.重力的大小(1)重力的大小G=mg,只与质量m和重力加速度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(同一高度);海拔越高,g越小,海拔越低,g越大.2.重力的方向:竖直向下.竖直向下是指与水平面垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心.3.重力的作用点——重心(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是只有物体的重心才受到重力作用.重心的位置除跟物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心.重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.(2)重心位置的确定方法:对于薄板状物体的重心,可以应用二力平衡的知识通过悬挂法确定.三、弹力1.弹力的产生必须同时具备两个条件(1)两物体直接接触;(2)两物体接触处发生弹性形变.2.弹力的方向(1)支持力和压力的方向:总是垂直于接触面,并指向被支持或被压的物体上.(2)绳子的拉力方向:总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.3.弹力有无的判断(1)对于明显形变的情况,可以根据弹力产生的条件直接进行判断.(2)对于形变不明显的情况,可利用假设法进行判断.①假设无弹力:假设撤去接触面,看物体还能否在原位置保持原来的状态,若能保持原来的状态,则说明物体间无弹力作用;否则,有弹力作用.②假设有弹力:假设接触物体间有弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与所处状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力;若不矛盾,则存在弹力.如图,接触面光滑,若A处有弹力,则无法使球处于静止状态,故A处无弹力.四、胡克定律1.胡克定律F=kx的理解(1)x是弹簧的形变量,而不是弹簧形变后的长度.(2)k为弹簧的劲度系数,反映弹簧本身的属性,由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定,与弹力F的大小和伸长量x无关.2.F-x图像是一条过原点的倾斜直线(如图6所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图63.胡克定律的推论:ΔF=kΔx.弹簧弹力的变化量ΔF跟弹簧形变量的变化量Δx成正比.4.胡克定律的适用条件:弹簧在弹性限度内发生形变.例题精练1.(聊城二模)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端系于墙上,另一端连接在质量为m 的物体A上,用大小相同的物体B推A使弹簧压缩,A、B与水平面间的动摩擦因数分别为μA和μB且μA<μB,将A、B由静止释放后,A、B向右运动一段距离后会分离,则A、B即将分离时()A.弹簧形变量为零B.弹簧的压缩量为C.弹簧的伸长量为D.弹簧的压缩量为2.(浦东新区期末)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高超的艺术技巧的结晶,是我国古代青铜艺术的稀世之宝,骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为()A.马蹄大B.马是空心的C.马的重心在飞燕上D.马的重心位置所在的竖直线通过飞燕随堂练习1.(克拉玛依区校级期末)有一圆形的均匀薄板,若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环,如图所示,下面说法正确的是()A.重心向外侧偏移,重力减小B.重力和重心都没有变C.重力减小,重心位置没有变D.重力减小,重心位置不存在2.(仓山区校级期中)下列有关力的说法中,正确的是()A.有规则几何形状的物体,其重心就在物体的几何中心B.手拍桌子时,使手感觉疼的这个力是由于手的形变而产生的C.物体所受摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反D.被踢出后的足球在地面上向前滚动,是由于受到向前的牵引力作用3.(瑶海区月考)有一根原长20cm的弹性细绳,其外力F与伸长量x的关系如图所示,将此细绳对折,其两端点固定于天花板同一位置,并在对折点处竖直悬系一物体,然后再缓慢放手,平衡后发现物体下降了2cm,则该物体所受重力约为()A.0.8N B.1.6N C.3.2N D.6.4N4.(浙江月考)如图所示,轻质弹簧上端固定,下端与小球A连接,小球A通过细线与小球B连接。
高中物理弹力重力摩擦力中的知识点_(1)力具有物质性:力不能离开物体而存在。
说明:①对某一物体而言,可能有一个或多个施力物体。
②并非先有施力物体,后有受力物体(2)力具有相互性:一个力总是关联着两个物体,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
说明:①相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触。
②力的大小用测力计测量。
(3)力具有矢量性:力不仅有大小,也有方向。
(4)力的作用效果:使物体的形状发生改变;使物体的运动状态发生变化。
(5)力的种类:①根据力的性质命名:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
②根据效果命名:如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。
说明:根据效果命名的,不同名称的力,性质可以相同;同一名称的力,性质可以不同。
定义:由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:①地球附近的物体都受到重力作用。
②重力是由地球的吸引而产生的,但不能说重力就是地球的吸引力。
③重力的施力物体是地球。
④在两极时重力等于物体所受的万有引力,在其它位置时不相等。
(1)重力的大小:G=mg说明:①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的,纬度越高,同一物体的重力越大,因而同一物体在两极比在赤道重力大。
②一个物体的重力不受运动状态的影响,与是否还受其它力也无关系。
③在处理物理问题时,一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。
(2)重力的方向:竖直向下(即垂直于水平面)说明:①在两极与在赤道上的物体,所受重力的方向指向地心。
②重力的方向不受其它作用力的影响,与运动状态也没有关系。
(3)重心:物体所受重力的作用点。
重心的确定:①质量分布均匀。
物体的重心只与物体的形状有关。
形状规则的均匀物体,它的重心就在几何中心上。
②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。
③薄板形物体的重心,可用悬挂法确定。
说明:①物体的重心可在物体上,也可在物体外。
②重心的位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。
【课程标准内容及要求 1.认识重力、弹力与摩擦力。
2.知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。
3.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。
实验二:探究弹簧弹力与形变量的关系。
实验三:探究两个互成角度的力的合成规律。
第1讲重力弹力一、重力1.产生:由于地球的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。
注意:物体在地球上不同位置处质量不会变;G的变化是由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向下,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。
4.重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
(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。
注意:重心的位置不一定在物体上。
二、弹力1.弹力(1)定义:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用。
(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,弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx①k叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m;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。
【自测下列图中各物体均处于静止状态。
图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是()答案 C命题点一弹力的有无及方向的判断1.“三法”判断弹力有无2.弹力方向的判断【例1画出如图所示情景中物体A受力的示意图。
答案如图所示【针对训练1】如图1所示,小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。
当小车与小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()图1A.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解析当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,细绳的拉力F T=0;当小车和小球向右做匀加速直线运动时,绳的拉力不能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确。
高中物理重力弹力和摩擦力知识点总结看看你都掌握了吗一、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力的大小G等于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,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。
二、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。
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。
)2、大小:弹簧的弹力大小由F等于kx计算,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。
三、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、注意事项:a、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
第二章物体间的相互作用第1讲重力弹力摩擦力【教学目标】1、理解力的物质性、相互性及矢量性,知道力的作用效果及三要素2、知道重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力及重心的概念。
3、理解弹力的产生条件和方向的判断,及弹簧的弹力的大小计算。
4、理解摩擦力的产生条件和方向的判断,及摩擦的大小计算。
【重、难点】1、弹力有无的判断;2、摩擦力的大小计算和方向判断【知识梳理】一、弹力1.概念:发生弹性形变的物体由于要对与它接触的物体产生力的作用。
2.产生条件:(1);(2)。
3.胡克定律:F = kx ,式中的k被称为,它的单位是,它由决定;式中的x是弹簧的。
二、摩擦力1.判断下列说法是否正确.(1)摩擦力一定与接触面上的压力成正比.( )(2)运动物体受到的摩擦力不一定等于μF N.( )(3)摩擦力的方向一定与正压力的方向垂直.( )(4)摩擦力的方向一定与物体的运动方向在一条线上.( )(5)静止的物体不可能受滑动摩擦力,运动的物体不可能受静摩擦力.( )(6)滑动摩擦力一定是阻力,静摩擦力可以是动力,比如放在倾斜传送带上与传送带相对静止向上运动的物体.( )典例精析考点一弹力的有无及方向判断1.弹力有无判断的“三法”(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.2.方向:(1)根据物体所受弹力方向与物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.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例2、如图所示,小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B,现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下列图所示的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()弹力方向的判定技巧和易错提醒1.技巧点拨轻绳和有固定转轴轻杆的相同点是弹力的方向是沿绳和沿杆的,但轻绳只能提供拉力,轻杆既可以提供拉力也可以提供支持力.2.易错提醒(1)易错误地将跨过光滑滑轮、杆、挂钩的同一段绳当两段绳处理,认为张力不同;(2)易错误地认为任何情况下杆的弹力一定沿杆.考点二弹力的分析与计算计算弹力的四种方法:(1)根据胡克定律计算;(2)根据力的平衡条件计算;(3)根据牛顿第二定律计算;(4)根据动能定理计算。
第二章相互作用一、对力的认识1.定义:物体与物体之间的相互作用.2.三要素:力的大小、方向和作用点.3.力的作用效果(1)改变物体的运动状态.⑵使物体发生形变.4.力的性质(1)物质性(2)相互性(3)矢量性⑷独立性二、重力三、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力的作用.2.产生条件(1)物体相互接触.(2)物体发生弹性形变.3.方向:弹力的方向总是与产生弹力的物体形变的方向相 ________4.大小(1)胡克定律:弹簧类弹力在弹性限度内遵守F= kx.(2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或牛顿第二定律求解.(1)接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力的方向总垂直,反之不一定成立.(2)“F f二U F N”中F N“并不一定等于物体的重力”(3)“阻碍”是指阻碍研究对象与其接触的物体间的相对运动,但并不一定阻碍物体的运动.1.下列关于重力的说法中正确的是( )A .由G= mg可知,物体的质量与重力成正比B .同一物体在地球上各处重力相同C .重力就是地球对物体的吸引力,其方向必定指向地心D .重力的大小不是总等于竖直测力计对物体的拉力解析:质量是物体所含物质的多少,是物体本身固有的属性,与重力大小无关,选项A 错误;同一物体在地球上的不同位置,重力大小略有差别,方向也不相同,选项B 错误;重力是由于地球对物体的吸引而产生的,其大小一般小于地球对物体的吸引力,方向是竖直向下而非指向地心,选项C 错误;用测力计竖直悬挂物体,只有当物体处于静止(或匀速直线运动)状态时,测力计的读数才等于物体的重力的大小,选项D 正确.答案:D2.一辆汽车停在水平地面上,下列说法中正确的是( )A .地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力B.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;汽车受到了向上的弹力, 是因为汽车发生了弹性形变C .汽车受到向上的弹力,是因为地面发生了弹性形变;地面受到向下的弹力,是因为汽车发生了弹性形变D .以上说法都不对解析:答案:C3.(2013湖北孝感市模拟)下列说法正确的是()A •摩擦力的大小一定与该处压力的大小成正比B •压力发生变化时,该处摩擦力可能不变C •摩擦力的方向与该处压力的方向可能不垂直D •摩擦力的方向不是与物体运动方向相同,就是与物体运动方向相反解析:静摩擦力的大小与该处的正压力没有直接关系,选项A 错误、B 正确;摩擦力的方向与接触面相切,弹力方向与接触面垂直,故摩擦力方向一定与弹力方向垂直,选项C 错误;水平匀速旋转的转盘上的物体受到的摩擦力与运动方向垂直,所以选项D 错误.答案:B4.如图甲所示,小孩用80 N 的水平力推木箱不动,木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F i;如图乙所示,小孩把木箱推动了,此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F2,若木箱对水平地面的压力大小为200 N,木箱与水平地面间的动摩擦因数为,则F i、F2的大小分别为()A.90 N、80 N B.80 N、45 NC.80 N、90 N D.90 N、90 N解析:甲图是静摩擦力,由平衡条件得:F i = 80 N,乙图是滑动摩擦力,由F f=^F 得F f 200 N = 90 N,故选项C正确.答案:C5.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F i、F2、F3,其大小关系是()A . F i = F2= F3B . F i = F2VF3C . F i = F3>F2D . F3>F i>F2解析:第一个图中,以弹簧下面的小球为研究对象,第二个图中,以悬挂的小球为研究对象,第三个图中,以小球为研究对象.第一个图中,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,二力平衡,= mg;后面两个图中,小球受竖直向下的重力和细线的拉力,二力平衡,弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F2= F3= mg,故三图中平衡时弹簧的弹力相等.答案:A对弹力的理解及分析1•弹力有无的判断方法(1)直接判断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.⑵利用假设法判断对形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉,看物体还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,则此处一定存在弹力.⑶根据“物体的运动状态”判断物体的受力必须与物体的运动状态符合,依据物体的运动状态,由物体受力平衡(或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否存在.画出图中静止的各球或杆受到的弹力.解析:平面与平面接触,弹力方向垂直于平面;平面与曲面接触,弹力方向垂直于平面,也垂直于曲面过接触点的切面;曲面与曲面接触,弹力方向垂直于公切面; 点与平面接触,弹力方向垂直于平面;点与曲面接触,弹力方向垂直于曲面过接触点的切面•根据不同接触面上弹力的特点,作图如图所示.(1)弹力方向的判断①先明确两物体间作用的类型,②再根据各种类型的特点来判断弹力的方向.(2)计算弹力大小常见的三种方法①根据力的平衡条件进行求解.②根据胡克定律F = kx进行求解.③根据牛顿第二定律进行求解.1—1: (2012 深圳市阶段性检测)如图所示,一重为8 N的球固定在AB杆的上端,今用测力计水平拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为6 N,则AB杆对球作用力的大小及方向为()A . 6 N,竖直向上B . 8 N,竖直向下C . 10 N,斜左上与竖直方向的夹角为37°D . 12 N,斜右上与竖直方向的夹角为53° 解析:取球受力分析如图所示,由平衡条件知F 杆=,62 + 82N= 10 N.设F杆与竖直方向的夹角为9,6则tan 9= £=G 8所以9= 37°.答案:C摩擦力方向的判断1.静摩擦力的有无及其方向的判定方法(1)假设法利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下:(2)状态法:从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件,并进一步分析组成条件中静摩擦力所起的作用,从而判断出静摩擦力的有无及方向.(3)利用牛顿第三定律来判断: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“反向”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.滑动摩擦力方向判断的关键——对“相对运动”的理解“相对运动”是指研究对象相对于与其接触的物体是运动的.因此,研究对象与其接触的物体可能一个静止,另一个运动(如物体在地面上运动时,物体是运动的,地面是静止的),也可能两者都是运动的.如图甲、乙所示,物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速度沿 F 方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法正确的是()A .甲、乙两图中物体 A 均受摩擦力,且方向均与 F 相同B .甲、乙两图中物体A 均受摩擦力,且方向均与 F 相反C .甲、乙两图中物体 A 均不受摩擦力D .甲图中物体A 不受摩擦力,乙图中物体 A 受摩擦力,方向和F 相同解析:图甲中,假设A 、B 之间光滑接触,则物体 A 在水平方向不受任何外力作 用,A 仍可保持原来的匀速直线运动,故 A 不受摩擦力;图乙中,假设物体 A 不受摩 擦力或所受摩擦力沿斜面向下时,则 A 将会在重力沿斜面向下的分力或该分力与摩擦 力的合力作用下,沿斜面向上做匀减速直线运动,与题设条件矛盾,故 A 所受摩擦力 应沿斜面向上.答案:D2- 1: 一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆,杆与斜面接触面粗糙.斜面体水平向右运动过程 中,发现杆匀加速上升,如图所示,关于斜面体对杆的作用力,下列判断正确的是( )A .斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B .斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C .斜面体对杆的作用力竖直向上D .斜面体对杆的作用力竖直向下解析:杆匀加速上升,斜面体水平向右运动,杆相对于斜面体向上滑动,因此杆 受的摩擦力沿斜面向下,A 对,B 错;杆受的支持力垂直于斜面向上,杆受斜面体的作 用力斜向右上方,C、FD项错误.答案:A摩擦力大小的计算有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,如图所示.现用一水平力F作用在乙物体上,物体仍保持静止,下列说法正确的是()A .丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B.甲受到水平向右的摩擦力作用C .乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D .丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右解析:甲、乙、丙均处于静止状态,确定丙与地面间的摩擦力可采用整体法.研究甲、乙、丙的受力情况时,需要将它们隔离开进行分析.对于选项A,以甲、乙、丙三者整体为研究对象,此整体在水平方向上受平衡力的作用,因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向水平向左,选项A正确;对于选项B,以甲为研究对象,甲不受摩擦力,选项B错误;对于选项C,乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反,由此可知,乙对丙摩擦力的大小等于F,方向水平向右,故选项C正确,选项D错误.答案:AC1•静摩擦力大小的计算根据物体的运动状态求解(1)若物体处于平衡状态,利用平衡条件求解.(2)若物体有加速度,利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解.2.滑动摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小用公式F f二yF来计算,但应注意:①卩为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关,F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面的面积大小也无关.(2)根据物体的运动状态求解①若物体处于平衡状态,利用平衡条件求解.②若物体有加速度,利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解.3- 1: (2013银川模拟)在水平力F作用下,重为G 的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示,若物体与墙之间的动摩擦因数为则物体所受的摩擦力的大小为( )A .^FB . ^F+ GC.G解析:由F f = ^F N得F f= ^F, A正确,B错误;由竖直方向二力平衡得F = G, C 正确,D 错误.答案:AC摩擦力的突变问题(静—静“突变”)一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F I、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1 = 10 N , F2= 2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()A . 10 N,方向向左B . 6 N,方向向右C . 2 N,方向向右D. 0解析:当物体受F i、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N,可知最大静摩擦力F fmax》8 N .当撤去力F1后,F2 = 2 NvF fmax,物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向.C正确.答案:C(“静—动”突变)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a变大),另一端不动,如图所示.则铁块受到的摩擦力F f随角度a的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()解析:设木板与水平面间的夹角增大到B时,铁块开始滑动,显然当a<B时,铁块与木板相对静止.由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦力的大小为F f= mgsin a; 当a> 9时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力.设动摩擦因数为卩,由滑动摩擦力公式得,铁块受到的滑动摩擦力为F f=卩mgos 9.通过上述分析知道:a< 9时,静摩擦力随a角增大按正弦函数增加;当a》9时, 滑动摩擦力随a角增大按余弦规律减小,所以正确选项为C.答案:C1.(2012山东基本能力)力是物体间的相互作用.下列有关力的图示及表述正确的是()解析:由于在不同纬度处重力加速度g 不同,旅客所受重力不同,故对飞机的压力不同,A 错误.充足气的篮球平衡时,篮球壳对内部气体有压力作用,即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力,故B 正确.书对桌子的压力作用在桌子上,箭尾应位于桌面上,故C 错误.平地上匀速行驶的汽车,其主动轮受到地面的静摩擦力是其前进的动力,地面对其从动轮的摩擦力是阻力,汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进,故D 正确:答案:BD2. (2013安庆检测)下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()A •极限法B •放大法C •控制变量法D •等效替代法解析:图甲是利用光的多次反射将微小形变放大,图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变,故为放大法,B正确.答案:B3. (2012海南单科)下列关于摩擦力的说法,正确的是()A •作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速B •作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速C •作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速D •作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速解析:摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势),而物体间的相对运动与物体的实际运动无关•当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时,摩擦力是动力,方向相反时为阻力,故C、D项正确.答案:CD4.(2013揭阳模拟)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()ArrayA •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答案:B5.两个宽度同为d的水平光滑直角槽,槽两边上面分别放两个质在同一水平面上,量分布均匀的小球,两个球的质量相同,半径为R1和R2,每个球受到槽单侧边沿的弹力分别为F NI和F N2,已知R2>R i>d,则F NI和F N2的关系正确的是()A.F NI=F N2B.F NI<F N2C.F NI>F N2D .以上条件不能确定F NI和F N2的大小关系解析:对小球受力分析如图所示,每个球受到槽两侧边沿的弹力均为F N,有Fg 他Q i2F N COS 2 = mg,因为R2>R I,所以Q< Q i, cos^>cos ㊁,可得F NI>F N2.答案:C6.木块甲、乙分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为. 夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现将F二1 N的水平拉力作用在木块乙上,如图所示,力F作用后()A .木块甲所受摩擦力大小是B .木块甲所受摩擦力大小是NC .木块乙所受摩擦力大小是9 ND .木块乙所受摩擦力大小是7 N解析:由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力F max = ^F N= X 60 N = 15 N,弹簧的弹力F弹=kx = 400X N = 8 N,木块乙受到向右的力F弹+ F = 9 NvF max,故木块乙仍静止.由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力F f L=r ................................................................. I——最大静摩擦力F' max=卩F N= X 50 N = N,弹簧的弹^//////ZZ/ZZZ/////Z/ZZZ/Z/ 力卩弹=8 N<F ' max,故甲仍静止,受到向右的摩擦力F f甲=F弹=8 N,故A、B错误.答案:C。