高中物理讲义：相互作用
新课程标准核心知识提炼
1.认识重力、弹力与摩擦力。通过实验,
了解胡克定律。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。
2.通过实验,了解力的合成与分解,知
道矢量和标量。能用共点力的平衡条件
分析日常生活中的问题。
重力弹力胡克定律
滑动摩擦和静摩擦
动摩擦因数
力的合成与分解
矢量和标量共点力的平衡
实验：探究弹簧形变与弹力的关系
实验：研究两个互成角度力的合成规律
第1节重力弹力
一、力
1．力的概念：力是物体对物体的作用。[注1]
2．力的三要素：力的大小、方向、作用点。
3．力的表示方法：力的图示或力的示意图。[注2]
二、重力
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。[注3]
2．大小：与物体的质量成正比,即G＝mg。可用弹簧测力计测量重力。
3．方向：总是竖直向下的。
4．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。
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。[注4]
(2)产生的条件：
①物体间直接接触。
②接触处发生弹性形变。
(3)方向：总是与物体形变的方向相反。
2．胡克定律
(1)内容：弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式：F＝kx。k是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是N/m,x是弹簧长度的改变量,不是弹簧形变以后的长度。
【注解释疑】
[注1] 力的作用是相互的(一个巴掌拍不响)。
[注2] 力的图示VS示意图
力的图示是严格表示力的方法,需要把力的三要素全部表示出来,而力的示意图只表示力的作用点和方向。
[注3] 重力并不是地球对物体的引力,产生差异的原因是地球自转。
[注4] 施力物体是发生形变的物体,受力物体是阻碍恢复形变的物体。
[深化理解]
1．力不能脱离物体而独立存在,没有施力物体或受力物体的力是不存在的。
2．重心是重力的“等效作用点”,不一定在物体上,其具体位置由物体质量分布规律和几何形状共同决定。
3．物体所受支持力的大小不一定等于重力,其大小与物体的放置方式及运动状态有关。
4．胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用,但形变量必须在弹性限度内。
[基础自测]
一、判断题
(1)自由下落的物体所受重力为零。(×)
(2)重力的方向不一定指向地心。(√)
(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间。(√)
(4)相互接触的物体间一定有弹力。(×)
(5)F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。(×)
(6)弹簧的形变量越大,劲度系数越大。(×)
(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。(√)
二、选择题
图示改编]如图所示,两辆车正以相同的速度做匀速运动,根据图中所1．[人教版必修1 P
52
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无关
D．力是使物体运动的原因
解析：选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,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,所以选项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,故选项C错误；力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以选项D错误。
2．[沪科版必修1 P
71 T
4
]在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图所示,筷
子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为( )
A．均竖直向上
B．均指向球心O
C．A点处指向球心O,B点处竖直向上
D．A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上
解析：选D A点处弹力的方向沿半径指向球心O,B点处弹力的方向垂直于筷子斜向上,故D正确。
3．(江苏高考)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为( )
A．40 m/N B．40 N/m
C．200 m/N D．200 N/m
解析：选D 由F＝kx知,弹簧的劲度系数k＝F
x
＝
4
0.02
N/m＝200 N/m,选项D正确。
高考对本节内容的考查,主要考查重力、弹力的产生条件,大小以及方向的判断,其中对弹
力的有无及方向判断和“弹簧模型”在不同情景下的综合问题在高考中出现频率较高,主要以选择题的形式出现,难度一般,一些计算题也涉及这方面的知识,难度会稍大一些。
考点一弹力的有无及方向判断[基础自修类]
[题点全练]
1．[细线拉力和斜面弹力有无的判断]
匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触。关于小球的受力,下列说法正确的是( )
A．重力和细线对它的拉力
B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力
C．重力和斜面对它的支持力
D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力
解析：选A 小球必定受到重力和细线的拉力。小球和光滑斜面接触,假设斜面对小球有弹力,小球将受到三个力作用,重力和细线的拉力在竖直方向上,弹力垂直于斜面向上,三个力的合力不可能为零,与题设条件矛盾,故斜面对小球没有弹力,故A正确。
2．[细绳拉力和弹簧弹力有无的判断]
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
解析：选D 若小球与小车一起做匀速运动,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。
3．[斜面和墙面弹力的有无及方向判断]
如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心。下列说法正确的是( )
A．铁球一定受墙面水平向左的弹力
B．铁球可能受墙面水平向左的弹力
