人教版高一物理必修一第三章研相互作用知识点及练习
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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。
2020—2021人教物理必修一第三章相互作用练习(附)答案人教必修一第三章相互作用一、选择题1、如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到B的摩擦力水平向左C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右2、如图所示是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是()A.F1和F2B.F1和F4C.F1和F3、F4D.都不相同3、在2016年里约奥运会上,中国代表团的施廷懋夺得跳水女子三米板金牌.如图是运动员踩下跳板的图片,下列说法正确的是()A.跳板面受到弹力的作用,是因为运动员的脚发生了形变B.跳板面受到弹力的作用,是因为跳板发生了形变C.运动员踩跳板,跳板先发生形变,运动员的脚后发生形变D.运动员受向上的弹力,是因为运动员的脚发生了形变4、(双选)如图所示,有一刚性方形容器被水平力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,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大5、(双选)如图甲中,在半球形的碗中放一木杆,碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2;图乙中杆的一端用铰链O固定在墙上,另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住,以下说法中正确的是()甲乙A.图甲中F1与F2没有作用在同一点,不是共点力B.图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点,这两个力是共点力C.图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交,不是共点力D.图乙中若F垂直于杆向上,则F与G也不是共点力6、(双选)如图所示,在斜面上静止着一个物块,斜面对物块的支持力和摩擦力分别为F N和F f.如果增大斜面的倾角θ,而物块仍能在斜面上保持静止,则这一过程中()A.F N增大B.F N减小C.F f增大D.F f减小7、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.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,其重力方向垂直斜面向下D.物体的形状改变后,其重心位置不会改变8、如图所示,轻弹簧的劲度系数为k,小球的质量为m,平衡时小球在A位置.今用力F将小球向下压缩x至新的平衡位置B,则此时弹簧的弹力大小为()A.kx B.mg+kxC.F D.mg-kx9、如图所示,两个物体A、B的质量均为1 kg,各接触面间的动摩擦因数均为0.3,同时用F=1 N的两个水平力分别作用在A、B上,则地面对物体B、B对物体A的摩擦力分别为(g取10 m/s2)()A.6 N 3 N B.1 N 1 NC.0 1 N D.0 2 N10、如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形,且三个力的大小关系是F1<F2<F3,则下列四个选项中,这三个力的合力最大的是()A B C D11、(双选)如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,下列说法正确的是()甲乙丙A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最小C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大二、非选择题12、思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在.( )(2)只有相互接触的物体间才有力的作用.()(3)重力就是地球对物体的吸引力.()(4)重力的方向也可以表述为指向地心.()(5)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上. ()13、如图所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少?14、如图所示,一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间,已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角,且θ=60°,所有接触点和面均不计摩擦.试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2.2020—2021人教物理必修一第三章相互作用练习(附)答案人教必修一第三章相互作用一、选择题1、如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到B的摩擦力水平向左C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右【答案】C[对A物体,由于A匀速运动,由水平方向二力平衡可知,B对A 的摩擦力必与F等值反向,故选项A、B错误;对B物体,由力的作用的相互性可知,A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,选项C正确;对A、B整体分析,由于A、B一起向左匀速运动,则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,且水平向右,故选项D错误.]2、如图所示是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是()A.F1和F2B.F1和F4C.F1和F3、F4D.都不相同【答案】B[判断作用效果是否相同,应从力的三要素,即大小、方向和作用点去考虑,可知F1和F2,F1和F3,F3和F4明显效果不同,F1和F4的作用效果相同,选项B正确.]3、在2016年里约奥运会上,中国代表团的施廷懋夺得跳水女子三米板金牌.如图是运动员踩下跳板的图片,下列说法正确的是()A.跳板面受到弹力的作用,是因为运动员的脚发生了形变B.跳板面受到弹力的作用,是因为跳板发生了形变C.运动员踩跳板,跳板先发生形变,运动员的脚后发生形变D.运动员受向上的弹力,是因为运动员的脚发生了形变【答案】A[跳板面受到弹力的作用,是因为运动员的脚发生了形变,从而产生对跳板面的弹力作用,选项A正确,B错误;板对人的作用力与人对板的作用力是相互作用力,同时产生,一起发生形变,选项C错误;跳水运动员受到弹力是由于跳板发生了弹性形变,从而对与跳板接触的人产生了力的作用,选项D错误.]4、(双选)如图所示,有一刚性方形容器被水平力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,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大【答案】AC[由题知容器始终保持静止状态,受力平衡,所受的摩擦力等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A正确,B错误;水平方向上受力平衡,若最大静摩擦力大于重力时,力F可能不变,若最大静摩擦力小于等于重力时F要增大,故C正确,D错误.]5、(双选)如图甲中,在半球形的碗中放一木杆,碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2;图乙中杆的一端用铰链O固定在墙上,另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住,以下说法中正确的是()甲乙A.图甲中F1与F2没有作用在同一点,不是共点力B.图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点,这两个力是共点力C.图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交,不是共点力D.图乙中若F垂直于杆向上,则F与G也不是共点力【答案】BC[根据共点力的定义可知,图甲中F1与F2不平行,作用线的延长线一定交于一点,故F1、F2是共点力,选项A错,B对;图乙中F竖直向上,与G平行,则不是共点力,若F垂直杆向上,则作用线的延长线必与重力G的作用线的延长线相交,此时F与G就是共点力,选项C对,D错.]6、(双选)如图所示,在斜面上静止着一个物块,斜面对物块的支持力和摩擦力分别为F N和F f.如果增大斜面的倾角θ,而物块仍能在斜面上保持静止,则这一过程中()A.F N增大B.F N减小C.F f增大D.F f减小【答案】BC[根据平衡条件和重力的作用效果,斜面对物块的支持力F N=mgcos θ,摩擦力F f=mgsin θ,由于倾角θ增大,故F N减小,F f增大.]7、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 .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,其重力方向垂直斜面向下D .物体的形状改变后,其重心位置不会改变【答案】B [由于物体浸没于水中时,受到向上的浮力,弹簧测力计的拉力减小了,但物体的重力并不改变,选项A 错误;当两物体所处的地理位置相同时,g 值相同,质量大的物体的重力必定大,但当两物体所处的地理位置不同时,如质量较小的物体放在地球上,质量较大的物体放在月球上,由于月球上g 值较小,而使质量较大的物体的重力不一定较大,选项B 正确;重力的方向是竖直向下的,而不是垂直向下的,选项C 错误;物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定,当物体的形状改变时,其重心可能发生改变,故选项D 错误.]8、如图所示,轻弹簧的劲度系数为k ,小球的质量为m ,平衡时小球在A 位置.今用力F 将小球向下压缩x 至新的平衡位置B ,则此时弹簧的弹力大小为( )A .kxB .mg +kxC .FD .mg -kx【答案】B [当弹簧处于平衡位置A 时:设弹簧的形变量为x 1,由胡克定律得:mg =kx 1,解得x 1=mg k .将小球向下压缩x 至B 位置时,弹簧的形变量x 2=mg k +x.由胡克定律得:F 弹=kx 2,即:F 弹=k ×⎝ ⎛⎭⎪⎫mg k +x =mg +kx ,故选B.] 9、如图所示,两个物体A 、B 的质量均为1 kg ,各接触面间的动摩擦因数均为0.3,同时用F =1 N 的两个水平力分别作用在A 、B 上,则地面对物体B 、B 对物体A 的摩擦力分别为(g 取10 m/s 2)( )A.6 N 3 N B.1 N 1 NC.0 1 N D.0 2 N【答案】C[以A、B整体为研究对象进行受力分析,可知地面对B的摩擦力为零;再以A为研究对象进行受力分析,F f=μmg=3 N>1 N,可知B对A的摩擦力与力F大小相等、方向相反,即为1 N,所以选项C正确.]10、如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形,且三个力的大小关系是F1<F2<F3,则下列四个选项中,这三个力的合力最大的是()A B C D【答案】C[根据平行四边形定则可知,A项中三个力的合力为2F1,B项中三个力的合力为0,C项中三个力的合力为2F3,D项中三个力的合力为2F2,由于三个力的大小关系是F1<F2<F3,所以C项合力最大.故C正确.]11、(双选)如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,下列说法正确的是()甲乙丙A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最小C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大【答案】BC[图中三个物体对地面的压力分别为F N甲=mg-Fsin θ,F N乙=mg+Fsin θ,F N丙=mg,因它们均相对地面滑动,由摩擦力F f=μF N知,F f乙>F f丙>F f,B、C正确.]甲二、非选择题12、思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)力可以离开施力物体或受力物体单独存在.( )(2)只有相互接触的物体间才有力的作用.()(3)重力就是地球对物体的吸引力.()(4)重力的方向也可以表述为指向地心.()(5)重心是物体重力的作用点,重心一定在物体上. ()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×13、如图所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少?[解析]以木块1为研究对象,它所受到的摩擦力为F=μF N=μm1g,根据二力平衡条件,弹簧弹力T=F=μm1g,而根据胡克定律T=k(d-L)所以两木块之间的距离d=μm1gk+L.[答案]μm1gk+L14、如图所示,一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间,已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角,且θ=60°,所有接触点和面均不计摩擦.试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2.[解析]小球的重力产生两个作用效果:压紧墙壁和A点,作出重力及它的两个分力F1′和F2′,构成的平行四边形,如图所示.小球对墙面的压力F1=F1′=mgtan 60°=100 3 N,方向垂直墙壁向右;小球对A点的压力F2=F2′=mgcos 60°=200 N,方向沿OA方向.[答案]见解析。
《相互作用》考点梳理考点1: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)大小:G=mg.(3)方向:总是竖直向下.(4)g的含义:重力加速度,通常取9.8 m/s2.【加强训练】1.下列关于重力的说法中,不正确的是( )A.重力就是地球对物体的吸引力B.重力就是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力C.重力的方向总是竖直向下的D.重力的大小可用弹簧秤测量2.关于重力的以下说法中,正确的是( )A.重力没有施力物体B.物体静止时受到的重力最大,沿水平面运动时的变小C.重力的方向总是竖直向下的D.重力的大小只决定于物体质量3.正在空中飞行的子弹(空气阻力不计)所受到的力为( )A.重力、向前的冲力B.重力C.重力、火药爆炸产生的气体的推力D.重力、向前运动的力4.下列说法中正确的是( )A.施力物体对受力物体施加了力,施力物体自身可不受力的作用;B.一个物体也能产生力,不需要另一个受力物体;C.物体受到的每一个力,都有施力物体存在;D.施力物体是主动施加力的作用的物体,而受力物体是被动接受力的作用的物体。
考点2:重心(1)定义: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,这一点就是物体的重心.(2)决定物体重心位置的因素①物体的形状.②物体质量分布.(3)确定重心位置:悬挂法.【加强训练】1. 关于物体的重心,下列说法中正确的是 ( )A . 任何物体的重心都一定在这个物体上B . 重心的位置只与物体的形状有关C . 形状规则、质量分布均匀的物体,其重心在物体的几何中心D . 物体重心的位置一定会随物体形状改变而改变2.关于重心、重力,下面说法正确的是:( )A .形状规则的物体,它的重心一定在其几何中心B .重力就是地球对物体的吸引力C .任何物体都可以用悬挂法确定其重心位置D .物体的重心不一定在物体上考点3:弹力1.形变:物体在力的作用下形状或体积会发生改变,这种变化叫做形变. 2.定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用. 3.分类:压力、支持力和拉力.4.方向:(1)压力和支持力:垂直于接触面,指向被压或被支持的物体.(2)绳的拉力:沿着绳子指向绳子收缩的方向.【加强训练】1.下列关于弹力产生的条件的说法中,正确的是 ( )A .物体间不相互接触,也能产生弹力B .只要两物体接触就一定会产生弹力C .只有弹簧才能产生弹力D .两个物体直接接触且相互挤压发生形变才会产生弹力2.下列关于弹力的说法中正确的是( )A .不接触的物体间也可能存在弹力B .直接接触的两个物体间必然有弹力存在C .只要物体发生形变就一定有弹力D .在直接接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力3.在下图所示各情况中,物体A 、B 之间一定有弹力的是( )A B A A B A B BA CD B重要考点4:胡克定律1.弹性形变:撤去作用力后能够恢复原状的形变. 2.弹性限度:当形变超过一定的限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来形状的限度. 3.胡克定律: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,即F =kx . 4.劲度系数:公式F =kx 中的k 称为劲度系数,单位是牛顿每米,单位的符号是N/m .【加强训练】1. 一根弹簧原长10cm ,挂上重2N 的砝码时,伸长1cm ,这根弹簧挂上重8N 的物体时,它的长度为(弹簧的形变是弹性形变) ( )A .4cmB .14cmC .15cmD .44cm2.在弹性限度之内,一轻弹簧受到10N 的拉力时,它的伸长量是4cm ,则该弹簧劲度系数是 _ N/m ,当弹簧不受拉力时,该弹簧劲度系数是_ _ N/m ,当弹簧两端受到拉力为10N ,弹簧的伸长量是_ __cm3.如图所示是探究某根弹簧的伸长量x 与所受拉力F 之间的关系图,由图可知,弹簧的劲度系数是 N/m ;当弹簧受F=800N 的拉力作用时,弹簧的伸长量为 cm 。
人教版高中物理(必修一)第三章相互作用重、难点梳理第一节重力基本相互作用一、教学要求:1、了解力是物体对物体的作用,力的作用是相互的,认识力能使物体发生形变或物体运动状态发生改变。
2、知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图。
3、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。
4、知道重力产生的原因及其定义。
5、知道重心的含义。
6、了解四种相互作用。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点:(1)力的概念,图示及力的作用效果。
(2)重力的概念及重心的理解。
2、难点:(1)力的概念。
(2)重心的概念和位置。
3、疑点:(1)不相互接触的物体间是否可能有力的作用(2)重力是否等于地球对物体的吸引力4、易错点:重力的方向以及重力产生的原因及其定义和重心的含义。
三、教学资源:1、教材中值得重视的题目:P57 2.(4) 3.2、教材中的思想方法:知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。
能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个要素有关。
能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。
自己动手,找不规则薄板重心的实验锻炼自己的动手能力,并通过重心的概念渗透“等效代换”的理物方法。
第二节弹力一、教学要求:1、知道弹力产生的条件。
2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
3、知道弹性限度范围内形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律。
会用胡克定律解决有关问题。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点:(1)弹力有无的判断和弹力方向的判断。
(2)弹力大小的计算。
(3)实验设计与操作。
2、难点:弹力的有无及弹力方向的判断3、疑点:(1)发生形变的物体是否一定会有弹力产生(2)是否形变量越大弹力就越大4、易错点:在力的示意图中画出压力、支持力、绳的拉力的方向。
三、教学资源:1、教材中值得重视的题目:P60 3.4.2、教材中的思想方法:通过归纳得出弹力产生的条件是物体发生弹性形变,学会用放大的方法去观察微小形变,知道实验数据处理常用的方法,尝试作用图象法处理数据。
1.某研究小组对“滑动摩擦力的大小与接触面积、接触面湿度是否有关”的问题进行探究.他们选择了一块各面粗糙程度相同并带有挂钩的长方体物块为研究对象.那么:(1)实验所用到的测量工具是__________.(2)在测量滑动摩擦力的大小时,必须让物块在水平面上做__________运动,才能使测出拉力的大小与滑动摩擦力的大小__________.(3)下表为实验记录表格,通过分析表中序号为1、2、3的实验记录可得到的初步结论是:滑动摩擦力的大小与__________无关;表中序号为3、4、5的实验记录,则可说明滑动摩擦力的大小与__________有关.序号接触面积S接触面干湿程度摩擦力f/N1 小干2 中干3 大干4 大较湿5 大湿2.如右图所示,A为粗糙长木板,在水平面以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是()A.若是v1=v2,A、B之间无滑动摩擦力B.若是v1>v2,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力C.若是v1<v2,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力D.若是v1>v2,A受到了B所施加向左的滑动摩擦力3.右图为研究摩擦力的装置示意图,木块A受到的重力是100N,砝码盘B受到的重力忽略不计.当B中放入25N的砝码时,A恰好能匀速运动,则A与桌面间的动摩擦因数μB中放入10N砝码时,A静止不动.此时在水平方向A受到两个力的作用,即__________力,大小为__________N;__________力,大小为__________N.当B中放入40N砝码时,A受到的摩擦力为__________N.4.如图所示,矩形均匀薄板长AC=60cm,宽CD=10cm,在B点以细线悬挂,板处于平衡,AB=35cm,则悬线和板边缘CA的夹角α等于多少?4题图5题图5.如图所示,一等边三角形ABC,在BC两点各放一个质量为m的小球,在A处放一个质量为2m的小球,则这个球组的重心在何处?6.如图所示的ABC是木匠用的曲尺,它是用粗细不同、质量分布均匀、AB和BC质量相等的木料做成的,D是AC连线的中点,E是AB的中点F和BC的中点G 连线的中点,则曲尺的重心在()A.B点B.D点C.E点D.G点7.如图所示,A、B是两个相同的轻弹簧,原长都是L0=10cm,劲度系数km,现测得两个弹簧的总长为26cm,则(g取10m/s2)()A.m=3kg B.m=2kgC.m=D.m=1kg8.在现代汽车技术中,一般轿车都设置有“汽车悬架”,麦弗逊式(Mcpherson)及烛式悬架都是将螺旋弹簧和减振器有机组合,对缓冲冲击和消减冲击产生的振动全面考虑,大大提高了乘坐者的舒适性.现在有一组合弹簧,一根大弹簧内套了一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长.为了测量弹簧的劲度系数,把组合弹簧的一端平齐并竖直固定,另一端处于自由状态,如下图甲所示.当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示,则大弹簧的劲度系数k1和小弹簧的劲度系数k2分别为多少?(9题图)9.如图所示,G A=100N,G B=40N,弹簧的劲度系数为500N/m,不计绳重和摩擦,求物体A对支持面的压力和弹簧的伸长量.10.关于共点力,下列说法中不正确的是()A.作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,这两个力是共点力B.作用在一个物体上的两个力,如果是一对平衡力,则这两个力是共点力C.作用在一个物体上的几个力.如果它们的作用点在同一点上,则这几个力是共点力D.作用在一个物体上的几个力,如果它们力的作用线汇交于同一点,则这几个力是共点力11.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如下图所示,已知绳ac和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac绳和bc绳中的拉力分别为()A.32mg,12mg B.12mg,32mgC.34mg,12mg D.12mg,34mg12.如图所示,两根轻绳AO与BO所能承受的最大拉力大小相同,轻绳长度AO<BO,若把所吊电灯的重力逐渐增大,则()A.AO绳先被拉断B.BO绳先被拉断C.AO绳和BO绳同时被拉断D.条件不足,无法判断13.两根长度相等的轻绳,下端悬挂一质量为m的物体,绳的上端分别固定在水平天花板上的M、N点.M、N两点之间的距离为s,如下图所示,已知两绳能承受的拉力均为F T,每根绳的长度不得短于多少?14.(2011年高考题)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。
人教版高一物理必修一第三单元知识点:相互作用第三章相互作用重力基本相互作用力和力的图示力定义:物体与物体之间的相互作用。
单位:牛顿,简称牛(N)。
力的图示定义:可以用带箭头的线段表示力。
它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。
重力重力定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
公式:G=mg重力是矢量,既有大小,又有方向。
重心定义:一个物体各部分受到的重力作用集中的一点。
质量均匀分布的物体,常称均匀物体,中心的位置只跟物体的形状有关。
质量分布不均匀的物体,中心的位置除了跟物体的形状有关,还跟物体内质量的分布有关。
四种基本相互作用万有引力强相互作用弱相互作用电磁相互作用弹力弹性形变和弹力形变定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变。
弹性形变:物体在形变后能恢复原状的形变。
弹力定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力的作用。
弹性限度:物体受到外力作用,在内部所产生的抵抗外力的相互作用力不超过某一极限值时,若外力作用停止,其形变可全部消失而恢复原状,这个极限值称为“弹性限度”。
产生弹力的物体是发生弹性形变的物体。
方向:垂直于接触面,指向形变物体恢复原状的方向。
几种弹力压力和支持力拉力胡克定律弹力的大小跟形变的大小有关系,形变越大,弹力也越大,形变消失,弹力随之消失。
公式:F=kx k——弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米(N/m)。
摩擦力摩擦力:连个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上所产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
滚动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦。
静摩擦力定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时产生的摩擦力。
方向:沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反。
静摩擦力的增大有个限度,最大值在数值上等于物体刚刚开始运动时的拉力。
只要一个物体与另一物体间没有产生相对于运动,静摩擦力的大小就随着前者所受的力的增大而增大,并与这个力保持大小。
第三章 《相互作用》一、三种性质力1、 重力(1)重力是由于地球的吸引而产生的力;(2)重力的大小:G=mg ,重力加速度:从赤道到两极g 值,在极地G 最大,等于地球与物体间的万有引力;随着高度的变化g 值。
在有限范围内,在同一问题中重力认为是恒力,运动状态发生了变化,即使在超重、失重、完全失重的状态下重力不变;(3)重力的方向永远竖直向下(与水平面垂直,而不是与支持面垂直);(4)物体的重心:确定重心的方法:悬吊法,支持法。
2、 弹力、胡克定律:(1)弹力是物体接触伴随形变而产生的力。
※弹力是接触力弹力产生的条件:接触(并发生形变),有挤压或拉伸作用。
常见的弹力:拉力,绳子的张力,压力,支持力;(2)弹力的大小与形变程度相关。
形变程度越重,弹力越大。
(3)弹力的方向:弹力的方向与施力物体形变方向相反(是施力物体恢复形变的方向),与接触面垂直。
结论:两物体接触发生形变,弹力方向:面面接触: 点面接触:点点接触:(4)胡克定律:内容:在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧伸长(或压缩)的长度成正比。
数学表达式:F=kx (x 长度改变量:'='-x x x x x 现长原长00,)3、 摩擦力(1)摩擦力发生在相互接触且挤压有相对运动或相对运动趋势的物体之间。
※摩擦力是接触力摩擦力产生的条件:接触、挤压,有相对运动或相对运动趋势存在。
(含盖了产生弹力的条件)(2)摩擦力的方向:总是与相对运动或相对运动趋势方向相反,与接触面相切。
摩擦力方向与相对运动(或相对运动趋势)方向相反,从而找到摩擦力的方向: 摩擦力既可以是动力,也可以是阻力;可以做正功,也可以做负功。
(3)摩擦力的大小滑动摩擦力f N =μ·,N 为正压力静摩擦力是一组值,其中有一个最大值,称为最大静摩擦(使物体开始运动时的静摩擦力)。
不能用f N =μ·来计算,只能根据作用力、反作用力的关系,平衡条件或牛顿二定律求解。
◎知识梳理要对力有深刻的理解,应从以下几个方面领会力的概念。
1.力的本质(1)力的物质性:力是物体对物体的作用。
提到力必然涉及到两个物体一—施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在。
有力时物体不一定接触。
(2)力的相互性:力是成对出现的,作用力和反作用力同时存在。
作用力和反作用力总是等大、反向、共线,属同性质的力、分别作用在两个物体上,作用效果不能抵消.(3)力的矢量性:力有大小、方向,对于同一直线上的矢量运算,用正负号表示同一直线上的两个方向,使矢量运算简化为代数运算;这时符号只表示力的方向,不代表力的大小。
(4)力作用的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响,这就是力的独立作用原理。
2.力的作用效果力对物体作用有两种效果:一是使物体发生形变_,二是改变物体的运动状态。
这两种效果可各自独立产生,也可能同时产生。
通过力的效果可检验力的存在。
3.力的三要素:大小、方向、作用点完整表述一个力时,三要素缺一不可。
当两个力 F1、F2的大小、方向均相同时,我们说F1=F2,但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效果。
力的大小可用弹簧秤测量,也可通过定理、定律计算,在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号是N。
4.力的图示和力的示意图(1)力的图示:用一条有向线段表示力的方法叫力的图示,用带有标度的线段长短表示大小,用箭头指向表示方向,作用点用线段的起点表示。
(2)力的示意图:不需画出力的标度,只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。
5.力的分类(1)性质力:由力的性质命名的力。
如;重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。
(2)效果力:由力的作用效果命名的力。
如:拉力、压力、支持力、张力、下滑力、分力:合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。
6.重力(1).重力的产生:重力是由于地球的吸收而产生的,重力的施力物体是地球。
(2).重力的大小:○1由G=mg计算,g为重力加速度,通常在地球表面附近,g取9.8米/秒2,表示质量是1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。
○2由弹簧秤测量:物体静止时弹簧秤的示数为重力大小。
(3).重力的方向:重力的方向总是竖直向下的,即与水平面垂直,不一定指向地心.重力是矢量。
(4).重力的作用点——重心○1物体的各部分都受重力作用,效果上,认为各部分受到的重力作用都集中于一点,这个点就是重力的作用点,叫做物体的重心。
○2重心跟物体的质量分布、物体的形状有关,重心不一定在物体上。
质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。
(5).重力和万有引力重力是地球对物体万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转的向心力,同一物体在地球上不同纬度处的向心力大小不同,但由此引起的重力变化不大,一般情况可近似认为重力等于万有引力,即:mg=GMm/R2。
除两极和赤道外,重力的方向并不指向地心。
重力的大小及方向与物体的运动状态无关,在加速运动的系统中,例如:发生超重和失重的现象时,重力的大小仍是mg 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-L 0|,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。
◎ 例题评析【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【分析与解答】 力是物体间的相互作用,不一定发生在直接接触的物体间,直接接触而发生的作用叫接触力,如弹力、摩擦力;通过场发生的作用叫场力,如重力、电场力、磁场力等。
物体的施力和受力不分先后,总是同时的。
正确答案为B 、D【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【分析与解答】 重心是物体各部分的重力的合力的作用点,薄板物体的重心位置可以用悬挂法确定,其他形状的物体重心位置也可以用悬挂法想象的讨论。
重心不一定在物体上,也当然不是物体中最、重的一点,故AB 错,(如一根弯曲的杆,其重心就不在杆上)用悬线挂起物体处于静止时,由二力平衡原理知细线拉力必与重力等大、反向、共线,故C 正确。
【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?【分析与解答】当小车静止时,根据物体平衡条件可知,杆对球的弹力方向竖直向上,大小等于mg 。
当小车加速运动时,设小球受的弹力F 与竖直方向成θ角,如图所示,根据牛顿第二定律,有:Fsin θ=ma Fcos θ=mg解得:F=22)()(ma mg tan θ=a/g可见,杆对球弹力的方向与加速度大小有关,只有当加速度a=gtan α、且方向向右时,杆对球的弹力才沿着杆;否则不沿杆的方向。
(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。
【例4】在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为ι、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,如图甲所示.木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 ( )【分析与解答】:方法一选连接体为研究对象,对它进行受力分析,其受力如图乙所示.对连接体整体,由三力平衡得F-F l-F2=0,其中,F1=μm1g,F2=μm2g.选木块2为研究对象,其受力如图丙所示,由三力平衡得F-F2-F弹=O,其中,F弹为弹簧的弹力.综合以上各式得,F弹=μm1g.设弹簧的伸长长度为ι,由胡克定律得F弹=kx即x=μm1g/k.所以当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为ι+x=ι+μm1g/k.因而选项A正确.可以说,这一解法被不少同学所采用.方法二选木块l为研究对象,其受力如图丁所示,由二力平衡得F弹-F1=0,而F1=μm1g,由以上两式得F弹=μm l g.参照方法一,所求距离是ι+μm l g/k.显然,这一创新的解法比较简单,而第一种解法是常规的却是较麻烦的解法.它们是由选择的研究对象不同而出现的.专题二.摩擦力◎知识梳理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。
滑动摩擦力是具有相对滑动的两个物体之间的摩擦力,受滑动摩擦力作用的两个物体不一定都滑动。
2.摩擦力的方向:沿接触面的切线方向(即与引起该摩擦力的弹力的方向垂直),与物体相对运动(或相对:运动趋势)的方向相反。
例如:静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面(斜面)向上。
注意:相对运动是以相互作用的另一物体为参考系的运动,与以地面为参考系的运动不同,故摩擦力是阻碍物体间的相对运动,其方向不一定与物体的运动方向相反。
例如:站在公共汽车上的人,当人随车一起启动(即做加速运动)时,如图所示,受重力G、支持力N、静摩擦力f的作用。
当车启动时,人相对于车有向后的运动趋势,车给人向前的静摩擦力作用;此时人随车向前运动,受静摩擦力方向与运动方向相同。
3.摩擦力的大小:(1)静摩擦大小跟物体所受的外力及物体运动状态有关,只能根据物体所处的状态(平衡或加速)由平衡条件或牛顿定律求解。
静摩擦力的变化存在一个最大值-----最大静摩擦力,即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小(最大静摩擦力与正压力成正比)。
,μ为动摩擦因数,与接触面材料和粗糙程度有关;N指接触(2)滑动摩擦力与正压力成正比,即f=N面的压力,并不总等于重力。
◎例题评析【例5】如右图所示,质量为m的木块在倾角为θ的斜面上沿不同方向以不同速度V l、V2、V3滑行时,小木块受到的滑动摩擦力多大?斜面受到的滑动摩擦力多大?(已知木块与斜面间的动摩擦因数为μ).【分析与解答】:①(公式法)不管小木块沿斜面向哪个方向运动,其受到斜面支持力N都等于mgcosθ,故小木块受到的滑动摩擦力均为:f=μN=μmgcosθ②木块受斜面的滑动摩擦力为f=μmgcosθ,则由牛顿第三定律知,斜面受木块的滑动摩擦力大小也为f=μmgcosθ【例6】如下图所示,拉力F使叠放在一起的A、B两物体以共同速度沿F方向做匀速直线运动,则 ( )A.甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用,方向与F方向相同。
B.甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用,方向与,方向相反C.甲、乙图中A物体均不受静摩擦力作用D.甲图中A物体不受静摩擦力作用,乙图中A物体受静摩擦力作用,方向与F方向相同【分析与解答】:假设甲图中A物体受静摩擦力作用,则它在水平方向上受力不平衡,将不可能随B物体一起做匀速直线运动,所以A物体不受静摩擦力作用,这样就排除了A、B两项的正确性.c、D两项中哪个正确,由乙图中A物体是否受静摩擦力判定.假设乙图中A物体不受静摩擦力作用,则它将在其重力沿斜面的分力作用下向下滑.不能随B物体保持沿斜面向上的匀速直线运动.因此乙图中A物体一定受静摩擦力作用,且方向与F方向相同,c项是不正确的.答案:D专题三.力的合成与分解◎知识梳理1.力的合成利用一个力(合力)产生的效果跟几个力(分力)共同作用产生的效果相同,而做的一种等效替代。
力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。
(1)合力和分力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。
合力与分力的关系是等效替代关系,即一个力若分解为两个分力,在分析和计算时,考虑了两个分力的作用,就不可考虑这个力的作用效果了;反过来,若考虑了合力的效果,也就不能再去重复考虑各个分力的效果。