1、第二章 相互作用,-2-,第1节 重力 弹力 摩擦力,-4-,知识梳理,考点自诊,一、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。 注意:(1)物体的质量不会变;(2)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 的。 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。,-5-,知识梳理,考点自诊,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、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。,-6-,知识梳理,考点自诊,二、弹力 1.弹性形变:撤去外力作用后能够 恢复原状 的形变。 2.弹力: (1)定义:发生 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: 物体间直接接触; 接触处发生 形变 。 (3)方向:总是与施力物体形变的方向 相反 。,-7-,知识梳理,考点自诊,3.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。 k是弹簧的 劲度系数 ,单位是牛顿每米,用符号 N/m表示;k的大小由弹簧 自身性
3、质 决定。 x是弹簧长度的 变化量 ,不是弹簧形变以后的长度。,-8-,知识梳理,考点自诊,三、摩擦力 1.静摩擦力与滑动摩擦力,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。= 。 (2)决定因素:接触面的材料和 粗糙程度 。,-9-,知识梳理,考点自诊,-10-,知识梳理,考点自诊,1.(2018河南郑州测试)关于物体所受的重力,以下说法正确的是( ) A.重力就是地球对物体的吸引力,作用点就是重心,且重心一定在物体上 B.重力的方向就是物体自由下落的方向 C.重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出 D.在不同地点的两个物体,质量大的物体一定比质量小
4、的物体所受的重力大,答案,解析,-11-,知识梳理,考点自诊,2.如图所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力有关的说法中正确的是( )A.弹簧发生拉伸形变 B.弹簧发生压缩形变 C.该弹力是小车形变引起的 D.该弹力的施力物体是小车,答案,解析,-12-,知识梳理,考点自诊,3.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是( ) A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比 B.由k= 可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的形变量x成反比 C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关 D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单
5、位长度时弹力的大小,答案,解析,-13-,知识梳理,考点自诊,4.如图所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧,A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是( )A.B受到向左的摩擦力 B.B对A的摩擦力向右 C.地面对A的摩擦力向右 D.地面对A没有摩擦力,答案,解析,-14-,知识梳理,考点自诊,5.(2018福建三明月考)如图所示,一质量为1 kg的长木板放在水平桌面上,木板与桌面F间的最大静摩擦力为3.2 N,动摩擦因数为0.3。如果分别用2.8 N的水平力和3.5 N的水平力推木板,木板受到的摩擦力大小分别为 N和 N。(g取10 m/s2),答案
6、,解析,-15-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,弹力的分析与计算 1.弹力有无的判断“三法”,-16-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,-17-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,2.弹力方向的确定,-18-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,3.计算弹力大小的三种方法 (1)根据胡克定律进行求解。 (2)根据力的平衡条件进行求解。 (3)根据牛顿第二定律进行求解。,-19-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,例1(2017江苏如皋期末)如图所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是( ) A
7、.小车静止时,F=mgcos ,方向沿杆向上 B.小车静止时,F=mgcos ,方向垂直杆向上,答案,解析,-20-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨(1)小车静止时,由平衡条件判断; (2)小车加速运动时,由牛顿第二定律判断。,轻杆弹力“按需提供” 为了维持物体的状态,由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力,杆就会根据需要提供相应的弹力。,-21-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练 1.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,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是( ),答案,解析,-22-,命题点一,命
8、题点二,命题点三,命题点四,2.(2016江苏卷)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,答案,解析,-23-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,3.(2017全国卷)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( ) A.86 cm B.
9、92 cm C.98 cm D.104 cm,答案,解析,-24-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,摩擦力的有无及方向的判断 1.对摩擦力的理解 (1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。 (2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动。 (3)摩擦力不一定是阻力,也可以是动力。 (4)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定保持相对静止。,-25-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,2.明晰“三个方向”,-26-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,例2(多选)(2017重庆巫山月考)三个
10、相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力的作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示,下列说法正确的是( )A.A与B的接触面可能是粗糙的 B.各接触面都一定是粗糙的 C.B与C,C与水平面的接触面一定是粗糙的 D.C与水平面的接触面可能是光滑的,答案,解析,-27-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨分别以A、AB整体和ABC整体为研究对象,根据平衡条件研究A与B间,B与C间、C与地面间的摩擦力,判断接触面是否光滑。如两接触面间存在摩擦力,一定是粗糙的,如没有摩擦力,则可能是光滑的。,静摩擦力的有无及方向的判断方法 (1)假设法,-28-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点
11、四,(2)状态法 根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。 (3)牛顿第三定律法 先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。,-29-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练 4.(多选)(2017河北安平月考)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )A.A物体受到的摩擦力方向向右 B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零 C.B、C受到的摩擦力方向相同 D.B、C受到的摩擦力方向相反,答案,解析,-30-,命题点一
12、,命题点二,命题点三,命题点四,5.如图所示,A为长木板,在水平地面上以速度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、B间不光滑)( )A.若是v1=v2,A、B之间无滑动摩擦力 B.若是v1v2,A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力 C.若是v1v2,B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力,答案,解析,-31-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,6.(2018山东枣庄质检)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是( )A.B对C有向左的摩擦力 B.C对A有向左的摩擦力 C.物体
13、C受到三个摩擦力作用 D.C对地面有向右的摩擦力,答案,解析,-32-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,摩擦力大小的计算 计算摩擦力大小的“四点”注意 (1)首先分析物体的状态,分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=FN计算,而静摩擦力没有公式可用,只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。这是因为静摩擦力是被动力,其大小随状态而变,介于0Ffmax之间。 (3)“Ff=FN”中FN并不总是等于物体的重力。 (4)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关。,-33-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,例3(2016海南卷)如图所示,在水
14、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。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用Ff1、Ff2和Ff3表示。则( ) A.Ff1=0,Ff20,Ff30 B.Ff10,Ff2=0,Ff3=0 C.Ff10,Ff20,Ff3=0 D.Ff10,Ff20,Ff30,答案,解析,-34-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨应用“整体隔离法”:对a、b、P整体受力分析;将a和b看成一个整体进行受力分析;对a进行受力分析。,摩擦力大小计算的思维流程,-35-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练 7.(2017天津模拟)如图所
15、示,质量为m的木块在质量为m0的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为1,木块与木板间的动摩擦因数为2,木板一直静止,那么木板受到地面的摩擦力大小为( )A.1m0g B.2mg C.1(m+m0)g D.1m0g+2mg,答案,解析,-36-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,8.(多选)如图所示,在水平桌上叠放着质量相等的A、B两块木板,在木板A上放着一个物块C,木板和物块均处于静止状态。已知物块C的质量为m,A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为。用水平恒力F向右拉动木板A使之做匀加速运动,物块C始终与木板A保持相对静止。设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g。
16、则以下判断正确的是( )A.A、C之间的摩擦力可能为零 B.A、B之间的摩擦力不为零,大小可能等于mg C.A、B之间的摩擦力大小一定小于F D.木板B一定保持静止,答案,解析,-37-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,摩擦力的突变问题,-38-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,例4表面粗糙的长直木板的上表面一端放有一个木块,如图所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大,最大静摩擦力大于滑动摩擦力),另一端不动,则木块受到的摩擦力Ff随角度变化的图象是下列图中的( ),C,-39-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,解析:下面通过“过程分析法”和“特殊位置
17、法”分别求解 解法一 过程分析法 (1)木板由水平位置刚开始运动时,=0,Ff静=0。 (2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前,木块所受的是静摩擦力。由于木板缓慢转动,木块处于平衡状态,受力分析如图,由平衡关系可知,静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力,Ff静=mgsin ,因此,静摩擦力随的增大而增大,它们满足正弦规律变化。,-40-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时,木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力Ffmax。继续增大,木块将开始滑动,静摩擦力变为滑动摩擦力,且满足FfmaxFf滑。 (4)木块相对于木板开始滑动后,Ff滑=m
18、gcos ,此时,滑动摩擦力随的增大而减小,满足余弦规律变化。,综上分析可知选项C正确。,-41-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,解法二 特殊位置法 本题选两个特殊位置也可方便地求解,具体分析见下表:,由以上分析知,选项C正确。,-42-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,分析摩擦力突变问题注意“力随境迁、抓住界点” 1.有些临界问题中并不含“临界术语”,但审题时要注意发现某个物理量在变化过程中是否会发生突变。 2.存在静摩擦的连接系统,相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。 3.研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界
19、点。,-43-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练 9.如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,g取10 m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( ),答案,解析,-44-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,10.一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、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
20、 N,方向向右 C.2 N,方向向右 D.0,答案,解析,-45-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,11.(2017山东潍坊质检)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数tan ,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是( ),D,-46-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,解析:开始阶段,木块受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿传送带向下的摩擦力作用,做加速度为a1的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得 mgsin +mgcos =ma1 所以a1=gsin +gcos 木块加速至与传送带速度相等时,由于tan ,则木块不会与传送带保持相对静止而匀速运动,之后木块继续加速,所受滑动摩擦力变为沿传送带向上,做加速度为a2的匀加速直线运动,这一阶段由牛顿第二定律得 mgsin -mgcos =ma2 所以a2=gsin -gcos 根据以上分析,有a2a1,所以本题正确选项为D。,
