1、选考导航,第1讲 重力 弹力 摩擦力,知识排查,重力 基本相互作用,1.重力产生：由于_的吸引而使物体受到的力。 2.重力大小：与物体的质量成_ ，即G_。可用_测量重力。 3.重力方向：总是_的。 4.重心：其位置与物体的_分布和_有关。 5.四种基本相互作用： _、 _、 _ 、 _。,mg,地球,正比,弹簧测力计,竖直向下,质量,形状,引力相互作用,电磁相互作用,强相互作用,弱相互作用,1.弹性(1)弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力能够_的形变。(2)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的_，这个限度叫弹性限度。 2.弹力(1)定义：发生弹性形变的物体，
2、由于要_，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。(2)产生条件：物体相互_且发生_。(3)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_。,弹力,恢复原状,形状,恢复原状,接触,弹性形变,相反,3.胡克定律,(1)内容：弹簧发生_时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成_。 (2)表达式：F_。 k是弹簧的_，单位为N/m；k的大小由弹簧_决定。 x是_，但不是弹簧形变以后的长度。,弹性形变,正比,kx,劲度系数,自身性质,形变量,滑动摩擦力、静摩擦力,粗糙,弹力,运动,趋势,相切,相反,相切,相反,（3）摩擦力的大小,静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势
3、越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0FFm。 滑动摩擦力的大小：F_。（其中为动摩擦因数，与接触面的_和_有关。） 滑动摩擦力与最大静摩擦力的关系：一般最大静摩擦力比滑动摩擦力略大一些，在许多问题的处理过程中往往认为其大小等于滑动摩擦力。,FN,材料,粗糙程度,小题速练,1.思考判断(1)只有接触的物体间才会有力的作用( )(2)物体的重心一定在物体上( ) (3)重力的方向竖直向下，不一定与接触面垂直( ) (4)绳、杆的弹力方向一定沿绳、杆( ) (5)有摩擦力一定有弹力( ) (6)静止的物体不可能受到滑动摩擦力( ) (7)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反( ) (8
4、)摩擦力的方向可能与运动方向垂直( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8),2.在下列各图中，a、b均处于静止状态，且接触面均光滑，a、b间一定有弹力的是( ),答案 B,3.一轻质弹簧原长为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/mC.200 m/N D.200 N/m,答案 D,4.人教版必修1P61T3改编重量为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。下列说法
5、正确的是( )A.木箱与地板间的最大静摩擦力为30 NB.木箱所受的滑动摩擦力为35 NC.木箱与地板间的动摩擦因数为0.35D.木箱与地板间的动摩擦因数为0.3答案 D,重 力,1.与重力有关知识易错点再认识(1)误认为重力的大小与物体的运动状态有关。(2)误认为重力的方向指向地心，实际上重力的方向是竖直向下，不一定指向地心。(3)误认为重力没有施力物体，实际上重力的施力物体是地球，任何力同时具有施力物体与受力物体。(4)误认为只有相互接触的物体间才存在作用力，实际上有些力可以发生在不接触的物体间，如重力等。,2.重力方向竖直向下也就是沿重垂线的方向，不能将竖直向下说成垂直向下，也不能说成指
6、向地心。竖直向下是指垂直于当地的水平面向下，而垂直向下可以指垂直于任何支持面向下。只有在两极或赤道时，重力的方向才指向地心。,1.下列关于重力和重心的说法正确的是( )A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B.重力的方向总是指向地心C.用细线将重物悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D.重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上,解析 重力是由于地球的吸引而产生的，但不是地球的吸引力，A错误；重力的方向竖直向下，不一定指向地心，B错误；由平衡条件可知，细线拉力和重力平衡，重心在重力作用线上，C正确；重心位置跟物体的形状、质量分布有关，是重力的等效作用点，但不一定在物
7、体上，如质量分布均匀的球壳，其重心就不在球壳上，D错误。 答案 C,2.关于物体的重力和重心，下列说法正确的是( )A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下B.同一物体在地球上的不同位置，当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点D.形状规则的物体(如正方体)，其重心一定在其几何中心处,解析 重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下，选项A错误；同一物体在地球上不同位置所受重力不同，与弹簧测力计无关，选项B错误；重心为物体各部分所受重力的等效作用点，选项C正确；重
8、心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关，如果质量分布不均匀，仅有规则几何外形，其重心也不一定在几何中心上，选项D错误。 答案 C,1.“三法”判断弹力的有无,弹 力,2.弹力方向的判断,(1)常见模型中弹力的方向,(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断。,3.计算弹力大小的方法(1)弹簧、橡皮条等物体的弹力可以由胡克定律Fkx计算。(2)其他弹力可以根据物体的受力情况和运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律来确定大小。 4.利用胡克定律Fkx时，要注意(1)弹簧要在弹性限度内形变。(2)x为弹簧的伸长量或压缩量，并不是弹簧的长度。(3)轻弹簧：即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零。,1.(
9、2018浙江东阳中学期中)如图1所示，足球迎面撞上运动员的脸部，下列说法错误的是( ),A.由于运动员的脸部形变，它对运动员脸部产生弹力 B.发生撞击时，足球的形变越明显说明产生弹力越大 C.由于足球的形变，它对运动员脸部产生弹力 D.足球与运动员脸部之间产生弹力的前提是它们相互接触,图1,解析 运动员脸部形变，则运动员对足球产生弹力，A错误；发生撞击时，足球的形变越明显说明产生弹力越大，B正确；足球形变对运动员脸部产生弹力，C正确；弹力产生需直接接触和发生弹性形变两个条件，D正确。 答案 A,2.(2018河北遵化一中月考)如图2所示，为一轻质弹簧的弹力大小和长度的关系，根据图象判断，正确的
10、结论是( ),图2 A.弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为100 N/m C.弹簧的原长为4 cm D.弹簧伸长0.02 m时，弹力的大小为4 N,答案 B,3.如图3所示，一位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是( ),A.小车静止时，Fmgsin ，方向沿杆向上 B.小车静止时，Fmgcos ，方向垂直于杆向上 C.小车向右匀速运动时，一定有Fmg，方向竖直向上 D.小车向右匀加速运动时，一定有Fmg，方向可能沿杆向上,图3,解析 小球受重力和杆的作用力F，处于静止或匀速运动时
11、，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有Fmg，方向竖直向上，选项A、B错误，C正确；小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和F的合力应水平向右，如图所示。由图可知，Fmg，方向可能沿杆向上，选项D错误。,答案 C,4.如图4所示，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻质弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B都处于静止状态，现通过细绳将A加速向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L，假设弹簧一直在弹性限度范围内，则( ),图4,答案 B,1.明晰“三个方向”,摩擦力的分析和计算,2.静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法,(2)状态法 根据平衡条件、牛
12、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。,3.摩擦力的计算,(1)在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2)滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等计算。 (3)滑动摩擦力的大小可以用FFN计算，也可以用平衡条件或牛顿第二定律计算。,4.计算摩擦力大小时的“三点注意”,(1)公式FFN中的FN是两个物体接触面上的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，它不一定等于物体的重力，许多情况下需结
13、合物体的平衡条件等加以确定。 (2)滑动摩擦力F的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关。 (3)该公式适用于滑动摩擦力大小的计算。求静摩擦力的大小时，该公式不成立。,【典例1】 如图5所示，在水平桌面上有一向右运动的物体，其质量为20 kg，与桌面间的动摩擦因数0.1。物体在运动过程中，还受到一个方向水平向左的大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g10 m/s2)( ),图5 A.10 N，水平向右 B.10 N，水平向左 C.20 N，水平向右 D.20 N，水平向左,解析 题中物体与水平面间的摩擦力是滑动摩擦力，其方向与相对运动方向相反，即水平向左，大小可根据Ff
14、FNmg求解，代入数据得Ff20 N，D正确。 答案 D,【典例2】 如图6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( ),图6 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 用假设法分析：甲图中，假设A受摩擦力，与A做匀速运动在水平方向合力为零不符，所以A不受摩擦力；乙图中，假设A不受摩擦力，A将相对B沿斜面向下运动，则知A受沿F方向的摩擦力。选项D正确。 答案 D,1.
15、如图7所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平面上一直处于静止状态。若ab与地面间的动摩擦因数为1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为( ),图7 A.1Mg B.1(mM)g C.2mg D.1Mg2mg,解析 木块P对长木板的滑动摩擦力大小为F2mg，长木板始终静止，则地面对长木板的静摩擦力大小为FF2mg，故选项C正确。 答案 C,2.用如图8所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。把木块A放在长木板B上，长木板B放在光滑水平面上，在恒力F作用下，长木板B在水平面上运动，水平弹簧测力计的示数为FT。下列说法
16、中正确的是( ),A.木块A受到的滑块摩擦力的大小等于FT B.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F C.若长木板B以2v的速度匀速运动时，木块A受到的摩擦力的大小等于2FT D.若用2F的力作用在长木板B上，木块A受到的摩擦力的大小等于2F,图8,解析 木块A受到的摩擦力与长木板B的受力及运动状态无关，只要木块A处于静止状态，长木板B对木块A的摩擦力都等于FT，故选项A正确，选项B、C、D错误。 答案 A,3.(201811月浙江选考)小明在观察如图9所示的沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。小明测出这堆沙子的底部周
17、长为31.4 m，利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为0.5，估算出这堆沙的体积最接近( ),图9 A.60 m3 B.200 m3 C.250 m3 D.500 m3,答案 A,计算摩擦力时的三点注意 (1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才能利用公式FFN计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。,(2)公式FFN中，FN为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力。 (3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关。,1.“静静”突变物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止
18、状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。 2.“静动”突变或“动静”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。 3.“动动”突变某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”。,摩擦力的突变问题,【典例1】 如图10所示，物体A静止在粗糙水平面上，左边用一轻质弹簧和竖直墙相连，弹簧的长度大于原长。现用从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A，直到A被拉动，在A被拉动之前的过程中，弹簧对A的弹力F1的大小和地面对A的摩擦力Ff大小的变化情况是( ),图10 A.F1
19、减小 B.F1增大 C.Ff先减小后增大 D.Ff始终减小 审题关键点 A静止在粗糙水平面上。弹簧的长度大于原长。从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A。直到A被拉动。,解析 在A被拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力F1不变，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对A的拉力向左，由于水平面粗糙，因此物体受到水平向右的静摩擦力Ff。当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A，直到把A拉动前过程中，物体A受到的静摩擦力Ff从向右变为水平向左，所以Ff大小先减小后增大，故选项C正确，A、B、D错误。 答案 C,【典例2】 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
20、夹角变大)，另一端不动，如图11所示。则铁块受到的摩擦力Ff随角度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)( ),图11,解析 设木板与水平面间的夹角增大到时，铁块开始滑动，显然当时，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Ffmgsin ；当时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，设动摩擦因数为，由滑动摩擦力公式得，铁块受到的滑动摩擦力为Ffmgcos 。通过上述分析知道：当时，静摩擦力随角增大按正弦规律增大；当时，滑动摩擦力随角增大按余弦规律减小，所以正确选项为C。 答案 C,1.一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
21、作用，木块处于静止状态，如图12所示，其中F110 N，F22 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为( ),图12 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F1、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，方向向左。可知最大静摩擦力Ffmax8 N。当撤去力F1后，F22 NFfmax，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，选项C正确。 答案 C,2.如图13所示，斜面固定在地面上，倾角为37(sin 370.6，cos 370.8)。质量为
22、1 kg 的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g10 m/s2)( ),图13,解析 滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由FFN和FNmgcos 联立得F6.4 N，方向为沿斜面向下。当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsin mgcos ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Fmgsin ，代入可得F6 N，方向为沿斜面向上，故选项B正确。 答案 B,物理观念易错问题：摩擦力方向的判定,摩擦力方向与运动方向的三类关系 摩擦力的方向与物体间的相对
23、运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。,第一类：摩擦力方向与运动方向相同 【例1】 如图14所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是( ),图14 A.物体受到与运动方向相反的摩擦力作用 B.传送的速度越大，物体受到的摩擦力越大 C.物体所受的摩擦力与传送的速度无关 D.物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的阻力,解析 物体随皮带运输机一起上升的过程中，物体具有相对于皮带下滑的趋势，受到沿皮带向上的摩擦力作用，是使物体向上运动的动力，其大小等于物体重力沿皮带向下的分力，与传送带的速度大小无关，故选项C正确，A、B、D错误。 答案
24、C,第二类：摩擦力方向与运动方向相反 【例2】 (2017全国卷，16)如图15所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为( ),图15,答案 C,第三类：摩擦力方向与运动方向不共线 【例3】 如图16，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平，则在斜面上运动时，B受力的示意图为( ),图16,解析 滑块A、B一起冲上光滑斜面，以A、B为整体研究对象，加速度沿斜面向下，大小为agsin ，整体向上做匀减速直线运动，加速度方向沿斜面向下，由于B的加速度方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律知，B受到合力沿斜面向下，则B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力，故选项A正确，B、C、D错误。 答案 A,
