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1、第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力,知识点1 形变、弹性、胡克定律 【思维激活1】在图中,A、B均处于静止状态,则A、B之间一定有弹力的是( ),【解析】选B。假设将与研究对象接触的物体逐一移走,如果研究对象的状态发生变化,则表示它们之间有弹力,如果状态不发生变化,则表示它们之间无弹力。四个选项中只有当B选项中的B物体移走后,A物体一定会摆动,所以B选项中A、B两物体间一定有弹力,故B正确。,【知识梳理】 1.形变：物体在力的作用下_或_的变化。 2.弹性形变：有些物体在形变后撤去外力作用后能够 _的形变。,形状,体积,恢复原状,3.弹力： (1)定义：发生_的物体由于要恢复原状而对
2、与它接触的物体产生的作用力。 (2)产生的条件。 物体间直接_; 接触处发生_。 (3)方向：总是与物体形变的方向_。,弹性形变,接触,弹性形变,相反,4.胡克定律： (1)内容：弹簧发生_时,弹力的大小跟弹簧伸长 (或缩短)的长度x成_。 (2)表达式：F=_。k是弹簧的_,由弹簧自身的性 质决定,单位是_,用符号_表示。x是弹簧长度的 _,不是弹簧形变以后的长度。,弹性形变,正比,kx,劲度系数,牛顿每米,N/m,变化量,知识点2 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 【思维激活2】(2014东莞模拟)一 个物体平放在水平面上,受到一个水 平推力F的作用,如图所示。F的大小由零逐渐增大,直到物
3、体开始滑动一段位移。在这一过程中,以下关于摩擦力的大小和方向的说法中正确的是( ) A.一直随F的增大而增大 B.大小不变 C.方向一直水平向左 D.方向先向左后向右,【解析】选C。用力F推物体,在没推动前,物体受静摩擦力作用,静摩擦力的大小随F的增大而增大,方向与F反向,水平向左;当F增大到能推动物体时,物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小f=N=mg,方向与运动方向相反,水平向左,故只有C正确,A、B、D错误。,【知识梳理】 1.静摩擦力和滑动摩擦力的对比：,相对静止,相对运动,粗糙,压力,相对运动趋势,粗糙,压力,相对运动,0,fm,相反,相对运动趋势,N,相反,相对运动,2.
4、动摩擦因数： (1)定义：彼此接触的物体发生_时,摩擦力和正压力的比值。 (2)公式：=_。 (3)决定因素：接触面的材料和_。,相对运动,粗糙程度,【微点拨】 1.对弹力的两点提醒： (1)物体所受弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生的。 (2)物体所受弹力的方向与受力物体的形变方向相同,与施力物体的形变方向相反。,2.对摩擦力的四点提醒： (1)摩擦力可以是动力,也可以是阻力。 (2)运动的物体也可以受静摩擦力作用,静止的物体也可以受滑动摩擦力作用。 (3)摩擦力的方向与物体运动方向无关,与物体间相对运动方向或相对运动趋势方向相反。 (4)有摩擦力必定有弹力,有弹力不一定有摩擦力。,考点1
5、 弹力的分析与计算 1.弹力有无的判断“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。,解题技巧,2.弹力方向的判断： (1)五种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
6、解。 (3)根据牛顿第二定律进行求解。,【题组通关方案】 【典题1】(12分)如图所示,轻绳AD跨过 固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住 一个质量为M=10kg的物体,ACB=30, g取10m/s2,求： (1)轻绳AC段的张力TAC的大小; (2)横梁BC对C端的支持力大小及方向。,【解题探究】 (1)分析C端的受力情况,明确绳中拉力和横梁支持力的特点： 绳AC和绳CD中拉力大小_。 横梁对C端支持力的方向与绳AC和绳CD的拉力的合力方向 _。,相等,相反,(2)请画出C端的受力分析图。 提示：,【典题解析】物体处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力,取C
7、点为研究对象,进行受力分析,如图所示。,(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体,物体处于平衡状态,绳AC段的拉力为 TAC=TCD=Mg=1010N=100N (6分) (2)由几何关系得： NC=TAC=Mg=100N 方向和水平方向成30角斜向右上方 (6分) 答案：(1)100N (2)100N 方向与水平方向成30角斜向右上方,【通关1+1】 1.(拓展延伸)【典题1】中,若将图中横梁BC换为水平轻杆,且B端用铰链固定在竖直墙上,轻绳AD拴接在C端,如图所示,求：,(1)轻绳AC段的张力TAC的大小; (2)轻杆BC对C端的支持力。,【解析】物体处于平衡状态,与物体相连的细绳拉
8、力大小等于物体的重力,取C点为研究对象,进行受力分析,如图所示：,(1)由TACsin30=TCD=Mg得： TAC=2Mg=21010N=200N。 (2)由平衡条件得：TACcos30-NC=0 解得：NC=Mgcot30= Mg173N 方向水平向右。 答案：(1)200N (2)173N,方向水平向右,2.(2014延安模拟)一重为10N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5N,则AB杆对球的作用力( ) A.大小为7.5N B.大小为10N C.方向与水平方向成53角斜向右下方 D.方向与水平方向成53角斜向左上方,【解析】选D。对球受力分
9、析如图所示,球的重力和细绳对球 的拉力的合力与杆对球的作用力等大反向,设杆对球的作用 力与水平方向成角,则tan= 即=53,F杆= =12.5N,故D正确,A、B、C均错误。,【加固训练】 1.(多选)(2014合肥模拟)关于弹力的产生,下列说法中正确的是( ) A.木块在桌面上受到的向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的 B.木块在桌面上受到的向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的 C.挂在悬线下的物体受到的向上的拉力,是由于悬线发生微小形变而产生的 D.挂在悬线下的物体受到的向上的拉力,是由于物体发生微小形变而产生的,【解析】选B、C。弹力的方向与施力物体形变的方向相反。木块受到
10、的弹力是因为桌面发生了微小的形变而要恢复原状,从而对木块产生向上的弹力,故A错误,B正确;挂在悬线下的物体受到的弹力是因为线受力而发生伸长的形变,悬线要恢复原状,从而对物体产生向上的弹力,C正确,D错误。,2.(多选)(2014聊城模拟)两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起,a弹簧的一端固定在墙上,如图所示。开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧,已知a弹簧的伸长量为L,则( ) A.b弹簧的伸长量也为L B.b弹簧的伸长量为 C.p端向右移动的距离为2L D.p端向右移动的距离为,【解析】选B、D。两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、 b串
11、接在一起,两弹簧中弹力相等,k1L=k2x,解得b弹簧的伸长 量为x= ,选项B正确,A错误;p端向右移动的距离为L+x= ,选项D正确,C错误。,【学科素养升华】 轻绳和轻杆弹力的分析技巧 分析轻绳或轻杆上的弹力时应注意以下两点： (1)轻绳中间没有打结时,轻绳上各处的张力大小都是一样的;如果轻绳打结,则以结点为界分成不同轻绳,不同轻绳上的张力大小可能是不一样的。 (2)轻杆可分为固定轻杆和有固定转轴(或铰链连接)的轻杆。固定轻杆的弹力方向不一定沿杆,弹力方向应根据物体的运动状态,由平衡条件或牛顿第二定律分析判断;有固定转轴的轻杆只能起到“拉”或“推”的作用,杆上弹力方向一定沿杆。,考点2
12、静摩擦力的分析和判断 1.假设法：利用假设法判断的思维程序如下：,深化 理解,2.状态法：先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。 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。,【题组通关方案】 【典题2】(2014宝鸡模拟)如图所示,倾角为的斜面体C置于水平地面上,小物体B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态,则( ),A.B受C的摩擦力一定不为零 B.C受地面的摩擦力一
13、定为零 C.C有沿地面向右滑的趋势,一定受到地面向左的摩擦力 D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力水平向左,【解题探究】 (1)细绳剪断之前,试分析物体A、B、C的情况。 对物体A,细绳上的拉力大小_物体A的重力。 若研究C与地面间的摩擦力,最好以_为研究对象。 (2)满足什么条件时,B与斜面间无摩擦力? 提示：物体B重力沿斜面向下的分力等于物体A的重力时,B与斜面间无摩擦力。,等于,B、C整体,【典题解析】选C。若细绳对B的拉力恰好等于B的下滑分力,则B与C间的摩擦力为零,A错误;将B和C看成一个整体,则B和C受到细绳向右上方的拉力作用,故C有向右滑动的趋势,一定会受到
14、地面向左的摩擦力,B错误,C正确;将细绳剪断,若B依然静止在斜面C上,对B、C整体分析,可知B、C整体在水平方向不受外力作用,则地面对C的摩擦力为零,D错误。,【通关1+1】 1.(拓展延伸)结合【典题2】,回答以下问题： 若增大A的质量,在B开始滑动之前,B所受摩擦力如何变化? 提示：在A的质量增大之前,由于B的下滑分力与细绳上的拉力大小关系未知,所以B所受到的摩擦力可能沿斜面向上,可能沿斜面向下,也可能为零。所以当增大A的质量时,B所受的摩擦力可能增大,也可能先减小后反向增大。,2.(2014黄冈模拟)如图所示,一轻质 弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接, 弹簧、地面水平。A、B是物块能保持
15、静止的位置中离墙壁最近和最远的点,A、B两点离墙壁的距离分别为x1、x2。物块与地面的最大静摩擦力为f,则弹簧的劲度系数为( ),【解析】选C。设弹簧原长为L,对物块离墙壁最近的点, k(L-x1)=f,对物块离墙壁最远的点,k(x2-L)=f,联立解得： k= 选项C正确。,【加固训练】 1.如图所示,两个等大的水平力F分别 作用在B和C上,A、B、C均处于静止状 态。各接触面与水平地面平行,A、C间 摩擦力大小为F1,B、C间摩擦力大小为F2,C与地面间的摩擦力大小为F3,则( ) A.F1=0,F2=0,F3=0 B.F1=0,F2=F,F3=0 C.F1=F,F2=0,F3=0 D.F
16、1=0,F2=F,F3=F,【解析】选B。以A为研究对象,A处于平衡状态,又无运动趋势,所以A、C间无摩擦力的作用,F1=0;以B为研究对象,B处于平衡状态,在F的作用下有向右的运动趋势,由平衡条件可知F2=F;以A、B、C整体为研究对象,水平方向的两个拉力平衡,故无运动趋势,所以F3=0,故B正确。,2.(多选)如图所示,有一个重力不计的方形容器,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,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( ) A.容器受到的摩擦力不变 B.容器受到的摩擦力逐渐增大 C.水平力F可能不变 D.水平力F必须逐渐增大,【解析】选B、C。由于容器
