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1、形变 弹力 胡克定律 滑动摩擦力 静摩擦力 动摩擦因数 矢量和标量 力的合成与分解 共点力的平衡 实验二 探究弹力与弹簧伸长的关系实验三 验证力的平行四边形定则 第一讲重力弹力摩擦力 一 对力的认识1 定义 物体与物体之间的作用 2 力的作用效果 1 改变物体的 2 使物体发生 3 力的性质 1 物质性 力不能脱离而存在 没有 施力物体 或 受力物体 的力是的 2 相互性 力的作用是的 施力 受力 物体同时也是受力 施力 物体 相互 运动状态 形变 物体 不存在 相互 3 矢量性 力是矢量 既有 又有 力的运算遵循定则或定则 4 力的图示及示意图 1 力的图示 从力的作用点沿力的方向画出的 包
2、括力的三要素 2 力的示意图 受力分析时 作出的表示物体受到某一力的 大小 方向 平行四边形 三角形 有向线段 有向线段 二 重力1 产生 由于地球对物体的而使物体受到的力 2 大小 G 3 g的特点 1 在地球上同一地点g值是一个不变的常数 2 g值随着的增大而增大 3 g值随着高度的增大而减小 4 不同星球表面g值一般不同 4 方向 向下 吸引 mg 纬度 竖直 5 重心 1 相关因素 物体的 物体的规律 2 位置确定 质量分布均匀的规则物体 重心在其 对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板 重心可用确定 几何形状 质量分布 几何中心 悬挂法 三 弹力1 定义 发生弹性形变的物体 由于要
3、会对与它接触的物体产生力的作用 2 产生条件 1 物体相互 2 物体发生 3 方向 弹力的方向总是与施力物体形变的方向 4 大小 1 弹簧类弹力 在弹性限度内遵守胡克定律F 2 非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或牛顿第二定律求解 恢复原状 接触 弹性形变 相反 kx 四 摩擦力 相对静止 相对运动 粗糙 压力 相对运动 0 相反 粗糙 压力 相对运动 FN 相反 一 弹力方向的判断1 根据弹力产生的条件直接判断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 根据物体的运动状态分析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 例如
4、 如图所示 小球A在车厢内随车厢一起向右运动 可根据小球的运动的状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况 若车厢和小球做匀速直线运动 则小球A受力平衡 所以车厢后壁对小球无弹力 若车厢和小球向右做加速运动 则由牛顿第二定律可知 后车厢壁对小球的弹力水平向右 3 几种常见模型中弹力方向的确定 二 对摩擦力的理解1 对静摩擦力的理解 1 其大小 方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关 但跟接触面相互间压力FN无直接关系 因而静摩擦力具有大小 方向的可变性 变化性强是它的特点 其大小只能依据物体的运动状态进行计算 若为平衡态 静摩擦力将由平衡条件建立方程求解 若为非平衡态 可由动力学规律建立方程求解 2
5、最大静摩擦力Fm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力 它的数值与FN成正比 在FN不变的情况下 滑动摩擦力略小于Fm 而静摩擦力可在0 Fm间变化 2 对Ff FN的理解 1 将Ff FN定义为动摩擦因数 即 Ff FN 只与接触面的粗糙程度 接触面的材料有关 与接触面积和接触面上受力 运动状态无关 2 Ff FN 中FN 并不总是等于物体的重力 是易错点 例如 质量为m的物块沿倾角为 的斜面下滑 则压力大小FN mgcos 只有物体置于水平接触面上且在竖直方向上处于平衡状态时 才有FN mg成立 1 关于重力 下列说法正确的是 A 只有静止的物体才受重力B 重力的大小等于地球对物体的
6、万有引力的大小C 绕地球运转的人造地球卫星不受重力作用D 重力的方向一定竖直向下解析 由于一切物体都受重力作用 故A C错 重力是由万有引力而产生的 其大小不一定等于万有引力 所以B错 重力的方向一定竖直向下 D对 答案 D 2 台球以速度v0与球桌边框成 角撞击O点 反弹后速度为v1 方向与球桌边框夹角仍为 如右图所示 OB垂直于桌边 则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是 A 可能沿OA方向B 一定沿OB方向C 可能沿OC方向D 可能沿OD方向解析 台球与球桌边框碰撞时 受到边框的弹力作用 弹力的方向应与边框垂直 即沿OB方向 故选B 答案 B 3 2011 田家炳实验中学模拟 某
7、同学在探究摩擦力的实验中采用了如右图所示的操作 将一个长方体木块放在水平桌面上 然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F 并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测 表中是她记录的实验数据 木块的重力为10 00N 根据表格中的数据回答下列问题 答案保留3位有效数字 1 木块与桌面间的最大静摩擦力Fm N 2 木块与桌面间的动摩擦因数 3 木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff N 答案 1 4 01 2 0 401 3 4 01 4 画出下图中A物体受弹力的方向 各接触面均光滑 答案 物体受弹力的方向如下图所示 答案 C 如右图所示 一重为8N的球固定在AB杆的上端 今用测力计水平拉球 使杆发生
8、弯曲 此时测力计的示数为F 6N 则应如何求AB杆对球弹力的大小 解析 可以对球应用共点力平衡条件的推论 若物体受三个力作用而处于平衡状态 则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等 方向相反 求解 AB杆对球作用力的大小 等于mg和F合力的大小 答案是10N 答案 10N 1 杆对物体的弹力是由物体的运动状态 如静止 匀速运动或加速运动 和受其他力的情况决定的 2 杆对物体产生的弹力方向不一定沿杆 3 弹力大小的计算方法 一般物体之间的弹力 要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算 弹簧的弹力 由胡克定律 F kx 计算 1 1 2011 河南六市联考 如图所示 带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面
9、体C的斜面上 在盒子内放有光滑球B B恰与盒子前 后壁P Q点相接触 若使斜劈A在斜面体C上静止不动 则P Q对球B无压力 以下说法正确的是 A 若C的斜面光滑 斜劈A由静止释放 则Q点对球B有压力B 若C的斜面光滑 斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行 则P Q对球B均无压力C 若C的斜面粗糙 斜劈A沿斜面匀速下滑 则P Q对球B均有压力D 若C的斜面粗糙 斜劈A沿斜面加速下滑 则Q点对球B有压力 解析 当C的斜面光滑时 无论斜劈A沿斜面下滑还是上滑都具有沿斜面向下的加速度a gsin 具有水平向左的加速度分量 故B受Q的作用力 A对 B错 同理 当斜面粗糙 A沿斜面加速下滑时 B受Q的作用力
10、 D对 当A匀速下滑时a 0 故P Q面对B均无作用力 C错 答案 AD 如右图所示 位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下 处于静止状态 则斜面作用于物块的静摩擦力的 A 方向可能沿斜面向上B 方向可能沿斜面向下C 大小可能等于零D 大小可能等于F 解析 题中没有明确F的大小 当F mgsin 时 物块M受到的摩擦力为零 当Fmgsin 时 物块M有上滑趋势 所受摩擦力沿斜面向下 当0 F mgsin 时 静摩擦力Ff的取值范围是 0 Ff mgsin 可见Ff F Ff F Ff F均有可能 故A B C D选项均正确 答案 ABCD 静摩擦力的有无及方向判断 1 假设法 2 用牛顿第
11、二定律 或平衡条件 判断 先判断物体的运动状态 即加速度方向 再利用牛顿第二定律 F ma 确定合力的方向 然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向 3 用牛顿第三定律判断 摩擦力总是成对出现的 先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向 再确定另一物体受到的摩擦力方向 2 1 如右图所示 物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时 传送带突然启动 方向如图中箭头所示 若传送带的速度大小也为v 则传送带启动后 A M静止在传送带上B M可能沿斜面向上运动C M受到的摩擦力不变D M下滑的速度不变答案 CD 14分 如图所示 一质量不计的弹簧原长为10cm 一端固定于质量m 2kg的物体上 另一端施一水平拉
12、力F g 10m s2 1 若物体与水平面间的动摩擦因数为0 2 当弹簧拉长至12cm时 物体恰好匀速运动 弹簧的劲度系数多大 2 若将弹簧拉长至11cm时 物体所受到的摩擦力大小为多少 3 若将弹簧拉长至13cm时 物体所受的摩擦力大小为多少 设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 规范解答 解 1 物体匀速前进时 k x x0 mg 2分 2 F1 k x1 x0 200 0 11 0 10 2N 2分 最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力Ffm 0 2 2 10 4N 1分 故物体没动 所受静摩擦力Ff1 F1 2N 2分 3 弹簧弹力F2 k x2 x0 200 0 13 0 10 6N 3分 物
13、体将加速前进 此时所受到的滑动摩擦力为Ff2 FN mg 0 2 2 10 4N 2分 答案 1 200N m 2 2N 3 4N 关于摩擦力的计算 应注意以下几点 1 分清摩擦力的性质 静摩擦力或滑动摩擦力 2 滑动摩擦力由公式F FN计算 FN与被研究物体在垂直于接触面方向的受力情况密切相关 也与被研究物体在该方向上的运动状态有关 特别是后者 最易被忽略 3 静摩擦力 最大静摩擦力Fmax是物体将要发生相对运动这一临界状态时的静摩擦力 静摩擦力Ff的大小 方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关 但跟接触面相互挤压力FN无直接关系 因而Ff具有大小 方向的可变性的特点 对具体问题要具体分析
14、被研究物体的运动状态若为平衡状态 静摩擦力可根据平衡条件建立方程求解 若为非平衡状态 则根据动力学规律建立方程求解 3 1 已知一些材料间的动摩擦因数如下表所示 质量为1 0kg的物块放置在某材料制作的固定斜面上 斜面倾角30 现用弹簧秤沿斜面方向以1m s2的加速度拉此物块 使其匀加速上升 读得弹簧秤的示数为8 17N 则两接触面的材料可能是 g取10m s2 A 木 金属B 木 木C 钢 钢D 木 冰 解析 以物块为研究对象 由牛顿第二定律可得F mgsin30 mgcos30 ma 解得 0 25 结合表格提供的数据可知选项C正确 答案 C 1 2011 济宁模拟 下列关于物体重力的说法
15、中正确的是 A 地球上的物体只有运动时才受到重力B 同一物体在某处向上抛出后所受重力较小 向下抛出后所受重力较大C 某物体在同一位置时 所受重力与静止还是运动无关 重力大小是相同的D 物体所受重力大小与其质量有关 解析 地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用 故运动或静止的物体均受重力 A错误 某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定 与此物体的运动状态无关 B错误 C正确 物体所受重力G mg 在g一定时 G由m决定 D正确 答案 CD 2 关于摩擦力 以下说法中正确的是 A 运动物体可能受到静摩擦力作用 但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用B 静止物体可能受到滑动摩擦力作用 但运动
16、物体不可能受到静摩擦力作用C 正压力越大 摩擦力可能越大 也可能不变D 摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上 也可能与速度方向不在同一直线上 解析 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间 与物体是否运动无关 滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体之间 与物体是否运动无关 A B均错 静摩擦力的大小与正压力的大小无关 一般由平衡条件或牛顿运动定律来求 滑动摩擦力Ff FN 随着正压力的增大而增大 C对 摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反与速度方向无关 D对 因而答案为C D 答案 CD 3 物块静止在固定的斜面上 分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F A中F垂直于斜面向上 B中F垂直于斜面向下 C中F竖直向上 D中F竖直向下 施力后物块仍然静止 则物块所受的静摩擦力增大的是 解析 由于物块始终静止在斜面上 物块所受静摩擦力与正压力无直接关系 对物块进行受力分析 沿斜面方向列平衡方程可判断出选项D正确 答案 D 4 一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆 杆与斜面接触面粗糙 斜面体水平向右运动过程中 发现杆匀加速上升 如右图所示 关于斜面对杆的作用力 下列判断正确的是 A 斜
