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1、力和物体的平衡,第1讲 重力 弹力 摩擦力,1力的概念：力是 2三要素：(1) 、(2)方向、(3) ,物体对物体的作用,大小,作用点,3基本特征： (1)物质性：力不能脱离 而独立存在 (2)相互性：物体间力的作用是 的，只要有作用力，就一定有对应的 (3)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用 (4)矢量性：力既有大小，又有方向，力的运算遵循 定则，或 定则,物体,相互,反作用力,无关,平行四边形,三角形,4力的表示方法： (1)力的图示； (2)力的示意图 5力的分类 (1)按力的 分：可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等 (2)按力的 分：可分为
2、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等,性质,作用效果,题组演练,地球,弹簧秤,竖直向下,一点,万有引力,水平面,形状,质量分布,悬挂法,mg,弹力 1定义：发生弹性形变的物体由于要 ，对与它 的物体产生力的作用 2产生条件：物体相互 ；并且发生 3方向：弹力的方向总是与物体形变的方向 4大小： (1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式为 ； (2)非弹簧类弹力大小可以由 或牛顿运动定律求解,恢复原状,接触,接触,弹性形变,相反,Fkx,平衡条件,题组演练,1静摩擦力 (1)产生：两个相互接触的物体，有 时产生的摩擦力 (2)作用效果：总是起着阻碍物体间 的作用 (3)产生条件：相
3、互接触且 ；有 ； ,相对运动趋势,相对运动趋势,挤压,相对运动趋势,接触面粗糙,【提示】 受静摩擦力作用的物体不一定静止；可能静止，可能运动 (4)大小：随外力的变化而变化，大小在零和最大静摩擦力之间 (5)方向：与接触面相切，且总是与物体的 方向相反 (6)最大静摩擦力：静摩擦力的最大值，叫做最大静摩擦力,相对运动趋势,2滑动摩擦力 (1)产生：两个相互接触的物体发生 时产生的摩擦力 (2)作用效果：总是起着阻碍物体间 的作用 (3)产生条件：相互接触且 ；有 ； (4)大小：滑动摩擦力大小与 成正比，即：Ff . (5)方向：跟接触面相切，并跟物体 相反,相对运动,相对运动,挤压,相对运
4、动,接触面粗糙,压力,FN,相对运动方向,要正确理解摩擦力产生条件中“相对”的含义：“相对”既不是对“地”，也不是对“观察者”，“相对”的是跟它接触的物体，即把其中一个物体作参考系，分析另一个物体相对于参考系的运动,题组演练,41粗糙水平面上有一斜面体A，在A的粗糙斜面上放一小物体B，如右图所示，已知A、B静止，则水平面对斜面体 ( )A有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右 B有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左 C没有摩擦力的作用 D有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定,【解析】 分析水平面对斜面体的摩擦力时，因A、B静止，所以可用整体法，将A、B看成一个整体，竖直方向受重力，支持力作用平
5、衡，水平方向也处于平衡态，不可能受摩擦力，故选C. 【答案】 C,42如右图所示，质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行，长木板放在水平地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 ( )A1m2g B2m1g C1(m1m2)g D1m2g2m1g,一、弹力有无的判断方法 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利用假设法判断 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体还能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处
6、不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力,3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 如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b.当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是( ) A球在a、b两点处一定都受到支持力 B球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力 C球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力 D球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定不受到支持力,3几种常见模型中弹力方向的确定,2画出下图中物体受弹力的方向(各接触面均光滑),三
7、、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N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N成正比，在N不变的情况下，滑动摩擦力略小于f，而静摩擦力可在0fm间变化，最大静摩擦力与正压力有关成正比。,四、对fN的理解 1将f/N定义为动摩擦因数，即f/N，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
8、关 2“fN”中N“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Nmgcos，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Nmg成立,如下图(a)所示，轻绳AD跨过固定在竖直墙上的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，ACB30；图(b)中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求：,(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比； (2)轻杆BC对C端的支持力； (3)轻杆HG对G端的支持力,【解析】 题图(a)和图(b)中的两
9、个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如下图(c)和图(d)所示，根据平衡规律可求解,31：如右图所示，一个木块放在固定的粗糙斜面上，今对木块施一个既与斜面底边平行又与斜面平行的推力F，木块处于静止状态，如将力F撤消，则木块( ) A仍保持静止 B将沿斜面下滑 C受到的摩擦力大小不变 D受到的摩擦力方向不变,【解析】 有力F作用时，木块在斜面内的受力如右图，且当撤去力F后，木块只受mgsin 和Ff， 且fFf故仍静止，摩擦力的方向变为沿斜面向上答案应为A. 【答案】 A,摩擦力大小的计算方法
10、：在计算摩擦力的大小之前，必须首先分析物体的运动情况，判明是滑动摩擦，还是静摩擦 (1)滑动摩擦力的计算方法 可用fN计算，最关键的是对相互挤压力FN的分析，并不总是等于物体的重力，它跟研究物体受到的垂直于接触面方向的力密切相关 (2) 静摩擦力的计算方法 一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解,41：如右图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为1，Q与斜面间的动摩擦因数为2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为 ( ),A0 B1mgcos C2mgco
11、s D(12)mgcos ,1如右图所示，有一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,2右图照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车，在骑车人用力蹬车前进的过程中，车轮上黑白两色的鞋子与地面接触，下面判断正确的是( ) A前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向前 B前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向后 C前、后轮上的鞋子不受摩擦力作用 D后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向后,【解析】 地
12、面对前轮的摩擦力促使前轮转动，所以前轮受到的摩擦力方向向后，后轮给地面一个向后的摩擦力，所以地面给后轮一个向前的摩擦力，B正确 【答案】 B,3(2009年天津卷)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,如右图所示，物体m静止于倾角为的斜面上，现用垂直于斜面的推力Fkt(k为比例常量、t为时间)作用在物体上从t0开始，物体所受摩擦力Ff随时间t的变化关系是,如图所示，在倾角为的固定斜面上，质量为m的物体受外力F1和F2的作用，F1方向水平向右，F2方向竖直向下，若物体静止在斜面上且物体与斜面间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是( ) A物体一定有下滑的趋势 B物体一定有上滑的趋势 C若F1F2，且45，则物体一定有下滑的趋势 D若F1F2，且45，则物体一定有上滑的趋势,
