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1、第二章 相互作用第一节力 重力 弹力 摩擦力基础知识 一、力1、定义：力是物体对物体的作用说明：定义中的物体是指施力物体和受力物体，定义中的作用是指作用力与反作用力。2、力的性质力的物质性：力不能离开物体单独存在。力的相互性：力的作用是相互的。力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。力的独立性：一个力作用于物体上产生的效果与这个物体是否同时受其它力作用无关。3、力的分类按性质分类：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等按效果分类：拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等按研究对象分类：内力和外力。按作用方式分类：重力、电场力、磁场力等为场力，即非接触力，弹力、摩擦力为接触力。说明：
2、性质不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性质相同的。4、力的作用效果：是使物体发生形变或改变物体的运动状态5、力的三要素是：大小、方向、作用点6、力的图示：用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法。7、力的单位：牛顿，使质量为1千克的物体产生1米秒2加速度力的大小为 1牛顿二、重力1、产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫重力说明：重力是由于地球的吸引而产生的力，但它并不就等于地球时物体的引力重力是地球对物体的万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球旋转所需的向心力。由于物体随地球自转所需向心力很小，所以计算时一般可近似地认为物体重力的大小等于地球对物体的引力。2、大小：Gm
3、g （说明：物体的重力的大小与物体的运动状态及所处的状态都无关）3、方向：竖直向下（说明：不可理解为跟支承面垂直）4、作用点：物体的重心5、重心：重心是物体各部分所受重力合力的作用点说明：（l）重心可以不在物体上物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系。重心是一个等效的概念。 （2）有规则几何形状、质量均匀的物体，其重心在它的几何中心质量分布不均匀的物体，其重心随物体的形状和质量分布的不同而不同。 （3）形状不规则的物体的重心可用悬挂法求得【规律方法】 对重力的正确认识重力实际上是物体与地球间的万有引力的一部分（另一部分为物体绕地球旋转所需要的向心力）重力是非接触力。非特别说明，凡地球上的物体
4、均受到重力。重力的大小： Gmg ，g为当地的重力加速度 g9.8m/s2，且随纬度和离地面的高度而变。（赤道上最小，两极最大；离地面越高，g越小。在地球表面近似有：例1关于重力的说法正确的是（ ）A物体重力的大小与物体的运动状态有关，当物体处于超重状态时重力大，当物体处于失重状态时，物体的重力小。B重力的方向跟支承面垂直 C重力的作用点是物体的重心 D重力的方向是垂直向下 例2下面关于重力、重心的说法中正确的是（ ）A风筝升空后，越升越高，其重心也升高B质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上C舞蹈演员在做各种优美动作的时，其重心位置不断变化D重力的方向总是垂直于地面例3一人站在体重计
5、上称体重，保持立正姿势称得体重为G，当其缓慢地把一条腿平直伸出台面，体重计指针稳定后读数为G/，则（ C ） AGG/ BGG/ C、GG/ D无法判定三、弹力1、定义：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力2、产生条件：直接接触，有弹性形变。3、方向：弹力的方向与施力物体的形变方向相反，作用在迫使物体发生形变的物体上。说明：压力、支持力的方向总是垂直于接触面（若是曲面则垂直过接触点的切面）指向被压或被支持的物体。绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向。杆一端受的弹力方向不一定沿杆的方向。4、大小：弹簧在弹性限度内，遵从胡克定律力F=kX。一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。非弹簧类的弹力是
6、形变量越大，弹力越大，一般应根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来计算。【规律方法】1、弹力方向的判断方法（1）根据物体的形变方向判断：弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上。弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向；轻绳的弹力方向沿绳收缩的方向，离开受力物体；面与面，点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体球面与球面的弹力沿半径方向，且指向受力物体轻杆的弹力可沿杆的方向，也可不沿杆的方向。（2）根据物体的运动情况。利用平行条件或动力学规律判断例4如图所示中的球和棒均光滑，试分析并画出它们受到的弹力。说明：分析弹
7、力：找接触面（或接触点）判断是否有挤压（假设法）判断弹力的方向AAACD乙甲甲AB甲丙A例5.、下面图中，静止的小球m分别与两个物体（或面）接触，设各接触面光滑，则A受到两个弹力的是（）AAmAA B C D例6如图所示，小车上固定着一根弯成角的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向：小车静止；小车以加速度a水平向右加速运动.小车以加速度a水平向左加速运动？2.弹力的计算与应用例7、两个物体A和B,质量分别为M和m,用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止于水平地面上,如图1所示.不计摩擦,A对绳的作用力的大小与地面对A的作用力的大小分别为( )A.mg,(M-
8、m)g;B.mg,Mg; C.(M-m)g,Mg;D.(M+m)g,(M-m)g.例8、两个弹簧称平放在光滑的水平桌面上，乙的一端系于墙上，两个弹簧秤挂勾相连，当在甲的右端挂勾上用100N的水平拉力拉甲时，则甲、乙两个弹簧秤读数分别是（） A、100N；0 B、 100N；100N C、0；100N D、200N；100N甲乙F例9. 2010新课标15一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力压弹簧的另一端，平衡时长度为；改用大小为的力拉弹簧，平衡时长度为.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为（ ） A、 B、 C、 D、例10.（09广东物理7）某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型。图
9、中为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是 （ ）A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变例11如图，两木块的的质量分别是m1和 m2，两轻弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压上面的弹簧上，整个系处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，下面的木块移动的距离为：（ ）四、摩擦力1、定义：当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和动摩擦力。2、产生条件：
10、接触面粗糙；相互接触的物体间有弹力；接触面间有相对运动或相对运动趋势。说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解3、摩擦力的方向：静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。4、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，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0ffm ，具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。 滑动摩擦力的大小fN 。说明：滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关，只由动摩擦因数和正压力两个因素决定，而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关【规律方法】1、
11、摩擦力方向的判断与应用例12如图所示，小车的质量为M人的质量为m，人用恒力 F拉绳，若人和车保持相对静止不计绳和滑轮质量、车与地面的摩擦，则车对人的摩擦力可能是（ ）A、0 ； B、F，方向向右； C、F，方向向左； D.F，方向向右说明：摩擦力的方向的判定：“摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反”是判定摩擦力方向的依据，步骤为：选研究对象（即受摩擦力作用的物体）；选跟研究对象接触的物体为参照物。找出研究对象相对参照物的速度方向或运动趋势方向摩擦力的方向与相对速度或相对运动趋势的方向相反（假设法判断同样是十分有效的方法）2.摩擦力大小的计算与应用例13、如图所示，A、B两物体叠放
12、在水平面上，A、B始终保持相对静止。当两物体在水平面上：ABF（1）匀加速前进时；A、B间是否受有摩擦力，其方向如何？（2）匀速前进时A、B间是否受有摩擦力，其方向如何？（3）匀减速前进时A、B间是否受有摩擦力，其方向如何？（4）静止不动时。A、B间是否受有摩擦力，其方向如何？M例14如图所示，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。（）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0D大小可能等于F例15.（09天津1）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
13、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 ( ) 例16(2010新课标18)如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方向成角的力拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成角的力推物块时，物块仍做匀速直线运动.若和的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为（ ）A、 B、 C、 D、1-例17如图所示，水平面上两物体 ml、m2经一细绳相连，在水平力F的作用下处于静止状态，则连结两物体绳中的张力可能为（ ）A零； BF/2； CF； D大于F例18如图所示，传送带与水平面的夹角为370并以10m/s的速度匀速运动着，在传送带的A端轻轻放一小物体，若已知物体与传送带间的动摩擦因数为=0.5，AB间距离S=16m，则小物体从A端运动到B端所需的时间为：（1）传送带顺时针方向转动时（ ）（2）传送带逆时针方向转动时（ ）A、2.8s；B、2.0s；C、2.1s；D、4.0s；拓展与思考：皮带不传时与哪种情况类似？皮带逆时针转时，若=0.8，物体从A到B需多长时间？摩擦力 作业相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，故其方向的判断注意方法：方法1：“假设法”与“反推法”。先假定没有摩擦力（接触面不光滑）时，看相对静止的物体间能否发生相对运动(化“静”为“动”)。例1 指物体A在下图所示四种情况下所受的静摩擦力的方向。AAAA 物体A静止
