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1、第1讲重力弹力摩擦力考点一重力、弹力的分析与计算1重力产生由于地球的吸引而使物体受到的力注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力大小Gmg可用弹簧测力计测量注意：(1)物体的质量不会变(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的方向总是竖直向下的注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直，也不一定指向地心重心物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点即物体的重心(1)影响重心位置的因素：物体的形状；物体的质量分布(2)不规则的薄片物体重心的确定方法：悬挂法注意：重心的位置不一定在物体上2弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化。(2)弹性形变：有些物
2、体在形变后撤去外力作用后能够恢复原状的形变。(3)弹力定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。产生的条件：a物体间直接接触；b接触处发生弹性形变。方向：总是与物体形变的方向相反。(4)胡克定律内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。表达式：Fkx。k是弹簧的劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是牛顿每米，用符号N/m表示，x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。思维诊断(1)物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力。()(2)物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重心不可能不在这个物体上。()(3)同一物体从赤道移到北极，其重
3、力不仅大小变大，而且方向也变了。()(4)弹力一定产生在相互接触的物体之间。()(5)相互接触的物体间一定有弹力。()(6)Fkx中“x”表示弹簧形变后的长度。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)题组训练1对重力概念的理解(多选)如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B重力的方向总是垂直向下的C物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D力是使物体运动的原因解析：物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直
4、，是竖直向下而不是垂直向下，所以A正确，B错误；从题图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C正确；力不是使物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，所以D错误。答案：AC2弹力是否存在的判断如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个重球，在重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且处于静止状态，弹簧保持竖直，则重球受到的力有()A重力和弹簧的拉力B重力、弹簧的拉力和斜面的支持力C重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力D重力、弹簧的拉力、斜面的支持力、下滑力解析：斜面光滑，故重球不受静摩擦力，所谓下滑力是重力沿斜面的分力，当谈到受重力作用后不应再提下滑力，故C、
5、D错误；重球处于静止状态，且弹簧保持竖直，重球不受斜面的支持力，否则在支持力的作用下重球水平方向受到的合力不为零，弹簧不能保持竖直状态，A正确，B错误。答案：A3弹簧弹力的大小如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是()AF1F2F3BF1F2F2 DF3F1F2答案：A4弹力方向判断如图中各物体均处于静止状态。图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是()答案：C规律方法(1)常见的弹力方向(2)弹力方向的判断方法根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确
6、定弹力的方向。(3)计算弹力大小的三种方法根据胡克定律进行求解。根据力的平衡条件进行求解。根据牛顿第二定律进行求解。考点二摩擦力的分析与计算1静摩擦力和滑动摩擦力的对比名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动趋势接触面粗糙接触处有压力两物体间有相对运动大小、方向大小：0FfFfm方向：与受力物体相对运动趋势的方向相反大小：FfFN方向：与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动特别提醒(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动。
7、(2)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直。(3)滑动摩擦力的大小与两物体间的接触面积的大小及物体的运动状态无关。2动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值。(2)公式：。(3)决定因素：接触面的材料和粗糙程度。思维诊断(1)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。()(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的面积大小也无关。()(3)静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力。()(4)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用。()答案：(1)(2)(3)(4)题组训练1对摩擦力的理解(多选)关于摩擦力，有人总结了四条“不一定”，其中说
8、法正确的是()A摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力解析：摩擦力的方向与跟它相接触的物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反，与它的运动方向可能相同，也可能相反，也可能不在一条直线上，故A、B正确；运动的物体可能受静摩擦力作用，如随传送带一起加速的物体，静止的物体可能受滑动摩擦力作用，如滑块滑过固定的木板时木板受到的力，故C正确；静摩擦力也可以充当动力，故D错误。答案：ABC2摩擦力方向的判断如图甲、乙所示，物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动，关
9、于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是()A两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同B两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反C两图中物体A均不受摩擦力D图甲中物体A不受摩擦力，图乙中物体A受摩擦力，方向和F相同解析：图甲中，假设A、B之间接触面光滑，则物体A在水平方向不受任何外力作用，A仍可保持原来的匀速直线运动状态，故A不受摩擦力；图乙中，假设物体A不受摩擦力作用或所受摩擦力沿斜面向下，则A将会在重力沿斜面向下的分力或该分力与摩擦力的合力作用下，沿斜面向上做匀减速直线运动，与题设条件矛盾，故A所受摩擦力应沿斜面向上，即方向和F相同。选项D正确。答案：D3摩擦力大小的计算如图所示，物块A放在
10、倾斜的木板上，木板的倾角分别为30和45时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()A.BC. D解析：木板的倾角为30时物块静止，所受摩擦力为静摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mgsin 30；木板的倾角为45时物块滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为mgcos 45，由二者相等可得物块和木板间的动摩擦因数为。答案：C方法技巧摩擦力方向的分析技巧和计算(1)分析技巧：在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析。要注意灵活应用相对运动趋势法、假设法、状态法和转换法判断静摩擦力的方向。(2)摩擦力的计算在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所
11、处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等。“FfFN”中FN并不总是等于物体的重力。考点三摩擦力突变问题的分析1静摩擦力突变为滑动摩擦力静摩擦力达到最大值的状态是物体恰好保持相对静止的临界状态。2滑动摩擦力突变为静摩擦力滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(变为零或变为静摩擦力)。3由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动趋势，相对运动趋势取决于主动力，若主动力发生突变而物体仍然处于相对静止状态，则其
12、静摩擦力将由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力。静动突变长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大)，另一端不动，则铁块受到的摩擦力Ff随角度的变化关系图象是图中的()解析：开始时，0，Ff0；静摩擦力的大小分析：开始一段时间，铁块相对木板静止，所受的是静摩擦力；缓慢竖起时，可认为铁块处于平衡状态，由力的平衡关系可知Ffmgsin ，静摩擦力随的增大而增大，它们呈正弦规律变化；在铁块刚好要滑动而没滑动时，Ff达到最大值。继续增大，铁块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力Ffmgcos ，因此，滑动摩擦力随的增大而减小，呈余弦规律变化，故C正确。答案：C题
13、组训练1静一静突变一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F110 N，F22 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()A10 N，方向向左B6 N，方向向右C2 N，方向向右 D零解析：木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态，由平衡条件可知木块所受的摩擦力大小为8 N，可知最大静摩擦力Ffmax8 N。当撤去力F1后，F22 NFfmax，木块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在木块上的F2等大反向，故C正确。答案：C2动静突变如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数0.
14、2，从t0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F1 N的作用，g取10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()解析：从t0开始物体以一定初速度v0向右滑行时，物体受到水平向左的滑动摩擦力，由公式FfFN得摩擦力为Ff1FNmg2 N；物体的最大静摩擦力Ffmmg2 N，由于FFfm，所以当物体的速度减小到零时，物体将停止运动，受到水平向右的静摩擦力，由平衡条件得物体受到的静摩擦力为Ff2F1 N，故选项A正确。答案：A3静动突变(2017泰州模拟)如图所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉木块直到沿桌面运动，在此过程中，木块所受到的摩擦力Ff的大小随拉力F的大小变化的图象正确的是(滑动摩擦力小于最大静摩擦力)()解析：开始时，木块静止不动，受静摩擦力的作用，且满足：FfF；当F达到最大静摩擦力之后，木块开始滑动，木块的运动状态发生了变化，静摩擦力突变为滑动摩擦力：FfFNm
