《高中物理力与平衡》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理力与平衡（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1节 重力弹力摩擦力一、重力、弹力1重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力(2)大小：Gmg. (3)方向：总是竖直向下(4)重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心2弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用(2)产生的条件两物体相互接触； 发生弹性形变(3)方向：与物体形变方向相反3胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比(2)表达式：Fkx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定x是弹簧长度的变化量，不是
2、弹簧形变以后的长度1.判断正误(1)自由下落的物体所受重力为零() (2)重力的方向不一定指向地心()(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间()(4)相互接触的物体间一定有弹力() (5)Fkx中“x”表示弹簧形变后的长度()(6)弹簧的形变量越大，劲度系数越大()(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定()二、摩擦力1两种摩擦力的对比静摩擦力滑动摩擦力定义两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力产生条件(必要条件)(1)接触面粗糙；(2)接触处有弹力；(3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙；
3、(2)接触处有弹力；(3)两物体间有相对运动大小(1)静摩擦力为被动力，与正压力无关，满足0FFmax；(2)最大静摩擦力Fmax大小与正压力大小有关滑动摩擦力：FFN(为动摩擦因数，取决于接触面材料及粗糙程度，FN为正压力)方向沿接触面与受力物体相对运动趋势的方向相反沿接触面与受力物体相对运动的方向相反作用点实际上接触面上各点都是作用点，常把它们等效到一个点上，在作力的图示或示意图时，一般把力的作用点画到物体的重心上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，即.(2)决定因素：接触面的材料和粗糙程度2.判断正误(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势()(
4、2)受滑动摩擦力作用的物体，可能处于静止状态()(3)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用()(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用()(5)两物体接触处的弹力增大时，接触面间的静摩擦力大小可能不变()(6)根据可知动摩擦因数与Ff成正比，与FN成反比()弹力的分析与计算1弹力的判断(1)弹力有无的判断方法条件法：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状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力状态法：根据物体的状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹
5、力是否存在(2)弹力方向的判断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定弹力的方向2弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解(2)根据力的平衡条件进行求解(3)根据牛顿第二定律进行求解如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)则绳中拉力大小变化的情况是()A先变小后变大B先变小后不变C先变大后不变 D先变大后变小1面面接触、点面接触、球面接触、球球接触的弹力垂直于接触公切面，判断弹力有无时常用假设法来判断2对轻绳
6、，弹力方向一定沿绳收缩的方向当绳中无结点或通过滑轮绕时，同一根绳上张力相等；若有结点，则当两段绳处理，张力不一定相等3对轻杆，若端点用铰链连接，弹力方向一定沿杆的方向；若端点固定连接，弹力方向不一定沿杆方向，由端点物体所受其他力的合力及物体的状态判断和计算4对轻弹簧，弹力满足胡克定律且既能产生拉力也可产生支持力，需注意方向的多样性，轻弹簧两端受力始终大小相等，与其运动状态无关弹簧的弹力不能发生突变 考向1弹力的有无及方向判断1如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是()A细绳一定对小球有拉力的作用B轻
7、弹簧一定对小球有弹力的作用C细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力 考向2胡克定律的应用2如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：弹簧的左端固定在墙上；弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动若认为弹簧质量都为零，以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量，则有()AL2L1BL4L3CL1L3 DL2L4摩擦力的分析与计算【知识提炼】1静摩擦力的有无和方向的判断方法
8、(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(Fma)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的方向2摩擦力大小的计算(1)静摩擦力大小的计算物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ffma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求静摩擦力(2)滑动摩擦力大小的计算：滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算，应用此公式时要注意以下几
9、点：为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角变大)，另一端不动，如图所示，则铁块受到的摩擦力Ff随角度的变化图象可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()1判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角(2)分析摩擦力方向时，要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”，考虑不同方向时的两种情况2计算
10、摩擦力大小的三点注意(1)分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力(2)只有滑动摩擦力才能用计算公式FfFN，注意动摩擦因数，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，FN为两接触面间的正压力，不一定等于物体的重力静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解(3) 滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关 考向1摩擦力的有无及方向的判断1 如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起斜向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，则下列说法正确的是()A匀速运动时，麻袋包只受重
11、力与支持力作用B匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上C减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下D减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上 考向2静摩擦力的分析与计算2.(2015高考山东卷)如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑已知A与B间的动摩擦因数为1，A与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力A与B的质量的比值为()A.BC. D 考向3滑动摩擦力的分析与计算3.如图所示，斜面为长方形的斜面体倾角为37，其长为0.8 m，宽为0.6 m一重为20 N的木块原先在斜面体上部，当对
12、它施加平行于AB边的恒力F时，刚好使木块沿对角线AC匀速下滑，求木块与斜面间的动摩擦因数和恒力F的大小(sin 370.6，cos 370.8)摩擦力的“突变”问题1静静“突变”：物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变2静动“突变”或动静“突变”：物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力3动动“突变”：某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”(多选)如图所
13、示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa0，b所受摩擦力Ffb0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()AFfa大小不变 BFfa方向改变 CFfb仍然为零 DFfb方向向右 考向1静静“突变”1.一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 D0 考向2动静“突变”2.如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向
14、的推力Fkt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的() 考向3动动“突变”2 传送带以恒定的速率v10 m/s运动，已知它与水平面成37，如图所示，PQ16 m，将一个小物体无初速度地放在P点，小物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，问当传送带逆时针转动时，小物体运动到Q点的时间为多少？第二节力的合成与分解一、力的合成1合力与分力(1)定义：如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力(2)关系：合力和分力是一种等效替代关系2力的合成：求几个力的合力的过程3力的运算法则(1)三角形定则：把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法(如图所示)(2)平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向1.判断正误(1)合力及其分力均为作用于同一物体上的力()(2)合力及其分力可以同时作用在
