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1、第1讲重力弹力摩擦力一、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:G=mg。(3)方向:总是 竖直向下 。(4)重心:因为物体的各部分都受到重力的作用,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 ,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。(2)产生的条件:a.两物体 相互接触 ;b.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,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成 正比 。(2)表达式:F=kx。式中的k是弹簧
2、的 劲度系数 ,单位符号为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 ,不是弹簧形变以后的长度。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;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有 相对运动 大小(1)静摩擦力的大小,与正压力无关,满足 0FfFfmax ;(2)最大静摩擦力Ffmax的大小与正压力大小 有关 滑动摩
3、擦力的大小与正压力成正比,即Ff=FN(为动摩擦因数,取决于接触面的 材料 及粗糙程度,FN为正压力)方向沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向 相反 沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向 相反 2.动摩擦因数定义: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=FfFN。1.判断下列说法对错。(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用。()(2)物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反。()(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向。()(4)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同。()(5)滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关,与接触面的面积大小也无关。()(6)运动的物体
4、也可能受到静摩擦力的作用。()2.如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等,盒子沿倾角为的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()A.无论盒子沿斜面自由上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面自由下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面自由下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面自由上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力2.答案A3.如图,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P处,当物体平衡时上面的弹簧处于原长。若把固定的物体
5、换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,重力加速度为g,则x为()A.mgk1+k2B.k1k2mg(k1+k2)C.2mgk1+k2D.k1k22mg(k1+k2)3.答案A考点一弹力的判断和计算1.弹力有无的判断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于形变不明显的情况,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,若物体的运动状态不变,则此处不存在弹力,若物体的运动状态改变,则此处一定有弹力状态法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
6、弹力是否存在2.弹力方向的判断(1)五种常见模型中弹力的方向(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。3.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。例1(多选)如图所示,质量m=1.8 kg的小球以图中O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,当小球运动至最高点A点时速度vA=2 m/s,已知杆长L=0.9 m,B点为运动轨迹的最低点,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则()A.在A点,杆对小球的作用力为拉力B.在A点,杆对小球的作用力为支持力C.在B点,杆的拉力T=98 ND.在B点,杆的拉力T=62 N答案BC
7、在A点,若只有重力提供向心力,即mg=mv2L,可求得v=3 m/s,由于小球的实际速度为2 m/s,所以杆对小球的作用力为支持力,方向向上,A错,B对;从A到B,由动能定理可得2mgL=mvB22-mvA22,在B点,由牛顿第二定律有T-mg=mvB2R,联立解得T=98 N,C对,D错。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的作用D.细绳不
8、一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用答案D若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan ,则轻弹簧对小球无弹力。D正确。考向2轻绳模型中的“死结”和“活结”问题2.(多选)如图所示,用滑轮将质量为m1、m2的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0120时,m1m2;当120时,m1mNg时,初始时M受到的摩擦力方向沿斜面向上,这时随着对物块N的缓慢拉动,细绳的拉力T逐渐增大,物块M所受的摩擦力先向上逐渐减小,然后可能再向下逐渐增大,故C错误,D正确。考向1摩擦力有无判断1.如图所示,水平推力F作用在木块B上使得木块A、B保持相对静止一起向前做匀加速直线运动,地面粗糙,则下列说法正确的是()
