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1、第二章力、物体的平衡第二章力、物体的平衡一、力1 力 的 概 念 ： 物 体 与 物 体 之 间 的 作用2力的性质第第1单元重力、弹力、摩擦力单元重力、弹力、摩擦力相互相互二、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 4重心(1)定义：为了研究方便认为各部分受到的重力集中作用的点竖直向下竖直向下温馨提示(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直，不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向也就不同(2)重力的方向不一定指向地心(3)并不是只有重心处才受到重力的作用(4)重力是万有引力的一个分力三、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的作用
2、2产生的条件(1)两物体 ；(2)发生弹性形变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 ；k为弹簧的劲度系数，单位：N/m.(2)非弹簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求得相互接触相互接触相反相反Fkx四、摩擦力1定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生阻碍 或 的力2产生条件：(1)接触面 ；(2)接触面间有弹力；(3)物体间有相对运动或相对运动趋势3大小：滑动摩擦力FFN，静摩擦力0FFmax.4方向：与相对运动或相对运动趋势方向 5作用效果：阻碍物体间的 或 相对运动相对运动相对运动趋势相
3、对运动趋势粗糙粗糙相反相反相对运动相对运动相对运动趋势相对运动趋势温馨提示(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(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动(3)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，反之不一定成立1下列说法错误的是()A力是物体对物体的作用B只有直接接触的物体间才有力的作用C用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，始终受到向前的力来维持它向前运动D甲用力把乙推倒，说明甲对乙的作用力在先，乙对甲的作用力在后解析：力的作用不一定要直接接触譬如地球与物体之间的万有引力，电荷与电荷之间的作用力，都不需要直接
4、接触，所以B错误；力的作用离不开物体，用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，球没有受到向前的力来维持它向前运动，C错误；两个物体之间的相互作用力没有先后之说，所以D错误答案：BCD2(2013年西安模拟)关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是()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，也可以不在一条直线上，故A、B正确；运动的物体可受静摩擦力作
5、用，如随传送带一起加速的物体，静止的物体可受滑动摩擦力作用，如滑块滑过固定的木板时木板受的力，故C正确；静摩擦力也可以充当动力，故D不正确答案：D3.如图所示，A、B两物体的重力分别是GA3 N、GB4 N，A用悬绳挂在天花板上，B放在水平地面上，A、B间的轻弹簧上的弹力F2 N，则绳中张力F1和B对地面的压力F2的可能值分别为()A7 N和10 N B5 N和2 NC1 N和6 N D2 N和5 N解析：轻弹簧的弹力为2 N，它会对与它接触的物体A、B有力的作用，分析A、B物体的受力时要注意弹簧对它们的作用力是拉力还是压力，方向向哪中间的弹簧如果处于被拉伸的状态，它想收缩恢复原状，会向下拉A
6、，向上提B，则选B；如果它处于被压缩的状态，它要想恢复原状，会向上顶A，向下压B，则选C.答案：BC4.(2013年广州模拟)如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时，则()AM所受摩擦力增大B物块M对车厢壁的压力增大C物块M仍能相对于车静止DM将与小车分离解析：根据FNma，当a增大时FN增大，物块对车厢壁的压力FN也增大，B正确；竖直方向Ffmg，静摩擦力大小保持不变，故C正确，A、D错误答案：BC要点一弹力的有关判断和计算1弹力有无的判断方法2.弹力的方向的判断方法(1)弹力的方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上具体情
7、况有以下几种：(2)由物体的运动状态判断弹力的方向物体的受力必须与物体的运动状态相符合可根据物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹力若所得结果为正值，其方向与假设方向相同，如果为负值，其方向与假设方向相反温馨提示(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向(2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方向可以沿杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型的最大区别(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP之比；(2)横梁BC对C端的支持力；(3)轻杆HP对P端的支持力画图寻法分别对C点和P点受力分析如图
8、所示答案(1)12(2)100 N，方向与水平方向成30角斜向右上方(3)173 N，方向水平向右1在如图所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接下列说法正确的是()A图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙B图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁C图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙D图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁解析：如果杆端受拉力作用，则可用等长的绳代替，若杆端受到沿杆的压力作用，则杆不可用等长的轻绳代替，如图甲、丙、丁中的AB杆受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故
9、A、C、D均错误，只有B正确答案：B要点二静摩擦力的有无及方向的判断静摩擦力的方向具有很强的隐蔽性，判定较困难，为此常用下面几种方法：1假设法2反推法从研究物体表现出的运动状态反推出它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断摩擦力的方向了3根据摩擦力的效果来判断其方向如平衡其他力、作动力、作阻力、提供向心力等用牛顿第二定律判断，关键是先判断物体的运动状态(即加速度方向)，再利用牛顿第二定律(Fma)确定合力的方向，然后由受力分析判定静摩擦力的方向例如，如图中物块A(质量为m)和B在外力F作用下一起沿水平面向右以加速度a做匀加速直线运动时，摩擦力提供A物体的加速度，A
10、、B之间的摩擦力大小为ma，方向水平向右4利用牛顿第三定律来判断此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向温馨提示摩擦力的方向与物体运动方向可能相同，也可能相反，还可能成一定夹角例2如图所示，倾角为的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则()AB受到C的摩擦力一定不为零BC受到水平面的摩擦力一定为零C不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等思路点拨解答本题应把握以下两点：(1
11、)B受到C的摩擦力方向取决于绳的拉力与B所受重力沿斜面向下的分力的大小关系(2)水平面对C的支持力既不等于B、C的总重力，也不等于A、B、C的总重力自主解答以B物体为研究对象，沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力，静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力，所以可能为0，可能沿斜面向上或向下，A项错误；利用整体法可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左，B项错误，C项正确；同理，在竖直方向利用整体法判断水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力，D项错误答案C2(2011年高考天津理综)如图所示，A、B两物块叠放
12、在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()A方向向左，大小不变 B方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变 D方向向右，逐渐减小解析：对B受力分析知，B所受静摩擦力FfmBamBg，大小不变，方向向左，故A对，B、C、D错答案：A要点三摩擦力大小的计算计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小1静摩擦力大小的计算(1)根据物体所受外力及所处的状态(平衡或加速)可分为两种情况：(2)最大静摩擦力并不一定是物体实际受到的力，物体实际受到的静摩擦力一般小于或等于最大静摩擦力最大静摩擦力与接触
13、面间的压力成正比一般情况下，为了处理问题的方便，最大静摩擦力可按近似等于滑动摩擦力处理2滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式FFN来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)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(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关温馨提示在分析摩擦力的方向时，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”例3(2013年湖北黄冈模拟)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，当对它施加平行于AB边的
14、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的大小思路点拨解答本题时要注意以下几点：(1)摩擦力为滑动摩擦力，其方向并不是沿斜面向上(2)木块共受四个力作用，即重力、斜面的支持力、摩擦力、外界恒力，这四个力平衡，但不共面3.如图所示，斜面倾角为60，10 kg的物体通过弹簧与斜面上的固定板相连，已知弹簧的劲度系数k100 N/m，当弹簧长度为22 cm和8 cm时，物体分别位于A点和B点，且此两点是物体刚好可以平衡的点，试求斜面与物体间的动摩擦因数解析：位于A点和B点时物体受力分别如图甲、乙所示设弹簧原长为L0，在A点时：k(L1L0)mgsin mgcos 在B点时： k(L0L2)mgcos mgsin 两式相加得k(L1L2)2mgcos 代入数据得0.14答案：0.14
