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1、第二章相互作用第1节重力弹力摩擦力知识梳理考点自诊一、重力1.产生:由于 地球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。2.大小:G=mg,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。3.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。知识梳理考点自诊4.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:物体的几何形状;物体的 质量分布。(2)不规则薄板形物体重心的确定方法: 悬挂法。注意:重心的位置不一定在
2、物体上。知识梳理考点自诊二、弹力1.弹性形变:撤去外力作用后能够 恢复原状的形变。2.弹力:(1)定义:发生 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。(2)产生条件:物体间直接接触;接触处发生 形变。(3)方向:总是与施力物体形变的方向 相反。知识梳理考点自诊3.胡克定律:(1)内容:在弹性限度内,弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成 正比。(2)表达式:F=kx。k是弹簧的 劲度系数,单位是牛顿每米,用符号N/m表示;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。知识梳理考点自诊三、摩擦力1.静摩擦力与滑动摩擦力2.动摩擦因数(1)定义:彼此
3、接触的物体发生 相对运动时,摩擦力和正压力的比值。= 。(2)决定因素:接触面的材料和 粗糙程度。知识梳理考点自诊知识梳理考点自诊1.(2018河南郑州测试)关于物体所受的重力,以下说法正确的是()A.重力就是地球对物体的吸引力,作用点就是重心,且重心一定在物体上B.重力的方向就是物体自由下落的方向C.重力的大小可以用弹簧测力计或天平直接测出D.在不同地点的两个物体,质量大的物体一定比质量小的物体所受的重力大 答案解析解析关闭重力是由地球的吸引而产生的,但重力不能说就是地球的引力,它只是引力的一部分,同时重力的作用点就是物体的重心,而重心不一定在物体上,故A错误;重力的方向竖直向下,即物体自由
4、下落的方向,故B正确;重力的大小可以用弹簧测力计测量,但不能用天平直接测出,故C错误;物体在同一地点,质量大的物体一定比质量小的物体所受的重力大,但在不同地点,由于重力加速度不相同,故质量大的物体不一定比质量小的物体所受的重力大,故D错误。故选B。 答案解析关闭B知识梳理考点自诊2.如图所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力有关的说法中正确的是()A.弹簧发生拉伸形变B.弹簧发生压缩形变C.该弹力是小车形变引起的D.该弹力的施力物体是小车 答案解析解析关闭小车受到水平向右的弹力作用,弹簧发生拉伸形变,该弹力是弹簧形变引起的,该弹力的施力物体是弹簧,选项A正确,B、C、D错误。 答案解析关闭
5、A知识梳理考点自诊3.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是()A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比B.由k=可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的形变量x成反比C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小 答案解析解析关闭 答案解析关闭知识梳理考点自诊4.如图所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧,A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是()A.B受到向左的摩擦力B.B对A的摩擦力向右C.地面对A的摩擦力向右D.地
6、面对A没有摩擦力 答案解析解析关闭压缩的弹簧对B有向左的弹力,B有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,选项A错误;A对B的摩擦力向右,由牛顿第三定律可知,B对A的摩擦力向左,选项B错误;对整体研究,根据平衡条件分析可知,地面对A没有摩擦力,选项C错误,D正确。 答案解析关闭D知识梳理考点自诊5.(2018福建三明月考)如图所示,一质量为1kg的长木板放在水平桌面上,木板与桌面F间的最大静摩擦力为3.2N,动摩擦因数为0.3。如果分别用2.8N的水平力和3.5N的水平力推木板,木板受到的摩擦力大小分别为 N和 N。(g取10m/s2) 答案解析解析关闭滑动摩擦力F=FN=0.3110N=3N,推力
7、为2.8N时,木箱不动,木箱受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于2.8N。推力为3.2N时,木箱相对地面运动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小F=FN=3N。 答案解析关闭2.83命题点一命题点二命题点三命题点四弹力的分析与计算弹力的分析与计算1.弹力有无的判断“三法”命题点一命题点二命题点三命题点四命题点一命题点二命题点三命题点四2.弹力方向的确定 命题点一命题点二命题点三命题点四3.计算弹力大小的三种方法(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。命题点一命题点二命题点三命题点四例1(2017江苏如皋期末)如图所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆
8、,杆的另一端固定一个质量为m的小球。下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是()A.小车静止时,F=mgcos,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mgcos,方向垂直杆向上 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三命题点四思维点拨(1)小车静止时,由平衡条件判断;(2)小车加速运动时,由牛顿第二定律判断。轻杆弹力“按需提供”为了维持物体的状态,由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力,杆就会根据需要提供相应的弹力。命题点一命题点二命题点三命题点四即学即练即学即练1.如图所示,小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B,现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,
9、其中正确的是() 答案解析解析关闭小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=gsin(为斜面的倾角),由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于gsin,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C正确。 答案解析关闭C命题点一命题点二命题点三命题点四2.(2016江苏卷)一轻质弹簧原长为8cm,在4N的拉力作用下伸长了2cm,弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为()A.40m/NB.40N/mC.200m/ND.200N/m 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三命题点四3.(2017全国卷)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距
10、80cm的两点上,弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86cm B.92cmC.98cmD.104cm 答案解析解析关闭 答案解析关闭命题点一命题点二命题点三命题点四摩擦力的有无及方向的判断摩擦力的有无及方向的判断1.对摩擦力的理解(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动。(3)摩擦力不一定是阻力,也可以是动
11、力。(4)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定保持相对静止。命题点一命题点二命题点三命题点四2.明晰“三个方向”命题点一命题点二命题点三命题点四例2(多选)(2017重庆巫山月考)三个相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力的作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示,下列说法正确的是()A.A与B的接触面可能是粗糙的B.各接触面都一定是粗糙的C.B与C,C与水平面的接触面一定是粗糙的D.C与水平面的接触面可能是光滑的 答案解析解析关闭物体A与B间没有摩擦力,故A与B的接触面可能粗糙也可能光滑,故A正确,B错误;将物体A、B和物体A、B、C分别看作整体分析可知B与C,C与水平面的接触面一定
12、是粗糙的,故C正确,D错误。 答案解析关闭AC命题点一命题点二命题点三命题点四思维点拨分别以A、AB整体和ABC整体为研究对象,根据平衡条件研究A与B间,B与C间、C与地面间的摩擦力,判断接触面是否光滑。如两接触面间存在摩擦力,一定是粗糙的,如没有摩擦力,则可能是光滑的。静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法命题点一命题点二命题点三命题点四(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。(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方向。命题点一命题点二命题点三命题点四即学即练即学即练4.(多选)(2017河北安平月
13、考)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是()A.A物体受到的摩擦力方向向右B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零C.B、C受到的摩擦力方向相同D.B、C受到的摩擦力方向相反 答案解析解析关闭A物体匀速运动,合外力为零,故不受摩擦力,B物体和C物体受摩擦力沿传送带向上,所以选项B、C正确,选项D错误。 答案解析关闭BC命题点一命题点二命题点三命题点四5.如图所示,A为长木板,在水平地面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动。下列判断正确的是(A、B间不光滑)()A.
14、若是v1=v2,A、B之间无滑动摩擦力B.若是v1v2,A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力C.若是v1v2,B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力 答案解析解析关闭当v1=v2时,A、B之间无相对运动,它们之间肯定没有滑动摩擦力;当v1v2时,以B为参考系,A向右运动,它受到B施加的向左的滑动摩擦力,B则受到A施加的向右的滑动摩擦力;当v1mg,故B错误。对AC整体研究,受重力、支持力、拉力和向左的摩擦力,根据牛顿第二定律,有F-FfAB=(M+m)a,故FFfAB,故C正确。 答案解析关闭CD命题点一命题点二命题点三命题点四摩擦力的突变问题摩擦力的突变问题 命题点一命题点二命题点三命题点四例4表
15、面粗糙的长直木板的上表面一端放有一个木块,如图所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角变大,最大静摩擦力大于滑动摩擦力),另一端不动,则木块受到的摩擦力Ff随角度变化的图象是下列图中的()C命题点一命题点二命题点三命题点四解析:下面通过“过程分析法”和“特殊位置法”分别求解解法一过程分析法(1)木板由水平位置刚开始运动时,=0,Ff静=0。(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前,木块所受的是静摩擦力。由于木板缓慢转动,木块处于平衡状态,受力分析如图,由平衡关系可知,静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力,Ff静=mgsin,因此,静摩擦力随的增大而增大,它们满足正弦规律变
16、化。命题点一命题点二命题点三命题点四(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时,木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力Ffmax。继续增大,木块将开始滑动,静摩擦力变为滑动摩擦力,且满足FfmaxFf滑。(4)木块相对于木板开始滑动后,Ff滑=mgcos,此时,滑动摩擦力随的增大而减小,满足余弦规律变化。综上分析可知选项C正确。命题点一命题点二命题点三命题点四解法二特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解,具体分析见下表:由以上分析知,选项C正确。命题点一命题点二命题点三命题点四分析摩擦力突变问题注意“力随境迁、抓住界点”1.有些临界问题中并不含“临界术语”,但审题时要注意发现某个物理量在变化过
17、程中是否会发生突变。2.存在静摩擦的连接系统,相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。3.研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。命题点一命题点二命题点三命题点四即学即练即学即练9.如图所示,质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数=0.2,从t=0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F=1N的作用,g取10m/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)() 答案解析解析关闭物体在力F和摩擦力作用下向右做匀减速直线运动,此时滑动摩擦力水平向左,大小为Ff1=mg=
18、2N,物体的速度为零后,物体在力F作用下处于静止状态,物体受水平向右的静摩擦力,大小为Ff2=F=1N,故只有图A正确。 答案解析关闭A命题点一命题点二命题点三命题点四10.一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F1=10N,F2=2N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()A.10N,方向向左B.6N,方向向右C.2N,方向向右D.0 答案解析解析关闭当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8N,方向向左。可知最大静摩擦力Ffmax8N。当撤去力F1后,F2=2NFfmax,物体仍
19、处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向。选项C正确。 答案解析关闭C命题点一命题点二命题点三命题点四11.(2017山东潍坊质检)如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数tan,则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()D命题点一命题点二命题点三命题点四解析:开始阶段,木块受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿传送带向下的摩擦力作用,做加速度为a1的匀加速直线运动,由牛顿第二定律得mgsin+mgcos=ma1所以a1=gsin+gcos木块加速至与传送带速度相等时,由于tan,则木块不会与传送带保持相对静止而匀速运动,之后木块继续加速,所受滑动摩擦力变为沿传送带向上,做加速度为a2的匀加速直线运动,这一阶段由牛顿第二定律得mgsin-mgcos=ma2所以a2=gsin-gcos根据以上分析,有a2a1,所以本题正确选项为D。
