第一講 重力 彈力 摩擦力

第二章

相互作用第一講重力

彈力

摩擦力

綱舉目張·主干系統(tǒng)續(xù)表[微點判斷](1)自由下落的物體所受重力為零。

(

)(2)重力的方向不一定指向地心。

(

)(3)重心一定在物體上。 (

)(4)重心一定位于物體的幾何中心。

(

)(5)彈力一定產生在相互接觸的物體之間。 (

)(6)相互接觸的物體間一定有彈力。

(

)(7)F＝kx中“x”表示彈簧形變后的長度。

(

)(8)彈簧的形變量越大，勁度系數越大。

(

)(9)彈簧的勁度系數由彈簧自身性質決定。

(

)××××××√√√(10)胡克定律是英國科學家胡克發(fā)現(xiàn)的。

(

)(11)摩擦力總是阻礙物體的運動或運動趨勢。

(

)(12)受靜摩擦力作用的物體一定處于靜止狀態(tài)。

(

)(13)在水平面上受到滑動摩擦力作用的物體，可能處于靜止狀態(tài)。

(

)(14)接觸處有彈力作用時一定有摩擦力作用。

(

)(15)接觸處有摩擦力作用時一定有彈力作用。

(

)(16)接觸處的摩擦力一定與彈力方向垂直。

(

)(17)兩物體接觸處的彈力越大，則兩物體間的滑動摩擦力也越大。

(

)(18)兩物體接觸處的彈力增大時，接觸面間的靜摩擦力大小可能不變。

(

)√×√√√×××√關鍵知能·逐點清障

提能點(一)重力[題點自主盤查]

重心的理解1.

(2022·浙江1月選考)如圖所示，公園里有一仿制我國古代欹器的U形水桶，桶可繞水平軸轉動，水管口持續(xù)有水流出，過一段時間桶會翻轉一次，決定桶能否翻轉的主要因素是

(

)A．水桶自身重力的大小B．水管每秒出水量的大小C．水流對桶撞擊力的大小D．水桶與水整體的重心高低解析：由題意可知水桶中的水到一定量之后，導致水桶與水整體的重心往上移動，豎直向下的重力作用線偏離中心轉軸，導致水桶不能穩(wěn)定平衡，發(fā)生翻轉，D正確。答案：D

重心的位置及重力的方向2．如圖所示，兩輛車以相同的速度做勻速運動，根據圖中所給信息和所學知識，你可以得出的結論是

(

)A．物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點B．重力的方向總是垂直向下的C．物體重心的位置只與物體的質量分布有關D．力是使物體運動的原因解析：重心是物體各部分重力的集中作用點，其位置與物體的形狀和質量分布均有關，A正確，C錯誤；重力的方向總是豎直向下而不是垂直向下，B錯誤；力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動的原因，D錯誤。答案：A

重力與重心3．以下關于重心及重力的說法中，正確的是

(

)A．一個物體放于水中稱量時彈簧測力計的示數小于物體在空氣中稱量時彈簧測力計的示數，因此，物體在水中的重力小于在空氣中的重力B．據G＝mg可知，兩個物體相比較，質量較大的物體的重力一定較大C．當物體放于水平面上時，重力方向垂直于水平面向下，當物體置于斜面上時，其重力方向垂直于斜面向下D．物體的形狀改變后，其重心位置往往改變解析：由于物體浸沒于水中時，受到向上的浮力，彈簧測力計的拉力減小了，但物體的重力并不改變，故A錯；當兩物體所處的地理位置不同時，由于g的大小不同，質量大的物體的重力不一定大，故B錯；重力的方向是豎直向下的，而不是垂直向下，故C錯；物體的重心位置由形狀和質量分布情況兩個方面共同決定，故D對。答案：D[知能自主落實]1．對重心的理解(1)重心不是重力的真實作用點，重力作用在整個物體上，重心是重力的等效作用點。(2)重心不是物體上最重的一點，也不一定是物體的幾何中心。(3)重心在物體上的相對位置與物體的位置、放置狀態(tài)及運動狀態(tài)無關，重心可以不在物體上。2．重力的大小重力的大小用G＝mg計算，重力與物體在地球上的位置有關，與環(huán)境和運動狀態(tài)無關。提能點(二)彈力的分析與計算[題點自主盤查]1．[彈力有無的判斷]如圖所示，小車內沿豎直方向的一根輕質彈簧和一條與豎直方向成α角的細繩拴接一小球。當小車與小球相對靜止，一起在水平面上運動時，下列說法正確的是

(

)A．細繩一定對小球有拉力的作用B．輕彈簧一定對小球有彈力的作用C．細繩不一定對小球有拉力的作用，但是輕彈簧對小球一定有彈力的作用D．細繩不一定對小球有拉力的作用，輕彈簧對小球也不一定有彈力的作用解析：當小車勻速運動時，彈簧彈力大小等于小球重力大小，細繩的拉力FT＝0；當小車和小球向右做勻加速直線運動時繩的拉力不能為零，彈簧彈力有可能為零，故D正確。答案：D

2．[繩的彈力計算]如圖所示，水平直桿OP右端固定于豎直墻上的O點，長為L＝2m的輕繩一端固定于直桿的P點，另一端固定于墻上O點正下方的Q點，OP長為d＝1.2m，重為8N的鉤碼用質量不計的光滑掛鉤掛在輕繩上且處于靜止狀態(tài)，則輕繩的彈力大小為

(

)A．10N B．8N C．6N D．5N答案：D3.[彈簧的彈力計算]原長為L的輕彈簧甲上端固定，下端掛一個質量為m的小球A時，輕彈簧甲的伸長量為L。將另一原長也為L的輕彈簧乙掛在A的下面，其下再掛上質量為2m的小球B，兩小球平衡時，懸點O與小球B的距離為7L(小球大小不計，且兩彈簧都在彈性限度內)，則甲、乙兩彈簧的勁度系數之比為

(

)A．1∶2 B．1∶1C．2∶1

D．3∶1[知能自主落實]1．彈力有無的判斷三法(1)條件法根據物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷，多用來判斷形變較明顯的情況。(2)假設法對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間不存在彈力，看物體能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力。(3)狀態(tài)法根據物體的運動狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷是否存在彈力。2．彈力方向的確定3．計算彈力的三種方法(1)根據胡克定律計算。(2)根據力的平衡條件計算。(3)根據牛頓第二定律計算。提能點(三)摩擦力的有無及方向的判斷

[題點自主盤查]

摩擦力有無的判斷1.如圖甲、乙所示，物體A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向勻速運動，關于物體A受到的摩擦力，下列說法正確的是

(

)A．兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同B．兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反C．兩圖中物體A均不受摩擦力D．圖甲中物體A不受摩擦力，圖乙中物體A受摩擦力，方向和F相同解析：題圖甲中A做勻速直線運動，合外力為零，故題圖甲中A不受摩擦力；題圖乙中A處于平衡狀態(tài)，A的重力使A有沿物體B下滑的趨勢，故B對A有與F方向相同的摩擦力。D正確。答案：D

摩擦力方向的判斷2．下列情境中，物體M所受摩擦力Ff的示意圖正確的是

(

)解析：物體靜止在水平面上時，不受摩擦力，A錯誤；汽車停在斜坡上時，有沿斜坡向下滑動的趨勢，則摩擦力方向沿斜坡向上，B正確；物體貼著豎直墻壁自由下落時，物體與墻壁間沒有正壓力，則沒有摩擦力，C錯誤；瓶子被握在手中時，有下滑的趨勢，則摩擦力方向向上，D錯誤。

答案：B3.如圖所示，白板水平放置在地面上，在白板上用磁釘吸住一張彩紙，向右輕輕拉彩紙，未拉動，對這情境受力分析正確的是

(

)A．磁釘受到向右的摩擦力B．磁釘受到向左的摩擦力C．彩紙受到白板向左的摩擦力D．白板受到地面向右的摩擦力解析：對磁釘分析可知，磁釘沒有相對彩紙的運動趨勢，故磁釘不受摩擦力，故A、B錯誤；對磁釘和彩紙分析可知，磁釘和彩紙相對于白板有向右的運動趨勢，故彩紙受到白板向左的摩擦力，故C正確；對整體分析可知，整體相對地面有向右的運動趨勢，故白板受到地面向左的摩擦力，故D錯誤。答案：C假設法狀態(tài)法根據平衡條件、牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的有無及方向。轉換法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。提能點(四)摩擦力的計算

[科學思維]1．滑動摩擦力的計算方法可用公式Ff＝μFN計算，注意對物體間相互擠壓的彈力FN的分析，F(xiàn)N并不總是等于物體的重力，它與研究對象受到的垂直接觸面方向的力密切相關，也與研究對象在該方向上的運動狀態(tài)有關。2．靜摩擦力的計算方法(1)最大靜摩擦力Fmax的計算：最大靜摩擦力Fmax只在剛好要發(fā)生相對滑動這一特定狀態(tài)下才表現(xiàn)出來，比滑動摩擦力稍大些，通常認為二者相等，即Fmax＝μFN。(2)一般靜摩擦力的計算：①物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件來計算其大??；②物體有加速度時，根據牛頓第二定律進行分析。例如，水平勻速轉動的圓盤上物塊靠靜摩擦力提供向心力產生向心加速度，若除靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力。[典例]

(多選)如圖所示，質量為m的木塊在質量為M的長木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長木板處于靜止狀態(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數為μ1，木板與地面間的動摩擦因數為μ2，下列說法正確的是

(

)A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg，方向向左B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g，方向向右C．當F>μ2(m＋M)g時，木板便會開始運動D．無論怎樣改變F的大小，木板都不可能運動[解析]由于木塊在木板上向右滑動，故木塊一定受到向左的滑動摩擦力的作用，且Ff1＝μ1mg。因木板靜止不動，一定受到地面的靜摩擦力，方向水平向左，大小為Ff2＝Ff1＝μ1mg，故A正確，B錯誤；無論F多大，當木塊相對于木板向右滑動時，木塊對木板的滑動摩擦力大小不變，故木板都不可能向右運動，故C錯誤，D正確。[答案]

AD[規(guī)律方法]計算摩擦力時的三點注意(1)首先分清摩擦力的性質，因為只有滑動摩擦力才能利用公式計算，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓第二定律來求解。(2)公式Ff＝μFN中FN為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關，與接觸面積的大小也無關。

提能點(五)摩擦力的“四類”突變

題型(一)

“靜—靜”突變物體在摩擦力和其他力的共同作用下處于靜止狀態(tài)，當作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時，物體雖然仍保持相對靜止，但物體所受的靜摩擦力將發(fā)生突變。[解析]由題意得物體A與小車的上表面間的最大靜摩擦力Fm≥5N，小車向右運動后，對物體A受力分析，可得F合＝ma＝10N，可知此時小車對物體A的摩擦力為5N，方向向右，且為靜摩擦力，所以物體A相對于小車仍然靜止，故A錯誤；F合＝ma＝10N，此時小車對物體A的摩擦力為5N，方向向右，所以物體A受到的摩擦力大小不變，故B錯誤，C正確；物體A相對于小車仍然靜止，所以受到的彈簧的拉力大小不變，故D錯誤。[答案]

C題型(二)

“靜—動”突變物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止狀態(tài)，當其他力變化時，如果物體不能保持靜止狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力。

題型(三)

“動—靜”突變在摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將不受摩擦力作用，

或滑動摩擦力“突變”成靜摩擦力。

[解析]受力分析可知，物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用，由于Ff從零開始均勻增大，開始一段時間Ff<G，物體加速下滑；當Ff＝G時，物體的速度達到最大值；之后Ff>G，物體向下做減速運動