1、第二章 相互作用 共点力的平衡,-2-,第1节 重力 弹力 摩擦力,-4-,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。,-5-,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
2、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物体上。,-6-,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 。,-7-,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
3、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。,-8-,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 。,-9-,知识梳理,考点自诊,-10-,知识梳理,考点自诊,1.判断下列说法的正误。 (1)重力就是地球对物体的吸引力。( ) (2)物体的重心一定在物体上。( ) (3)杆的弹力不一定沿杆。( ) (4)摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反。( ) (5)静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力。( ) (6)运动
4、的物体不可能受到静摩擦力作用。( ) (7)正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变。( ) (8)动摩擦因数与接触面积有关,相同材料的两物体接触面积越大,动摩擦因数越大。( ),答案,-11-,知识梳理,考点自诊,2.(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,-12-,知识梳理,考点自诊,3.(2019安徽合肥中学调研)下列关于力的说法中
5、正确的是( ) A.只有弹簧才能产生弹力 B.弹力的方向总是与产生该弹力的施力物体的形变恢复方向相同 C.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力大小 D.受静摩擦力的物体不一定静止,但受滑动摩擦力的物体一定运动,答案,解析,-13-,知识梳理,考点自诊,4.(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
6、弹力的大小,答案,解析,-14-,知识梳理,考点自诊,5.(2019宁夏青铜峡高级中学月考)如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,下列说法正确的是 ( )A.甲乙丙所受摩擦力相同 B.甲受到的摩擦力最大 C.乙受到的摩擦力最大 D.丙受到的摩擦力最大,答案,解析,-15-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,弹力的分析与计算 1.弹力有无的判断“三法”,-16-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,-17-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,2.弹力方向的确定,-18-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,3.
7、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。,-19-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,典例1如图所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,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,-20-,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。,本题考查弹力这一物理观念,结合本题要进一步强化在轻杆模
8、型中弹力的求法,掌握轻杆弹力“按需提供”的特点。提升科学思维这一核心素养,学会质疑并明确本题易错点:误认为轻杆上的弹力一定沿杆方向。,-21-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练 1.(2019江西新余一中二模)如图,质量mAmB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面。让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是( ),答案,解析,-22-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,2.水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg的重物,CBA=30, g=10 m/s2 ,如图所示,忽略
9、滑轮与绳子间的摩擦,则滑轮受到绳子作用力为( ),答案,解析,-23-,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80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;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.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm,答案,解析,-24-,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 1.对摩擦力的理解 (1)摩擦力的方向总是与物体间相
10、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。,-25-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,2.明晰“三个方向”,-26-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,3.静摩擦力的有无及方向的判断方法 (1)假设法(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
11、。,-27-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,典例2(2019甘肃静宁县一中一模)A、B、C三物块的质量分别为M,m和m0,按如图所示连接。绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计。若B随A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定( ) A.物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0g B.物块A与B之间有摩擦力,大小为m0g C.桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0g D.桌面对A,B对A,都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g,答案,解析,-28-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨滑动摩擦力的有无和方向可根据接触面间有无相对运动来判断;滑动摩擦力的
12、大小可根据公式或平衡条件判断;静摩擦力的有无可用状态法判断。本题考查学生是否对摩擦力有清晰的物理观念,并能够在实际问题中对摩擦力的有无、摩擦力的大小、方向进行判断。属于核心素养中对物理观念的认识和提升。,-29-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练 4.(2019北京丰台区一模)如图所示为研究物块与木板之间摩擦力大小的实验装置。将一物块和木板叠放于水平桌面上。轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与物块水平相连。现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,使长木板在桌面上滑动。弹簧测力计示数稳定后,下列说法正确的是( ) A.物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 B.木板必须在桌面上做
13、匀速直线运动 C.测力计示数一定等于物块受到的摩擦力 D.测力计示数一定等于木板受到的摩擦力,答案,解析,-30-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,5.(2018山东枣庄质检)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是( ) A.B对C有向左的摩擦力 B.C对A有向左的摩擦力 C.物体C受到三个摩擦力作用 D.C对地面有向右的摩擦力,答案,解析,-31-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,摩擦力大小的计算 1.计算摩擦力大小的“四点”注意 (1)首先分析物体的状态,分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。 (2
14、)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=FN计算,而静摩擦力没有公式可用,只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。这是因为静摩擦力是被动力,其大小随状态而变,介于0Ffmax之间。 (3)“Ff=FN”中FN并不总是等于物体的重力。 (4)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小、接触面积的大小无关。,-32-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,2.摩擦力大小计算的思维流程,-33-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,典例3(2019广西防城港一模)如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P,斜面倾角为,质量分别为m和M的两长方体物块a和b静止在斜面体P上,下列说法正确的是( ) A.a对b的作用力
15、大小为mg B.a对P的压力为mgcos C.b受到的总摩擦力为(M+m)gsin D.地面受到向左的摩擦力,答案,解析,-34-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨计算摩擦力大小时,首先要分清是求静摩擦力还是滑动摩擦力。本题考查静摩擦力,其大小可由受力平衡或牛顿第二定律计算求得。本题考查学生是否对摩擦力的有无、摩擦力的计算有清晰的物理观念,在摩擦力的计算中有两点最容易出错,一是公式应用易错,二是正压力易用错,这两点要特别注意。,-35-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,即学即练 6.(2019贵州毕节梁才中学月考)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动
16、。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为( ),答案,解析,-36-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,7.(2019江苏盐城田家炳中学开学考试)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上滑动,长木板与水平地面间的滑动摩擦因数为1,木块与木板间的滑动摩擦因数为2,已知长木板处于静止状态,那么此时长木板受到的地面摩擦力大小为( ) A.2mg B.1Mg C.1(m+M)g D.2mg+1Mg,答案,解析,-37-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,8.如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上,质点与半球体间的动
17、摩擦因数为,质点与球心的连线与水平地面的夹角为,则下列说法正确的是 ( ) A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左 B.质点对半球体的压力大小为mgcos C.质点所受摩擦力大小为mgsin D.质点所受摩擦力大小为mgcos ,答案,解析,-38-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,摩擦力的突变问题,1.摩擦力的突变方式,-39-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,2.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
18、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。,-40-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,例4表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,-41-,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
19、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化。,-42-,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。,-43-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,
20、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。,-44-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,思维点拨本题中物体先受静摩擦力作用,大小按正弦规律变化,后受滑动摩擦力作用,按余弦规律变化。本题考查学生是否对滑动摩擦力和静摩擦力有清晰的物理观念,以及对摩擦力突变性的理解是否到位,并能够在实际问题中进行判断、分析和计算。属于核心素养中对物理观念以及科学思维的认识和提升。,-45-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,9.如图所示,斜面体M放在水平面上,物体m放在斜面上,m受到一个水平向右的力F,m和M始终保持静止,这时m受到的摩擦力大小为Ff1,M受到水平面的摩擦力大小为Ff2,当F变大时,则( )A.Ff1变大,Ff2不一定变大 B.Ff2变大,Ff1不一定变大 C.Ff1与Ff2都不一定变大 D.Ff1与Ff2都一定变大,答案,解析,-46-,命题点一,命题点二,命题点三,命题点四,10.(2019江苏扬州一模)如图所示,长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面,停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L,则该过程中,木板所受摩擦力Ff与位移x的关系图线是( ),答案,解析,
