力、重力和弹力.docx

第二章 相互作用2.1 力、重力和弹力基础知识梳理―、力的基本概念1．力的定义：力是物体之间的相互作用2．力的性质：(1)物质性；(2)相互性；(3)矢量性．3．力的作用效果：(1)改变物体的运动状态；(2)使物体发生形变4．力的三要素：大小、形状、作用点二、 重力1. 重力：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力.G=mg，方向：竖直向下2. 重力加速度g的特点：(1) 在地球上同一地点，对不同的物体，g值相同；(2) g值随着纬度的增大而增大；(3)g值随着高度的增大而减小；3. 重心：重力的等效作用点(1) 影响重心位置的因素：①物体的几何形状；②物体的质量分布.(2) 形状规则且质量分布均匀的物体，重心在其几何中心处；三、 弹力1.弹力：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力的作用，这种力叫做弹力(1) 产生的两个必要条件：①接触；② .(2) 弹力的方向：弹力的方向总是与物体形变的方向 .2 ．胡克定律(1) 内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧的 成正比.(2) 表达式：F=kx.① k是弹簧的劲度系数，k的大小由弹簧自身的性质决定.国际单位为N/m,常用单位为N/cm； 1N/cm=100N/m② x是弹簧的形变量，不是弹簧形变以后的长度.要点小结：高中物理常见的弹力模型形变种类常见模型方向特点明显形变① 形变较大，肉眼可以直接看出② 弹力 突变轻弹簧弹力一定沿着弹簧的方向既可以产生沿弹簧向外的支持力（当弹簧 被压缩时），也可以产生沿弹簧向内的拉 力（当弹簧被拉伸时）轻橡皮绳只能被拉伸，不能被压缩，即只能产生沿橡皮绳向内的拉力（与弹簧被拉伸时类似）微小形变① 形变很小，肉眼不可直接看出② 弹力 突变刚性面一定与接触面垂直（如地面，斜面，球面，墙面等）轻绳只能产生沿着绳子向内的拉力轻杆可转动杆弹力一定沿着杆，既可向内，也可向外不可转动杆弹力不一定沿着杆的方向轻弹簧、轻橡皮绳、轻绳、轻杆等轻质模型，对其两端的物体产生的力一定等大反向四、静摩擦力1．概念：两个相互接触的物体，有相对运动趋势时在接触面上产生的摩擦力． 2．产生条件：（1）接触并挤压（要求有弹力）； （2）接触面粗糙；（3）有相对运动的趋势． 3．作用效果：总是阻碍物体之间的相对运动的趋势．4．方向：沿接触面的方向，且总是与两物体之间的相对运动趋势方向相反 （1）静摩擦力的方向一定与与两物体之间的相对运动趋势方向相反，但与物体的运动方向没有必然联系， 既可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反；（2）静摩擦力的方向具有 ，即随外力方向的变化而变化5. 大小：静摩擦力的大小具有 ，即随外力大小的变化而变化，大小介于零和最大静摩擦力之间. 静摩擦力的大小和方向都是可变的，具有不确定性，通常需要通过受力分析，根据物体 的运动状态去确定6. 最大静摩擦力：静摩擦力的最大值，通常记为F fmax 最大静摩擦力是静摩擦力的最大值（临界值），当物体之间的静摩擦力达到最大静摩擦力时，也就意味着两物体之间即将 的状态转变为 的状态五、滑动摩擦力1．概念：两个相互接触的物体发生相对运动时在接触面上产生的摩擦力． 2．产生条件：（1）接触并挤压（要求有弹力）； （2）接触面粗糙；（3）相对运动 3．作用效果：总是阻碍物体之间的相对运动．4．方向：沿接触面的方向，并跟物体相对运动方向相反．5.大小：滑动摩擦力大小与压力成正比，即：Ff= .典型题分类★【用假设法及状态法分析不确定的力】1．不确定的力：微小形变产生的弹力、静摩擦力，都是无法用肉眼直接看出来的，因此 在具体的实际情景中，这些力是否存在以及大小、方向的判断，都不能主观随意猜测，而是要 进行科学地排除、推测2．判断这些力的问题，通常需要对物体进行受力分析，根据物体的运动状态去确定 若物体静止或匀速直线运动，则用平衡条件去判断（合力为零）； 若物体有加速度，则用牛顿第二定律去判断（合力的方向应与加速度方向相同） 对于一些不确定的力，我们可以先假设存在（当然也可以假设它不存在），然后看物体的受 力情况与运动状态是否相符例1. （2010安徽）L形木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定 在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示.若P、Q 一起沿斜 面匀速下滑，不计空气阻力.则木板P的受力个数为（）MA．3 B．4 C．5 D．6例 2．如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在水平地面上，另一端与斜面体 P 连接，P与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受到的外力个数有 可能为 （ ）A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个例3.如图所示，用平行于斜面体A的斜面的轻弹簧将物块P拴接在挡板B 上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态.下列说法正确的是（）A. 物块P与斜面之间一定存在摩擦力 B.弹簧的弹力一定沿斜面向下C.地面对斜面体A的摩擦力水平向左D.若增大推力，则弹簧弹力一定减小例 4．如图所示， A、 B 两物体叠放在一起，由静止释放后沿光滑斜面下滑，且始终保持相对静止， B 上表面水平，则物体B的受力示意图是（）A B C D例5. （2013新课标II）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力的作用，F平行于斜面上.若要物块在斜面上保持静止， F 的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为 F1和f2（f2>o）•由此可求出（）A. 物块的质量 B.斜面的倾角C.物块与斜面间的最大静摩擦力D.物块对斜面的正压力例6.如图所示，固定在水平地面上的物体P,左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮,一端系有质量为m=4 kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角6=60°, 绳的另一端水平连接物块3,三个物块重均为50 N,作用在物块2的水平力F =20 N,整个系统平衡，g=10 m/s2，则以下正确的是（ ）A. 1和2之间的摩擦力是20 N B. 2和3之间的摩擦力是20 NC. 3与桌面间摩擦力为20 ND.物块3受6个力作用★【弹簧的弹力—胡克定律】例7.如图所示，质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连，弹簧的劲度 系数为k, 一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连物体A,另一端连一质量为m的物体 C,物体A、B、C都处于静止状态.已知重力加速度为g,忽略一切摩擦.（1） 求物体 B 对地面的压力；（2） 把物体C的质量改为5m,这时C缓慢下降，经过一段时间系统达到新的平衡状态, 这时B仍没离开地面，且C只受重力和绳的拉力作用，求此过程中物体A上升的高度.例8.如图所示，两木块质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为%和k2, 上面木块 m1 压在弹簧 k1 上（但不拴接），两弹簧与下面木块 m2 相连，下面弹簧 k2 竖直固定 在水平地面上，整个系统处于静止状态.现缓慢向上提上面的木块m1，直到它刚离开上 面弹簧心，求在此过程中：上面木块m移动的距离.例 9 ．三个质量均为 1 kg 的相同木块 a、b 、c 和两个劲度系数均为 500 N/m 的相同轻弹簧 p、q 用轻绳连接，如图所示，其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长，木块都处p a于静止状态•现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地 唁兰 面为止，g取10 m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（） 9望A．4 cmB．6 cmC．8 cmD．10 cm★【死杆活杆、死结活结的分析】例10.如图所示，两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点（如图甲所示）和跨过滑轮的轻绳BC 上（如图乙所示），图甲中轻杆AB可绕A点转动，图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内，已知0=30。

则两种 情况中BC绳上的拉力和AB杆对B点的弹力分别为多少？例11.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★【滑动摩擦力的分析计算】例12.如图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为 厶 mA =10 kg，mB=20 kg，A、B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为“ = 0.5.—轻绳 乡 一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体； B匀速向右拉出，求所加水平拉力F的大小，并画出A、B的受力分析图.（取g =10 m/s2， sin 370.6， cos 370.8）例13.如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q 的两段绳都是水平的.已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都 是〃，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮上的摩擦都不计.若用一水 平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动，则 F 的大小为( )A. 4ymg B. 3ymg C. 2ymg D. ymg例 14.如图所示，有两条黑、白毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接，黑毛巾 的中部用线拉住，设线均水平，若每条毛巾的质量均为M，毛巾之间及毛巾与地面 之间的动摩擦因数为〃.欲将黑、白毛巾分离开来，贝U将黑毛巾匀速拉出需加的水 平力为多大？★【静摩擦力与滑动摩擦力的综合分析】例15.如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角a分别为30°和45时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为( )1A. 2C亞D.C. 2例16.如图所示，长方体物块A叠放在长方体物块B 上, B置于水平地面上.A、B质量分别为mA = 6 kg，mb=2 kg，A与B之间、B与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2.现用大小为10 N的水平恒力F向右B拉A，若最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，g=10 m/s2，则以下说法正确的是()A. A、 B 两物块将一起沿水平地面匀速运动B•物块B保持静止，物块A相对B匀速滑动C. 物块A所受的摩擦力大小为10 ND. 物块B所受的摩擦力大小为20 N例 17.物块 A、 B 叠放在水平面上，装砂的铁桶 C 通过细线牵引 A、 B 在水平B面上向右匀加速运动，设A、B间的摩擦力为f，B与桌面间的摩擦力为厶，若增大C桶内砂的质量，而A、B仍一起向右运动，则摩擦力F和厶的变化情况是( )A．f1 不变， f2 变大 B．f1 变大， f2 不变C．f1 和 f2 都变大 D．f1 和 f2 都不变例18.如图所示，人重600 N，木块A重400 N，人与木块、木块V与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1) 人对绳的拉力；(2) 人脚对a的摩擦力的大小和方向. O★【摩擦力的突变问题】例19.把一重为G的物体，用一个水平的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整的墙面上，如图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是图中的哪一个（例20。