重力彈力摩擦力 1

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1、一、 力 1、定義：力是物體對物體的作用力是物體對物體的作用。 2、三要素：（1）大小 （2）方向 （3）作用點3、力的圖示 （1）力可以用一根帶箭頭的線段來表達。它的長短表達力的大小，它的指向(箭頭所指方向)表達力的方向，箭頭或箭尾表達力的作用點，力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表達力的措施，叫做力的圖示。這是把抽象的力直觀而形象地表達出來的一種措施。 （2）畫力的圖示的環(huán)節(jié) ①選定標度。②畫一種方塊或一種點表達受力物體，并擬定力的作用點。③從力的作用點開始，沿力的作用方向畫一線段(根據(jù)所選標度和力的大小擬定線段的長度)，并在線段上加上刻度。 ④在表達力的線段的末端畫上箭頭表

2、達力的方向。在箭頭的旁邊標出表達這個力的字母或數(shù)值。 （3）注意：①箭尾一般畫在力的作用點上。②若在同一種圖上作出不同的力的圖示，一定要用同一種標度。③力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作，側(cè)重于畫準力的方向，帶箭頭的線段上沒有標度，線段的長度只定性表達力的大小。 二、重力 1. 定義:由于地球的吸引而使物體受到的力。 2. 大小：G=mg（g一般取9.8m/s2，越向兩極越大，越向赤道越?。?。 3. 方向：豎直向下。地面上處在兩極和赤道上的物體所受重力的方向指向地心，地面上其她位置的物體所受重力的方向不指向地心。 4. 作用點：由于物體各個部分都受到重力作用，可

3、覺得重力作用于一點即為物體的重心。 ⑴重心的位置與物體的質(zhì)量分布和幾何形狀有關(guān)。重心是一種等效的概念。 ⑵重心不一定在物體上，可以在物體之外。 ① 質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心． ②不規(guī)則物體的重心可用懸線法求出重心位置． 三、彈力 1. 定義：直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力，這是由于要恢復(fù)到本來的形狀，對使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生的力。 2. 產(chǎn)生條件：直接接觸、彈性形變 3. 彈力方向的擬定： ⑴ 壓力、支持力的方向：總是垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體。 ⑵ 繩的拉力方向：總是沿著繩，指向繩收縮的方向。 ⑶ 桿子上的彈力的方向：可以沿著桿

4、子的方向，也可以不沿著桿子的方向。 4. 彈力大小的擬定 ⑴彈簧在彈性限度內(nèi)，遵從胡克定律即 ⑵同一根張緊的輕繩上拉力到處相等。 ⑶彈力一般根據(jù)物體的運動狀態(tài)，運用平衡知識或牛頓第二定律求解。 四、摩擦力 1.靜摩擦力 ①產(chǎn)生：兩個互相接觸的物體，有相對運動趨勢時產(chǎn)生的摩擦力。 ②作用效果：總是起著阻礙物體間相對運動趨勢的作用。 ③產(chǎn)生條件：a：互相接觸且發(fā)射彈性形變b：有相對運動趨勢c:接觸面粗糙 ④大小：根據(jù)平衡條件求解或牛頓運動定律求解。 ⑤方向：總是與物體的相對運動趨勢方向相反。 2.滑動摩擦力 ①產(chǎn)生：兩個互相接觸的物體，有相對運動時產(chǎn)生的摩擦力。 ②作用

5、效果：總是起著阻礙物體間相對運動的作用。 ③產(chǎn)生條件：a：互相接觸且發(fā)射彈性形變b：有相對運動c:接觸面粗糙 ④大?。夯瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c正壓力成正比，即f=μFN ,FN指正壓力不一定等于物體的重力,μ是動摩擦因數(shù)，與互相接觸的兩個物理材料和粗糙限度有關(guān)，滑動摩擦力還可以根據(jù)二力平衡條件求解。 ⑤方向：總是與物體的相對運動方向相反。 一、 彈力有無及方向的判斷措施 1、 彈力有無的判斷措施 （1）假設(shè)法。將與研究對象接觸的物體，逐個移走，如果研究對象的狀態(tài)發(fā)生變化，表達它們之間有彈力；如果狀態(tài)無變化表達它們之間無彈力。 （2）根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件來判斷，此措施多用于變形較為明顯的

6、狀況 （3）根據(jù)物體的運動狀態(tài)分析，可由力的平衡條件或牛頓運動定律求得。 2、彈力的方向的判斷措施 （1）彈力的方向：跟物體恢復(fù)形狀的方向相似． （2）彈力方向的判斷環(huán)節(jié)： 擬定產(chǎn)生彈力的物體 找出使物體發(fā)生形變的外力方向 擬定該物體產(chǎn)生彈力的方向。 彈力 彈力的方向 彈簧兩端的彈力 指向彈簧答復(fù)原狀方向 輕繩的彈力 沿繩指向繩收縮的方向 面與面接觸的彈力 垂直于接觸面指向受力物體 點與面接觸的彈力 過點垂直于面指向受力物體 球與面接觸的彈力 沿點與球心的連線，指向受力物體 球與球接觸的彈力 垂直于公切面指向受力物體 桿的彈力

7、 也許沿桿，也也許不沿桿，具體問題具體分析 二、摩擦力有無及方向的判斷措施 1、摩擦力有無的判斷 （1）由產(chǎn)生條件擬定①接觸面間有彈力；②接觸面粗糙；③有相對運動或相對運動的趨勢。 （2）由物體的運動狀態(tài)，結(jié)合物體受其他外力的狀況來進行判斷。 ① 假設(shè)沒有摩擦力，看物體能否處在平衡，如不能處在平衡狀態(tài)，則必有摩擦力；如能處在平衡狀態(tài)，則必?zé)o摩擦力。 2、 摩擦力方向的判斷措施 （1）由相對運動或相對運動的趨勢擬定，摩擦力的方向總與相對運動或相對運動趨勢的方向相反。2）用整體法來擬定 3、注意的問題 （1）摩擦力的方向總是與物體間相對運動(或相對運動的趨勢)的方向相反。而不一

8、定與物體的運動方向相反。 （2）摩擦力總是阻礙物體間的相對運動的。而不一定是阻礙物體的運動的。 注意：以上兩種狀況中，“相對”兩個字一定不能少。 （3）摩擦力不一定是阻力，也可以是動力。摩擦力不一定使物體減速，也也許使物體加速。 （4）受靜摩擦力的物體不一定靜止，但一定保持相對靜止。 （5）滑動摩擦力的方向不一定與運動方向相反 1. 輕繩：（1）輕繩模型的特點 “繩”在物理學(xué)上是個絕對柔軟的物體，它只產(chǎn)生拉力（張力），繩的拉力沿著繩的方向并指向繩的收縮方向。它不能產(chǎn)生支持作用。它的質(zhì)量可忽視不計，輕繩是軟的，不能產(chǎn)生側(cè)向力，只能產(chǎn)生沿著繩子方向的力。它的勁度系數(shù)非常大，以至于覺得

9、在受力時形變極微小，看作不可伸長。 （2）輕繩模型的規(guī)律①輕繩各處受力相等，且拉力方向沿著繩子；②輕繩不能伸長；③用輕繩連接的系統(tǒng)通過輕繩的碰撞、撞擊時，系統(tǒng)的機械能有損失；④輕繩的彈力會發(fā)生突變。 2. 輕桿 （l）輕桿模型的特點：輕桿的質(zhì)量可忽視不計，輕桿是硬的，能產(chǎn)生側(cè)向力，它的勁度系數(shù)非常大，以至于覺得在受力時形變極微小，看作不可伸長或壓縮。 （2）輕桿模型的規(guī)律①輕桿各處受力相等，其力的方向不一定沿著桿的方向； ②輕桿不能伸長或壓縮；③輕桿受到的彈力的方式有拉力或壓力。 3. 輕彈簧（1）輕彈簧模型的特點：輕彈簧可以被壓縮或拉伸，其彈力的大小與彈簧的伸長量或縮短量有關(guān)。

10、 （2）輕彈簧的規(guī)律①輕彈簧各處受力相等，其方向與彈簧形變的方向相反； ②彈力的大小為F=kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的伸長量或縮短量； ③彈簧的彈力不會發(fā)生突變。 例1：如圖所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細繩OA、OB上，0B一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，OA水平拉直，物體處在平衡狀態(tài)，目前將OA剪斷，求剪斷瞬間物體的加速度，若將繩OB換為長度為L2的彈簧，成果又如何？ A C B α O B A θ O B A 分析與解答： 為研究以便，我們兩種狀況對比分析。 （1）剪斷前，兩種狀況小球受力同樣，

11、分別如圖（1）、（2）所示，運用平衡條件，則mg與F2的合力與F1大小相等，方向相反，可以解得F1=mgtgθ。 O B A θ mg F2 F1 F1 （1） mg F2 F1 （4） mg F2 F合 （3） （2）剪斷后瞬間，繩OA產(chǎn)生的拉力F1消失， 對繩來說，其伸長量很微小，可以忽視不計，不需要形變恢復(fù)時間，因此，繩子中的張力也立即發(fā)生變化，這時F2將發(fā)生瞬時變化，mg與F2的合力將不再沿水平方向，而是由于小球下一時刻做單擺運動沿圓弧的切線方向，與繩垂直，如圖（3）所示，F(xiàn)合=mgsinθ，因此a=gsinθ。 對彈簧來說，

12、其伸長量大，形變恢復(fù)需要較長時間，覺得彈簧的長度還沒有發(fā)生變化。這時F2不發(fā)生變化，故mg與F2的合力仍然保持不變，與F1大小相等，方向相反，如圖（4）所示，因此F合= F1=mgstgθ， a=gstgθ。 例2：如圖所示，小車上固定一彎折硬桿ABC,C端固定質(zhì)量為m的小球，已知α=30°恒定。當小車水平向左以v=0.5m/s的速度勻速運動時，BC桿對小球的作用力的大小是 ，方向是 ；當小車水平向左以a=g的加速度作勻加速運動時，BC桿對小球的作用力的大小是 ，方向是 。分析與解答： 對細桿來說，是堅硬的物體，可以產(chǎn)生與桿垂直的橫向的力，也可以產(chǎn)生與

13、桿任何夾角的彈力（1）當小車水平向左以v=0.5m/s的速度勻速運動時，由平衡條件，細桿對小球的力必然與重力等大反向，如圖（1）所示。N mg C A F合=mg （2） mg C A B N （1） （2）當小車水平向左以a=g的加速度作勻加速運動時，小球所受合力F合=mg沿水平方向，則小球受細桿的彈力N=mg，與水平方向夾角為450，如圖（2）所示。 彈簧彈力重點分析： 一、“輕彈簧”類問題 “輕彈簧”，是一種常用的抱負化物理模型.由于“輕彈簧”質(zhì)量不計，選用任意小段彈簧，其兩端所受張力一定平衡，否則，這小段彈簧的加速度會無限大.故輕彈簧中各部分間的張力到

14、處相等，均等于彈簧兩端的受力.彈簧一端受力為，另一端受力一定也為,若是彈簧秤，則彈簧秤示數(shù)為. 【例1】如圖所示，一種彈簧秤放在光滑的水平面上，外殼質(zhì)量不能忽視，彈簧及掛鉤質(zhì)量不計，施加彈簧上水平方向的力和稱外殼上的力，且，則彈簧秤沿水平方向的加速度為 ，彈簧秤的讀數(shù)為 . 【解析】 以整個彈簧秤為研究對象，運用牛頓運動定律得： ，即 僅以輕質(zhì)彈簧為研究對象，則彈簧兩端的受力都，因此彈簧秤的讀數(shù)為. 闡明作用在彈簧秤外殼上，并沒有作用在彈簧左端彈簧左端的受力是由外殼內(nèi)側(cè)提供的. 二、彈簧的彈力不能突變(彈簧彈力瞬時)問題 彈簧(特別是軟質(zhì)彈簧)彈力與彈簧

15、的形變量有關(guān)，由于彈簧兩端一般與物體連接，因彈簧形變過程需要一段時間，其長度變化不能在瞬間完畢，因此彈簧的彈力不能在瞬間發(fā)生突變. 即可以覺得彈力大小和方向不變，與彈簧相比較，輕繩和輕桿的彈力可以突變. 【例2】如圖所示，木塊與用輕彈簧相連，豎直放在木塊上，三者靜置于地面，的質(zhì)量之比是1:2:3.設(shè)所有接觸面都光滑，當沿水平方向迅速抽出木塊的瞬時，木塊和的加速度分別是= 與= 【解析】由題意可設(shè)的質(zhì)量分別為，以木塊為研究對象，抽出木塊前，木塊受到重力和彈力一對平衡力，抽出木塊的瞬時，木塊受到重力和彈力的大小和方向均不變，故木塊的瞬時加速度為0.以木塊為研究對象，由平衡條

16、件可知，木塊對木塊的作用力. 以木塊為研究對象，木塊受到重力、彈力和三力平衡，抽出木塊的瞬時，木塊受到重力和彈力的大小和方向均不變，瞬時變?yōu)?，故木塊的瞬時合外力為,豎直向下，瞬時加速度為. 【答案】0 闡明：區(qū)別于不可伸長的輕質(zhì)繩中張力瞬間可以突變. 【例3】如圖所示，質(zhì)量為的小球用水平彈簧連接，并用傾角為的光滑木板托住，使小球正好處在靜止狀態(tài).當忽然向下撤離的瞬間，小球的加速度為 ( ) A. B.大小為，方向豎直向下 C.大小為，方向垂直于木板向下D. 大小為, 方向水平向右 D. 大小為, 方向水平向右 圖 3-7-5 【解析】 末撤離木板前，小球

17、受重力、彈簧拉力、木板支持力作用而平衡，如圖3-7-5所示，有. 撤離木板的瞬間，重力和彈力保持不變(彈簧彈力不能突變)，而木板支持力立即消失,小球所受和的合力大小等于撤之前的 (三力平衡)，方向與相反，故加速度方向為垂直木板向下，大小為 【答案】 C. 三、彈簧長度的變化問題 設(shè)勁度系數(shù)為的彈簧受到的壓力為-F1時壓縮量為-x1，彈簧受到的拉力為時伸長量為，此時的“-”號表達彈簧被壓縮.若彈簧受力由壓力-F1變?yōu)槔?，彈簧長度將由壓縮量-x1變?yōu)樯扉L量，長度增長量為x1+.由胡克定律有: -F1＝k(-x1),. ＝k 則有：-（- F1 ）＝k(x1+) 闡明:

18、彈簧受力的變化與彈簧長度的變化也同樣遵循胡克定律，此時表達的物理意義是彈簧長度的變化量，并不是形變量. 【例4】如圖所示，勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為、的物塊1、2拴接，勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上(不拴接)，整個系統(tǒng)處在平衡狀態(tài).現(xiàn)將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面.在此過程中，物塊2的重力勢能增長了 ,物塊1的重力勢能增長了 . 摩擦力例題解說： 【解析】由題意可知，彈簧長度的增長量就是物塊2的高度增長量，彈簧長度的增長量與彈簧長度的增長量之和就是物塊1的高度增長量. 由物體的受力平衡可知，彈簧的彈力將

19、由本來的壓力變?yōu)?,彈簧的彈力將由本來的壓力變?yōu)槔?彈力的變化量也為 .因此、彈簧的伸長量分別為:和 故物塊2的重力勢能增長了，物塊1的重力勢能增長了 【答案】 1.如圖所示,A是積極輪,B是從動輪,它們通過不打滑的皮帶轉(zhuǎn)動,輪的轉(zhuǎn)動方向如圖所示,B輪上帶有負載,P、Q分別是兩輪邊沿上的點,則有關(guān)P、Q所受摩擦力的判斷對的的是（C） AP受到的是靜摩擦力,方向向下 BP受到的是滑動摩擦力,方向向上 CQ受到的是靜摩擦力,方向向上 DQ受到的是滑動摩擦力,方向向下 A B C F 2. 如圖所示,三個相似的長方形物體A．B．C疊放在水平面上?水平

20、向右的恒力F作用在B上?三個物體共同沿水平面勻速運動?下列說法中對的的是 （　C　） A．B對A的摩擦力水平向右,大小為F B．B對C的摩擦力水平向左,大小為F C．C對B的摩擦力水平向左,大小為F D．A與B間、B與C間、C與水平面間都不也許是光滑的 A B F 3．木塊A．B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25?夾在A．B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m?系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動?現(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上,如圖所示?力F作用后,下列判斷對的的是（C） M m v A．木塊A所受摩擦力大小是1

21、2.5N B．木塊A所受摩擦力大小是11.5N C．木塊B所受摩擦力大小是9N D．木塊B所受摩擦力大小是7N 4. 如圖所示質(zhì)量為m的木塊在水平面上的木板上向左滑行,滑行時木板靜止,木板質(zhì)量M=3m,已知木塊與木板間、木板與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ則在木塊滑行過程中水平面對木板的摩擦力大小為D A．4μmg ; B．3μmg ; C．2μmg ; D．μmg ; 5.如圖所示,木板B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過一不可伸 長的輕繩固定在直立墻壁上,用水平力F向左拉動B,使B以速度做勻速運動, 這時繩水平,張力為T,下列

22、說法對的的是 D A．T=F B．木塊A受到的是靜摩擦力,大小等于T? C．木板B受到一種靜摩擦力,一種滑動摩擦力,合力大小等于F? D．若木板B以速度2做勻速運動,則拉力仍為F 6.如圖7,人重600牛,木塊A重400牛,人與A．A與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.2,現(xiàn)人用水平力拉繩,使她與木塊一起向右勻速直線運動,滑輪摩擦不計,求(1)人對繩的拉力.(2)人腳給A的摩擦力方向和大小? 21．(1)100N;(2)靜摩擦力方向向右;大小100牛 1．有關(guān)力的概念，下列哪些說法是對的的（ ） A．力是使物體產(chǎn)生形變和速度的因素 B．一種力必

23、然聯(lián)系著兩個物體，其中每個物體既是受力物體又是施力物體 C．只要兩個力的大小相似，它們產(chǎn)生的效果一定相似 D．兩個物體互相作用，其互相作用力可以是不同性質(zhì)的力 2．在生活中，我們有這樣的常識：用手握瓶，將瓶提離桌面，瓶越重，越要用力握緊瓶，這樣是為了（ ） A．增長對瓶的摩擦力B．增長對瓶的壓力 C．增長手瓶間的摩擦因數(shù)D．增長手瓶間的最大靜摩擦力 3．有關(guān)物體的重心，下列說法中對的的是（ ） A．重心就是物體上最重的一點B．形狀規(guī)則的物體的重心，一定在它的幾何中心 C．重心是物體所受重力的作用點，故重心一定在物體上 D．用細軟線將物體懸掛起來，靜止時重心

24、一定在懸線所在直線上 4．有關(guān)互相接觸的兩物體之間的彈力和摩擦力，下列說法對的的是（ ） A．有摩擦力一定有彈力B．摩擦力的大小與彈力成正比 C．有彈力一定有摩擦力D．彈力是動力，摩擦力是阻力 5．如圖所示，小車M在恒力作用下，沿水平地面做直線運動，由此可鑒定（ ） A．若地面光滑，則小車一定受三個力作用B．若地面粗糙，則小車也許受三個力作用C．若小車做勻速運動，則小車一定受三個力作用 D．若小車做加速運動，則小車也許受三個力作用 6．運動員用雙手握住豎直的竹竿勻速攀上和勻速下滑時，她所受到的摩擦力分別為F上和F下，

25、那么它們的關(guān)系是（ ） A．F上向上，F(xiàn)下向下，F(xiàn)上＝F下 B．F上向下，F(xiàn)下向上，F(xiàn)上＞F下 C．F上向上，F(xiàn)下向上，F(xiàn)上＝F下 D．F上向上，F(xiàn)下向下，F(xiàn)上＞F下 7．用一水平力F將兩鐵塊A和B緊壓在豎直墻上而靜止，如圖所示，對此，下列說法中對的的是（ ） A．鐵塊B受A給它的摩擦力方向也許向上，也也許向下 B．鐵塊B肯定受墻給它的豎直向上的摩擦力 C．鐵塊A肯定對B施加豎直向上的摩擦力 D．B受墻的摩擦力方向也許向上，也也許向下 8．S1和S2表達勁度系數(shù)分別為k1和k2的兩根彈簧，k1＞k2；a和b表達質(zhì)量分別為ma和mb的兩個小物塊

26、，ma＞mb。將兩彈簧與物塊按圖方式懸掛起來.現(xiàn)規(guī)定兩根彈簧的總長度最大，則應(yīng)使（ ） A．S1在上，a在上B．S1在上，b在上C．S2在上，a在上D．S2在上，b在上 9．如圖所示,甲、乙兩根相似的條形磁鐵吸在一起，置于水平木質(zhì)桌面上，已知兩磁鐵間的磁力作用大小為F，每根磁鐵重為G，則磁鐵乙對磁鐵甲的彈力作用大小為 ，磁鐵乙對桌面的彈力大小為 。 ?10．用勁度系數(shù)k=490 N/m的輕彈簧，沿水平桌面水平拉一木板使它做勻速直線運動，彈簧的長度l1=12 cm。若在木板上加上一種質(zhì)量m=5 kg的鐵塊，仍用原彈簧拉住它沿水平桌面做勻速運動，彈簧的長度l2=

27、14 cm，則木板與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ為多少？ 11．如圖所示，物體A被壓在物體B和水平地面之間，A、B的質(zhì)量分別為10kg和30kg，A與B及B與地面之間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.2。(1)要用水平力F將整體拉動，則拉力的大小至少應(yīng)為多少？ (2) 若 B用水平繩子拴在墻上,則要把A向右拉動，施加的水平力F又應(yīng)為多少?（g=10m/s2） 1．B2．BD3．D 4．A （彈力和摩擦力都可以是動力，也可以是阻力，還也許既不是動力也不是阻力。我們可以舉出許多這樣的例子。） 5．D （先分析重力和已知力F，再分析彈

28、力。由于F的豎直分力也許等于重力，因此地面也許對物體無彈力作用，選項A錯誤。F的豎直分力也許不不小于重力，地面對物體有彈力作用，若地面粗糙，小車受摩擦力作用，共四個力作用，選項B錯誤。若小車勻速運動，那么水平方向上必受摩擦力與F的分力平衡，這時小車也許受重力、恒力F、地面彈力、摩擦力四個力作用，選項C錯誤.若小車做加速運動，本地面光滑時，小車受重力和力F作用或受重力、力F、地面彈力作用，選項D對的。） 6．C7．B （A在豎直方向上受兩個力：重力、摩擦力，摩擦力只能是B對它施加的，方向向上。對B，在豎直方向上，受重力和兩個摩擦力，且墻對B的摩擦力大小等于AB重力之和。） 8．D （整體考慮，上面彈簧所受拉力始終為(ma+mb)g,當S2在上時，由于k2＜k1,因此S2長度最大。下面彈簧S1所受的拉力最大為mag＞mbg，因此，a應(yīng)在下。） 9．G+F；2G 10．0.2 11．⑴80N;⑵140N 解：⑴F=μ（mA+mB）g=80N;⑵F=μmBg+μ（mA+mB）g=140N；其中μmBg為A的上表面與B的摩擦力，μ（mA+mB）g為A的下表面與地面的摩擦力。 ?