一轮复习专题 重力弹力摩擦力【理知识.填要点】一、力1．力的概念：物体与物体之间的 作用．2．力的性质(1)物质性：力不能脱离 而存在．没有“施力物体”或“受力物体”的力是 的．(2)相互性：力的作用是 的．施力(受力)物体同时也是受力(施力)物体．(3)矢量性：力是矢量，既有 ，又有 ．(4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用 ．4．力的图示和示意图(1)力的图示：包含力的 、 、 三个要素．(2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物体受到某一力的有向线段．[特别提醒] 同一性质的力可以产生不同的效果；不同性质的力可以产生相同的效果．二、重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小：G ＝mg .3．方向：总是 ．4．重力与万有引力的区别严格地讲，重力是万有引力的一个分力(另一分力是提供物体随地球自转做匀速圆周运动的 )，如图1－1－1所示，但在地球表面可以近似地认为重力 万有引力．5．重力与地理位置的关系(1)纬度越大，同一物体的重力 ．(2)海拔越 ，同一物体的重力越 ．6．重心(1)定义：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于 ，即为物体的重心．(2)影响物体重心位置的因素①物体的形状；②物体的 ．(3)确定方法①质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其 中心；3．力的作用效果两个效果⎩⎨⎧使物体发生 改变物体的②对于形状不规则或者质量分布不均匀的物体，重心可用确定．【试身手.夯基础】1.关于重力以下说法正确的是 ( )A．重力的方向总是垂直地面向下的B．把空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力D．同一物体在地球各处重力大小是不一定相同的2．如图1－1－2所示，两辆汽车以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B．地球上的物体只有运动时才受到重力作用C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D．力是使物体运动的原因三、弹力1．定义：发生形变的物体，由于要，对跟它接触的物体会产生力的作用．2．产生条件(1)物体相互接触； (2)物体发生．3．方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向．几种典型的弹力的方向如下：①压力：垂直于支持面而指向的物体．②支持力：垂直于支持面而指向的物体．③细绳拉力：沿绳指向的方向．④轻杆的弹力：不一定沿杆，要具体情况具体分析4．大小(1)弹簧类弹力：在弹性限度内遵守胡克定律F＝.(2)非弹簧类弹力大小由平衡条件或动力学规律求解．【试身手.夯基础】3．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为0.16 m；悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为( ) A．L0＝0.02 m k＝500 N/mB．L0＝0.10 m k＝500 N/mC．L0＝0.02 m k＝250 N/mD．L0＝0.10 m k＝250 N/m四、摩擦力1．定义：相互接触且发生形变的粗糙物体间有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍运动或相对运动趋势的力．2．产生条件：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有运动或运动趋势．3．大小：滑动摩擦力F＝μF N，静摩擦力：0≤F≤F max.4.方向：与相对运动或相对运动趋势方向．5．作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势．(1)摩擦力阻碍的是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，摩擦力可能是动力，也可能是阻力．(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动．(3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直．【试身手.夯基础】4.北京时间11月22日19点30分，中国选手劳义在2010年广州亚运会男子100米决赛中，以10秒24获得冠军．是中国选手历史上首次获得亚运会男子百米冠军！如图1－1－3所示为劳义在比赛过程中，关于比赛中劳义所受摩擦力的分析正确的是( )A．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是滑动摩擦力，方向向后B．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是滑动摩擦力，方向向前C．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是静摩擦力，方向向前D．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是静摩擦力，方向向后5．质量为2 kg的物体，静止在水平地面上，如图1－1－4所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平拉力F.(g取10 N/kg)(1)当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当拉力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？此后若将拉力减小为5 N(物体仍在滑动)，地面对物体的摩擦力是多大？若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力多大？[例1] 有一带固定、光滑斜面的小车静止在水平面上，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于如图1－1－5所示的状态，且已知小车正在加速运动．设斜面对小球的支持力为F N，细绳对小球的拉力为F T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是 ( )A．若小车向左运动，F N可能为零B．若小车向左运动，F T可能为零C．若小车向右运动，F N不可能为零D．若小车向右运动，F T不可能为零[归纳领悟]弹力有无的判断方法1．对于形变较明显的情况，由形变情况直接判断．2．形变不明显的情况，常用“假设法”，其基本思路是：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力．3．根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或平衡条件判断弹力是否存在．[题组突破]1.如图1－1－6所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有( )A. 1个B．2个C．3个D．4个2.如图1－1－7所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是图1－1－8中的(OO′沿杆方向) ( )[例2] 如图1－1－9所示，在车厢内悬线下悬挂一小球m ，当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一角度．若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m1，则关于汽车的运动情况和物体m1的受力情况正确的说法是 ( )A．汽车一定向右做加速运动B．汽车也可能向左运动C．m1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用D．m1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用[归纳领悟]静摩擦力的有无及方向判断方法(1)假设法(2)用牛顿第二定律判断：先判断物体的运动状态(即加速度方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力的方向，然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向．(3)用牛顿第三定律判断：“摩擦力总是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向．[题组突破]3. (2011·南宁模拟)如图1－1－10所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A 与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的是 ( ) A．B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B．D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C．D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D．主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力[例3] (2011·杭州调研)如图1－1－12所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，质量为1 kg的滑块，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是1－1－13中的(取初速度方向为正方向，g取10 m/s2)( )[归纳领悟]计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小．(1)静摩擦力大小的计算①物体处于平衡状态时(静止或匀速)，利用力的平衡条件来判断其大小．②物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ff ＝ma ，例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度；若除摩擦力外，物体还受其他力，则F 合＝ma ，先求合力再求摩擦力．(2)滑动摩擦力的计算①滑动摩擦力的大小用公式Ff ＝μF N 来计算，但应注意：μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关，F N 为两接触面间正压力，其大小不一定等于物体的重力，滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的面积大小也无关．②根据物体的运动状态判断若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解，若物体有加速度，利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解．[题组突破] 6.如图1－1－15所示，物块A 放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为 ( ) A.12 B.32 C.22 D.527.如图1－1－16所示，质量为m 的木块在质量为M 的木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，木板一直是静止的，那么木板M 受到地面对它的摩擦力多大？方向如何？【考点四】胡克定律的应用[示例] 如图1－1－17所示，质量均为m 的物体A 、B 通过一劲度系数为k 的轻质弹簧相连，开始时B 放在地面上，A 、B 都处于静止状态．现通过细绳将A 加速向上拉起，当B 刚要离开地面时，A 上升距离为L .假设弹簧一直在弹性限度范围内，则 ( )A ．L ＝mg kB ．L ＝2mg kC ．L ＜mg kD ．L ＞mg k一、选择题1．下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是()A．物体的重心并不一定在物体的几何中心上B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大C．动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比D．静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变化2.台球以速度v 0与球桌边框成θ角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为θ，如图1所示．OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是( )A．可能沿OA方向 B．一定沿OB方向C．可能沿OC方向 D．可能沿OD方向3.如图2所示，一小金属罐头盒内盛有水，盒的右侧底有一小孔，水从小孔全部流出的过程，盒连同盒中的水的共同重心将( ) A．一直下降 B．一直上升C．先升后降 D．先降后升4.如图3所示，一个光滑的带正电的小球用细线悬吊着，且处在方向竖直向下的匀强电场中，电场强度的大小为E，小球的下面与斜面接触，细线保持竖直状态，关于小球受力的个数，下列说法正确的是()A．1个B．2个C．3个D．3个或4个5.如图4所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用而物体始终保持静止．当力F逐渐减小时，则物体受到斜面的摩擦力()A．保持不变B．逐渐减小C．逐渐增大D．以上三种均有可能6.长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图5所示．铁块受到的摩擦力F f随木板倾角α变化的图线可能正确的是(设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小)()7．如图7甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态，当F按图乙所示规律变化时，关于物块与斜面间摩擦力的大小变化的说法中正确的是()A．一定增大B．可能一直减小C．可能先减小后增大D．可能一直增大8．在如图8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AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(2)B．图中AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(3)C．图中BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(3)D．图中BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(4)9.如图9所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg，弹簧测力计读数为2 N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.3 kg时，将会出现的情况是(g＝10 m/s2)( )A．弹簧测力计的读数将变小B．A仍静止不动C．A对桌面的摩擦力不变D．A所受的合力将要变大10.如图10所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态．则()A．B受到C的摩擦力一定不为零B．C受到水平面的摩擦力一定为零C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等二、计算题11．(14分)如图11所示，人重600 N，木块A重400 N，人与A、A与地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的摩擦力的方向和大小．12．(16分)如图12所示，劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块拴接，劲度系数为k2的轻弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2向上移动了多少？物块1向上移动了多少？。