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受力分析之 常见的三种力

专题08 常见的三种力知识精讲内容考点关注点力的图示与力的示意图三要素力的三要素:大小、方向、作用点重力重心重心的确定弹力弹力的大小与方向接触面的弹力、绳子的弹力、弹簧的弹力摩擦力静摩擦力与滑动摩擦力摩擦力的方向确定与大小确定知识点一:力的概念1.力的相互作用定义力是物体对物体的作用特性物质性力不能脱离物体独立存在相互性力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体矢量性既有大小,又有方向,运算遵循平行四边形定则独立性一个力作用于某一物体上产生的效果,与这个物体是否同时受到其他力的作用无关同时性物体间的相互作用总是同时产生,同时变化,同时消失三要素大小、方向、作用点作用效果使物体发生形变或使物体产生加速度测量测力计描述力的图示。

力的示意图单位牛顿,简称牛,符合N2.力的图示和力的示意图①力的图示用一根带箭头的线段来表示力,按一定比例(或标度)画出线段,其长短表示力的大小;在线段的末端标上箭头表明力的作用方向;箭头或箭尾表示力的作用点;线段所在的直线表示力的作用线。

这种表示力的方法,叫做力的图示。

②力的示意图只画出力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力。

③力的图示与力的示意图的比较步骤力的图示力的示意图1选定标度(用某一长度表示多少牛的力)无需选标度2从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段即可3在线段的末端标出箭头,表示力的方向在线段末端标出箭头,表示力的方向3.力的分类①按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力②按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等.③按作用方式分:场力(如万有引力、电磁力等)和接触力(如弹力、摩擦力等)④按研究对象分:内力和外力.4.四种基本相互作用①万有引力②电磁相互作用③强相互作用④弱相互作用典例1.如图为F1、F2两个力的图示,它们的大小关系是()A.F1<F2B.F1>F2C.F1=F2D.无法判断知识点二、重力1.重力①产生:重力是由于地球的吸引而产生的。

重力是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力.一般情况下在地球表面附近近似认为重力等于万有引力。

②大小:G=mg (g为重力加速度.重力的大小可用弹簧秤测量)。

注意点:a.物体的质量不会变;b.同一物体的G变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的;c. g的取值与地理位置有关。

③方向:总是竖直向下。

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。

④作用点: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。

注意点:重心的位置与物体的形状和质量的分布有关.重心不一定在物体上.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上.薄板类物体的重心可用悬挂法确定.2.重心:重力的等效作用点.重心的位置与物体的形状和质量的分布有关.重心不一定在物体上.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在几何中心上.薄板类物体的重心可用悬挂法确定.3.重力与质量的区别与联系物理量比较内容重力质量区别决定因素由质量和地理位置共同决定决定于物体所含物质多少,与位置无关表示方法既有大小,又有方向只有大小,没有方向测量仪器弹簧测力计天平联系在同一地点,物体重力的大小G跟物体质量成正比,即G=mg典例2关于重心及重力,下列说法中正确的是()A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数,因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B.据G=mg可知,两个物体相比较,质量较大的物体的重力不一定较大C.物体放于水平面上时,重力方向垂直于水平面向下,当物体静止于斜面上时,其重力方向垂直于斜面向下D.物体的形状改变后,其重心位置不会改变知识点三、弹力1.形变物体在外力的作用下,自身的几何形状或体积发生改变,称作形变。

①形状的改变:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变;②体积的改变2.形变的分类(1)弹性形变:撤去外力作用后物体能恢复原状的形变。

(2)范性形变:撤去外力作用后物体的形变或多或少仍有保留而不能复原的形变。

3.弹性限度如果作用在物体上的外力过大,超出了一定的限度,撤去外力后物体就不能恢复原状,这个限度叫做弹性限度。

4.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力.(2)产生条件:①两物体相互接触;②接触面之间发生弹性形变。

(3)方向:弹力的方向与施力物体的形变方向相反.①压力、支持力的方向总是垂直于接触面或接触面的切面,总指向被压、被支持的物体.点与平面间弹力方向:过接触点垂直平面指向受力物体。

点与曲面间弹力方向:与过接触点的切面垂直并指向受力物体。

平面与平面间弹力方向:与平面垂直曲面与曲面间弹力方向:与过接触点的公切面垂直并指向受力物体②轻绳受力特点:只能受拉;总是沿绳指向绳收缩的方向;同一根绳子张力处处相等③轻杆受力特点:可拉可压;弹力不一定沿杆的方向,可能沿任意方向。

如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向.④轻弹簧的拉力或压力沿弹簧的轴线方向.(4)弹力的大小①对弹簧,在弹性限度内弹力的大小可以由胡克定律F = kx 计算,其中k 表示弹簧的劲度系数,单位:牛顿每米,符号:N/m。

它取决于弹簧本身的结构(材料、匝数、直径等)。

x表示弹簧的形变量(即伸长或缩小的长度).②对没有明显形变的物体(如桌面、绳子等物体),弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定,一般由力学规律(如平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、动量定理等)求出. ③一根张紧的轻绳上的拉力大小处处相等. 5.胡克定律①内容:在弹性限度范围内,弹性体的弹力和弹性体伸长(或缩短)的长度成正比。

②公式:F = kx典例3.关于弹力的产生,下列说法正确的是( )A .木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的B .木块放在桌面上,木块没有形变,所以对桌面没有施加弹力C .拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于木头发生形变而产生的D .挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小的形变而产生的典例4.如图所示,在粗糙的水平地面上有质量为m 的物体,连接在一劲度系数为k 的弹簧上,物体与地面之间的动摩擦因数为μ,现用一水平力F 向右拉弹簧,使物体A 做匀速直线运动,则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g)( ) A . B .C .D .典例5.如图所示,一轻弹簧上端固定在天花板上,下端悬挂一个质量为m 的木块,木块处于静止状态.测得此时弹簧的伸长量为Δl(弹簧的形变在弹性限度内).重力加速度为g.此弹簧的劲度系数为( ) A .B .mg·ΔlC .D .四、摩擦力当一个物体在另一个物体的表面上相对运动或有相对运动趋势时,受到的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,叫做摩擦力.摩擦力可分为滑动摩擦力和静摩擦力. 典例6. 一块砖头长24cm ,宽12cm ,高6cm .重为20N ,将砖平放在水平地面,由一个8N 的水平力刚好能够拉动它.现将砖头侧放在水平地面时,要使他水平移动,需要的水平力最小为( ) A . 16N B . 12N C . 8N D . 4N典例7.如图2所示,三角形物体a 静置于水平地面上,其倾角θ=300,上底面水平的b 物体在a 物体上恰能匀速下滑。

现对b 施加沿斜面向上的推力F ,使b 总能极其缓慢地向上匀速运动,某时刻在b 上轻轻地放上一个质量为m 的小物体c (图中未画出),a 始终静止,b 保持运动状态不变。

关于放上小物体c 之后,下列说法正确的是静摩擦力滑动摩擦力产生条件1.相互接触2.相互挤压3.接触面不光滑4.接触面间有相对运动趋势1.相互接触2.相互挤压3.接触面不光滑4.接触面间有相对运动三 要 素大小1.静摩擦力F 为被动力,与正压力无关,满足0<F f ≤F f max2.最大静摩擦力F f max 大小与正压力成正比1.滑动摩擦力:F f =μF N2.μ为动摩擦因数,取决于接触面材料及粗糙程度,与物体的运动速度无关,与接触面积的大小无关3.F N 为正压力,其大小不一定等于物体的重力 方向 沿接触面与受力物体相对运动趋势的方向相反 沿接触面与受力物体相对运动的方向相反作用点在接触面上备注区分静摩擦力与滑动摩擦力的关键不在于两物体间有无相对运动,关键在于两接触面间有无相对滑动,如人在行走时脚底与地面间是静摩擦。

摩擦力与物体运动方向间可成任意角度,即摩擦力可为动力也可为阻力A.b受到a的支持力增加了mg B.b受到a的摩擦力增加了mgC.推力F的大小增加了mg D.a受地面的摩擦力增加了mg四易错点分析:易错一:不理解重心的概念,判断重心变化时出错3.一条质量均匀的不可伸长的绳索,所受重力为G,两端固定在水平天花板上的A、B两点,如图所示.今在绳索的中点施加竖直向下的力将绳索拉直使中点由位置C降到位置D在此过程中,整条绳索的重心位置将()A.逐渐升高B.逐渐降低C.先降低再升高D.始终不变注意点:(1)对于某一确定的物体,它的重心相对于物体是固定不变的,重心位置与物体的形状和质量分布均有关,物体的重心不一定在物体上。

(2)当物体的质量分布发生变化时,其重心位置也将发生变化.易错二对弹簧形变认识不全导致出错8.(多选)如图所示,A、B两物体的重力分别是G A=3 N,G B=4 N.A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧中的弹力F=2 N,则细线中的张力及B对地面的压力的可能值分别是()A.5 N和6 N B.5 N和2 N C.1 N和6 N D.1 N和2 N注意点:弹簧既可能处于压缩状态,也可能处于拉伸状态,无论处于哪种状态,只要是在弹性限度内,胡克定律都适用,如果题目中只告诉弹簧的形变量,而没有指出是伸长还是压缩,或只告诉弹簧弹力的大小,而没有指出弹簧处于拉伸状态还是压缩状态,则要分情况进行讨论.易错三:摩擦力的大小分析与计算出错8.如图所示,在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板,在木板A上放着质量为m的物块C,木板和物块均处于静止状态.上述各种接触面间的动摩擦因数均为μ.假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g.先用水平恒力F向右拉木板A是之做匀加速运动,物块C始终与木板A保持相对静止.以下判断正确的是()A.不管F多大,木板B一定保持静止B.A、B之间的摩擦力大小一定大于FC.A、C之间的摩擦力可能为零D.A、B之间的摩擦力不为零,大小可能等于μmg注意点:对于有关摩擦力的问题,两个相接触的物体间相对运动方向的判断是常见的易错环节,处理类似问题时,一要注意区分滑动摩擦力与静摩擦力,并要注意摩擦力的方向;二要注意滑动摩擦力的计算公式F,=uF,特别需要注意对产生滑动摩擦力的两个物体之间的正压力F、的分析,不要草率地认为正压力F、的大小就是某个物体的重力大小学科素养篇素养1 考查受力分析时力是否存在的判断典例1. (多选)如下图所示,图中的物体A均处于静止状态,受到弹力作用的说法正确的是()A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β,A对两斜面均有压力的作用C.图丙中地面光滑且水平,A与竖直墙壁有力的作用D.图丁中A受到斜面B对它的支持力的作用素养2 .形变、弹性、胡克定律典例2.两个轻弹簧串接在一起,下端吊有重为3 N的物体,如图所示.这两个弹簧L1和L2受到的力应是() A.L1是2 N,L2是1 N B.L1是1 N,L2是2 NC.L1和L2都是1.5 N D.L1和L2都是3 N素养3 对摩擦力是否存在的考查典例3.如图所示,A为长木板,在水平面上以速度v1开始向右运动,同时物块B在A的上表面以速度v2开始向右运动,且A、B接触面粗糙.下列判断正确的是()A.若v1=v2,A、B之间无摩擦力B.若v1>v2,A受到B所施加的向右的滑动摩擦力C.若v1<v2,B受到A所施加的向右的滑动摩擦力D.若v1>v2,A、B之间无滑动摩擦力素养4 .对静摩擦力问题的综合分析典例4.运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,它所受到的摩擦力分别为F上和F下,下列正确的是()A.F上向上,F下向下,F上=F下B.F上向下,F下向上,F上>F下C.F上向上,F下向上,F上=F下D.F上向上,F下向下,F上>F下学业质量测评_基础篇1.关于重心,下列说法中正确的是()A.重心就是物体上最重的一点B.重心就是物体的几何中心C.直铁丝弯曲后,重心便不在中点,但一定还在铁丝上D.重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点2.如图所示,一个空心均匀球壳里面注满水,球的正下方有一个小孔,在水由小孔慢慢流出的过程中,空心球壳和水的共同重心将会()A.一直下降B.一直上升C.先升高后降低D.先降低后升高3.探究弹力和弹簧伸长关系时,在弹性限度内,悬挂15 N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L和劲度系数k分别为()A.L=0.02 m k=500 N/m B.L=0.10 m k=500 N/m C.L=0.02 m k=250 N/m D.L=0.10 m k=250 N/m 4.一根弹簧原长10 cm,挂上重2 N的砝码时,伸长1 cm,这根弹簧挂上重8 N的物体时,它的长度为() A.4 cm B.14 cm C.15 cm D.44 cm5.关于摩擦力,说法正确的是()A.摩擦力总是成对出现的B.只有物体运动时,才会受到滑动摩擦力C.摩擦力方向总是与物体运动方向相反D.摩擦力大小跟物体重力成正比6.如图所示,如果自行车在平直公路上自然滑行,前、后车轮所受摩擦力的方向()A.都向前B.都向后C.前轮向前,后轮向后D.前轮向后,后轮向前能力篇7.如下图所示,一人站在体重计上称体重,保持立正姿势称得体重为G,当其缓慢地把一条腿平直伸出台面,体重计指针稳定后读数为G′,则()A.G>G′ B.G<G′ C.G=G′ D.无法判定8.如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家集高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝,飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为()A.马跑得快的缘故B.马蹄大的缘故C.马的重心在飞燕上D.马的重心和飞燕的重心在一条竖直线上9.把一个月牙状的薄板悬挂起来,静止时如图所示.则薄板的重心可能是图中的()A.A点B.B点C.C点D.D点10.在竖直悬挂的轻质弹簧下端挂一个钩码,弹簧伸长了4 cm,如果在该弹簧下端挂两个这样的钩码(弹簧始终在弹性限度内),弹簧的伸长量为()A.4 cm B.6 cm C.8 cm D.16 cm11.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为k,小球受到的重力为G,平衡时球在A处,今用力F压球使弹簧缩短x,球至B处,则此时弹簧的弹力为()A.kx B.kx+G C.G-kx D.以上都不对12.一重为G的木箱放在粗糙的水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为μ若对木箱施加一与水平面成θ角的拉力F,使木箱沿水平面做匀速直线运动,如图所示,则下列说法不正确的是()A.木箱所受的摩擦力与拉力的合力方向竖直向上B.木箱所受的重力、支持力、摩擦力的合力与拉力大小相等、方向相反C.木箱所受的重力、支持力、摩擦力的合力等于FcosθD.木箱所受摩擦力大小等于μ(G﹣Fsinθ)13.如图所示,放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力作用,但物体仍保持静止状态,现将F分解为水平方向的力F1和竖直向上的力F2,下列说法不正确的是()A.F1是物体对水平面的摩擦力B.F2是水平面对物体的支持力C.F1与水平面给物体的静摩擦力大小相等、方向相反D.F2与物体的重力大小相等、方向相反14.如图所示,物体A在光滑的斜面上沿斜面下滑,则A受到的作用力是()A.重力、弹力和下滑力B.重力和弹力C.重力和下滑力D.重力、压力和下滑力重力15.运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,它所受到的摩擦力分别为F上和F下,下列说法正确的是()A.F上向上,F下向下,F上=F下B.F上向下,F下向上,F上>F下C.F上向上,F下向上,F上=F下D.F上向上,F下向下,F上>F下16.如图所示,长方体木块搁在光滑方形槽中,则长方体木块除受重力外还受到弹力的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个17.如下图所示的三个图中,所有的球都是相同的,且形状规则、质量分布均匀.甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的内表面光滑的球壳内部并相互接触.甲、乙、丙三球均处于静止状态,关于这三个球所受弹力的情况,下列说法正确的是()A.甲球受到两个弹力的作用B.乙球受到两个弹力的作用C.丙球受到两个弹力的作用D.甲、乙、丙三球都只受到一个弹力的作用18.在立起一根木棍的过程中要经过如图的位置,此时地面对木棍的弹力方向是图中的()A.F1的方向B.F2的方向C.F3的方向D.F4的方向19.如图所示,在水平力F1、F2的作用下木块静止在水平地面上,其中F1=8N,F2=3N,若将F1的大小逐渐减小到零(方向不变),则在这个过程中木块受到的摩擦力()A.摩擦力一直减小,方向保持水平向右B.摩擦力一直减小,方向保持水平向左C.摩擦力先减小到零,然后又逐渐增大,方向先水平向右,再水平向左D.摩擦力先减小到零,然后又逐渐增大,方向先水平向左,再水平向右20.A、B两物体分别放在水平和倾斜的传送带上随传送带一起匀速运动,如图所示,则()A.A、B都受到与运动方向反向的静摩擦力B.A、B都受到与运动方向同向的静摩擦力C.A不受静摩擦力,B受到与运动方向同向的静摩擦力D.A不受静摩擦力,B受到与运动方向反向的静摩擦力。

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