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专题二:第1讲 重力 弹力 摩擦力
错解分析:认为摩擦力的方向与拉力方向相反,F合=
F拉=200 N-80 N=120 N.选择 C.
正确解析:水平力为80 N 时,小车匀速前进,受力平衡,
摩擦力f=F推=80 N;改用200 N 的水平力拉车时,因对地的 压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力的大小仍为80 N,此时 小车仍然水平向前运动,摩擦力方向向后,F合=F拉+f=200 N +80 N=280 N,故选 A.
指点迷津:摩擦力既然是阻碍物体做相对滑动的力,就与
相对滑动方向相反,而不是与拉力方向相反.
1.(双选)如图 2-1-7所示,水平面上复印机纸盒里放一叠共
计 10 张复印纸,每一张纸的质量均为 m.用一摩擦轮以竖直向下的 力 F 压第 1 张纸,并以一定的角速度逆时针转动摩擦轮,确保摩擦
轮与第 1 张纸之间、第 1 张纸与第 2 张纸之间均有相对滑动.设最
1.在如图2-1-4所示的三种情况中,砝码的质量均为 M, 滑轮的摩擦可不计,则三个弹簧测力计的示数 T1、T2、T3 的大 小关系是( )
图2-1-4 A.T1=T2<T3 C.T1<T2<T3 B.T1=T3<T2 D.T1=T2=T3
解析:图中各弹簧受到相同的作用力,根据胡克定律,则
弹簧伸长的长度相同,故弹簧测力计的示数一样,T1=T2=T3.
A.a 被拉长,则 b 一定被拉长
B.a 被压缩,则 b 一定被压缩 C.b 被拉长,则 a 一定被拉长 D.b 被压缩,则 a 一定被拉长 答案:BC 图2-1-1
题组3
对应考点3
)
5.(双选)下列关于摩擦力的说法中,正确的是(
A.阻碍物体运动的力称为摩擦力
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 C.静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直 D.接触面上的摩擦力总是与接触面平行
图 2-1-2
解析:设主动轮 P 与皮带间无摩擦力,则当 P 顺时针启动
时,P 与皮带间将打滑,此时 B 点将相对于 A 点向上运动.实 际上,P 与皮带间没有打滑,可见 B 点相对于 A 点有向上运动 趋势,反之 A 点相对于 B 点有向下运动趋势,所以 A、B 两点 受到的摩擦力的方向分别为向上、向下.同理,可得 C、D 两 点受到的摩擦力的方向为向上、向下. 答案:D
2.静摩擦力
(1)定义:两个相互接触的两物体间有_______________时, 相对滑动趋势
在接触面上产生的阻碍相对滑动_______的力. 趋势
(2)产生条件:①两物体_______________;②接触面_____; 相互接触并挤压 粗糙
③两物体间有____________________. 相对滑动趋势 (3)大小:物体间的静摩擦力的大小可以改变(两物体间接触 面的粗糙程度和弹力不变的情况下),随着其他外力的变化而变 化.
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易错点1 摩擦力方向的判断 【例1】工人师傅用 80 N 的水平向前的推力,推着一辆小 车在水平方向上匀速前进,突然他发现前面不远处有一位老人, 为了避免相撞,他立即用 200 N 的水平力向后拉车,当车仍水
平向前运动时,车所受的合力大小是(
A.280 N B.200 N
) D.80 N
C.120 N
(4)方向:跟物体的_______________方向相反,并且摩擦 相对滑动趋势 力的方向总跟接触面平行(或相切). (5)最大静摩擦力 fmax:静摩擦力有一个__________,在数 最大值
值上等于物体刚要滑动时所需要的沿相对滑动趋势方向的外
0<f≤fmax 力.静摩擦力的大小取值范围为:_______________.实际中,
答案:D
热点2 摩擦力的分析和计算问题
【例2】如图 2-1-5 所示,两个等大的水平力 F 分别作用 在物体 B、C 上.物体 A、B、C都处于静止状态,各接触面与水 平地面平行.物体 A、C 间的摩擦力大小为 f1,物体B、C间的摩 擦力大小为 f2,物体 C 与地面间的摩擦力大小为 f3,则(
图2-1-7
解析:对于第2 张纸:上表面受到第1张纸向右的滑动摩 擦力f12=μ2( mg+F )①;下表面受到第3张纸向左的最大静摩 擦力f32=μ2( 2mg+F )②.由①②可知:f12<f32,所以A错误,B 正确;第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向右,C错误;因为 第6 张纸不会发生相对滑动而处于静止状态,所以它受到第5 张纸向右的静摩擦力与第7张纸向左的静摩擦力等大、反向, D正确. 答案:BD
5.弹簧的弹力:弹簧在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定
律:F=_____,式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量(并 kx 非原长或总长). 6.轻绳、轻杆和轻弹簧的弹力特点
(1)轻绳:绳对物体的拉力沿绳收缩的方向,同一根绳上弹
力处处等大. (2)轻杆:杆对物体的弹力不一定沿杆的方向.如果轻直杆 只有两端受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力方向 一定沿杆的方向. (3)轻弹簧:弹簧的弹力方向一定沿着弹簧轴线的方向,与 弹簧形变的方向相反.
D.重力的方向总是垂直于地面
解析:注意力的相互性和重力方向竖直向下的含义.
答案:C
2.关于物体的重心,下列说法正确的是( A.物体的重心一定在物体上 B.任何物体的重心都在它的几何中心上 C.物体的形状发生改变其重心位置一定改变
)
D.物体放置的位置发生改变,重心相对物体的位置不会 改变 解析:重心的位置与物体各部分的质量分布和物体的形状 都有关系,而与物体所处的位置无关. 答案:D
专题二 相互作用与物体平衡
考点内容 1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 要求 Ⅰ Ⅰ
2.形变、弹性、胡克定律 3.矢量和标量 4.力的合成与分解 5.共点力的平衡 6.实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系
7.实验三:验证力的平行四边形定则
Ⅰ Ⅱ Ⅱ
第1讲
重力 弹力 摩擦力
考点1 重力 1.定义:由于地球的_________而使物体受到的力. 吸引
解析:摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对滑动或相对 滑动趋势的,而不是阻碍物体的运动,A 选项错误.摩擦力的 方向与相对滑动方向或相对滑动趋势方向相反,B 选项错误. 当相对滑动趋势方向与运动方向垂直时,静摩擦力的方向就与 运动方向垂直,C 选项正确.摩擦力是切向力,故与接触面平
行,D 选项正确. 答案:CD
mg 2.大小:G=_____.
3.方向:_______________,即垂直于_________. 水平面 竖直向下
4.重心:重力的作用点. 质量分布 (1)物体的重心与它的________以及______________有关. 形状
(2)质量分布均匀且有规则几何外形的物体,其重心在物体
的_______________. 几何中心 5.重力与万有引力的关系:重力是万有引力的__________, 分力
热点1 轻弹簧的弹力问题
【例1】(双选,2009 年广东卷)某缓冲装置可抽象成图2-1-3
所示的简单模型.图中 K1、K2为原长相等、劲度系数不同的轻 质弹簧.下列表述正确的是( )
A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹 力大小相等 图 2-1-3
C.垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等
大静摩擦力与滑动摩擦力相同,摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因 数为μ1,纸张间的动摩擦因数均为μ2,且有μ1>μ2.则下列说法 正确的是(
)
A.第 2 张纸到第 9 张纸之间可能发生相对滑动 B.第 2 张纸到第 9 张纸之间不可能发生相对滑动
C.第 1 张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左
D.第 6 张纸受到的合力为零
最大静摩擦力略大于滑动摩擦力.一般情况下,可近似认为最
大静摩擦力约等于滑动摩擦力.
题组1
对应考点1 )
1.关于重力,下列说法中正确的是(
A.风筝升空后,越升越高,说明风筝受到的重力越来越小
B.地球给物体施加重力,而物体对地球没有力的作用 C.艺术体操运动员在做各种优美动作的时候,其重心位 置不断变化
解析:将 A 进行隔离分析可知,A 物体相对C 物体没有相
对滑动趋势,故A、C 间的摩擦力为零.隔离B 进行受力分析,
可得B、C 间的摩擦力大小为F,将三个物体看做整体进行受力 分析可知,C 物体所受合力为零,相对地面没有运动的趋势, 物体C 与地面间的摩擦力大小为零.
答案:B
题外拓展:若 F 由 C 物体上改为施加在 A 物体上,则物体 的受力情况如何? 答案:将 A 进行隔离分析可知,A 物体相对 C 物体有向左 运动趋势,故 A、C 间的摩擦力为 F.隔离 B 进行受力分析,可 得 B、C 间的摩擦力大小为F,将三个物体看做整体进行受力分 析可知,C 物体所受合力为零,相对地面没有运动的趋势,物 体 C 与地面间的摩擦力大小仍为零.
)
A.f1=0,f2=0,f3=0 B.f1=0,f2=F,f3=0 C.f1=F,f2=0,f3=0 D.f1=0,f2=F,f3=F 图2-1-5
思路点拨:判断摩擦力的大小、方向和有无的方法是:首
先将物体进行隔离,然后判断是否有相对滑动或有相对滑动的
趋势,从而得到所求的摩擦力大小,必要时也可用假设法求解.
粗略计算时可认为两者大小相等.
考点2 形变和弹力 1.弹性形变:撤去外力后物体能够完全恢复原状的形变.
2.弹力:物体由于发生弹性形变而对跟它接触的物体产生
力的作用. 3.弹力产生的条件
(1)两物体_______________. 直接接触
(2)接触处发生_______________. 弹性形变
4.弹力方向的判断 (1)细绳的拉力的方向一定沿绳指向__________的方向. 绳收缩 受力 (2)接触面上的弹力的方向垂直于接触面指向______物体.