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专题4物体之间的相互作用


只能发生渐变
五、摩擦力
1.摩擦力的产生条件
摩擦力的产生条件为:两物体直接接触、相互挤压、 接触面粗糙、有相对运动(滑动摩擦力或滚动摩擦力)或相对 运动的趋势(静摩擦力).这四个条件缺一不可.
两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条 件.(没有弹力不可能有摩擦力).
2.滑动摩擦力大小
(1)在接触力中,必须先分析弹力,再分析摩擦力.
(2)只有滑动摩擦力才能用公式F=μFN,其中的FN表示 正压力,不一定等于重力G.
3.静摩擦力大小
(1)必须明确,静摩擦力大小不能用滑动摩擦力公式 F=μFN计算,只有当静摩擦力达到最大值时,其最大值一 般可认为等于滑动摩擦力,即Fm=μFN.
(2)静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情 况共同确定,可根据平衡条件或牛顿第二定律求得,其可 能的取值范围是:
4.弹力的大小
对有明显形变的弹簧,弹力的大小可以由胡克定律 计算.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.
(1)胡克定律可表示为(在弹性限度内):F=kx,x为弹 簧伸长后或被压缩之后的长度与弹簧原长之差,即弹簧的 形变量,k为劲度系数,由弹簧的材料、结构等因素决 定.
(2)几种典型物体模型的弹力特点如下表.
项目
轻绳
轻杆
弹簧 (如无特别 说明本书指的 均为:沿弹簧 轴向伸缩的)
形变情况 伸长忽略不计 认为长度不变 可伸长可缩短
施力与受 只能受拉力 能受拉或受压可 力情况 或施出拉力 施出拉力或压力
同杆
力的方向 始终沿绳
不一定沿杆 沿弹簧轴向
力的变化 可发生突变
同绳
答案:C
点评: 重力的方向总是竖直向下或垂直水平面向下, 不能说总是垂直于支持面.
(单选Ⅰ)(2010年天津学业水平测试)原长为10 cm的轻质弹簧被竖直悬挂,当其下端挂上一个质量为50 g的 钩码时弹簧的长度为12 cm,换上一个质量为100 g的钩码时 弹簧的长度为(弹簧始终处于弹性限度内)( )
2.重心:重力的等效作用点.重心的位置与物体的 形状及质量的分布有关.重心不一定在物体上.质量分布 均匀、形状规则的物体,重心在几何中心上;对质量分布 不均匀的物体,其重心随物体的形状、质量分布不同而不 同;薄板类物体的重心可用悬挂法确定.
四、弹力:发生弹性形变的物体对使其发生弹性形变 的物体的作用力
主题
内容
要求
物体相互作用 滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数

与力
形变、弹性、胡克定律、弹力

实验与探究 实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系 Ⅰ
一、力的概念:力是物体对物体的作用 (1)力不能离开物体而独立存在,有力就一定有“施力” 和“受力”两个物体,二者缺一不可. (2)力的作用是相互的 (3)力的作用效果:①形变;②改变运动状态 (4)力的图示:表示出力的作用点、大小、方向的线段
二、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 场力等
2.按效果分
压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 等
3.按生产条件分:场力(重力、电场力,磁场力即非 接触力)、接触力.
三、重力
1.由于地球的吸引而使物体受到的力,但不一定等于 地球的吸引力.
(1)方向:总是竖直向下.
3.弹力的方向:物体所受弹力的方向总是指向该物体发 生形变的方向,弹力的作用线总是通过两物体的接触点,并 沿接触点与平面垂直的方向.
作用在物体上的支持力,这种弹力的方向总是垂直于支 持面而指向被支持的物体.
通常有如下三种情况: ①面面接触:弹力的方向垂直于接触面. ②点面接触:弹力的方向垂直于接触面. ③点点接触:弹力的方向垂直于过切点的切面. 几种弹力的方向特点: (1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面. (2)绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向. (3)杆对物体的弹力不一定沿杆的方向.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.
(2)大小:G=mg,g为重力加速度.
说明:重力是万有引力的一个分力,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.由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于 万有引力.重力的方向是“竖直向下”不是“垂直向下”, 也不是一定是“指向地心”.重力的大小不受其它力的影响, 与运动状态也没有关系.
1.弹力的产生条件
弹力的产生条件是:两个物体直接接触,并发生弹性 形变①判别物体是否产生弹性形变,这种方法适用于形变明 显的情况.
②如果物体存在微小形变,不易判断.这时可以用假设 法进行判定,即假设接触的两物体没有弹力,看它们是否符 合物体所处状态,如物体处于静止状态F合=0,如果符合, 则说明不存在弹力,反之存在弹力.
A.4 cm
B.8 cm
C.14 cm
D.16 cm
解析:由胡克定律F=kx知当悬挂50 g的钩码时弹簧伸 长2 cm,则挂100 g的钩码时,弹簧伸长4 cm,弹簧的总长度 为14 cm.
答案:C
点评:胡克定律F=kx中的x是指弹簧的伸长量.
(单选Ⅰ)(2010年黑龙江学业水平测试)以下 关于重力说法正确的是( )
A.重力的大小可以用天平直接测量 B.重力的方向总是垂直于接触面向上 C.重力的方向总是竖直向下 D.重心一定不在物体上
解析:重力的大小用弹簧秤测量,天平测的是质量, A错.重力的方向总是竖直向下,不是垂直于接触面向 上,C对B错.重心可以在物体上,也可以在物体外.
0≤Ff≤Fm 4.摩擦力方向:
(1)摩擦力方向与接触面相切,和物体间相对运动(或 相对运动趋势)的方向相反.
说明:分清相对运动(相对静止)与运动(静止),一般 而言相对运动(相对静止)是以双方中的对方为参考系的, 而运动(静止)是以地面为参考系的;摩擦力的方向和物体 的运动方向可能成任意角度.通常情况下摩擦力方向可 能和物体运动方向相同(作为动力),可能和物体运动方向 相反(作为阻力),可能和物体速度方向垂直(作为匀速圆 周运动的向心力).在特殊情况下,可能成任意角度.同 样受静摩擦力作用的物体不一定静止.
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