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第二章
相互作用——力
第1讲　重力　弹力　摩擦力
1.掌握重力的大小、方向及重心的概念。2.掌握弹力的有无及方向的判断,会计算弹力大小,理解并掌握胡克定律。3.掌握摩擦力方向的判断方法,会计算摩擦力的大小。
一、力
1.力是物体对物体的作用,力的三要素:力的______、______、_______。
2.力的性质。
(1)力不能脱离物体而独立存在,没有施力物体或受力物体的力是不存在 的。
(2)力的作用是相互的,施力物体同时也一定是受力物体。
考点1　重力和重心
大小
方向
作用点
3.力的作用效果:使物体产生形变或改变物体的_________(即产生加速
度)。
4.力的表示方法。
(1)力的图示。
(2)力的示意图。
运动状态
二、重力
1.产生:由于_______的吸引而使物体受到的力。
2.大小:G=_______,可用_____________测量。同一物体重力G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。
3.方向:总是_________的。
4.重心:物体各部分所受重力作用的等效集中作用点。
(1)重心位置与物体的_______分布和_______有关。
(2)重心可能在物体上,也可能在物体之外。
(3)不规则薄板形物体的重心用悬挂法确定。
地球
mg
弹簧测力计
竖直向下
质量
形状
(1)重力就是地球对物体的吸引力( )
(2)形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心( )
(3)纬度越高,地球表面的重力加速度越大( )
【典例1】　如图是一个质量分布均匀的铅球的重力图示,
下列说法正确的是(　　)
A.力的图示中标度是唯一的,必须是25 N
B.根据力的图示可读得铅球重力的大小为50 N
C.力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力
D.力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上则垂直斜面向下
解析　力的图示中标度不是唯一的,可以是5 N、10 N等,A项错误;根据力的图示可读得铅球重力的大小为50 N,B项正确;力的图示中重力的作用点在重心上,是重力作用的等效集中作用点,物体的其他部分也受到重力作用,C项错误;力的图示中重力的方向总是竖直向下的,无论放在什么位置,重力的方向都是竖直向下的,D项错误。
答案　B
【典例2】　 如图所示为仰韶文化时期的一款尖底瓶,该瓶装水后“虚则欹、中则正、满则覆”。下面有关瓶(包括瓶中的水)的说法正确的是
(　　)
A.瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力
B.装入瓶中的水越多,瓶的重心一定越高
C.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点
D.瓶的重心一定在两条绳子连线的交点上
解析　瓶所受重力就是地球对瓶的吸引力的一个分力,A项错误;瓶本身的重心不变的,随着装入瓶中的水的增加,瓶的重心位置可能先降低然后再逐渐升高,B项错误;根据重心的定义,瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用点,C项正确;由题图可知,两绳的交点是确定的,但瓶的重心是变化的,D项错误。
答案　C
1.弹力。
(1)定义:发生_________的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。
(2)产生条件:①物体间直接_______;②接触处发生_________。
(3)方向:总是与施力物体形变的方向_______。
考点2　弹力
弹性形变
接触
弹性形变
相反
2.弹力方向的判断。
3.计算弹力大小的三种方法。
(1)根据胡克定律进行求解。
(2)根据力的平衡条件进行求解。
(3)根据牛顿第二定律进行求解。
(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用( )
(2)轻绳产生的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向( )
(3)轻杆产生的弹力方向一定沿着杆的方向( )
弹力有无的判断“三法”。
(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹 力。多用来判断形变较明显的情况。
(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,看物体能否保持原有的状态,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)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断是否存在弹力。
考向1　弹力的有无和方向判断
【典例3】　(多选)下列四种情景中,物体(球或轻杆)均处于静止状态,它与外界的接触面(接触点)均光滑,物体所受弹力的示意图正确的是(　　)
解析　A项,小球受到重力与水平面的支持力即可保持静止,若受到左侧顶点处的弹力,则小球将向右运动,所以图中小球只受到水平地面的弹力F1,不能存在弹力F2,A项错误;B项,处在杆顶的小球处于静止状态时受到重力与杆对小球的弹力,二者是一对平衡力,所以杆对小球的弹力的方向与重力的方向相反,为竖直向上,B项正确;C项,小球受到竖直向下的重力,如果受到左上方的F1的拉力,小球将无法处于静止状态,C项错误;D项,杆与半球容器有两个接触点,左侧处为点与球面接触,所以弹力的方向过圆
心与接触点,方向指向被支持的物体(杆);右侧是点与直杆接触,方向垂直于杆的方向向上,图中两个弹力的位置与方向都正确,D项正确。
答案　BD


答案　D
考向3　胡克定律的理解和应用
【典例5】　(多选)如图所示,轻质弹簧P上端固定在天花板上,下端的挂钩钩住轻弹簧Q的环,P、Q的劲度系数分别为k1和k2,现用大小为F的拉力竖直向下拉弹簧Q,两只弹簧形变量之和为Δx。下列说法正确的是(　　)


答案　AD

1.定义:两个相互接触的物体,当它们有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或_____________的力,叫作滑动摩擦力或__________。
考点3　摩擦力
相对运动趋势
静摩擦力
2.产生条件。
(1)接触面粗糙。
(2)接触物体间有_______力。
(3)物体间有__________或______________。
弹
相对运动
相对运动趋势
3.大小。
(1)滑动摩擦力:Ff=μFN,μ为动摩擦因数,其大小与两物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
(2)静摩擦力:04.方向:与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反,可能跟运动方向相同或相反。
(1)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反( )
(2)静摩擦力可能是动力,滑动摩擦力一定是阻力( )
(3)运动的物体不可能受到静摩擦力作用( )
(4)摩擦力大小一定与正压力大小成正比( )
(5)两物体间的接触面积越大,滑动摩擦力一定越大( )
计算摩擦力大小时的三点注意事项。
(1)在计算滑动摩擦力的公式中Ff=μFN,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;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力。
(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面积也无关。
(3)最大静摩擦力并不是物体实际受到的力,物体实际受到的静摩擦力小于等于最大静摩擦力;最大静摩擦力与接触面间的压力成正比;一般情况下,为了处理问题的方便,最大静摩擦力可按近似等于滑动摩擦力处理。
考向1　摩擦力方向的判断
【典例6】　(多选)卡车上载着一只木箱,卡车沿水平路面运动过程中,有关摩擦力的说法正确的是(　　)
A.卡车起动时,木箱与卡车保持相对静止,卡车给木箱有向前的静摩擦力
B.卡车匀速运动时,木箱与卡车保持相对静止,卡车给木箱向前的摩擦力
C.卡车突然制动时,木箱相对卡车向前滑动,卡车给木箱向前的滑动摩擦力
D.卡车突然制动时,木箱与卡车保持相对静止,卡车给木箱有向后的静摩擦力
解析　卡车启动时,木箱相对卡车有向后的运动趋势,所以卡车给木箱向前的摩擦力,A项正确;卡车匀速运动时,木箱相对卡车没有运动趋势,卡车和木箱间没有摩擦力的作用,B项错误;卡车突然制动时,若木箱与卡车保持相对静止,由于惯性,木箱相对卡车有向前的运动趋势,卡车给木箱向后的静摩擦力;若木箱相对卡车向前滑动,则木箱受到卡车给的向后的滑动摩擦力作用,C项错误,D项正确。本题判断静摩擦力的方向还可以用假设法或状态法。
答案　AD
考向2　摩擦力大小的计算
【典例7】　 如图所示,在水平面上,有沿水平方向的力F1=20 N和F2= 11 N,物体A保持静止。现保持F2不变,当F1减小到17 N时,物体受到的 摩擦力大小是(　　)
A.6 N B.9 N
C.28 N D.31 N
解析　初始状态下,物体所受摩擦力Ff=F1-F2=9 N,可知物体所受的最大静摩擦力Ffmax≥Ff=9 N;当F1减小到17 N时,由于F1'-F2=6 N答案　A


答案　C

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