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专题　弹力、摩擦力的有无和方向的判断
01
课堂合作探究
01
课堂合作探究
主题一　弹力有无和方向的判断
【生活情境】
A、B两球间相互接触(都静止,接触面光滑)。
【问题探究】
以上三种情况,A、B两球之间是否存在弹力
提示:在甲图中,若拿去A球,则B球静止不动,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。
在乙图中,若撤去A球,则B球将向左运动,故A、B间存在相互挤压,即A、B间存在弹力。
在丙图中,若撤去A球,则B球静止,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。
【结论生成】
1.产生弹力必备的两个条件:
(1)两物体间相互接触。
(2)发生弹性形变。
2.判断弹力有无的三种常见方法:
(1)直接判断:对于形变较明显的情况,可根据弹力产生条件直接判断。
(2)间接判断:
①分析物体所受其他力的情况。
②根据物体的运动状态分析物体应具有的受力特点。
③结合前两点推断物体是否还需受弹力作用。
(3)“假设法”判断:常见以下三种情形。
①假设与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的状态是否变化,若状态不变,则此处不存在弹力,若状态变化,则此处存在弹力。
②假设有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明有弹力;若不能保持,则说明没有弹力。
③假设没有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明没有弹力;若不能保持,则说明有弹力。
3.弹力方向的判断:
【典例示范】
请在下列图中画出杆或球所受的弹力。
图(a)杆靠在墙上;
图(b)杆放在半球形的槽中;
图(c)球用细线悬挂在竖直墙上;
图(d)将光滑圆球置于两个等高的台棱之间,圆球的重心位于球心。
【解析】杆在重力的作用下对A、B两处都产生挤压作用,故A、B两处对杆都有弹力,弹力方向与接触点所在的平面垂直,如图甲所示。杆对C、D两处有挤压作用,因C处为弧面,D处为支撑点,所以C处弹力垂直其切面指向弧形所对应的圆心,D处弹力垂直杆斜向上,如图乙所示。球挤压墙壁且拉紧细线,所以墙对球的弹力与墙面垂直,细线对球的弹力沿细线斜向上,如图丙所示。球受到的弹力与台棱和球面接触处的切面垂直,即沿着球半径的方向指向球心,如图丁所示。
答案:见解析图
【探究训练】
1.如图甲所示的手机支架和手机,现将支架调整为乙图状态,请分析与调整前的甲图相比,支架对手机的作用力 (　　)
A.大小、方向均不变 B.大小、方向均变化
C.方向不变,大小变化 D.大小不变,方向变化
√
【解析】选A。以手机为研究对象,手机受到向下的重力和支架对它的作用力处于平衡状态,所以手机受到的合力为零,则支架对手机的作用力总是竖直向上,大小等于重力,其大小和方向都不变化,则A正确,B、C、D错误。
2. (多选)如图所示,一辆吉普车停在水平地面上,下列说法正确的是 (　　)
A.吉普车没有发生形变,所以汽车不受弹力
B.吉普车受到向上的弹力,是因为地面发生了形变
C.吉普车受到向上的弹力,是因为吉普车发生了形变
D.地面受到向下的弹力,是因为吉普车发生了形变
【解析】选B、D。吉普车和地面相互挤压,都发生了弹性形变,故选项A错误;地面发生形变,对吉普车产生向上的弹力,故选项B正确,选项C错误;吉普车发生形变,对地面产生向下的弹力,故选项D正确。
√
√
主题二　摩擦力有无和方向的判断
【生活情境】
将一只鞋刷的刷毛向下,放在粗糙的平面上,用手水平地推鞋刷,观察一下刷毛向什么方向弯曲。
【问题探究】
(1)把鞋刷翻一个身,使刷毛向上,把另一个表面粗糙的物体放在刷毛上,水平推这个物体,看刷毛向什么方向弯曲
提示:刷毛向着物体运动的方向弯曲。
(2)也可以用两只鞋刷,使刷毛相对地放在一起,推其中的一只鞋刷,在不产生持续滑动的情况下,观察刷毛的形状有什么变化
提示:两个鞋刷的刷毛分别向相反的方向弯曲。如图所示。
【结论生成】
1.方向特点:
(1)静摩擦力方向总是与相对运动趋势方向相反。
(2)当物体间存在相对运动趋势时,你可以设想它们的接触面将发生怎样的形变,某物体所受的静摩擦力的方向就是促使它产生形变的方向。
2.静摩擦力有无的判断方法:
(1)条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。
(2)假设法。
(3)平衡条件法:根据二力平衡的条件判断。
【典例示范】
质量为m的杆AB处于静止状态,A端用细绳竖直悬挂,B端放在水平地板上,如图所示。下列有关杆B端所受摩擦力的说法正确的是 (　　)
A.B端受到的静摩擦力方向向右
B.B端受到的静摩擦力方向向左
C.B端受到的静摩擦力沿杆AB斜向下
D.B端不受静摩擦力作用
√
【解析】选D。假设B端和水平地板是光滑的,则杆AB受到竖直向上的支持力、竖直向上的细绳拉力和竖直向下的重力,能够保持静止状态,则B端和水平地板无相对运动趋势,故假设成立,即B端不受静摩擦力作用,D正确。
【探究训练】
1.如图,玻璃杯底压一条纸带,用水平向右的拉力将纸带迅速抽出,纸带抽出过程中 (　　)
A.纸带对水杯摩擦力的方向向左
B.纸带对水杯摩擦力的方向与桌面对纸带摩擦力的方向相反
C.抽纸带的速度越大,水杯受到的摩擦力越大
D.增加杯中的水后再抽出纸带,水杯受到的摩擦力大小与未加水时相等
√
【解析】选B。纸带抽出过程中,水杯相对于纸带向左运动,则纸带对水杯摩擦力的方向向右,故A错误;纸带抽出过程中,纸带相对于桌面向右运动,则桌面对纸带摩擦力的方向向左。而纸带对水杯摩擦力的方向向右,所以纸带对水杯摩擦力的方向与桌面对纸带摩擦力的方向相反,故B正确;纸带抽出过程中,水杯受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与抽纸带的速度无关,所以抽纸带的速度越大,水杯受到的摩擦力不变,故C错误;增加杯中的水后再抽出纸带,则水杯对纸带的压力增大,所以水杯受到的摩擦力大小比未加水时受到的摩擦力大,故D错误。
2.(多选)如图所示,甲、乙两人做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两人手掌的粗糙程度也相同,在乙端的凳面上放有四块砖,下列说法中正确的是 (　　)
A.由于甲端比较轻,甲容易将凳子拉向自己
B.谁用的力气大就可以将凳子拉向自己
C.由于乙端比较重,凳子和手之间产生较大的摩擦力,乙可以将凳子拉向自己
D.拔河过程中乙的手和凳子之间不会有相对滑动,甲的手可以和凳子间有
相对滑动,也可以没有相对滑动
√
√
【解析】选C、D。由图知,乙端对手的压力较大,所以乙端对凳子向右的最大静摩擦力大于甲端对凳子向左的最大静摩擦力,因此甲的手容易相对长凳滑动,即甲的手容易被从长凳上拉离,因此长凳将向右移动,即乙可以将凳子拉向自己,故C正确。拔河过程中,当甲、乙向两侧拖拉的力比较小时,甲的手也可以和凳子间不发生相对滑动,故D正确。专题　弹力、摩擦力的有无和方向的判断
课堂合作探究
主题一　弹力有无和方向的判断
【生活情境】
A、B两球间相互接触(都静止,接触面光滑)。
【问题探究】
以上三种情况,A、B两球之间是否存在弹力
提示:在甲图中,若拿去A球,则B球静止不动,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。
在乙图中,若撤去A球,则B球将向左运动,故A、B间存在相互挤压,即A、B间存在弹力。
在丙图中,若撤去A球,则B球静止,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。
【结论生成】
1.产生弹力必备的两个条件:
(1)两物体间相互接触。
(2)发生弹性形变。
2.判断弹力有无的三种常见方法:
(1)直接判断:对于形变较明显的情况,可根据弹力产生条件直接判断。
(2)间接判断:
①分析物体所受其他力的情况。
②根据物体的运动状态分析物体应具有的受力特点。
③结合前两点推断物体是否还需受弹力作用。
(3)“假设法”判断:常见以下三种情形。
①假设与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的状态是否变化,若状态不变,则此处不存在弹力,若状态变化,则此处存在弹力。
②假设有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明有弹力;若不能保持,则说明没有弹力。
③假设没有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明没有弹力;若不能保持,则说明有弹力。
3.弹力方向的判断:
【典例示范】
请在下列图中画出杆或球所受的弹力。
图(a)杆靠在墙上;
图(b)杆放在半球形的槽中;
图(c)球用细线悬挂在竖直墙上;
图(d)将光滑圆球置于两个等高的台棱之间,圆球的重心位于球心。
【解析】杆在重力的作用下对A、B两处都产生挤压作用,故A、B两处对杆都有弹力,弹力方向与接触点所在的平面垂直,如图甲所示。杆对C、D两处有挤压作用,因C处为弧面,D处为支撑点,所以C处弹力垂直其切面指向弧形所对应的圆心,D处弹力垂直杆斜向上,如图乙所示。球挤压墙壁且拉紧细线,所以墙对球的弹力与墙面垂直,细线对球的弹力沿细线斜向上,如图丙所示。球受到的弹力与台棱和球面接触处的切面垂直,即沿着球半径的方向指向球心,如图丁所示。
答案:见解析图
【探究训练】
1.如图甲所示的手机支架和手机,现将支架调整为乙图状态,请分析与调整前的甲图相比,支架对手机的作用力 (　　)
A.大小、方向均不变 B.大小、方向均变化
C.方向不变,大小变化 D.大小不变,方向变化
【解析】选A。以手机为研究对象,手机受到向下的重力和支架对它的作用力处于平衡状态,所以手机受到的合力为零,则支架对手机的作用力总是竖直向上,大小等于重力,其大小和方向都不变化,则A正确,B、C、D错误。
2. (多选)如图所示,一辆吉普车停在水平地面上,下列说法正确的是 (　　)
A.吉普车没有发生形变,所以汽车不受弹力
B.吉普车受到向上的弹力,是因为地面发生了形变
C.吉普车受到向上的弹力,是因为吉普车发生了形变
D.地面受到向下的弹力,是因为吉普车发生了形变
【解析】选B、D。吉普车和地面相互挤压,都发生了弹性形变,故选项A错误;地面发生形变,对吉普车产生向上的弹力,故选项B正确,选项C错误;吉普车发生形变,对地面产生向下的弹力,故选项D正确。
主题二　摩擦力有无和方向的判断
【生活情境】
将一只鞋刷的刷毛向下,放在粗糙的平面上,用手水平地推鞋刷,观察一下刷毛向什么方向弯曲。
【问题探究】
(1)把鞋刷翻一个身,使刷毛向上,把另一个表面粗糙的物体放在刷毛上,水平推这个物体,看刷毛向什么方向弯曲
提示:刷毛向着物体运动的方向弯曲。
(2)也可以用两只鞋刷,使刷毛相对地放在一起,推其中的一只鞋刷,在不产生持续滑动的情况下,观察刷毛的形状有什么变化
提示:两个鞋刷的刷毛分别向相反的方向弯曲。如图所示。
【结论生成】
1.方向特点:
(1)静摩擦力方向总是与相对运动趋势方向相反。
(2)当物体间存在相对运动趋势时,你可以设想它们的接触面将发生怎样的形变,某物体所受的静摩擦力的方向就是促使它产生形变的方向。
2.静摩擦力有无的判断方法:
(1)条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。
(2)假设法。
(3)平衡条件法:根据二力平衡的条件判断。
【典例示范】
质量为m的杆AB处于静止状态,A端用细绳竖直悬挂,B端放在水平地板上,如图所示。下列有关杆B端所受摩擦力的说法正确的是 (　　)
A.B端受到的静摩擦力方向向右
B.B端受到的静摩擦力方向向左
C.B端受到的静摩擦力沿杆AB斜向下
D.B端不受静摩擦力作用
【解析】选D。假设B端和水平地板是光滑的,则杆AB受到竖直向上的支持力、竖直向上的细绳拉力和竖直向下的重力,能够保持静止状态,则B端和水平地板无相对运动趋势,故假设成立,即B端不受静摩擦力作用,D正确。
【探究训练】
1.如图,玻璃杯底压一条纸带,用水平向右的拉力将纸带迅速抽出,纸带抽出过程中 (　　)
A.纸带对水杯摩擦力的方向向左
B.纸带对水杯摩擦力的方向与桌面对纸带摩擦力的方向相反
C.抽纸带的速度越大,水杯受到的摩擦力越大
D.增加杯中的水后再抽出纸带,水杯受到的摩擦力大小与未加水时相等
【解析】选B。纸带抽出过程中,水杯相对于纸带向左运动,则纸带对水杯摩擦力的方向向右,故A错误;纸带抽出过程中,纸带相对于桌面向右运动,则桌面对纸带摩擦力的方向向左。而纸带对水杯摩擦力的方向向右,所以纸带对水杯摩擦力的方向与桌面对纸带摩擦力的方向相反,故B正确;纸带抽出过程中,水杯受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与抽纸带的速度无关,所以抽纸带的速度越大,水杯受到的摩擦力不变,故C错误;增加杯中的水后再抽出纸带,则水杯对纸带的压力增大,所以水杯受到的摩擦力大小比未加水时受到的摩擦力大,故D错误。
2.(多选)如图所示,甲、乙两人做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两人手掌的粗糙程度也相同,在乙端的凳面上放有四块砖,下列说法中正确的是 (　　)
A.由于甲端比较轻,甲容易将凳子拉向自己
B.谁用的力气大就可以将凳子拉向自己
C.由于乙端比较重,凳子和手之间产生较大的摩擦力,乙可以将凳子拉向自己
D.拔河过程中乙的手和凳子之间不会有相对滑动,甲的手可以和凳子间有相对滑动,也可以没有相对滑动
【解析】选C、D。由图知,乙端对手的压力较大,所以乙端对凳子向右的最大静摩擦力大于甲端对凳子向左的最大静摩擦力,因此甲的手容易相对长凳滑动,即甲的手容易被从长凳上拉离,因此长凳将向右移动,即乙可以将凳子拉向自己,故C正确。拔河过程中,当甲、乙向两侧拖拉的力比较小时,甲的手也可以和凳子间不发生相对滑动,故D正确。专题　弹力、摩擦力的有无和方向的判断
课堂合作探究 【生活情境】
A、B两球间相互接触(都静止,接触面光滑)。
【问题探究】
以上三种情况,A、B两球之间是否存在弹力
提示:在甲图中,若拿去A球,则B球静止不动,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。
在乙图中,若撤去A球,则B球将向左运动,故A、B间存在相互挤压,即A、B间存在弹力。
在丙图中,若撤去A球,则B球静止,故A、B间没有挤压,即A、B间没有弹力。
【结论生成】
1.产生弹力必备的两个条件:
(1)两物体间相互接触。
(2)发生弹性形变。
2.判断弹力有无的三种常见方法:
(1)直接判断:对于形变较明显的情况,可根据弹力产生条件直接判断。
(2)间接判断:
①分析物体所受其他力的情况。
②根据物体的运动状态分析物体应具有的受力特点。
③结合前两点推断物体是否还需受弹力作用。
(3)“假设法”判断:常见以下三种情形。
①假设与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的状态是否变化,若状态不变,则此处不存在弹力,若状态变化,则此处存在弹力。
②假设有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明有弹力;若不能保持,则说明没有弹力。
③假设没有弹力,看看研究对象还能否保持平衡或原来的运动状态。若能保持,则说明没有弹力;若不能保持,则说明有弹力。
3.弹力方向的判断:
【典例示范】
请在下列图中画出杆或球所受的弹力。
图(a)杆靠在墙上;
图(b)杆放在半球形的槽中;
图(c)球用细线悬挂在竖直墙上;
图(d)将光滑圆球置于两个等高的台棱之间,圆球的重心位于球心。
【探究训练】
1.如图甲所示的手机支架和手机,现将支架调整为乙图状态,请分析与调整前的甲图相比,支架对手机的作用力 (　　)
A.大小、方向均不变 B.大小、方向均变化
C.方向不变,大小变化 D.大小不变,方向变化
2. (多选)如图所示,一辆吉普车停在水平地面上,下列说法正确的是 (　　)
A.吉普车没有发生形变,所以汽车不受弹力
B.吉普车受到向上的弹力,是因为地面发生了形变
C.吉普车受到向上的弹力,是因为吉普车发生了形变
D.地面受到向下的弹力,是因为吉普车发生了形变 【生活情境】
将一只鞋刷的刷毛向下,放在粗糙的平面上,用手水平地推鞋刷,观察一下刷毛向什么方向弯曲。
【问题探究】
(1)把鞋刷翻一个身,使刷毛向上,把另一个表面粗糙的物体放在刷毛上,水平推这个物体,看刷毛向什么方向弯曲
提示:刷毛向着物体运动的方向弯曲。
(2)也可以用两只鞋刷,使刷毛相对地放在一起,推其中的一只鞋刷,在不产生持续滑动的情况下,观察刷毛的形状有什么变化
提示:两个鞋刷的刷毛分别向相反的方向弯曲。如图所示。
【结论生成】
1.方向特点:
(1)静摩擦力方向总是与相对运动趋势方向相反。
(2)当物体间存在相对运动趋势时,你可以设想它们的接触面将发生怎样的形变,某物体所受的静摩擦力的方向就是促使它产生形变的方向。
2.静摩擦力有无的判断方法:
(1)条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。
(2)假设法。
(3)平衡条件法:根据二力平衡的条件判断。
【典例示范】
质量为m的杆AB处于静止状态,A端用细绳竖直悬挂,B端放在水平地板上,如图所示。下列有关杆B端所受摩擦力的说法正确的是 (　　)
A.B端受到的静摩擦力方向向右
B.B端受到的静摩擦力方向向左
C.B端受到的静摩擦力沿杆AB斜向下
D.B端不受静摩擦力作用 【探究训练】
1.如图,玻璃杯底压一条纸带,用水平向右的拉力将纸带迅速抽出,纸带抽出过程中 (　　)
A.纸带对水杯摩擦力的方向向左
B.纸带对水杯摩擦力的方向与桌面对纸带摩擦力的方向相反
C.抽纸带的速度越大,水杯受到的摩擦力越大
D.增加杯中的水后再抽出纸带,水杯受到的摩擦力大小与未加水时相等 2.(多选)如图所示,甲、乙两人做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两人手掌的粗糙程度也相同,在乙端的凳面上放有四块砖,下列说法中正确的是 (　　)
A.由于甲端比较轻,甲容易将凳子拉向自己
B.谁用的力气大就可以将凳子拉向自己
C.由于乙端比较重,凳子和手之间产生较大的摩擦力,乙可以将凳子拉向自己
D.拔河过程中乙的手和凳子之间不会有相对滑动,甲的手可以和凳子间有相对滑动,也可以没有相对滑动

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