相互作用重力弹力和摩擦力

相互作用、重力、弹力和摩擦力

一、目标与策略

明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！

学习目标：

● 理解力的物质性、力的矢量性、力的相互性。知道力的分类。了解四种基本相互作用。 ● 知道重力不是万有引力，理解重心所用的等效方法及重心与物体的形状以及质量分布有关。 ● 知道弹力产生的条件，会求弹簧弹力大小。

● 知道摩擦力产生的条件，知道摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力。理解滑动摩擦力的公式N F

F μ=，清楚公式中

N F 为压力，而不是物体的重力。

重点难点：

● 理解力的物质性、矢量性、相互性。

● 重心所采取的等效方法，重心不一定在物体上。 ● 弹力产生条件中有无形变的判断。

● 如何判断是静摩擦力还是滑动摩擦力；如何理解相对运动和相对运动趋势；对于公式N F

F μ=该如何运用。

学习策略：

● 要真正理解力的三要素，描述任何一个力（包括重力、弹力、摩擦力）都应从这三个角度考虑，要注意它们之间的

联系；在摩擦力问题中，静摩擦力运用力的平衡知识来分析，滑动摩擦力运用压力和粗糙度来分析。

● 在应用物理知识解释生活中的现象时，要注意分析现象中的物理过程，抓住其中所体现的物理知识，回答问题时要

答在点子上。

二、学习与应用

回忆初中知识，回答下列问题：

（一）什么是力？力的三要素是什么？表示力的方法有哪些？

“凡事预则立，不预则废”。科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对

知识回顾——复习 学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？

（二）什么是重力？什么是摩擦力？摩擦力可以分为几种？它们各有什么特点？

知识要点——预习和课堂学习

认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。课堂笔记或者其它补充填在右栏。详细内容请学习网校资源ID：#tbjx4#211832

知识点一：对力的理解

（一）力是物体与物体之间的相互作用

（二）力具有物质性、矢量性、相互性

（1）力的物质性

力能离开物体而单独存在。力可以发生在相互接触的物体之间，也可以发生在的物体之间。比如不接触的电荷、不接触的磁铁，

这些物体间也同样有力。它们之间没有离开物质，它们之间存在着电场或磁场。

（2）力的矢量性

力有三要素：、和。之所以称为要素，是因为这三个力中的任一个发生变化，都会直接影响力的作用效果。矢量就是具有大小和

的物理量。力是量，因此求力时，不仅要写出力的大小，同时还要说明力的。

（3）力的相互性

提到力一定涉及个物体。一个是施力物体，一个是物体。

施力物体也一定是物体，关键看研究的是谁。A对B有力，B对

A也一定有力。

知识点二：四种基本相互作用

包括 相互作用、 相互作用、 相互作用和 相互作用。

（一）引力相互作用：它是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。众多的天体聚在一起形成星系，也是由于万有引力的作用。这种作用的强度随距离的增大而 。

（二）电磁相互作用：电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，本质是同一种相互作用的不同表现，这就是电磁相互作用或电磁力。电磁力随距离的增大而 的规律与万有引力相似。

（三）强相互作用：原子核是由若干带正电荷的质子和不带电的中子组成，而带正电的质子间存在斥力。能使得原子核紧密保持在一起的力就是强相互作用。它属于 力。距离增大，强相互作用急剧 ，它的范围只有约10－15

m ，即原子核的大小，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了。

（四）弱相互作用：有些原子核能自发地放出射线，在放射现象中起作用的就是弱相互作用。弱相互作用的范围也很 ，其强度只有强相互作用的10

－12。

知识点三：重力

（一）重力大小

G= ，在该公式中，一般g= 或g= 思考：物体的重力与其质量成正比，对吗？

这句话是 的。虽然9.8N/kg g

=或10N/kg g =，但重力加速度在地球

的不同地点是 相同的。因此，应该说，在 地点，物体的重力与其质量成正比。

（二）重力的方向

重力的方向是 。这可由自由释放一个物体，物体竖直下落；用绳悬挂一个物体，物体静止时细绳竖直这些例子得出。

要理解竖直是一个绝对的概念，是永远都和 垂直。竖直不是垂直，垂

直是一个相对的概念，是相对于来说。比如放在斜面上的物体，其重力说垂直斜面向下。

（三）重力的作用点（重心）

物体上每一个地方都会受到力的作用，可以把物体上每点所受的重力等效为集中在一个点上，这个点就是物体的重心。因此，重心采用了一种的方法。

物体的重心可以在物体上，也可以在物体上。比如的重心就不在物体上。

重心的位置与物体的以及都有关系。质量分布均匀、形状规则的物体其重心在。

知识点四：弹力

（一）弹力的产生条件

弹力的产生需要且发生。

如何判断是否发生形变？一般采用的方法。比如，假设发生了形变，在接触的物体间就有了弹力，此时若与物体所处的状态相吻合，则假设。否则，就没有弹力，也就没有形变。

例如：在光滑的斜面上，通过细绳悬挂一个小球，小球与斜面接触处于平衡状态。小球此时与斜面接触形变，此时小球与斜面之间弹力。

A

α

（二）弹性形变和弹性限度

弹性形变：有些物体在形变后能够，这种形变叫做弹性形变。

弹性限度：物体如果形变过大，超过一定限度，撤去作用力后，物体就不能原来的形状。这个限度叫做弹性限度。

（三）弹簧弹力大小

弹力的大小与物体的有关，越大，弹力越大。

对于弹性形变的物体（如弹簧）产生的弹力由定律求解：

弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成，即F= ，这个规律叫做胡克定律。

其中k称为弹簧的，与弹簧的材料、长度、粗细有关。x为形变量，是相对于时的压缩量或伸长量。

（四）弹力的方向

弹力是力，不同的物体接触，弹力方向的判断方法不同,例如:

绳子只能产生力，物体受绳子拉力的方向总是沿着绳子指向其

的方向。

桌面产生的支持力的方向总是于支持面指向的物体。

杆的弹力比较复杂，不一定沿杆也垂直于杆，需根据受力情况或物体运动状态而定。

除绳和杆所受弹力之外，还时常遇到以下三种情况：

（1）面面接触：弹力的方向垂直于。

（2）点面接触：弹力的方向通过且垂直于。

（3）点点接触：弹力的方向垂直于。

总之：弹力方向垂直“面”（若是曲面则垂直于接触点的切面），没有面的画“”。

（4）绳子的拉力沿着绳子指向绳的方向，且同一条绳子上的拉力处处

（5）杆的弹力既可以是力也可以是力

例：在半球形光滑容器内，放置一细杆，如图所示，细杆与容器的接触点分别为A、B 点，则容器上A、B两点对细杆的作用力方向分别为（）

A．均竖直向上

B．均指向球心

C．A点处指向球心，B点处竖直向上

D．A点处指向球心，B点处垂直细杆向上

知识点五：摩擦力

（一）静摩擦力

（1）产生条件：两物体相互 、发生 、有 、接触面 。

对相对运动趋势的理解：相对是相对于和其 的物体。运动的趋势可以采用 的方法，然后判断与物体所处的状态是否吻合。若吻合，则假设成立；不吻合，假设不成立。

（2）大小：静摩擦力是一个被动的力，它的范围是从 到 之间。摩擦力大小一般根据 来求。

（3）方向：与接触面 ，与 的方向相反。静摩擦力可以是 力，也可以是 力。 （二）滑动摩擦力

（1）产生条件：两物体相互 、发生 、有 、接触面 。

对相对运动的理解：相对是相对于和其 的物体。只要两物体运动情况 ，就存在相对运动。

（2）大小：N F

F μ=，其中μ为

，与物体的 以及

接触面的 程度有关。N F 为两物体之间的 ，注意N F 等于物体重力的大小。

（3）方向：与接触面 ，与 方向相反。滑动摩擦力可以是

力，也可以是 力。 （三）摩擦力与弹力的关系

（1）产生摩擦力的条件是在产生弹力的条件基础上，增加了 和 。因此，若两物体间有弹力产生， 产生摩擦力，但若两物体间有摩擦力产生， 弹力产生。

（2）在同一接触面上产生的弹力和摩擦力的方向相互 。

（3）滑动摩擦力大小与同一接触面上的 大小成正比：f ＝μN F ，而静摩擦力（除最大静摩擦力外）大小与压力 。

类型一：力的概念

例1：下列关于力的说法正确的是：（ ）

A ．先有施力物体，后才有受力物体

B ．拳击运动员一拳打出去却没有击中对方，看来力可以没有受力物体

C ．飞行的子弹能水平前进，也可以存在没有施力物体的受力

D ．有施力物体就一定有受力物体

思路点拨：力可以从物质性、矢量性、相互性来理解

总结升华： 举一反三

【变式】关于力的下述说法，正确的是：（ ）

A ．甲用力将乙推倒，说明甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用

B ．只有有生命或有动力的物体才能施力，无生命或无动力的物体只能受力，不能施力

经典例题-自主学习

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C．两磁铁不相互接触而有力的作用，说明力可离开物体而独立存在

D．找不到施力物体的力是不存在的

思路点拨：理解两个物体之间是否产生力可以从效果上理解

总结升华：

类型二：重力、重心

例２：一人站在体重计上称体重，保持立正姿势称得体重为G1，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G2，则G1与G2的大小关系如何？

思路点拨：此题考察物体重力的大小，可以从决定中重力大小的因素考虑。

总结升华：

举一反三

☆【变式】质量为m的直升飞机，在下列情况下，它所受的重力不变的是（）A．直升飞机停留在机场的跑道上B．直升飞机盘旋在空中不太高处

C．直升飞机竖直降落过程中D．直升飞机竖直上升过程中

总结升华：

例3：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，当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

F x 1 F 2

F 1 x 2

x

思路点拨：重心是一个等效的概念，与物体的形状和质量分布有关

总结升华： 举一反三

【变式】把一条盘放在地面上，长为L 的匀质铁链竖直向上刚好拉直时，它的重

心位置升高了 ；把一个边长为a 的匀质正方体沿水平面向前翻转的过程中，重心位置升高的最大高度是 。 思路点拨：形状规则、质量分布均匀的物体其重心在几何中心

类型三：弹力

例4、如图所示，该图反映的是弹簧的弹力随形变量变化的图象，已知形变量为x 1时，

弹力的大小为F 1，形变量为x 2时，弹力的大小为F 2，试用以上四个量表示弹簧的劲度系数。

8

4

x (×10-1m)

F (×102N) 思路点拨：在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量成正比，即F kx =

总结升华： 举一反三

【变式】图中描述的是某根弹簧的伸长的长度与所受拉力之间的关系，则这根弹

簧的劲度系数是 ，受600N 的拉力作用时，弹簧伸长的长度是 。

思路点拨：F x -图像中的斜率表示弹簧的劲度系数

总结升华： 例5、一根弹簧挂500g 砝码时长28.0cm ，挂400g 砝码时长27.2cm ，求弹簧的自由长

度。

思路点拨：理解胡克定律F=kx ，k 为劲度系数，与弹簧本身的长度、粗细、材料都有关系；x 为形变量，是相对原长伸长或压缩了多少。

总结升华：

举一反三

【变式】弹簧原长20cm，若在它的下端挂400N的重物时，弹簧伸长4cm，今把重物取下100N，弹簧的长度应为。

类型四：静摩擦力

例6、有关静摩擦力的下列说法，正确的是：（）

A．静摩擦力与压力成正比

B．只有静止的物体才受静摩擦力

C．静摩擦力的方向可能与运动方向垂直

D．接触面上的摩擦力总是与接触面平行

思路点拨：静摩擦力是一个“被动”的力，它随外力的变化而变化。其方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反。

总结升华：

举一反三

【变式】关于静摩擦力，下列说法正确的是：（）

A．静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

B．静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反

C．受静摩擦力的物体一定是静止的

D．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用

思路点拨：静摩擦力一定与接触面平行，一定与相对运动趋势的方向相反。

总结升华：

类型五：滑动摩擦力

例7、有关滑动摩擦力的下列说法，正确的是：（）

A．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比

B．滑动摩擦力总是与物体运动方向相反

C．滑动摩擦力总是阻力

D．滑动摩擦力随压力增大而增大

思路点拨：滑动摩擦力与压力成正比，与物体相对运动的方向相反。其中“相对”指的是相对于和它接触的物体。

总结升华：

举一反三

【变式】下列关于滑动摩擦力的说法正确的是：（）

A．滑动摩擦力一定是阻力

B．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

C．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动

D．滑动摩擦力总是与物体相对运动的方向相反

思路点拨：滑动摩擦力可以与运动方向相同也可以相反，但一定与相对运动趋势的方向相反。

总结升华：

类型六：静摩擦力、滑动摩擦力

例8、重100N的物体放在水平地面上，若地面能提供的最大静摩擦力为22N，试讨论：

（1）用10N的水平推力推物块，地面对物块的摩擦力多大？若水平推力为20N呢？

（2）若地面与物块间动摩擦因数为0.18，当水平推力为30N时，地面对物块的摩擦力多大？

思路点拨：求解摩擦力一定要先清楚是静摩擦力还是滑动摩擦力

总结升华：

举一反三

【变式1】某物体所受重力为500N，放在水平地面上，它与地面间的动摩擦因数是0.2，作用在该物体上的水平方向上的作用力为30N时，它仍保持静止，此

时它受的摩擦力是N；当作用力增大到110N时，该物体刚好开始滑

动，滑动后要使物体做匀速运动．对它所加的水平作用力应是N；

最大静摩擦力是N．

思路点拨：恰好开始滑动时的摩擦力就是最大静摩擦力

【变式２】（2011北京海淀二模）如图所示，物体A、B的质量分别为m A、m B，且m A>m B．二者用细绳连接后跨过定滑轮，A静止在倾角的斜面上，B悬挂着，且斜面上方的细绳与斜面平行．若将斜面倾角缓慢增大到45°，物体A仍保持静止．不计滑轮摩擦．则下列判断正确的是

A．物体A受细绳的拉力可能增大

B．物体A受斜面的静摩擦力可能增大

C．物体A对斜面的压力可能增大

D．物体A受斜面的作用力可能增大

☆探究园地

例1、某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k。做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好落在刻度尺上。当弹簧自然下垂时，指针指示的刻

度数值记作0L ；弹赞下端一个50 g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作1L ；弹簧下端挂两个50 g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作2L ；……；挂七个50 g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作7L 。

（1）下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和 测量记录表：

（2）实验中，3L 和7L 两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。

（3）为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：

140d L L =-=6.90 cm ，251d L L =-=6.90 cm ，362d L L =-=7.00 cm 。

请你给出第四个差值：4

d = = cm 。

（4）根据以上差值，可以求出每增加50g 砝码的弹簧平均伸长量L ?。 L ?用

1234d d d d 、、、表示的式子为：L ?= 。代入

数据解得L ?= cm 。

（5）计算弹簧的劲度系数k = N/m 。（g 取9.82

m/s ）

总结升华： 例2、“探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验，猜想：滑动摩擦力的大小可

能与压力大小和接触面的粗糙程度有关。

（1）怎样测出压力大小？又怎样测出滑动摩擦力的大小？ （2）实验中采用了哪种物理学的研究方法？

（3）实验的数据填在下面的表格中：

实验次数接触面材料压力摩擦力

1 木块与木板4N 0.8N

2 木块与木板6N 1.2N

3 木块与毛巾6N 2.5N

由1、2两次实验数据分析可得什么结论？

由2、3两次实验数据分析可得什么结论？

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三、总结与测评

要想学习成绩好，总结测评少不了！课后复习是学习不可或缺的环节，它可以帮助我们巩固学习效果，弥补知识缺漏，提高学习能力。

总结规律和方法——强化所学

认真回顾总结本部分内容的规律和方法，把下列内容补充完整，熟练掌握技能技巧。

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（一）力是物体与物体之间的相互作用。力具有物质性、矢量性、相互性。力不能离开

物体而单独存在，提到力一定涉及物体。力有大小和，因此力是

量。

（二）重力万有引力，重力是由于万有引力而产生的。在同一地点，重力的大

小与物体的成正比。重力的方向。物体的重心采用了一种的

方法，物体的重心与物体的与有关。物体的重心可以在物体上，也可

以在物体上。

（三）弹力产生的条件是且。判断有无形变可以采用法。若

物体所处的状态与假设吻合，则假设成立。弹簧弹力的大小，适用于弹性限度

内。

（四）摩擦力一定要清楚是摩擦力还是摩擦力，在静摩擦力中相对运

动趋势的判断还是采用法，也可假设接触面光滑，物体的方向就是

静止时相对运动趋势的方向。在静摩擦力和滑动摩擦力的条件中，“”二字一

定不能丢掉。滑动摩擦力可以根据来求。不管是静摩擦力还是滑动摩擦力，

都可以作为力，也可以作为力。

成果测评

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测试。

知识点：力的概念、重力、弹力、摩擦力

测评系统分数：模拟考试系统分数：

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自我反馈

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理。如有问题，请到北京四中网校的“名师答疑”或“互帮互学”交流。

我的收获

习题整理

题目或题目出处所属类型或知识点分析及注意问题

好题

错题

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知识导学：相互作用、重力、弹力和摩擦力（ID：#211832）

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□好（基本按照学案导学的资源、例题进行复习、预习和进行课堂笔记等，使用率达到80%以上）

□中（使用本学案导学提供的资源、例题和笔记，使用率在50%-80%左右）

□弱（仅作一般参考，使用率在50%以下）

学生：_______________ 家长：______________ 指导教师：_________________

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