吉林省东辽一中2016-2017学年高一物理必修一 4.重力 弹力 摩擦力(学案含答案)
吉林省吉林市第一中学校人教版高中物理必修一教案3.2弹力
2、弹力二知识与技能1．知道弹力产生的条件．2．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向．3．知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律．会用胡克定律解决有关问题．过程与方法1．通过在实际问题中确定弹力方向的能力．2．自己动手进行设计实验和操作实验的能力．情感态度与价值观从任何物体都能发生形变人手，培养学生实事求是的世界观．认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑．教学重点：弹力产生的条件、弹力的方向教学难点：1、在接触的物体间是否有弹力2、弹力方向的确定教学步骤：一、回顾问题1：四种基本相互作用这四种基本力是物体直接接触就能起作用的，但我们所观察到的是接触力如：拉力、压力、支持力、阻力等，按性质分可归纳为弹力和摩擦力。
问题2：作用在物体上的力可以产生哪些作用效果？改变物体的运动状态或使物体发生形变。
问题3：能不能列举一些外力使物体发生形变的例子。
在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板。
分析：发生形变的物体会对施加外力的物体产生力的作用，这种力叫做弹力，也就是我们这节课要研究的问题。
二、新课教学1、弹性形变和弹力演示：用弹簧、橡皮筋、塑料直尺演示，（１）改变外力大小，观察形变量的大小。
（２）当外力撤去后物体可以恢复原状。
问题：若拉弹簧的力过大，会发生什么现象。
小结１．发生形变的物体如果在撤去外力后能够恢复原状，这样的形变叫做弹性形变。
２．发生弹性形变的物体对与它接触的物体产生的作用力叫做弹力。
产生弹力的条件是：相互接触且发生弹性形变。
３．在物体的弹性限度内，物体的形变量越大，弹力越大。
演示１．用激光器和平面镜演示桌面的微小形变。
２．用椭圆形的瓶子演示瓶子的微小形变。
小结：通过以上两个实验，要知道“放大”这种研究物理问题的科学方法。
实验操作：显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。
（1）入射光的位置不变，将光线经M、N两平面镜两次反射，射到一个刻度尺上，形成一光亮点。
高中物理必修一重力 弹力 摩擦力(有答案)
高中物理水平向右加速运动．小车静止时，球处于平衡状态，由平衡条件可知：(2)当小车以加速度向右匀加速运动时，小球的加速度也为方向的夹角为θ，如图所示，则有F 2cos θ＝mgF 2sin θ＝ma可解得：F 2＝ma 2＋mg 2＝m a 2＋g 2 tan θ＝a g[针对训练2]请画出图中A 球的受力情况答案三、胡克定律的应用 【例3】一根轻质弹簧一端固定，用大小为F 1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l 1；改用大小为F 2的力拉弹簧，平衡时长度为l 2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )A .F 2－F 1l 2－l 1B .F 2＋F 1l 2＋l 1C .F 2＋F 1l 2－l 1 D .F 2－F 1l 2＋l 1 答案 C解析 根据胡克定律有F 1＝k (l 0－l 1)，F 2＝k (l 2－l 0)，联立解得k ＝F 2＋F 1l 2－l 1. [针对训练3]（多选）某缓冲装置可抽象成图5所示的简单模型．图中k 1、k 2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述不正确的是( )A ．缓冲效果与弹簧的劲度系数有关B ．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C ．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D ．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变答案 BD解析甲图中，沿斜面向上乙图中，水平向左丙图中，水平向左丁图中，总指向圆心解析运用假设法判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左．判断静摩擦力方向，还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断，图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，故A物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向)；A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度总指向圆心，则A受到的静摩擦力也总指向圆心．[针对训练1]如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运在上述两种情况下的受力描述，正确的是()对物块受力分析，由平衡条件知A、B两种情况不会改变摩擦力的大小，上，静摩擦力减小，D中F竖直向下，静摩擦力由mg sin θ变为(mg＋F)sin θ，增大，故五、滑动摩擦力的大小与方向若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12，物体所受到的摩擦力大小为多少？，物体所受的摩擦力大小为多少？B．2－ 3D．1－3 2B．μ1mg cosθD．(μ1＋μ2)mg cosθ一起沿斜面加速下滑时，其加速度可由对整体运用牛顿第二定律求得，运用牛顿第二定律，得＝μ2mg cos θ，故C选项正确．在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变，但水的重心下降，二者共同的重心在下降．当水流完时，重心又回到球心，故选项均处于静止状态，接触面光滑用假设法，即假设存在法或假想分离法判断弹力的有无．A选项中的弹力水平向左，a将向左侧加速运动，显然与题设条件不符；或者假设拿掉任意一个物体，另一个没有变化，则判断两者之间没有弹力，故A选项中本题考查滑动摩擦力的大小和方向与物体受到的动力方向无关的特点．在本题中，物体、B作为一个整体，水平方向上其受有向左的摩擦力，根据力的定义，B对C有向右的摩擦力，把台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿的大小与长度l的关系如图中的直线B．625 N/mD．833 N/m对应的阶段，弹簧处于压缩状态，时恢复原长；直线b对应的是弹簧的伸长阶段，弹力100 N时，弹簧对应的形变量的轻弹簧，将其上端固定，下端挂一个质量为所示方式连接，A、不考虑小球的大小)(弹簧的总长度变为，上面的弹簧受力B．kx＋GD．以上都不对受力分析，由平衡条件可知，选项A错误；再将之间绳子的张力属于内力，由整体受力平衡可知，选项B正确．、重为80 N的斜面体静止在水平面上．一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态时，下列说法正确的是80 N2 N，方向竖直向下．弹性轻杆对小球的作用力为2N，方向垂直斜面向上把小球、杆和斜面作为一个系统受力分析，可知，系统仅受重力和地面的支持力，且二错；对小球受力分析知，小球只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力对，D错．两物体在平行于固定斜面的推力现用细绳跨过定滑轮将点时它没有发生形变．已，不计定滑轮、细绳的质量和摩擦．将弹簧两点间的距离．（多选）如图所示，有一个重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止在此过程中容器始终保持静止，则下列．装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀加速．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小．材料与平台之间的相对速度逐渐增大，摩擦力逐渐增大推乙物块，使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以)沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为，下图中表示该物块的速度v和所受摩擦力，可能正确的是()AC物块向上滑动时做匀减速运动，所受摩擦力是滑动摩擦力，当物体速度减为零后，由于>tan θ，物块静止在斜面上，受静摩擦力，向上，且F f1>F f2，选项A正确．木块在木板上滑行，木板上表面所受滑动摩擦力F f＝μ2m1g；木板处于静止状态，水平方向上受到木块对木板的滑动摩擦力和地面对木板的静摩擦力，根据力的平衡条件可知，地面对木板的静摩擦力的大小等于木块对木板的滑动摩擦力的大小，B项正确．由静止释放，则Q点对球B以一定的初速度沿斜面向上滑行，则沿斜面匀速下滑，则P、Q对球沿斜面加速下滑，则Q点对球由静止释放还是沿斜面向上滑行，通过B球所受合力应沿斜面向下，故匀速下滑时，整体所受合力为零，故的斜面粗糙，斜劈A加速下滑时，A点一定对球B有压力，物体与斜面间的最大静摩擦力F max＝μmg cos 37°＝4.8 N假设物体不动，物体受斜面的静摩擦力沿斜面向上，sin 37°可得＝3 N<F maxB＝－4 N，|F f D|<F max，负号表示F f方向沿斜面向下，、D均处于平衡状态，A物体沿斜面向下运动，故选B、C．如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，滑块将下滑μ<tanθ，滑块将减速下滑．用平行于斜面向上的力拉着滑块向上匀速滑动，如果．用平行于斜面向下的力拉着滑块向下匀速滑动，如果tan θ，滑块恰好平衡；运动状态水平拉力静止静止故物体受静摩擦力，大小为6 N，方向水平向左．(2)12 cm物体静止在斜面上时对物体受力分析如图a所示，则物体受到静摩擦力(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时，如图F＝mg sin 37°＋F滑，F滑＝μmg cos 37°弹簧最终长度§B．F增大，D．F减小，始终增大，地面对P的摩擦力始终减小保持不变，地面对P的摩擦力始终增大．如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表进行受力分析可知，b受沿斜面向上的静摩擦力．后，静摩擦力可能减小，B、C错；．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为一端用铰链固定在竖直墙上，另一端题图甲和乙中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡条件可判断，细绳拉力大小等于物体的重力．分别取C点和P点为研究对象，进行受力分析如图。
高一物理必修一力重力弹力摩擦力知识点整理
高一物理必修一力重力弹力摩擦力知识点整理高一物理必修一力重力弹力摩擦力知识点整理1、力：力是物体彼此之间的相互作用，有力必有施力物体和球体受力物体。
力的大小、方向、作用点叫力的三要素。
用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的参照不同，可以把力分为①按性质命名的力(例如：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。
)②按效果命名的力(例如：拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果：①形变;②改变运动状态.2、重力：由于地球表面的吸引而使取悦物体受到的力。
重力的大小G=mg，方向竖直向下。
作用点叫物体的重心;的位置与物体的质量分布和形状有关。
质量均匀分布，处形状规则的物体的重心在其微分中心处。
薄板类物体的重心可用悬挂法确定，注意：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应的向心力，在两极处重力等于热辐射万有引力.由于重力远超过向心力，一般情况下近似认为重力引力定律等于万有引力.3、弹力：(1)内容：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力打交道的作用，这种力叫弹力。
(2)条件：①接触;②形变。
限度但物体的形变不能将近弹性限度。
(3)弹力的方向和产生弹力那个形变方向相反。
(平面接触面二者之间产生的弹力，其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力，其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处产生的弹力，其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子的直线。
)(4)大小：①弹簧的弹力大小由F=kx计算，②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关，应结合平衡条件或牛顿定律确定.4、摩擦力：(1)摩擦力产生的市场条件：接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势)，三者缺一不可.(2)摩擦力的方向：跟接触面相切，相反与相对运动或相对运动趋势方向相反.但注意摩擦力的方向带电粒子和物体运动方向可能相同，也可能相反，还可能成小任意角度.(3)摩擦力的大小：说明：a、FN为摩擦力间的弹力，可以大于G;也可以等于G;也可以小于Gb、为滑动摩擦系数，只若果与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动仍在快慢以及正压力FN无关。
2016-2017学年高一物理一复习方案4.重力 弹力 摩擦力含答案
第四讲重力弹力摩擦力一、知识梳理二、疑难突破1。
弹力的分析与计算例1。
如图所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一端固定着一个质量为m的球。
试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向。
（1）小车静止；(2）小车以加速度a水平向右加速运动。
解析：(1)小车静止时，球处于平衡状态，由平衡条件可知：F1＝mg，方向竖直向上。
（2）当小车以加速度a向右匀加速运动时,小球的加速度也为a,设杆对球的弹力为F2，与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则有F2cos θ＝mgF2sin θ＝ma解得:F2＝m a2＋g2,tan θ＝a g。
注意：杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定,可以理解为“按需提供”,即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。
例2。
三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接,如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。
开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止状态。
现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10 m/s2.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（）A．4 cmB．6 cmC．8 cmD．10 cm解析:“缓慢地拉动"说明系统始终处于平衡状态，该过程中p弹簧的左端向左移动的距离等于两个弹簧长度变化量之和；最初，p弹簧处于原长,而q弹簧受到竖直向下的压力F N1＝m b g＝1×10 N＝10 N,所以其压缩量为x1＝F N1k＝2 cm；最终c木块刚好离开水平地面，q弹簧受到竖直向下的拉力F N2＝m c g＝1×10 N＝10 N，其伸长量为x2＝错误!＝2 cm，拉力F＝(m b ＋m c)g＝2×10 N＝20 N，p弹簧的伸长量为x3＝错误!＝4 cm，所以p弹簧的左端向左移动的距离x＝x1＋x2＋x3＝8 cm。
人教版高一物理必修一课件摩擦力
人教版高一物理必修一课件摩擦力教学内容：一、教材章节：人教版高一物理必修一第五章第三节《摩擦力》1. 摩擦力的概念：摩擦力是两个互相接触的物体，在相对运动时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力。
2. 摩擦力的种类：静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
3. 摩擦力的产生条件：接触面粗糙、两个物体相互接触且有压力、有相对运动或相对运动的趋势。
4. 摩擦力的计算方法：摩擦力的大小可以通过公式F=μN计算，其中μ为摩擦系数，N为正压力。
5. 摩擦力在日常生活中的应用：摩擦力在我们的生活中无处不在，例如走路、开车、写字等，都离不开摩擦力。
教学目标：一、理解摩擦力的概念、种类和产生条件。
二、掌握摩擦力的计算方法。
三、能够将摩擦力的知识应用到日常生活中。
教学难点与重点：一、摩擦力的计算方法。
二、摩擦力在日常生活中的应用。
教具与学具准备：一、教具：黑板、粉笔、课件。
二、学具：笔记本、笔。
教学过程：一、实践情景引入：让学生举例说明在日常生活中遇到的摩擦力现象。
二、讲解摩擦力的概念、种类和产生条件：通过课件展示摩擦力的相关知识，并进行讲解。
三、讲解摩擦力的计算方法：通过例题讲解摩擦力的计算方法。
四、随堂练习：让学生运用摩擦力的计算方法解决实际问题。
五、讲解摩擦力在日常生活中的应用：通过实例讲解摩擦力在日常生活中的应用。
板书设计：一、摩擦力的概念：摩擦力是两个互相接触的物体，在相对运动时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力。
二、摩擦力的种类：静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
三、摩擦力的产生条件：接触面粗糙、两个物体相互接触且有压力、有相对运动或相对运动的趋势。
四、摩擦力的计算方法：F=μN。
五、摩擦力在日常生活中的应用：走路、开车、写字等。
作业设计：一、计算题：一辆汽车的轮胎与地面间的摩擦系数为0.7，汽车的重力为1400N，求汽车在平地上受到的静摩擦力。
答案：汽车在平地上受到的静摩擦力为980N。
二、应用题：小明骑自行车上坡时，需要克服重力和摩擦力，假设自行车的重力为200N，轮胎与地面间的摩擦系数为0.4，求小明上坡时需要克服的摩擦力。
高中 高考物理 重力、弹力、摩擦力
重力、弹力、摩擦力
一、重力
1．定义 由于地球的 吸引 而使物体受到的力叫做重力。 注意：重力是由于地球的吸引而产生的，但它并不等 于地球对物体的引力，除非把物体放在地球的两极。 2．大小 G＝ mg ，g 为重力加速度。方向： 竖直向下 。
3．重心 重力的作用点。 注意：物体的重心与物体的形状和 质量分布都有关系，重心可以不在物体 上。
[小题速验](判断正误)
1 ．物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力。 ( ) 2．物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重心 一定在物体上。( )
3．同一物体从赤道移到北极，其重力不仅大小变大，而 且方向也变了。(
答案：1.×
)
2.× 3.√
二、弹力
1．定义 发生弹性形变 的物体，由于要恢复原状，对跟 它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 2．产生弹力的条件 (1)物体 相互接触 。 (2)发生 弹性形变 。
A．铁球一定受墙水平向左的弹力 B．铁球可能受墙水平向左的弹力 C．铁球一定受斜面通过铁球的重心的弹力 D．铁球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力
解析：选 B
F 的大小合适时，铁球与墙无作用力，
F 比合适值大时墙才会对铁球有水平向左的弹力， 所 以选项 A 错误， B 正确； 斜面一定有对铁球斜向上的 弹力，才能使铁球不下落，该弹力方向垂直于斜面向 上，通过铁球的球心，但不一定通过铁球的重心，所 以选项 C、D 错误。
2．[考查弹力有无的判断 ]匀速前进的车厢顶 部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方 与一光滑斜面接触。关于小球的受力，说法正确 的是( )
A．重力和细线对它的拉力 B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力 C．重力和斜面对它的支持力 D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力
高中物理必修一――重力、弹力、摩擦力的初步讲解正式版
高中物理必修一――重力、弹力、摩擦力的初步讲解正式版文档资料可直接使用，可编辑，欢迎下载弹力定义 :产生弹性形变的物体,由于要恢复原装而对与之接触的物体产生力的作用。
这种力叫做弹力。
产生条件 :1、物体互相接触 2、物体发生弹性形变方向 :弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使其产生形变的物体上。
弹力有无的判断1、直接判断:对于形变较明显的情况,由形变情况直接判断2、利用“假设法”判断:对于形变不明显的情况,可假设将接触面去掉,判断研究对象的运动状态是否发生改变。
弹力大小的计算1、非弹簧弹力:对物体的运动状态进行分析,结合力学规律求解2、胡可定律(弹簧弹力 :在弹性限度内 F=Kdx弹簧“串并联”后的进度系数1、串联弹簧串联后,每个弹簧所受的弹力是相等的,既 F 1=F2 =......从而得出1/K=1/K1+1/K2+......+1/Kn 2、并联弹簧并联后,每个弹簧上的弹力不等,但是伸长(或压缩量相等,既 X 1=X2 =......从而得出K=K1+K2+......+Kn场力重力1摩擦力静摩擦力和动摩擦力的比较1、区分两种摩擦力:静止的物体有可能受滑动摩擦力的作用,运动的物体也有可能受到静摩擦力作用 ; 这里的“静”和“动”是针对接触面的相对运动而言的。
“运动”和“相对运动” 、“相对运动趋势”不同。
2、摩擦力的方向有可能和运动方向相同——充当动力, 做正功; 可能和运动方向相反——充当阻力, 做负功;也有可能和运动方向成某一夹角。
3、静摩擦力的方向判断:①假设法。
即假设接触面光滑。
若两物体发生相对滑动, 则说明他们有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向和假设接触面光滑时相对运动的方向相同,然后根据静摩擦力方向跟物体相对运动趋势方向相反,便可以确定静摩擦力的方向。
②结合物体的运动状态判断,由运动情况确定受力情况。
4、摩擦力大小的计算:(1静摩擦力大小的计算①物体处于平衡状态时,利用力的平衡条件来判断其大小。
高一物理力、重力、弹力、摩擦力知识精讲
高一物理力、重力、弹力、摩擦力【本讲主要内容】力、重力、弹力、摩擦力【知识掌握】【知识点精析】一、力的四性1. 物质性：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而存在。
如“某人的力气有多大”的说法就是错误的。
2. 矢量性：力是矢量，既有大小又有方向，它可以用一根带有箭头的线段来表示，并加以图示。
例F＝5N，其图示如图1所示。
图13. 相互性：任何两个物体间力的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。
4. 独立性：任何一个力都独立地产生作用效果：使物体发生形变（静力效果）或使物体运动状态发生变化（运动效果）。
力学中常见的力有重力、弹力、摩擦力，下面分别讨论。
二、重力1. 产生：是由于地球对物体的吸引而产生的，但不能认为重力就是地球对物体的吸引力，重力是地球对它的万有引力的一个分力。
2. 大小：G＝mg.同一个物体所受的重力随纬度的增大而增大，在赤道上最小，在两极最大；同一纬度，离开地表越高，重力越小。
3. 方向：竖直向下，不一定指向地心，只有赤道和两极处指向地心。
4. 施力者：重力的施力者是地球，地球周围的物体，不管是运动还是静止，均受重力作用。
5. 作用点：重心——物体各部分所受重力合力的作用点，物体的重心与物体的形状和质量分布都有关系.（1）质量均匀且形状规则的物体，重心就在其几何中心。
（2）质量分布不均匀的物体，重心位置与物体形状、质量分布都有关系。
（3）薄板物体的重心可用悬挂法确定。
（4）物体的重心不一定在物体上。
说明：一个物体所受重力的大小和方向，与运动状态、是否受其它力的作用均无关。
三、弹力1. 产生的条件：（1）两物体接触（2）发生弹性形变2. 方向：总是与引起形变的外力方向相反（1）物体有明显形变的情况图2①绳对物体的弹力（张力）方向，总是沿张紧的绳指向绳收缩的方向（图2箭头所示）②支持力或压力的方向，总是垂直于支持面而指向支持的物体（如图2箭头所示）③弹簧的弹力方向，沿弹簧和弹簧恢复原状的方向一致（如图3）图3（2）物体发生微小形变时接触面的情况。
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第四讲重力弹力摩擦力一、知识梳理二、疑难突破1. 弹力的分析与计算例1. 如图所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定着一个质量为m 的球。
试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向。
(1)小车静止；(2)小车以加速度a水平向右加速运动。
解析：(1)小车静止时，球处于平衡状态，由平衡条件可知：F1＝mg，方向竖直向上。
(2)当小车以加速度a向右匀加速运动时，小球的加速度也为a，设杆对球的弹力为F2，与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则有F 2cos θ＝mgF 2sin θ＝ma解得：F 2＝m a 2＋g 2 ，tan θ＝a g。
注意：杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。
例2. 三个质量均为1 kg 的相同木块a 、b 、c 和两个劲度系数均为500 N/m 的相同轻弹簧p 、q 用轻绳连接，如图所示，其中a 放在光滑水平桌面上。
开始时p 弹簧处于原长，木块都处于静止状态。
现用水平力F 缓慢地向左拉p 弹簧的左端，直到c 木块刚好离开水平地面为止，g 取10 m/s 2。
该过程p 弹簧的左端向左移动的距离是( )A ．4 cmB ．6 cmC ．8 cmD ．10 cm解析：“缓慢地拉动”说明系统始终处于平衡状态，该过程中p 弹簧的左端向左移动的距离等于两个弹簧长度变化量之和；最初，p 弹簧处于原长，而q 弹簧受到竖直向下的压力F N1＝m b g ＝1×10 N ＝10 N ，所以其压缩量为x 1＝F N1k＝2 cm ；最终c 木块刚好离开水平地面，q 弹簧受到竖直向下的拉力F N2＝m c g ＝1×10 N ＝10 N ，其伸长量为x 2＝F N2k＝2 cm ，拉力F ＝(m b ＋m c )g ＝2×10 N ＝20 N ，p 弹簧的伸长量为x 3＝F k＝4 cm ，所以p 弹簧的左端向左移动的距离x ＝x 1＋x 2＋x 3＝8 cm 。
答案：C小结(1)弹力有无的判断“四法”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。
此方法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，可假设两个物体间弹力不存在，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，则此处一定有弹力。
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弹力是否存在。
④替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。
(2)弹力方向的确定(3)弹力的计算①对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算。
②对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。
2. 摩擦力的分析与计算例1. 如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物体B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则()A．B受C的摩擦力一定不为零B．C受地面的摩擦力一定为零C．C有沿地面向右滑的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断而B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力水平向左解析：若有m A g＝m B g sin θ，则物体B不受斜面C对它的摩擦力，A错误，当B、C整体为研究对象，受力如图所示，由平衡条件可知，f C＝F T cos θ，B错误，C正确；若将细绳剪断，B静止在斜面上，则F T＝0，f C＝0，D错误。
答案：C小结静摩擦力有无及其方向的判定方法(1)假设法：假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看所研究物体是否改变原来的运动状态。
另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态。
(2)状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性。
明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。
(3)牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。
例2. 如图所示，人重600 N ，木块A 重400 N ，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2。
现人用水平力拉轻绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1)人对轻绳的拉力大小；(2)人脚对A 的摩擦力的大小和方向。
解析：设绳的拉力为F T ，木块与地面间的摩擦力为f A 。
(1)取人和木块组成的系统为研究对象，并对其进行受力分析，如图所示，由题意可知f A ＝μ(m A ＋m 人)g ＝200 N由于系统处于平衡状态，故2F T ＝f A所以F T ＝100 N 。
(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图所示。
由于人处于平衡状态，故F T ＝f 人＝100 N由于人与木块A 处于相对静止状态，故人与木块A 之间的摩擦力为静摩擦力。
由牛顿第三定律可知人脚对木块A 的摩擦力方向水平向右，大小为100 N 。
注意：在计算摩擦力的大小之前，必须先分析物体的运动情况，判明是滑动摩擦，还是静摩擦。
(1)滑动摩擦力的计算方法：可用f ＝μF N 计算。
最关键的是对相互挤压力F N 的分析，并不总是等于物体的重力，它跟研究对象受到的垂直于接触面方向的力密切相关。
(2)静摩擦力的计算方法：一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿定律列方程求解。
例2. 如图所示，在倾角为α的传送带上有质量均为m 的三个木块1、2、3，中间均用原长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块处于平衡状态，下列结论正确的是( )A ．2、3两木块之间的距离等于L ＋(sin α＋μcos α)mg kB ．2、3两木块之间的距离等于L ＋μmg cos αkC ．1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离D ．如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大解析：分析木块3受力情况，由平衡条件可得：F 23＝mg sin α＋μmg cos α，又F 23＝kx 23可求出2、3两木块之间的距离等于L ＋x 23＝L ＋mg (sin α＋μcos α)k，A 正确，B 错误；分析木块2受力情况，由平衡条件可得：F 12＝mg sin α＋μmg cos α＋F 23，故F 12＞F 23，1、2两木块之间的距离大于2、3两木块间的距离，C 错误；传送带突然加速时，并不会使木块所受的滑动摩擦力增大，因此不会影响两相邻木块间的距离，D错误。
答案：A小结摩擦力大小的计算(1)静摩擦力大小的计算①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来求解其大小。
②物体有加速度时，若只有摩擦力，则f＝ma；若除摩擦力外还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求摩擦力。
③最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，为了处理问题的方便，最大静摩擦力常常按近似等于滑动摩擦力处理。
④物体实际受到的静摩擦力一般小于最大静摩擦力。
(2)滑动摩擦力大小的计算①滑动摩擦力的大小可以用公式f＝μF N计算。
②结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或变速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。
跟踪训练1. 如图，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住。
现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是() A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD．挡板对球的弹力不仅有，而且是一个定值2. 如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处。
现用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为()A．kxB．kx＋GC．G－kxD．以上都不对3. 如图所示，拉力F使叠放在一起的A、B两物体以共同速度沿F方向做匀速直线运动，则( )A．甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用，方向与F方向相同B．甲、乙图中A物体均受静摩擦力作用，方向与F方向相反C．甲、乙图中A物体均不受静摩擦力作用D．甲图中A物体不受静摩擦力作用，乙图中A物体受静摩擦力作用，方向与F方向相同4. 如图所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述，正确的是()A．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用D．无论物体A随传送带一起向上还是向下运动，传送带对物体A的作用力均相同5. 如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，另一端施一水平拉力F。
(g＝10 m/s2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？(2)若将弹簧拉长至11 cm，物体所受到的摩擦力大小为多少？(3)若将弹簧拉长至13 cm，物体所受的摩擦力大小为多少？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)参考答案知识梳理重力：地球 竖直 mg弹力：弹性 kx 劲度系数 形变量静摩擦力：相对静止 粗糙 有弹力 运动趋势 相反滑动摩擦力：相对滑动 粗糙 有弹力 运动 μF N 相反跟踪训练1. D 解析：球在重力、斜面的支持力和挡板的弹力作用下做加速运动，则球受到的合力水平向右，为ma ，如图，设斜面倾角为θ，挡板对球的弹力为F 1，由正交分解法得：F 1－F N sin θ＝ma ，F N cos θ＝G ，解之得F 1＝ma ＋G tan θ，可见，弹力为一定值，选项D 正确。
2. B 解析：加力F 之前小球平衡有G ＝kx 0。
加力F 后弹簧的总压缩量为x ＋x 0，弹簧的弹力为k (x 0＋x )＝G ＋kx ，B 正确。
3. D 解析：假设甲图中A 物体受静摩擦力作用，则它在水平方向上受力不平衡，将不可能随B 物体一起做匀速直线运动，所以A 物体不受静摩擦力作用，这样就排除了A 、B 两项的正确性。
假设乙图中A 物体不受静摩擦力作用，则它将在其重力沿斜面的分力作用下向下滑，不能随B 物体保持沿斜面向上的匀速直线运动，因此乙图中A 物体一定受静摩擦力作用，且方向与F 方向相同，C 项错误。