2018届高考物理知识点第一轮复习教案3 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力
【8份】新课标2018年高考物理总复习教案：第二章 相互作用
【8份】新课标2018年高考物理总复习教案第二章相互作用目录第7课时重力弹力(双基落实课) (1)第8课时摩擦力(双基落实课) (11)第9课时力的合成与分解(重点突破课) (21)第10课时共点力的平衡(重点突破课) (34)第11课时共点力的动态平衡问题(题型研究课) (48)第12课时探究弹力和弹簧伸长的关系(实验提能课) (57)第13课时验证力的平行四边形定则(实验提能课) (67)阶段综合评估 (79)第7课时重力弹力(双基落实课)[命题者说]重力和弹力是高中物理最常见、最基础的两个力。
本课时的重点是弹力的分析和判断、几种常见弹力的计算等。
对本课时的学习，重在理解，熟练掌握各种接触方式弹力的判断方法，会计算弹力的大小。
1.重力(1)定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)大小：G＝mg，不一定等于地球对物体的引力。
(3)方向：竖直向下。
(4)重心：重力的等效作用点，重心的位置与物体的形状和质量分布都有关系，且不一定在物体上。
2. 弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力。
(2)条件：①两物体相互接触；②发生弹性形变。
(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
3．弹力有无的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。
(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
[小题练通]1．判断正误(1)自由下落的物体所受重力为零。
(×)(2)重力的方向一定指向地心。
(×)(3)直接接触的两个物体间必然有弹力存在。
(×)(4)只要物体发生形变就会产生弹力作用。
(×)2.如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b。
当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是()A．球在a、b两点处一定都受到支持力B．球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力C．球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力详细分析：选D若球与小车一起做水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用；若球与小车一起做水平向左匀加速运动，则球在a处受到的支持力可能为零，选项D正确。
2018版高考物理一轮复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力课件
重心
弹力
1．产生条件 形变 ；两者缺一不可，并且弹力和形变 接触 ；(2)发生_________ (1)两物体_________ 产生 ，同时_________ 消失 同时_________ 。 2．弹力的方向 沿绳和线 指向它们收缩趋势的方向。 (1)轻绳和细线的拉力____________ 垂直于平面 若是曲面则垂直 (2)点与平面、平面与平面接触处的弹力________________( 被压或被支持 的物体。 于接触处的公切面)指向_________________ 中心轴线 指向恢复原长的方向。 (3)弹簧的弹力方向：总是沿_____________
4．大小 μFN 。 压力 滑动摩擦力大小与_________ 成正比，即：Ff＝_________ 5．方向 相对运动方向 相反。 跟接触面相切，并跟物体_______________
静摩擦力
1．产生
相对运动趋势 时产生的摩擦力。 两个相互接触的物体，有______________ 2．作用效果 相对运动趋势 的作用。 总是起着阻碍物体间_______________ 3．产生条件 挤压 相对运动趋势 ；(3)____________ 接触面粗糙 。 (1)相互接触且_________ ；(2)有_____________
杆的拉力(或压力)
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。
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面正方体的边长 相等，盒子沿倾角为 α 的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列 说法中正确的是 导学号 51342130 ( A ) A．无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力 B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力 C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力 D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力
物理一轮复习第2章相互作用第1讲重力弹力摩擦力教案
第1讲重力弹力摩擦力错误!力和重力1．力(1）定义：力是物体与物体间的相互作用。
(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态（即产生加速度)。
(3)性质：力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征。
2．重力(1）产生：由于地球吸引而使物体受到的力.注意：重力不是万有引力，而是万有引力沿竖直向下的一个分力。
(2）大小：G＝mg，可用弹簧测力计测量.注意：①物体的质量不会变；②G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的。
(3)方向：总是竖直向下。
注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直,也不一定指向地心。
（4)重心：物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点即物体的重心.注意：重心的位置不一定在物体上.错误!弹力1．形变：物体在力的作用下形状和体积的变化.2．弹性形变：撤去外力作用后能够恢复原状的形变。
3．弹力（1)定义:发生弹性形变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物体间直接接触;②接触处发生弹性形变。
（3）方向：总是与施力物体形变的方向相反。
4．胡克定律（1）内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比。
(2)表达式：F＝kx。
①k是弹簧的劲度系数,国际单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。
错误!静摩擦力、滑动摩擦力、动摩擦因数1．静摩擦力、滑动摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动趋势①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动大小0〈F f≤F fm F f＝μF N方向与受力物体相对运动趋势的方向相反与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动2。
动摩擦因数(1）定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值。
(新课标)2018高考物理一轮温习 第二章节 相互作用 第1讲 重力、弹力讲义
答案 (1)200 N (2)173 N,方向水平向右 解析 物体处于平衡状态,与物体相连的轻绳的拉力大小等于物体的重 力,取C点为研究对象,进行受力分析,如图所示。
(1)由FAC sin 30°=FCD=Mg得: FAC=2Mg=2×10×10 N=200 N (2)由FAC cos 30°-FC=0 解得FC=2Mg cos 30°= 3Mg≈173 N 方向水平向右
轻弹簧
轻杆
0 拉伸形变
0 拉伸形变
0
0
拉伸形变、压缩形 拉伸形变、压缩形变、
变
弯曲形变
微小,可忽略 较大,不可忽略 较大,不可忽略 微小,可忽略
沿着绳,指向 沿着绳,指向 沿着弹簧,指向弹 既能沿着杆,也可以跟 绳收缩的方向 绳收缩的方向 簧恢复原长的方向 杆成任意角度
可以突变
不能突变
不能突变
可以突变
3-1 如图所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个 质量为10 kg的物体,∠ACB=30°,g取10 m/s2,求: (1)轻绳AC段的张力FAC的大小; (2)横梁BC对C端的支持力大小及方向。
答案 (1)100 N (2)100 N 方向与水平方向成30°角斜向右上方
解析 物体处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的轻绳的 拉力大小等于物体的重力大小,取C点为研究对象,进行受力分析,如图 所示。
二、重力 1.产生:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。 2.大小:G=mg。 3.g的变化:重力加速度g会随着纬度的增大而增大,随着高度的增大而减小。 4.方向:⑧ 竖直 向下。 5.重心 (1)定义:为了研究方便而人为认定的重力的作用点。 (2)位置确定 a.质量分布均匀的规则物体,重心在其⑨ 几何中心 。 b.对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用⑩ 悬挂法 确定。
浙江高考物理一轮复习第二章相互作用第一节重力弹力学案
第一节重力弹力[高考导航]知识内容考试要求真题统计2017.42017.112018.42018.112019.42020.12020.71.重力、基本相互作用c7、101192.弹力c59、203.摩擦力c75、2094.力的合成c10175.力的分解c76.共点力平衡条件及应用11 1310实验：探究求合力的方法17(1)该部分知识是力学的基础，对本章知识单独考查一个知识点的高考试题非常少，大多数情况都是涉及几个知识点。
备考知识有：(1)结合物体的平衡条件考查弹力、摩擦力；(2)受力分析中整体法和隔离法的应用；(3)静态平衡问题和动态平衡问题。
第一节重力弹力一、对重力的理解【基础练1】(多选)关于地球上的物体，下列说法正确的是( )A．物体只有静止时才受重力作用B ．地面上的物体受到的重力垂直于水平面C ．重心是物体受到重力的等效作用点，故重心一定在物体上D ．物体所受重力的大小与物体运动状态无关 答案：BD二、弹力和胡克定律答案：□1弹性形变 □2直接接触 □3弹性形变 □4相反 □5弹性限度 □6正比 【基础练2】 图中各物体均处于静止状态。
图中画出了小球A 所受弹力的情况，其中正确的是( )解析：选C 。
轻质杆对物体的弹力不一定沿着杆的方向，选项A 中小球只受重力和杆的弹力且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力应竖直向上，A 错误；选项B 中如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，B 错误；对于球与面接触的弹力方向，过接触点垂直于接触面(即在接触点与球心的连线上)，即选项D 中大半球对小球的支持力F N2应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心的弹力，D 错误；球与球相接触的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，而指向受力物体，C 正确。
【基础练3】 一轻质弹簧原长为8 cm ，在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ，弹簧未超出弹性限度。
【步步高】高考物理大一轮复习 第二章 1课时 力 重力 弹力课件
的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律
确定弹力的方向．
课堂探究·突破考点
第1课时
3．几种接触弹力的方向
弹力
弹力的方向
面与面接触的弹力 垂直于接触面，指向受力物体
本
点与面接触的弹力
过接触点垂直于接触面(或接 触面的切面)，指向受力物体
课 栏 目 开
球与面接触的弹力
在接触点与球心连线上，指向 受力物体
用长度相同的两根细线悬挂在水平天花板上的同一
点 O，再用长度相同的细线连接 A、B 两小球，如图
本
4 所示．然后用一水平向右的力 F 拉小球 A，使三线
课 栏
均处于直线状态，此时 OB 线恰好位于竖直方向，且
目
两小球都静止，小球可视为质点，则拉力 F 的大小
开 关
为
()
A．0 B. 3mg
图4 3
C. 3 mg
D．mg
课堂探究·突破考点
第1课时
解析 OB恰好竖直，说明AB绳无弹力，对A进行受力 分析如图：
本 课 栏 目 开 关
由图知，F＝mgtan 60°＝ 3mg. 答案 B
课堂探究·突破考点
第1课时
考点三 弹簧模型
考点解读
中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有
如下几个特性：
本 课
(1)弹簧产生的弹力遵循胡克定律 F＝kx，其中 x 是弹簧的形
时也是受力(施力)物体．
(3)矢量性：力是矢量，既有大小，又有 方向 ，力的
运算遵循 平行四边形 定则或 三角形 定则．
基础再现·深度思考
第1课时
3．力的图示及示意图
(1)力的图示：从力的作用点沿力的方向画出的有刻
高考物理一轮复习讲义 第二章 相互作用 第1讲 重力 弹力 摩擦力 教科版
高考物理一轮复习讲义第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力教科版高考试题的考查形式主要有两种，①一种是以生活中的静力学材料为背景，考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用；②另一种是以现实中可能出现的各种情况，考查重力、弹力、摩擦力的理解和计算、xx年高考对本专题内容的考查仍将以力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用为主、滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ矢量和标量Ⅰ力的合成和分解Ⅱ共点力的平衡Ⅱ实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则第1讲重力弹力摩擦力一、对力的认识1、定义：物体与物体之间的相互作用、2、三要素：力的大小、方向和作用点、3、力的作用效果(1)改变物体的运动状态、(2)使物体发生形变、4、力的性质(1)物质性(2)相互性(3)矢量性(4)独立性二、重力三、弹力1、定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用、2、产生条件(1)物体相互接触、(2)物体发生弹性形变、3、方向：弹力的方向总是与产生弹力的物体形变的方向相反、4、大小(1)胡克定律：弹簧类弹力在弹性限度内遵守F＝kx、(2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或牛顿第二定律求解、四、摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两个相对静止的物体间的摩擦力两个相对运动的物体间的摩擦力产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有压力(3)两物体间有相对运动趋势(1)接触面粗糙(2)接触处有压力(3)两物体间有相对运动大小、方向大小：0<Ff≤Ffm方向：与受力物体相对运动趋势的方向相反大小：Ff＝μFN方向：与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动(1)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力的方向总垂直，反之不一定成立、(2)“Ff＝μFN”中FN“并不一定等于物体的重力”(3)“阻碍”是指阻碍研究对象与其接触的物体间的相对运动，但并不一定阻碍物体的运动、1、下列关于重力的说法中正确的是()A、由G＝mg可知，物体的质量与重力成正比B、同一物体在地球上各处重力相同C、重力就是地球对物体的吸引力，其方向必定指向地心D、重力的大小不是总等于竖直测力计对物体的拉力解析：质量是物体所含物质的多少，是物体本身固有的属性，与重力大小无关，选项A错误；同一物体在地球上的不同位置，重力大小略有差别，方向也不相同，选项B错误；重力是由于地球对物体的吸引而产生的，其大小一般小于地球对物体的吸引力，方向是竖直向下而非指向地心，选项C错误；用测力计竖直悬挂物体，只有当物体处于静止(或匀速直线运动)状态时，测力计的读数才等于物体的重力的大小，选项D正确、答案：D2、一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是()A、地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B、地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变C、汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变D、以上说法都不对解析：答案：C3、(xx湖北孝感市模拟)下列说法正确的是()A、摩擦力的大小一定与该处压力的大小成正比B、压力发生变化时，该处摩擦力可能不变C、摩擦力的方向与该处压力的方向可能不垂直D、摩擦力的方向不是与物体运动方向相同，就是与物体运动方向相反解析：静摩擦力的大小与该处的正压力没有直接关系，选项A错误、B正确；摩擦力的方向与接触面相切，弹力方向与接触面垂直，故摩擦力方向一定与弹力方向垂直，选项C错误；水平匀速旋转的转盘上的物体受到的摩擦力与运动方向垂直，所以选项D错误、答案：B4、如图甲所示，小孩用80 N的水平力推木箱不动，木箱此时受到水平地面的摩擦力大小为F1；如图乙所示，小孩把木箱推动了，此时木箱与水平地面间摩擦力大小为F2，若木箱对水平地面的压力大小为200 N，木箱与水平地面间的动摩擦因数为0、45，则F1、F2的大小分别为()A、90 N、80 NB、80 N、45 NC、80 N、90 ND、90 N、90 N解析：甲图是静摩擦力，由平衡条件得：F1＝80 N，乙图是滑动摩擦力，由Ff＝μFN得Ff＝0、45200 N＝90 N，故选项C正确、答案：C5、如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是()A、F1＝F2＝F3B、F1＝F2<F3C、F1＝F3>F2D、F3>F1>F2解析：第一个图中，以弹簧下面的小球为研究对象，第二个图中，以悬挂的小球为研究对象，第三个图中，以小球为研究对象、第一个图中，小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力，二力平衡，F1＝mg；后面两个图中，小球受竖直向下的重力和细线的拉力，二力平衡，弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小，则F2＝F3＝mg，故三图中平衡时弹簧的弹力相等、答案：A1、弹力有无的判断方法(1)直接判断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)利用假设法判断对形变不明显的情况，可假设两个物体间不存在弹力，即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去掉，看物体还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)根据“物体的运动状态”判断物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由物体受力平衡(或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否存在、2、弹力方向的判断方法类型方向的判定举例接触方式面与面与接触面垂直点与面与接触面垂直且过“点”点与点与公共切面垂直轻绳沿绳收缩的方向轻杆拉伸时沿杆收缩的方向，压缩时沿杆伸长的方向对于弹力不沿杆时，应具体分析画出图中静止的各球或杆受到的弹力、解析：平面与平面接触，弹力方向垂直于平面；平面与曲面接触，弹力方向垂直于平面，也垂直于曲面过接触点的切面；曲面与曲面接触，弹力方向垂直于公切面；点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面过接触点的切面、根据不同接触面上弹力的特点，作图如图所示、(1)弹力方向的判断①先明确两物体间作用的类型，②再根据各种类型的特点来判断弹力的方向、(2)计算弹力大小常见的三种方法①根据力的平衡条件进行求解、②根据胡克定律F＝kx进行求解、③根据牛顿第二定律进行求解、1－1：(xx深圳市阶段性检测)如图所示，一重为8 N的球固定在AB杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6 N，则AB杆对球作用力的大小及方向为()A、6 N，竖直向上B、8 N，竖直向下C、10 N，斜左上与竖直方向的夹角为37D、12 N，斜右上与竖直方向的夹角为53解析：取球受力分析如图所示，由平衡条件知F杆＝ N＝10 N、设F杆与竖直方向的夹角为θ，则tan θ＝＝所以θ＝37、答案：C1、静摩擦力的有无及其方向的判定方法(1)假设法利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下：(2)状态法：从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件，并进一步分析组成条件中静摩擦力所起的作用，从而判断出静摩擦力的有无及方向、(3)利用牛顿第三定律来判断：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“反向”确定另一物体受到的静摩擦力方向、2、滑动摩擦力方向判断的关键对“相对运动”的理解“相对运动”是指研究对象相对于与其接触的物体是运动的、因此，研究对象与其接触的物体可能一个静止，另一个运动(如物体在地面上运动时，物体是运动的，地面是静止的)，也可能两者都是运动的、如图甲、乙所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是()A、甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同B、甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反C、甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D、甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和F相同解析：图甲中，假设A、B之间光滑接触，则物体A在水平方向不受任何外力作用，A仍可保持原来的匀速直线运动，故A不受摩擦力；图乙中，假设物体A不受摩擦力或所受摩擦力沿斜面向下时，则A将会在重力沿斜面向下的分力或该分力与摩擦力的合力作用下，沿斜面向上做匀减速直线运动，与题设条件矛盾，故A所受摩擦力应沿斜面向上、答案：D2－1：一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆，杆与斜面接触面粗糙、斜面体水平向右运动过程中，发现杆匀加速上升，如图所示，关于斜面体对杆的作用力，下列判断正确的是()A、斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向下B、斜面对杆的滑动摩擦力沿斜面向上C、斜面体对杆的作用力竖直向上D、斜面体对杆的作用力竖直向下解析：杆匀加速上升，斜面体水平向右运动，杆相对于斜面体向上滑动，因此杆受的摩擦力沿斜面向下，A对，B错；杆受的支持力垂直于斜面向上，杆受斜面体的作用力斜向右上方，C、D项错误、答案：A有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，物体之间不光滑，如图所示、现用一水平力F作用在乙物体上，物体仍保持静止，下列说法正确的是()A、丙受到地面的摩擦力大小为F，方向水平向左B、甲受到水平向右的摩擦力作用C、乙对丙的摩擦力大小为F，方向水平向右D、丙对乙的摩擦力大小为F，方向水平向右解析：甲、乙、丙均处于静止状态，确定丙与地面间的摩擦力可采用整体法、研究甲、乙、丙的受力情况时，需要将它们隔离开进行分析、对于选项A，以甲、乙、丙三者整体为研究对象，此整体在水平方向上受平衡力的作用，因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F，方向水平向左，选项A正确；对于选项B，以甲为研究对象，甲不受摩擦力，选项B错误；对于选项C，乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反，由此可知，乙对丙摩擦力的大小等于F，方向水平向右，故选项C正确，选项D错误、答案：AC1、静摩擦力大小的计算根据物体的运动状态求解(1)若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解、(2)若物体有加速度，利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解、2、滑动摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，但应注意：①μ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，与接触面的面积大小也无关、(2)根据物体的运动状态求解①若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解、②若物体有加速度，利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解、3－1：(xx银川模拟)在水平力F作用下，重为G的物体沿墙壁匀速下滑，如图所示，若物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为()A、μFB、μF＋GC、GD、解析：由Ff＝μFN得Ff＝μF，A正确，B错误；由竖直方向二力平衡得F＝G，C正确，D错误、答案：AC分类说明案例图示静－静“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于平衡状态，当作用在物体上的其他力发生突变时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小或方向将会发生“突变”、水平力F作用下物体静止于斜面上，F突然增大时物体仍静止，则所受静摩擦力大小或方向将“突变”、静－动“突变”物体的摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力、放在粗糙水平面上的物体，作用的水平力从零逐渐增大，物体开始滑动，物体受地面摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力、动－静“突变”在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受滑动摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”为静摩擦力、滑块以v0冲上斜面做减速运动，当到达某位置静止时，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力、动－动“突变”某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变”、水平传送带的速度v1>v2，滑块受滑动摩擦力方向向右，当传送带突然被卡住时滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左、(静－静“突变”)一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为( )A、10 N，方向向左B、6 N，方向向右C、2 N，方向向右D、0解析：当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N，可知最大静摩擦力Ffmax≥8 N、当撤去力F1后，F2＝2 N<Ffmax，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向、C正确、答案：C(“静－动”突变)长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，另一端不动，如图所示、则铁块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )解析：设木板与水平面间的夹角增大到θ时，铁块开始滑动，显然当α<θ时，铁块与木板相对静止、由力的平衡条件可知，铁块受到的静摩擦力的大小为Ff＝mgsin α；当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力、设动摩擦因数为μ，由滑动摩擦力公式得，铁块受到的滑动摩擦力为Ff＝μmgcos θ、通过上述分析知道：α<θ时，静摩擦力随α角增大按正弦函数增加；当α≥θ时，滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小，所以正确选项为C、答案：C1、(xx山东基本能力)力是物体间的相互作用、下列有关力的图示及表述正确的是()解析：由于在不同纬度处重力加速度g不同，旅客所受重力不同，故对飞机的压力不同，A错误、充足气的篮球平衡时，篮球壳对内部气体有压力作用，即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力，故B正确、书对桌子的压力作用在桌子上，箭尾应位于桌面上，故C错误、平地上匀速行驶的汽车，其主动轮受到地面的静摩擦力是其前进的动力，地面对其从动轮的摩擦力是阻力，汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进，故D正确：答案：BD2、(xx安庆检测)下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()A、极限法B、放大法C、控制变量法D、等效替代法解析：图甲是利用光的多次反射将微小形变放大，图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，故为放大法，B正确、答案：B3、(xx海南单科)下列关于摩擦力的说法，正确的是()A、作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B、作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C、作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D、作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速解析：摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势)，而物体间的相对运动与物体的实际运动无关、当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时，摩擦力是动力，方向相反时为阻力，故C、D项正确、答案：CD4、(xx揭阳模拟)如图所示，物体P放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度小于原长、若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到拉动，那么在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力FT的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是 ( )A、弹簧对P的弹力FT始终增大，地面对P的摩擦力始终减小B、弹簧对P的弹力FT保持不变，地面对P的摩擦力始终增大C、弹簧对P的弹力FT保持不变，地面对P的摩擦力先减小后增大D、弹簧对P的弹力FT先不变后增大，地面对P的摩擦力先增大后减小答案： B5、两个宽度同为d的水平光滑直角槽，槽两边在同一水平面上，上面分别放两个质量分布均匀的小球，两个球的质量相同，半径为R1和R2，每个球受到槽单侧边沿的弹力分别为FN1和FN2，已知R2>R1>，则FN1和FN2的关系正确的是()A、FN1＝FN2B、FN1<FN2C、FN1>FN2D、以上条件不能确定FN1和FN2的大小关系解析：对小球受力分析如图所示，每个球受到槽两侧边沿的弹力均为FN，有F＝2FNcos ＝mg，因为R2>R1，所以θ2<θ1，cos>cos ，可得FN1>FN2、答案：C6、木块甲、乙分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0、25、夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m、系统置于水平地面上静止不动、现将F＝1 N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示，力F作用后()A、木块甲所受摩擦力大小是12、5 NB、木块甲所受摩擦力大小是11、5 NC、木块乙所受摩擦力大小是9 ND、木块乙所受摩擦力大小是7 N解析：由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力Fmax＝μFN＝0、2560 N＝15 N，弹簧的弹力F 弹＝kx＝4000、02 N＝8 N，木块乙受到向右的力F弹＋F＝9N<Fmax，故木块乙仍静止、由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力Ff乙＝F弹＋F＝9 N，故C正确，D错误；木块甲受到的最大静摩擦力F′max＝μF′N＝0、2550 N＝12、5 N，弹簧的弹力F弹＝8 N<F′max，故甲仍静止，受到向右的摩擦力Ff甲＝F弹＝8 N，故A、B错误、答案：C。
2018高考物理大一轮复习领航教学案：第二章 相互作用
第1节 重力 弹力 摩擦力一、力1．力的概念：物体与物体之间的相互作用．2．力的作用效果两类效果Error!二、重力1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．2．大小：G＝mg.3．方向：总是竖直向下．4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．◆特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心．(2)并不是只有重心处才受到重力的作用．三、弹力1．弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用．(2)产生的条件①两物体相互接触；②发生弹性形变．(3)方向：与物体形变方向相反．◆特别提醒：有弹力作用的两物体一定相接触，相接触的两物体间不一定有弹力．2．胡克定律(1)内容：弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．(2)表达式：F＝kx.①k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．四、摩擦力1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力．2．产生条件：接触面粗糙；接触面间有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势．3．大小：滑动摩擦力F f＝μF N，静摩擦力：0<F f≤F fmax.4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反．5．作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势．◆特别提醒：(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动．(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动．(3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直，反之不一定成立．[自我诊断]1．判断正误(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用．(×)(2)物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同．(√)(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向．(×)(4)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反．(×)(5)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反．(×)(6)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用．(×)(7)根据μ＝可知动摩擦因数μ与F f 成正比，与F N 成反比．(×)F fF N 2．(多选)关于弹力的方向，下列说法中正确的是( )A ．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的B ．放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的C ．将物体用绳吊在天花板上，绳所受物体的弹力方向是竖直向上的D ．物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体解析：选AD.放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力，其方向为垂直于桌面向上，故A 正确；放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上，故B 错误，D 正确；绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向，而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向，故C 错误．3．(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是( )A ．由F ＝kx 可知，在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B ．由k ＝可知，劲度系数k 与弹力F 成正比，与弹簧的长度改变量成反F x 比C ．弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关D ．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小解析：选ACD.在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F ＝kx ，故A 正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F 及x 无关，故C 正确，B 错误；由胡克定律得k ＝，可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长F x 度时受到的弹力的值与k 相等，故D 正确．4．(2017·中山模拟)如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧，A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是( )A．B受到向左的摩擦力 B．B对A的摩擦力向右C．地面对A的摩擦力向右D．地面对A没有摩擦力解析：选D.压缩的弹簧对B有向左的弹力，B有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，选项A错误；A对B的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，B对A的摩擦力向左，选项B错误；对整体研究，根据平衡条件分析可知，地面对A没有摩擦力，选项C错误，D正确．考点一 弹力的分析和计算1．弹力有无的判断方法(1)条件法：根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断．(2)假设法或撤离法：可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的状态．2．弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断．(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．3．弹力大小的确定方法(1)弹簧类弹力：由胡克定律知弹力F＝kx，其中x为弹簧的形变量，而不是伸长或压缩后弹簧的总长度．(2)非弹簧类弹力：根据运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定．1．如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是( )A ．细绳一定对小球有拉力的作用B ．轻弹簧一定对小球有弹力的作用C ．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D ．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力解析：选D.若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度a ＝g tan α，则轻弹簧对小球无弹力，D 正确．2．(2016·高考江苏卷)一轻质弹簧原长为8 cm ，在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ，弹簧未超出弹性限度．则该弹簧的劲度系数为( )A ．40 m/NB ．40 N/mC ．200 m/ND ．200 N/m解析：选D.根据胡克定律有F ＝kx ，则k ＝＝N/m ＝200 F x 42×10－2N/m ，故D 正确．3．(2017·安庆质检)如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m 的小球，下列关于杆对球的作用力F 的判断正确的是( )A ．小车静止时，F ＝mg sin θ，方向沿杆向上B ．小车静止时，F ＝mg cos θ，方向垂直于杆向上C ．小车以向右的加速度a 运动时，一定有F ＝masin θD ．小车以向左的加速度a 运动时，F ＝，方向斜向左上方，(ma )2＋(mg )2与竖直方向的夹角θ1满足tan θ1＝ag解析：选D.小车静止时，由物体的平衡条件知此时杆对球的作用力方向竖直向上，大小等于球的重力mg ，A 、B 错误；小车以向右的加速度a 运动，设小球受杆的作用力的方向与竖直方向的夹角为θ1，如图甲所示．根据牛顿第二定律，有F sin θ1＝ma ，F cos θ1＝mg ，两式相除可得tan θ1＝，只有当球的加ag 速度a ＝g tan θ时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有F ＝，C 错误；masin θ小车以加速度a 向左加速运动时，由牛顿第二定律，可知小球所受到的重力mg 与杆对球的作用力的合力大小为ma ，方向水平向左，如图乙所示．所以杆对球的作用力的大小F ＝，方向斜向左上方，tan θ1＝，D 正确．(ma )2＋(mg )2ag 几种典型弹力的方向考点二 静摩擦力的有无及方向的判断1．假设法：利用假设法判断的思维程序如下：2．状态法根据物体的运动状态来确定，思路如下．3．转换法利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定．先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向，再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向．1．如图，质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面．让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是( )解析：选A.两物体A、B叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物体与竖直墙面之间没有压力，所以没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，A、B之间没有弹力作用，物体B的受力示意图是图A.2．(2017·东北三校二联)(多选)如图所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q 的示意图，A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的是( )A．B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B．D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C．D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D．主动轮受到的摩擦力是阻力，从动轮受到的摩擦力是动力解析：选BCD.P为主动轮，假设接触面光滑，B点相对于A点的运动方向一定与B点的运动方向相同，A错误；Q为从动轮，D点相对于C点的运动趋势方向与C点的运动方向相反，Q轮通过静摩擦力带动，因此，D点所受的静摩擦力方向与D点的运动方向相同，B、C均正确；主动轮靠摩擦带动皮带，从动轮靠摩擦被皮带带动，故D也正确．3．(多选)如图所示，倾角为θ的斜面C置于水平地面上，小物块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受到C的摩擦力一定不为零B．C受到地面的摩擦力一定为零C．C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D．将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为0解析：选CD.若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力，B项错误，C项正确；将细绳剪断，若B依然静止在斜面上，利用整体法判断，B、C整体在水平方向不受其他外力作用，处于平衡状态，则地面对C的摩擦力为0，D项正确．考点三 摩擦力的计算1．静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动)，利用力的平衡条件来判断其大小．(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则F f＝ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力．2．滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f＝μF N来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)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；F N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和接触面的大小均无关．考向1：静摩擦力的计算[典例1] (2017·黄冈模拟) 如图所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为( )A．μ1mg cos θ，方向平行于斜面向上B．μ1mg cos θ，方向平行于斜面向下C．μ2mg cos θ，方向平行于斜面向上D．μ2mg cos θ，方向平行于斜面向下解析 当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时，其加速度为a＝g sinθ－μ2g cos θ＜g sin θ，因为P和Q相对静止，所以P和Q之间的摩擦力为静摩擦力，且方向平行于斜面向上，B、D错误；不能用公式F f＝μF N求解，对物体P运用牛顿第二定律得mg sin θ－F静＝ma，求得F静＝μ2mg cos θ，C正确．答案 C判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角．(2)分析摩擦力方向时，要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力的“相对性”．考向2：滑动摩擦力的计算[典例2] 如图所示，质量为m B＝24 kg的木板B放在水平地面上，质量为m A＝22 kg的木箱A放在木板B上，另一端拴在天花板上，轻绳与水平方向的夹角为θ＝37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°≈0.6，cos 37°≈0.8，重力加速度g取10 m/s2)，则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( )A．0.3 B．0.4C．0.5 D．0.6解析 对A受力分析如图甲所示，由题意得F T cos θ＝F f1①F N1＋F T sin θ＝m A g②F f1＝μ1F N1③由①②③得：F T＝100 N对A 、B 整体受力分析如图乙所示，由题意得F T cos θ＋F f2＝F ④F N2＋F T sin θ＝(m A ＋m B )g ⑤F f2＝μ2F N2⑥由④⑤⑥得：μ2＝0.3，故A 选项正确．答案 A计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解．(2)公式F f ＝μF N 中F N 为两接触面间的正压力，与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力．(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关．1．如图所示，滑块A 置于水平地面上，滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直)，此时A 恰好不滑动，B 刚好不下滑．已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1，A 与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．A 与B 的质量之比为( )A. B ．1μ1μ21－μ1μ2μ1μ2C. D.1＋μ1μ2μ1μ22＋μ1μ2μ1μ2解析：选B.对A 、B 整体受力分析，F ＝F f1＝μ2(m A ＋m B )g .对B 受力分析，F f2＝μ1F ＝m B g .联立解得＝，B 正确．mA mB 1－μ1μ2μ1μ22．(多选)如图所示，小车的质量为m 0，人的质量为m ，人用恒力F 拉绳，若人和小车保持相对静止，不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦，则小车对人的摩擦力可能是( )A ．0B.F ，方向向右m －m 0m ＋m 0C.F ，方向向左 D.F ，方向向右m －m 0m ＋m 0m 0－m m ＋m 0解析：选ACD.假设小车对人的静摩擦力方向向右，先对整体分析受力有2F ＝(m 0＋m )a ，再隔离出人，对人分析受力有F －F f ＝ma ，解得F f ＝F ，m 0－mm 0＋m 若m 0>m ，则和假设的情况相同，D 正确；若m 0＝m ，则静摩擦力为零，A 正确；若m 0<m ，则静摩擦力方向向左，C 正确．考点四 轻杆、轻绳、轻弹簧模型[典例3] 如图所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37°，小球的重力为12 N ，轻绳的拉力为10 N ，水平轻弹簧的拉力为9 N ，求轻杆对小球的作用力．解析 以小球为研究对象，受力如图所示，小球受四个力的作用：重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力，其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定，重力与弹簧拉力的合力大小为F ＝＝15 N .G 2＋F 21设F 与竖直方向夹角为α，sin α＝＝，则α＝37°F 1F 35即方向与竖直方向成37°角斜向下，这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上．根据物体平衡的条件可知，轻杆对小球的作用力大小为5 N，方向与竖直方向成37°角斜向右上方．答案 5 N 方向与竖直方向成37°角斜向右上方1．如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是( ) A．若小车静止，则绳对小球的拉力可能为零B．若小车静止，则斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，则小球一定受两个力的作用D．若小车向右运动，则小球一定受三个力的作用解析：选B.小车向右运动可能有三种运动形式：向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动．当小车向右匀速运动时，小球受力平衡，只受重力和绳子拉力两个力的作用．当小车向右加速运动时，小球需有向右的合力，但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知，该运动形式不可能有．当小车向右减速运动时，小球需有向左的合力，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故B正确．2．如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B 上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向的夹角θ＝45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是( )A．只有角θ变小，作用力才变大B．只有角θ变大，作用力才变大C ．不论角θ变大或变小，作用力都是变大D ．不论角θ变大或变小，作用力都不变解析：选D.由于两侧细绳中拉力不变，若保持滑轮的位置不变，则滑轮受到木杆作用力大小不变，与夹角θ没有关系，选项D 正确，A 、B 、C 错误．3．(多选)两个中间有孔的质量为M 的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上．两个小球下面分别连一轻弹簧．两轻弹簧下端系在同一质量为m 的小球上，如图所示．已知三根轻弹簧的劲度系数都为k ，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形．则下列判断正确的是( )A ．水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg ＋mgB ．连接质量为m 小球的轻弹簧的弹力为mg 3C ．连接质量为m 小球的轻弹簧的伸长量为mg33k D ．套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为mg36k 解析：选CD.水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg ＋，选项A 错mg 2误；设下面两个弹簧的弹力均为F ，则2F sin 60°＝mg ，解得F ＝mg ，结合胡33克定律得kx ＝mg ，则x ＝mg ，选项B 错误，选项C 正确；下面的一根弹3333k 簧对M 的水平分力为F cos 60°＝mg ，再结合胡克定律得kx ′＝mg ，解得3636x ′＝mg ，选项D 正确．36k课时规范训练[基础巩固题组]1．下列说法正确的是( )A ．有力作用在物体上，其运动状态一定改变B ．单个孤立物体有时也能产生力的作用C ．作用在同一物体上的力，只要大小相同，作用的效果就相同D ．找不到施力物体的力是不存在的解析：选D.由于力的作用效果有二：其一是改变物体运动状态，其二是使物体发生形变，A 错误；力是物体对物体的作用，B 错误；力的作用效果是由大小、方向、作用点共同决定的，C 错误；力是物体与物体之间的相互作用，只要有力就一定会有施力物体和受力物体，D 正确．2．(多选)下列关于摩擦力的说法，正确的是( )A ．作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B ．作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C ．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D ．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速解析：选CD.滑动摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，如把物体无初速度放在传送带上，滑动摩擦力对物体做正功，使物体加速，选项A 错误，C 正确；静摩擦力既能提供动力，也能提供阻力，汽车启动过程中，车厢里的货物跟随汽车一起加速，静摩擦力使货物加速．汽车刹车时，汽车车厢里的货物跟汽车一起停下来的过程，静摩擦力使货物减速，选项B 错误，D 正确．3．如图所示，完全相同、质量均为m 的A 、B 两球，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间夹着一根劲度系数为k 的轻弹簧，系统处于静止状态时，弹簧处于水平方向，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的长度被压缩( )A. B ．mg tan θk 2mg tan θkC. D.mg tan θ2k 2mg tan θ2k 解析：选C.以A 球为对象，其受力如图所示，所以F 弹＝mg tan ，则Δx ＝θ2＝tan ，C 正确．F 弹k mg k θ24．如图所示，将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a 、b 均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a 所受摩擦力F f a ≠0，b 所受摩擦力F f b ＝0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间( )A ．F f a 大小不变B ．F f a 方向改变C ．F f b 仍然为零D ．F f b 方向向左解析：选A.右侧细绳剪断的瞬间，弹簧弹力来不及发生变化，故a 的受力情况不变，a 左侧细绳的拉力、静摩擦力的大小方向均不变，A 正确，B 错误；而在剪断细绳的瞬间，b 右侧细绳的拉力立即消失，静摩擦力向右，C 、D 错误．5．如图所示，一质量为m 的木板置于水平地面上，其上叠放一质量为m 0的砖块，用水平力F 将木板从砖下抽出，则该过程中木板受到地面的摩擦力为(已知m 与地面间的动摩擦因数为μ1，m 0与m 间的动摩擦因数为μ2)( )A ．μ1mgB ．μ1(m 0＋m )gC ．μ2mgD ．μ2(m 0＋m )g解析：选B.滑动摩擦力的计算公式F ＝μF N ，题中水平地面所受压力的大小为(m 0＋m )g ，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，所以木板受滑动摩擦力大小为μ1(m 0＋m )g ，B 正确．6．如图所示，一重为10 N 的球固定在支杆AB 的上端，用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N ，则AB 杆对球的作用力( )A ．大小为7.5 NB ．大小为10 NC ．方向与水平方向成53°角斜向右下方D ．方向与水平方向成53°角斜向左上方解析：选D.对小球进行受力分析可得，AB 杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向，AB 杆对球的作用力大小F ＝＝12.5 G 2＋F 2拉N ，A 、B 错误；令AB 杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得tan α＝＝，α＝53°，D 正确．G F 拉437．(多选)如图所示，物块M 在静止的传送带上以速度v 匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v ，则传送带启动后( )A ．M 静止在传送带上B ．M 可能沿斜面向上运动C ．M 受到的摩擦力不变D ．M 下滑的速度不变解析：选CD.由M 匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、摩擦力和支持力作用，传送带启动以后对M 受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，C 、D 正确．[综合应用题组]8．如右图所示，把一重为G 的物体，用一水平方向的推力F ＝kt (k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t ＝0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是下图中的( )解析：选B.物体在竖直方向上只受重力G 和摩擦力F f 的作用．由于F f 从零开始均匀增大，开始一段时间F f ＜G ，物体加速下滑；当F f ＝G 时，物体的速度达到最大值；之后F f ＞G ，物体向下做减速运动，直至减速为零．在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为F f ＝μF N ＝μF ＝μkt ，即F f 与t 成正比，是一条过原点的倾斜直线．当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小F f ＝G ，所以物体静止后的图线为平行于t 轴的线段，正确答案为B.9．如图所示，质量为m 的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，当传送带分别以v 1、v 2的速度做逆时针运动时(v 1＜v 2)，绳中的拉力分别为F 1、F 2，物体受到的摩擦力分别为F f1、F f2则下列说法正确的是( )A ．F f1＜F f2 B ．物体所受摩擦力方向向右C ．F 1＝F 2D ．F f1＝μmg解析：选C.物体的受力分析如图所示，滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，B 错误；设绳与水平方向成θ角，则F cosθ－μF N ＝0，F N ＋F sin θ－mg ＝0，解得F ＝，F 大小与传送带速度μmgcos θ＋μsin θ大小无关，C 正确；物体所受摩擦力F f ＝F cos θ恒定不变，A 、D 错误．10．(多选)两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，a 弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时两弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧，已知a 弹簧的伸长量为L ，则( )A ．b 弹簧的伸长量也为LB ．b 弹簧的伸长量为k 1Lk 2C ．P 端向右移动的距离为2LD ．P 端向右移动的距离为L (1＋k 1k 2)解析：选BD.两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起，两弹簧中的弹力大小相等，k 1L ＝k 2x ，解得b 弹簧的伸长量为x ＝，选项Ak 1Lk 2错误，B 正确；P 端向右移动的距离为L ＋x ＝L ，选项C 错误，D 正(1＋k 1k 2)确．11．如图所示，水平桌面上平放有一堆卡片，每一张卡片的质量均为m .用手指以竖直向下的力压第1张卡片，并以一定速度向右移动手指，确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，手指与第1张卡片之间的动摩擦因数为μ1，卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为μ2，且有μ1＞μ2，则下列说法正确的是( )A ．任意两张卡片之间均可能发生相对滑动B ．上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左C ．第1张卡片受到手指的摩擦力向左D ．最下面那张卡片受到水平桌面的摩擦力向右解析：选B.对第2张卡片分析，它对第3张卡片的压力等于上面两张卡片的重力及手指的压力的和，最大静摩擦力F fm ＝μ2(2mg ＋F )，而其受到第1张卡片的滑动摩擦力为F f ＝μ2(mg ＋F )＜F fm ，则第2张卡片与第3张卡片之间不发生相对滑动，同理，第3张到第54张卡片也不发生相对滑动，故A 错误；根据题意，因上一张卡片相对下一张卡片要向右滑动或有向右滑动的趋势，故上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左，B 正确；第1张卡片相对于手指的运动趋势方向与手指的运动方向相反，则其受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同，即受到手指的摩擦力向右，C 错误；对53张卡片(除第1张卡片外)研究，其处于静止状态，水平方向受到第1张卡片的滑动摩擦力，方向与手指的运动方向相同，则根据平衡条件可知：第54张卡片受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反，即水平向左，D 错误．12．如图所示，两个小球a 、b 质量均为m ，用细线相连并悬挂于O 点，现用一轻质弹簧给小球a 施加一个拉力F ，使整个装置处于静止状态，且Oa 与竖直方向夹角为θ＝45°，已知弹簧的劲度系数为k ，则弹簧形变量不可能是( )A. B.2mg k 2mg 2k C. D.42mg3k 2mg k解析：选B.对a 球进行受力分析，利用图解法可判断：当弹簧上的拉力F 与细线上的拉力垂直时，拉力F 最小，为F min ＝2mg cos θ＝mg ，再根据胡克2定律得：最小形变量Δx ＝，则形变量小于是不可能的，所以应该选2mg k 2mg k B.。
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第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力考点一重力、弹力的分析与计算1．重力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化。
(2)弹性形变：有些物体在形变后撤去外力作用后能够恢复原状的形变。
(3)弹力①定义：发生弹性形变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产生的条件：a．物体间直接接触；b．接触处发生弹性形变。
③方向：总是与物体形变的方向相反。
(4)胡克定律①内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
②表达式：F＝kx。
k是弹簧的劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是牛顿每米，用符号N/m表示，x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。
[思维诊断](1)物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力。
()(2)物体的重心就是物体上最重的一点，所以物体的重心不可能不在这个物体上。
()(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。
()(4)弹力一定产生在相互接触的物体之间。
()(5)相互接触的物体间一定有弹力。
()(6)F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度。
()答案：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×[题组训练]1．[对重力概念的理解](多选)如图所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B．重力的方向总是垂直向下的C．物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D．力是使物体运动的原因解析：物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以A正确，B错误；从题图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C正确；力不是使物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，所以D错误。
答案：AC2．[弹力是否存在的判断]如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个重球，在重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且处于静止状态，弹簧保持竖直，则重球受到的力有()A．重力和弹簧的拉力B．重力、弹簧的拉力和斜面的支持力C．重力、斜面的弹力和斜面的静摩擦力D．重力、弹簧的拉力、斜面的支持力、下滑力解析：斜面光滑，故重球不受静摩擦力，所谓下滑力是重力沿斜面的分力，当谈到受重力作用后不应再提下滑力，故C、D错误；重球处于静止状态，且弹簧保持竖直，重球不受斜面的支持力，否则在支持力的作用下重球水平方向受到的合力不为零，弹簧不能保持竖直状态，A正确，B错误。
答案： A3．[弹簧弹力的大小]如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是()A．F1＝F2＝F3B．F1＝F2<F3C．F1＝F3>F2D．F3>F1>F2答案： A4．[弹力方向判断]如图中各物体均处于静止状态。
图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是()答案： C规律方法(1)常见的弹力方向(2)弹力方向的判断方法①根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。
②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
(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。
考点二摩擦力的分析与计算1．静摩擦力和滑动摩擦力的对比特别提醒(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动。
(2)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直。
(3)滑动摩擦力的大小与两物体间的接触面积的大小及物体的运动状态无关。
2．动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值。
(2)公式：μ＝F fF N。
(3)决定因素：接触面的材料和粗糙程度。
[思维诊断](1)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反。
()(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的面积大小也无关。
()(3)静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力。
()(4)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用。
()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×[题组训练]1．[对摩擦力的理解](多选)关于摩擦力，有人总结了四条“不一定”，其中说法正确的是()A．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B．静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C．受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D．静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力解析：摩擦力的方向与跟它相接触的物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反，与它的运动方向可能相同，也可能相反，也可能不在一条直线上，故A、B正确；运动的物体可能受静摩擦力作用，如随传送带一起加速的物体，静止的物体可能受滑动摩擦力作用，如滑块滑过固定的木板时木板受到的力，故C正确；静摩擦力也可以充当动力，故D错误。
答案：ABC2．[摩擦力方向的判断]如图甲、乙所示，物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是()A．两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同B．两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反C．两图中物体A均不受摩擦力D．图甲中物体A不受摩擦力，图乙中物体A受摩擦力，方向和F相同解析：图甲中，假设A、B之间接触面光滑，则物体A在水平方向不受任何外力作用，A仍可保持原来的匀速直线运动状态，故A 不受摩擦力；图乙中，假设物体A不受摩擦力作用或所受摩擦力沿斜面向下，则A将会在重力沿斜面向下的分力或该分力与摩擦力的合力作用下，沿斜面向上做匀减速直线运动，与题设条件矛盾，故A所受摩擦力应沿斜面向上，即方向和F相同。
选项D正确。
答案： D3．[摩擦力大小的计算]如图所示，物块A 放在倾斜的木板上，木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为( )A.12 B ．32 C.22D ．52解析： 木板的倾角α为30°时物块静止，所受摩擦力为静摩擦力，由沿斜面方向二力平衡可知其大小为mg sin 30°；木板的倾角α为45°时物块滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为μmg cos 45°，由二者相等可得物块和木板间的动摩擦因数为μ＝22。
答案： C方法技巧 摩擦力方向的分析技巧和计算(1)分析技巧：①在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析。
②要注意灵活应用相对运动趋势法、假设法、状态法和转换法判断静摩擦力的方向。
(2)摩擦力的计算①在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。
②滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等。
③“F f＝μF N”中F N并不总是等于物体的重力。
考点三摩擦力突变问题的分析1．静摩擦力突变为滑动摩擦力静摩擦力达到最大值的状态是物体恰好保持相对静止的临界状态。
2．滑动摩擦力突变为静摩擦力滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(变为零或变为静摩擦力)。
3．由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动趋势，相对运动趋势取决于主动力，若主动力发生突变而物体仍然处于相对静止状态，则其静摩擦力将由一个静摩擦力突变为另一个静摩擦力。
[静—动突变]长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，则铁块受到的摩擦力F f随角度α的变化关系图象是图中的()解析：开始时，α＝0，F f＝0；静摩擦力的大小分析：开始一段时间，铁块相对木板静止，所受的是静摩擦力；缓慢竖起时，可认为铁块处于平衡状态，由力的平衡关系可知F f＝mg sin α，静摩擦力随α的增大而增大，它们呈正弦规律变化；在铁块刚好要滑动而没滑动时，F f达到最大值。
α继续增大，铁块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力F f＝μmg cos α，因此，滑动摩擦力随α的增大而减小，呈余弦规律变化，故C正确。
答案： C[题组训练]1．[静一静突变]一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()A．10 N，方向向左B．6 N，方向向右C．2 N，方向向右D．零解析：木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态，由平衡条件可知木块所受的摩擦力大小为8 N，可知最大静摩擦力F fmax≥8 N。
当撤去力F1后，F2＝2 N≤F fmax，木块仍处于静止状态，由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在木块上的F2等大反向，故C正确。
答案： C2．[动—静突变]如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，g取10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()解析：从t＝0开始物体以一定初速度v0向右滑行时，物体受到水平向左的滑动摩擦力，由公式F f＝μF N得摩擦力为F f1＝－μF N＝－μmg＝－2 N；物体的最大静摩擦力F fm＝μmg＝2 N，由于F<F fm，所以当物体的速度减小到零时，物体将停止运动，受到水平向右的静摩擦力，由平衡条件得物体受到的静摩擦力为F f2＝F＝1 N，故选项A正确。
答案： A3．[静—动突变](2017·泰州模拟)如图所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉木块直到沿桌面运动，在此过程中，木块所受到的摩擦力F f的大小随拉力F的大小变化的图象正确的是(滑动摩擦力小于最大静摩擦力)()解析：开始时，木块静止不动，受静摩擦力的作用，且满足：F f ＝F ；当F 达到最大静摩擦力之后，木块开始滑动，木块的运动状态发生了变化，静摩擦力突变为滑动摩擦力：F f ＝μF N ＝μmg 保持不变。
故选B 。
答案：B物理模型盘点②——轻杆、轻绳、轻弹簧模型1．三种模型的相同点(1)“轻”——不计质量，不受重力。
(2)在任何情况下，沿绳、杆和弹簧伸缩方向的弹力处处相等。
2．三种模型的不同点的夹角为37°，小球的重力为12 N ，轻绳的拉力为10 N ，水平轻弹簧的拉力为9 N ，则轻杆对小球的作用力的大小及其方向与竖直方向夹角θ为( )A ．12 N 53°B ．6 N 90°C ．5 N 37°D ．1 N 90°解析： 本题考查轻绳、轻杆、轻弹簧中力的方向及大小的特点，解题时要结合题意及小球处于平衡状态的受力特点。