专题五：重力、弹力、摩擦力

专题五：重力、弹力、摩擦力

一：重力

1、产生原因

重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，地面上物体所受重力的施力物体是地球．在地球吸引物体的同时，物体对地球也有吸引力

2、重力的大小和方向

重力的大小G=mg，方向竖直向下．

注意：重力的大小与物体运动状态无关，但与地理位置有关，一般同一物体重力随高度增加而减小，随纬度增加而增大，在两极处重力最大．

3、重力的测量

测量工具：弹簧秤或台秤

测量原理：根据二力平衡知识，物体静止或匀速运动时受到的竖直悬挂物的拉力或水平支持物的支持力在数值上与物体的重力相等．

4、物体重心的确定

定义：物体的任何部分都受到重力作用，从效果上看，我们可以认为物体各部分受到重力的作用集中于一点，这一点叫物体的重心，是物体重力的作用点．

物体的重心与物体的形状与质量的分布有关，物体的重心可以在物体上，也可以不在物体上．例如质量分布均匀的圆环其重心就不在圆环上．

练习：

1. 用弹簧秤竖直悬挂静止的小球，下面说法正确的是（）

A．弹簧秤对小球的拉力就是小球的重力

B．弹簧秤对小球的拉力等于小球的重力

C．小球的重力的施力物体是弹簧

D．小球的重力的施力物体是地球

2.关于重力下列说法中正确的是（）

A．物体重力的大小总是恒定的

B．同一地点，物体重力的大小与物体的质量成正比

C．物体落向地面时，它受到的重力大小大于它静止时受到的重力大小

3．物体的重力总等于它对竖直弹簧测力计的拉力

如图所示，一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙，底部有一阀门，打开阀门让细沙慢慢流出的过程中，球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会（）

A．一直下降B．一直不变

C．先下降后上升D．先上升后下降

4.如果地面上一切物体受到的重力都消失了，则可能出现的现象是：

A．江河的水不会流动；

B．鸡毛和铁球都可悬浮在空中；

C．天不会下雨；

D．一切物体的质量都变为零．

二：弹力

1.弹力的产生条件：（1）两个物体相互接触；（2）接触处发生弹性形变。

下列说法正确的是（）

A．木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于木块发生微小形变而产生的

B．木块放在桌面上对桌面的压力是由于木块发生微小形变而产生的

C．用细竹竿拨动水中的木头，木头受到的竹竿的弹力是由于木头发生形变而产生的

D．挂在电线下面的电灯对电线的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的

2.弹力的方向：垂直接触面。对于绳的弹力一定指向绳收缩的方向，对于杆的弹力可以沿杆的方向也可以不沿杆的方向，现分析如下：

（1）点与平面接触时，弹力的方向垂直平面

（2）平面与平面接触时，弹力的方向垂直于接触面

例．如图3所示，将物体放在水平地面上，且处于静止状态，分析物体受的弹力。

解析：物体和地面接触属于平面与平面接触，弹力N 的方向垂直地面，如图3所示。

图3

（3）平面与曲面接触时，弹力方向垂直于平面

例．如图4所示，一圆柱体静止在地面上，杆与圆柱体接触也处于静止状态，分析杆受的弹力。

解析：杆的B 端与地面接触属于点与平面接触，弹力N 2的方向垂直地面。杆与圆柱体接触的A 点属于平面与曲面接触，弹力N 1的方向过圆心垂直于杆向上。如图4所示。

图4

（4）绳的弹力沿绳的方向且指向绳收缩的方向

例如图5所示，两条细绳上端固定，下端与物体接触，物体处于平衡状态，分析物体受的弹力。

图5

解析：物体在重力的作用下，两条绳均发生形变，由于弹力的方向与绳发生形变的方向相反，所以物体受的弹力T 1、T 2均沿绳收缩的方向。如图5所示。

（5）杆的弹力可能沿杆的方向也可能不沿杆的方向

例如图6甲、乙、丙所示，杆与物体接触且均处于静止状态，分析杆对物体的弹力。

解析：由于杆对物体可以产生拉力也可以产生支持力，杆的弹力可能沿杆的方向也可能不沿杆的方向。由二力平衡可知，弹力F 大小为mg 。其方向如图甲、乙、丙所示。

甲 乙 丙

图6

如图6所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m 的小球，下列关于杆对球的作用力F 的方向确的是：( )

练习

3. 弹力有无判断

（1）根据弹力产生条件直接判断：对于形变明显的情况用此法。

（2）利用假设法（拆除法）判断：对于形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，即解除所研究处的接触，看物体的运动状态是否改变。若不变，则说明无弹力；若改变，则说明有弹力。

（3）根据“物体的运动状态”是判断弹力有无的金钥匙

4、弹力的大小-----胡克定律

（1）文字表达：弹簧弹力的大小f跟弹簧伸长的长度成正比。

（2）公式表达F = k·△x或F= k·（X-X0）

（3）k为劲度系数，跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。单位：N/m

△x 为弹簧的形变量（压缩两或伸长量）

1.一根轻质弹簧，在10牛拉力下，其长度为0.25米；在20牛拉力下其长度为0.30米.则该弹簧的原长为.

2.如图1-18所示，原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂

在天花板下。两弹簧之间有一质量为m1的物体A，最下端挂着质量为m2的另一物体

B，整个装置处于静止状态，这时两个弹簧的总长度为。

3.如图为一轻质弹簧的长度L和弹力f大小的关系,试由图线确定：

(1)弹簧的原长.

(2)弹簧的倔强系数.

(3)弹簧伸长0.05m时,弹力的大小.

三、摩擦力

滑动摩擦

1.摩擦力产生的条件

(1)．接触面粗糙；

（2)．两个物体相互直接接触并互相挤压；

（3）．两个物体间有相对运动。

1.关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力，正确的是：

A．有弹力必有摩擦力；

B．有摩擦力必有弹力；

C．摩擦力的大小与弹力的大小成正比；

D．弹力既可是动力，也可是阻力，摩擦力只能是阻力．

2.滑动摩擦力的方向判断

滑动摩擦力与相对运动方向相反，所谓“相对运动”是指相对接触的物体，而不是相对于别的物体（比如水平地面）以下关于滑动摩擦力的说法中正确的是：

A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反；

B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动；

C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反；

D．滑动摩擦力是成对产生的，两个互相接触的物体在发生相对运动时，它们都要受到滑动摩擦力的作用

2.如图1－16所示，A为长木板，在水平面以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是：

A．若是v1＝v2，A、B之间无滑动摩擦力；

B．若是v1＞v2，A受到了B所施加向右的滑动摩擦力；

C．若是v1＜v2，B受到了A所施加向右的滑动摩擦力；

D．若是v1＞v2，B受到了A施加的向左的滑动摩擦力．

3.滑动摩擦力的大小：

F＝μF N

（与运动速度快慢无关，与接触面积无关）

F

(1)物体对接触面的压力

N

1.在图1－9中，若两物体的质量分别为m A＝2kg、m B＝4kg，A、B间动摩擦因数μ1＝0.2，B与地面间动摩擦因数μ2＝0.4．用水平拉力F作用在B上后，A、B间、B与地面间都发生了相对滑动．求各接触

面间摩擦力的大小(g＝10N/kg)．