第三讲重力弹力摩擦力及受力分析Word下载.docx
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易建联在一次进攻中将篮球向空中斜抛出去,篮球在空中划过一道弧线进入篮筐。
若不计空气阻力,篮球在空中飞行时受力情况是( )
A.只受重力B.受重力和易建联给球的力
C.只受易建联给球的力D.只受篮筐给球的力
(二)弹力
1、产生条件:
且
2、如何判断有无弹力
方法1:
“假设法”:
即假设接触物体撤去,判断研究对象是否能维持现状。
若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力;
若不能维持现状则有弹力。
方法2:
根据“物体的运动状态”分析弹力:
即可以先假设有弹力,分析是否符合物体所处的运动状态;
或者由物体所处的运动状态反推弹力是否存在。
3、弹力的方向:
垂直于两物体的接触面并指向物体的方向。
(1)压力的方向垂直于支持面指向被压的物体
(2)支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体
(3)绳子对物体的拉力沿着绳子且指向绳子收缩的方向(同一条绳子内各处的弹力相等)
4、弹力的大小:
(1)同一物体弹性形变越大,产生的弹力就。
(2)弹簧的弹力可以由胡克定律确定,胡克定律的内容是:
在弹性限度内,弹簧的弹力F
和弹簧形变量x成正比。
公式:
(k为弹簧的劲度系数)
问题2:
两物体相互接触就一定会产生弹力吗?
弹力是怎样产生的?
例题2:
玩具汽车停在模型桥面上,如图1所示,下列说法正确的是( )
A.桥面受向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力
C.汽车受向上的弹力,是因为桥面发生了弹性形变
D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变
变式2:
对于如图2所示的两种情况,若都在A处剪断细绳,在剪断瞬间,关于甲、乙两球的受力情况,下面说法正确的是( )
A.甲、乙两球都只受重力作用
B.甲球只受重力作用
C.乙球只受重力作用,甲球受重力和弹力作用
D.以上说法都不对
例题3:
图3所示的四个图中,所有的球都是相同的,且形状规则质量分布均匀。
甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向。
关于这四个球的受力情况,下列说法正确的是( )
A.甲球受到两个弹力的作用B.乙球受到两个弹力的作用
C.丙球受到两个弹力的作用D.丁球受到两个弹力的作用
变式3:
(双选)下面图4中,静止的小球m分别与两个物体(或面)接触,设各接触面光滑,则A受到两个弹力的是()
问题3:
如何确定弹力的方向?
例题4:
如图5画出以下各种情况的A物体所受的弹力的示意图
变式4:
如图6所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°
的斜面上,杆的另一端固定一个重为2N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()
A.大小为2N,方向平行于斜面向上
B.大小为1N,方向平行于斜面向上
C.大小为2N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2N,方向竖直向上
问题4:
如何求解弹簧弹力的大小?
例题5:
如图7所示,为一轻弹簧的长度l和弹力F大小的关系图线,试由图线确定:
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧长为0.20m时弹力的大小。
变式5:
某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,利用得到的弹力F和弹簧总长度l的数据,作出了F-l图象,如图8所示。
(1)弹簧不发生形变时的长度l0=________cm。
(2)弹簧的劲度系数k=________N/m。
例题6:
(双选)如图9所示,A、B两物体的重力分别是GA=3N,GB=4N。
A用细线悬挂在顶板上,B放在水平面上,A、B间轻弹簧中的弹力F=2N,则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是()
A.5N和6N
B.5N和2N
C.1N和6N
D.1N和2N
变式6:
(双选)如图10所示,摩擦及绳子、滑轮的质量不计,物体A重4N,物体B重1N,以下说法正确的是()
A.地面对A的支持力是3N
B.测力计的读数为2N
C.物体A受到地面的支持力为2N
D.测力计示数为3N
(三)摩擦力
①不光滑;
②有弹力;
③有相对运动或相对运动的趋势。
2、如何判断有无相对运动趋势
即假设接触面光滑,看原来相对静止的物体间能否发生相对运动。
若能发生,则两物体间有相对运动趋势;
若不能发生,则物体间无相对运动趋势。
3、摩擦力的方向:
摩擦力的方向与接触面,且与方向相反。
4、摩擦力的大小
(1)滑动摩擦力大小:
f=μN,其中的N表示正压力,其大小不一定等于重力。
(2)静摩擦力大小:
要根据物体的受力和运动情况共同确定,其可能的取值范围是0<f≤fm
注意:
静摩擦力大小不能用滑动摩擦力公式f=μN计算。
如果题目中没有特别说明,可
以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
问题5:
如何确定摩擦力的方向?
(注意区分静摩擦力和滑动摩擦力)
例题7:
(双选)如图11所示,水平
地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一个处于压缩状态
的弹簧,整个装置处于静止状态,下列说法正确的是()
A.M对m的摩擦力方向向右
B.M对m的摩擦力方向向左
C.地面对M的摩擦力方向向右
D.地面对M无摩擦力的作用
变式7:
如图12所示,攀岩运动员双手紧握竖直绳匀速攀上和匀速滑下时,所受的摩擦力分别为F1和F2,则下列情况中正确的是()
A.F1向下,F2向上,且F1=F2
B.F1向下,F2向上,且F1>
F2
C.F1向下,F2向上,且F1<
D.F1向上,F2向上,且F1=F2
问题6:
如何求解摩擦力的大小?
例题8:
如图13所示,一小孩用80N的水平力推重力为200N的木箱,木箱不动;
当小孩用100N的水平力推木箱,木箱恰好能被推动。
当木箱被推动之后,小孩只要用90N的水平推力就可以使木箱沿地面匀速前进,以下是对上述过程作出的计算和判断,其中正确的是( )
A.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.45
B.木箱与地面间的最大静摩擦力大小为90N
C.木箱与地面间的摩擦力大小始终为80N
D.木箱与地面间的滑动摩擦力大小为100N
变式8:
如图14所示,一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上,且受到水平力F的作用,下列说法不正确的是( )
A.若木块静止,则木块受到的静摩擦力大小等于mg,方向竖直向上
B.若木块静止,当F增大时,木块受到的静摩擦力随之增大
C.若木块沿墙壁向下运动,则墙壁对木块的摩擦力大小为μF
D.若开始时木块静止,当撤去F,木块沿墙壁下滑时,木块不受滑动摩擦力作用
例题9:
(双选)如图15所示,位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的()
A.方向可能沿斜面向上
B.方向一定沿斜面向下
C.大小不可能等于零
D.大小可能等于F
变式9:
如图16所示,物体A重GA=40N,物体B重GB=20N,A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同.用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30N时,才能将B匀速拉出。
则接触面间的动摩擦因数多大?
二、受力分析
如何进行受力分析?
它有哪些基本步骤?
1、受力分析的方法:
隔离法。
2、受力分析步骤:
(1)选定隔离物体(确定研究对象);
(2)受力分析(一重二弹三摩擦四其他);
(3)画好受力图示;
(4)检查是否多力或漏力(利用平衡力和相互作用力原理检查)。
3、注意:
“轻绳”、“轻杆”——可不考虑其质量和所受的重力。
“光滑”——即不受摩擦力。
“缓慢”——可以认为速度为0,每一个时刻都可认为受力平衡。
(1)在分析研究对象受力时,只考虑其它物体对它的作用力,不考虑它对其它物体的作用力
(2)力的作用是相互的,每一个力对应一个施力物体,不能凭空想象一个力
(3)按力的性质分析力,不按力的替代效果分析力(即不要分析合力、分力等)
(4)对于可以看作质点的物体,可以用一点来代替物体
例题10:
体育课上一学生将足球踢向斜台,如图17所示,下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A.沿v1的方向
B.沿v2的方向
C.先沿v1的方向后沿v2的方向
D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
变式10:
如图18所示,用拇指、食指捏住圆规的一个针脚,另一个有铅笔芯的脚支撑在手掌心位置,使OA水平,然后在外端挂上一些不太重的物品,这时针脚A、B对手指和手掌均有作用力,对这两个作用力方向的判断,下列各图中大致正确的是( )
例题11:
L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图19所示。
若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力。
则木板P的受力个数为( )
A.3B.4
C.5D.6
变式11:
如图20所示,A、B两物体均处于静止状态,关于
B物体的受力情况,下列叙述不正确的是( )
A.受到三个力,也可能受到四个力
B.一定受到四个力的作用
C.必受到地面的静摩擦力作用
D.必受到地面的支持力作用
三、即时反馈
1、(双选)如图21所示,物体A静置于水平桌面上,下列关于物体所受作用力的说法中正确的是()
A.桌面受到的压力就是物体A的重力
B.桌面受到的压力是由于它本身发生了微小形变而产生的
C.桌面由于发生了微小形变而对物体A产生了垂直于桌面的支持力
D.物体A由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力
2、皮带运输机把物体匀速送经高处时,物体受到的摩擦力的方向()
A.与物体速度同向B.与物体速度反向
C.摩擦力为零D.因不知相对运动趋势,故不能判定
3、(双选)如图22所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10N,F2=2N,若撤去力F1,则下列说法正确的是()
A.木块受到滑动摩擦力
B.木块受到静摩擦力
C.木块所受合力为2N,方向向左
D.木块所受合力为零
4、如图23所示,A为长木板,在水平面上以速度v1开始向右运动,同时物块B在A的上表面以速度v2开始向右运动,且A、B接触面粗糙,下列判断正确的是()
A.若v1=v2,A、B之间无摩擦力
B.若v1>v2,A受到B所施加的向右的滑动摩擦力
C.若v1<v2,B受到A所施加的向右的滑动摩擦力
D.若v1>v2,A、B之间无滑动摩擦力
5、如图24所示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们静止靠在墙边,然后释放,使它们同时沿竖直墙面下滑,已知mA>mB,则物体B()
A.只受一个重力
B.受到重力、摩擦力各一个
C.受到重力、弹
力、摩擦力各一个
D.受到重力、摩擦力各一个,弹力两个
6、探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;
悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为()
A.L0=0.02mk=500N/mB.L0=0.10mk=500N/m
C.L0=0.02mk=250N/mD.L0=0.10mk=250N/m
7、水平桌面上一个重200N的物体,与桌面间的滑动摩擦系数为0.2(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),当依次用15N、30N、80N的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为()
A.15N,30N,40NB.0,15N,15N
C.0,20N,40ND.15N,40N,40N
8、如图25所示,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。
若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,小车后来受力个数为()
A.3B.4
【双基达标】
(共4小题,每小题25分,满分100分)
1、关于弹力,下列叙述正确的是()
A.两物体相互接触,就一定会产生相互作用的弹力
B.两物体不接触,就一定没有相互作用的弹力
C.两物体有弹力作用,物体不一定发生形变
D.只有弹簧才能产生弹力
D.绳对球的弹力,是球发生形变产生的弹力作用于球的
2、杂技演员有高超的技术,能轻松地顶住从高处落下的坛子,关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原因是( )
A.坛的形变B.头的形变C.物体受到的重力D.人受到的重力
3、一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图26所示。
下列表述正确的是()
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
4、关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.人走路时,脚和地面之间的摩擦力是阻碍人运动的B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C.受静摩擦力作用的物体一定是静止不动的D.摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同
【课后巩固】
1、一弹簧的两端各用10N的外力向外拉伸,弹簧伸长了5cm,则该弹簧的劲度系数为()
A.2N/mB.4N/mC.200N/mD.400N/m
2、(双选)关于摩擦力的产生的说法中,正确的是()
A.只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生动摩擦力
B.受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用
C.受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力
D.受静摩擦力作用的物体一定是静止的