高中物理 第三章《相互作用》32弹力学案 新人教版必修1Word文档下载推荐.docx

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1．弹力的施力物体是发生形变的物体；

受力物体是与施力物体接触，使施力物体发生形变且阻碍其恢复原状的物体。

2．弹力的产生条件：

①物体直接接触；

②发生形变。

互相接触的物体之间是否存在弹力，取决于是否存在形变。

有些物体形变明显，如弹簧的伸长或缩短，很容易判断出是否有弹力；

有些接触物体间形变不明显，判断有无弹力可用假设法。

即假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：

若无改变，则无弹力作用；

若发生改变，则有弹力存在。

3．通常所说的拉力、压力、支持力等，实质上都是弹力。

4．弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体形变的方向相反。

具体地说：

①绳子拉力（绳子对所拉物体的弹力）的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。

②压力的方向垂直于支持面指向被压的物体。

③支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体。

④“支持面”就是两物的接触面。

深入考察一般物体的接触情况，大致有以下几种：

A．平面与平面接触：

弹力与平面垂直；

B．点与平面接触：

弹力通过接触点垂直于平面；

C．点与曲面接触：

弹力通过接触点垂直于过点的切面；

D．曲面与曲面接触：

弹力通过接触点垂直于公切面（相当于点与点接触）。

5．弹力的大小跟形变的大小有关：

形变越大，弹力也越大，形变消失，弹力也随之消失。

①弹力具有被动适应性。

当物体受力情况或运动状态改变时，形变情况将随着改变，弹力也随着变化。

②弹力大小和物体形变的关系一般比较复杂。

而弹簧的弹力和其形变（伸长和缩短）的关系比较简单：

在弹性限度内，弹簧伸长或缩短的长度越大，弹簧的弹力就越大。

弹簧的弹力大小跟弹簧的伸长（或缩短）的长度成正比。

※上述关系可用胡克定律表示：

F=kx

式中F为弹力大小。

x为弹簧伸长（或缩短）量。

k为弹簧的劲度系数，其大小由弹簧本身的结构（如材料、长度、弹簧丝粗细、截面积、匝数等）决定。

其单位是N／m，如k=1000N／m，表示使弹簧伸长或缩短1m需用1000N的力。

6．弹力的作用点在两物体接触处的受力物体上。

【例一】一物体静止在桌面上，则（B）

A．物体对桌面压力就是物体的重力。

B．桌面发生形变对物体产生支持力。

C．物体对桌面压力是桌面发生形变而产生的。

D．压力、支持力是物体受到的一对平衡力。

【例二】如图所示，质量为m的小球，在互成120°

的两光滑平面间静止，且0N水平，则球对OM面的压力大小为____mg_______。

【例三】在一根长lo=50cm的轻弹簧下竖直悬挂一个重G=100N的物体，弹簧的长度变为l1=70cm。

则该弹簧的劲度系数k=_500N/m____，若再挂一重为200N的重物，弹簧的伸长量将为____60__cm。

【例四】画出图2-1-2中小球或杆受到的弹力．除

（2）中的地面外，其他各接触面均光滑，O为圆心．

【解析】根据不同接触面上弹力的特点，作图如图2-1-3所示．

【答案】如图2-1-3所示．

【点拨】准确掌握不同接触面上弹力方向的特点，是解决这类题的关键．

●拓展

三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c分别放在三个相同的支座上，支点P、Q在同一水平面上，a球的重心Oa位于球心，b球的重心Ob位于球心的正上方，C球的重心Oc位于球心的正下方．三个球都处于平衡状态．支点P对a球、b球、c球的弹力分别为Fa、Fb、Fc，则（）

A．Fa＝Fb＝Fc　　　　　B．Fb＞Fa＞Fc

C．Fb＜Fa＜Fc　　　　　　　D．Fa＞Fb＝Fc

【解析】三种情况下，支点P、Q作用于球的弹力均应指向球心而不是重心，球的重力的作用线也通过球心，球所受的三个力为共点力．由于三球质量和直径都相等，所以三球受力情况完全相同，因此P点对三球的弹力相同．故选项A正确．

【答案】A

课堂训练：

1．下列关于弹力方向的说法正确的是（AC）

A．弹力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体。

B．弹力的方向总是竖直的。

C．弹力的方向总是与形变的方向相反。

D．弹力的方向总与形变的方向一致。

2．关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是（C）

A．与弹簧所受的拉力有关，拉力越大，k值也越大。

B．与弹簧发生的形变有关，形变越大，k值越小。

C．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关。

D．与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关

3．如图所示，一弹簧竖立在水平面上，它的倔强系数为100N／m,在弹

性限度内，要使其压缩4cm,需加压力是多大?

答案：

4N

4．如图所示，弹簧秤和细线的重力及一切摩擦不计，物重G=1N，则弹

簧秤A和B的示数分别为（D）

A．1N，0B．0，1N

C．2N，1ND．1N，1N

课后作业：

1．关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是（D）

A．物体形状的改变叫弹性形变。

B．物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变。

C．一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变。

D．物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变。

2．关于弹力的说法，正确的是（CD）

A．只要两个物体接触就一定产生弹力。

B．看不出有形变的物体间一定没有弹力。

C．只有发生弹性形变的物体才产生弹力。

D．发生形变的物体有恢复原状的趋势，对跟它接触的物体会产生弹力。

3．关于弹力方向的有关说法正确的是（CD）

A．放在斜面上的物体受到斜面给的弹力方向是竖直向上的。

B．放在水平地面上的物体受到的弹力方向是竖直向下的。

C．将物体用绳吊在天花板上，绳受物体给的弹力方向是向上的。

D．弹力的方向垂直于接触面或接触点的切线而指向受力物体。

4．下列说法正确的是（CD）

A．水杯放在水平桌面上受到一个向上的弹力，这是因为水杯发生微小形变而产生的。

B．拿一细竹杆拨动水中漂浮的木块，木块受到的弹力是由于木块发生形变而产生的。

C．绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。

D．挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的。

5．如图示，一个重600N的人用300N的力通过绳子和定滑轮拉一个静止在地面上重1000N的物体M，则人受到____拉___力、___支持_____力和重力的作用，其大小分别为___300____N、__300_____N、__600_____N。

M对地面的正压力大小为__700_____N。

6．两条劲度系数均为k的轻弹簧，连接后竖直悬挂。

在其中点和下

端同时挂上一个重G的小球，则两弹簧的伸长之和为（C）

A．2G／kB．G／kC．3G／kD．G/2k

阅读材料：

罗伯特·

胡克（HookeRobert1635—1703）是17世纪英国最杰出的科学家之一。

他在力学、光学、天文学等诸多方面都有重大成就。

他所设计和发明的科学仪器在当时是无与

伦比的。

他本人被誉为是英国皇家学会的“双眼和双手”。

1653年，胡克进入牛津大学里奥尔学院学习。

在这里，他结识了一些颇有才华的科学界人士。

这些人后来大都成为英国皇家学会的骨干。

1655年，胡克被推荐给玻意耳当助手，在玻意耳的实验室工作。

1663年，胡克获得了文学硕士学位，并且被选为皇家学会会员。

1665年，胡克担任格列夏姆学院几何学、地质学教授，并从事天文观测工作。

1676年，胡克发表了著名的弹性定律。

1677年至1683年就任英国皇家学会秘书并负责出版会刊。

早在1663年，胡克就起草了皇家学会章程草案，规定学会的宗旨是“靠实验来改进有关自然界诸事物的知识，以及一切有关的艺术、制造、实用机械、发动机和新发明（不牵涉神学、形而上学、道德、政治、语法修辞或逻辑）”。

胡克作为该学会的实验工作与日常事务探办人，在长达20多年的学会活动中，接触并深入到当时自然科学活跃的前沿领域，且均做出了自己的贡献。

胡克在力学方面贡献尤为卓著。

他从1661年开始积极参加了皇家学会研究重力本质的专门委员会的活动。

为了确定物体重力与地心距离的关系，他用一架精密天平放在威斯特敏斯特

教堂的塔尖上，称量一块铁和一段很长的绳子的重量，然后将这块铁挂在绳子的末端再称，看

是否因为铁块十分接近地面而改变重量，结果并无测出明显的改变。

后来他又在旧圣保罗教堂

重作了这一实验。

1674年，胡克发表了《从观察角度证明地球周年运动的尝试》的论文，文

申根据修正的惯性原理，从行星受力平衡观占’出发，提出了行星运动的三条假设：

l.一切天

体都具有倾向其中心的吸引作用或重力，它不仅吸引其本身各部分，并且还吸引其作用范围内

的其它天体；

2．每一物体都保持平直、简单的运动而且继续沿直线前进，直到受到其它作用

力影响，因而改变为圆、椭圆或其他曲线运动为止；

3．受到吸引力作用的物体，越靠近吸引

中心，其吸引力也越大。

胡克在1679年给牛顿的信中正式提出了引力与距离平方成反比的观

点，但他并没有将自己的引力思想如牛顿所作的那样用数学式子表示出来，并用太阳、地-球、

月亮、行星和地球上物体的运动实倒采加以验证。

因此，把发现万有引力定律的殊荣被牛顿独

占，但胡克的某些想法对牛顿完成万有引力的研究是起着积极的启示作用的。

弹性定律是胡

克最重要的发现之一，也是力学最重要基本定律之一．胡克的弹性定律指出：

在弹性限度内，

弹簧的弹力f和弹簧的长度x成正比，即f=kx。

k是物质的弹性系数，它由材料的性质所决

定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。

为了证实这一定律，胡克做

了大量实验，制作了各种材料构成的各种形状的弹性体。

胡克在仪器的制造和改进方面的特长；

早在其作为玻意耳的助手时就显露出来．他协助

玻意耳三次改进了真空泵。

第三次改进后的抽气机已具有现代真空泵的雏形。

利用这—设备，

玻意耳和胡克完成了气体的玻意耳定律实验。

胡克改进的仪器有复式显微镜和用指针读数的轮

式气压计等．他还建议用液体的凝固点及膨胀或收缩程度来作为温标刻度的根据。

胡克曾经设

计过一架大型的。

气候钟”，用以测量和记录风力、风向、温度、压强、和湿度、降雨量等。

由于胡克和玻意耳对皇家学会起着积极的作用，因而人们称颂他们：

“如果说玻意耳是皇家学

会幕后的灵魂，那么胡克提供学会的就是双眼和双手了”。

胡克热爱科学事业，并为此奉献了

一生。

他研究的面十分广泛，如建筑、化石、气象等，他都有所涉猎和贡献。

但作为科学家的

素养，胡克还缺少熟练雄厚的数学与逻辑推理功力作为进行研究和思维的武器，这样便不容易

从理论和实践的结合上透彻地分析与解决问题。

这也是胡克与牛顿相比的逊色之处。

2019-2020年高中物理第三章《相互作用》3.3摩擦力学案新人教版必修1

1．知道滑动摩擦产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向。

2．会用公式F=μFN计算滑动摩擦力的大小，知道影响动摩擦因数的大小因素。

3．知道静摩擦力的产生条件，能判断静摩擦力的有无以及大小和方向。

4．理解最大静摩擦力。

能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小。

1、滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩＝μFN解决具体问题。

2、静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。

1、正压力FN的确定。

2、静摩擦力的有无、大小的判定。

一、摩擦力

一个物体在另一个物体上滑动时，或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用，这就是摩擦，这种情况下产生力我们就称为摩擦力。

固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。

二、滑动摩擦力

1．产生：

一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时，另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。

2．产生条件：

相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。

①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。

摩擦力与弹力一样属接触作用力，但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。

挤压的效果是有压力产生。

压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力，也叫正压力，压力属弹力，可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。

②接触面粗糙。

当一个物体沿另一物体表面滑动时，接触面粗糙，各凹凸不平的部分互相啮合，形成阻碍相对运动的力，即为摩擦力。

凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力（“光滑”是一个理想化模型）。

③接触面上发生相对运动。

特别注意：

“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体（以施力物体为参照物）的位置发生了改变；

而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。

3．方向：

总与接触面相切，且与相对运动方向相反。

这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，而不是相对别的物体。

滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。

【例一】如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断：

（1）木块的运动方向。

（2）木块相对于传送带的运动方向。

（3）木块所受滑动摩擦力的方向。

答案：

（1）向右

（2）向左（3）向右

4．大小：

与压力成正比F＝μFN

1压力FN与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关，不要一提到压力，就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。

②μ是比例常数，称为动摩擦因数，没有单位，只有大小，数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。

在通常情况下，μ<

1。

③计算公式表明：

滑动摩擦力F的大小只由μ和FN共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。

5．滑动摩擦力的作用点：

在两个物体的接触面上的受力物体上。

【例二】在东北的林场中，冬季常用马拉的雪橇运木材，雪橇有两个与冰面接触的钢制滑板．如果冰面是水平的，雪橇和所装的木材的总质量是5.0t（吨），滑板与冰面间的动摩擦因数是0.027，马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进？

1350N

问题：

1.相对运动和运动有什么区别？

请举例说明。

2．压力FN的值一定等于物体的重力吗？

3．滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗？

4．滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度有关吗？

三、静摩擦力

两个物体满足产生摩擦力的条件，有相对运动趋势时，物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。

①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生；

②接触面粗糙；

③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。

所谓“相对运动趋势”，就是说假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。

比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在；

如果接触面光滑．没有静摩擦力，则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。

跟滑动摩擦力条件的区别是：

3．大小：

两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间

0＜F≤Fmax

实际大小可根据二力平衡条件判断。

4．方向：

总跟接触面相切，与相对运动趋势相反

①所谓“相对运动趋势的方向”，是指假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向。

比如物体静止在粗糙斜面上，假没没有摩擦，物体将沿斜面下滑，即物体静止时相对（斜面）运动趋势的方向是沿斜面向下，则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上，与物体相对运动趋势的方向相反。

②判断静摩擦力的方向可用假设法。

其操作程序是：

A．选研究对象----受静摩擦力作用的物体；

B．选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体；

C．假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向

D．确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反

③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反。

5．静摩擦力的作用点：

在两物体的接触面受力物体上。

【例三】下述关于静摩擦力的说法正确的是：

（D）

A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反；

B．静摩擦力的大小与物体的正压力成正比；

C．静摩擦力只能在物体静止时产生；

D．静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反．

【例四】用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动，不计手指与黑板擦之间的摩擦力，当把推力增加到2F时，黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍？

不变

【例五】如图2-2-2示，物体A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法中正确的是（）

A．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同

B．甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反

C．甲、乙两图中A均不受摩擦力

D．甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向均与F相同

【解析】用假设法分析：

甲图中，假设A受摩擦力，其合力不为零，与A作匀速运动在水平方向受力为零不符，所以A不受摩擦力．乙图中，假设A不受摩擦力，A将相对B沿斜面向下运动，从而A受沿沿斜面向上方向的摩擦力．故D为正确选项．

【答案】D

四、滑动摩擦力和静摩擦力的比较

滑动摩擦力

静摩擦力

符号及单位

产生原因

表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时

表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时

摩擦力用f表示

单位：

牛顿

简称：

牛

符号：

N

大小

f=μN

始终与外力沿着接触面的分量相等

方向

与相对运动方向相反

与相对运动趋势相反

1.摩擦力一定是阻力吗？

2．静摩擦力的大小与正压力成正比吗？

3．最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗？

课堂训练:

1．关于滑动摩擦力，下列说法正确的是：

（B）

A、物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大；

B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反；

C、接触面的滑动摩擦系数越大，滑动摩擦力也越大；

D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。

2．用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱子，那么接触面的滑动摩擦力是多大？

μ值为多大？

100N；

0.2

3．重100N的物体，静止在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0．2，当物体受到一个大小为10N，方向水平向右的力作用时，水平面对物体的摩擦力大小和方向是：

（A）

A．10N，水平向左；

B．10N，水平向右；

C．20N，水平向左；

D．20N，水平向右．

4．如图，木块放在水平桌面上，在水平方向其受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N。

此时水平桌面对木块的静摩擦力为多少？

方向如何？

若撤去力F1，木块将怎样运动，桌面对木块的摩擦力将如何变化？

答案：

8N水平向左；

静止大小2N方向向右

课后作业:

1．下列关于摩擦力的说法中错误的是（ABC）

A．两个相对静止物体间一定有静摩擦力作用．B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的．

C．静摩擦力对物体总是阻力．D．有摩擦力一定有弹力

2．下列说法中不正确的是（ABCD）

A．物体越重，使它滑动时的摩擦力越大，所以摩擦力与物重成正比．

B.由μ=f/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与正压力成反比．

C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反．

D．摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用．

3．如图所示，一个重G=200N的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体和水平面间的摩擦因数μ=0.1，同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力F作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是（D）

A．大小是10N，方向向左．B．大小是10N，方向向右．

C．大小是20N，方向向左．D．大小是20N，方向向右．

4．粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时（）

A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F．

B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零．

C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零．

D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F．

5．一木块重G=30N，按图中四种方法放置时施加的外力分别为F1=10N，F2=20N，F3=30N，F4=40N，则木块与接触面之间的压力分别为N1=__30N____，N2=__10N____，N3＝_0_____，N4=_40N_____．

6．在水平桌面上放一块重G=200N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，设桌面对木块的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则分别用水平拉力F1=15N、F2=30N、F3=80N拉木块时，木块受到的摩擦力分别为f1=__15N____，f2=__30N____，f3=__40N____．

7．一块长l、质量为m的均匀木板，放在水平桌面上，木板与桌面间动摩擦因数为μ．当木板受到水平推力F向右运动伸出桌面1／3时，木板受到的摩擦力等于__μmg____．

*8．如图所示，A、B两物体均重G=10N，各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.3，同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上，则地面对B的摩擦力等于___0___，B对A的摩擦力等于__F____．