浙江鸭届高三物理一轮复习第2章相互作用第1节重力弹力摩擦力.docx

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浙江鸭届高三物理一轮复习第2章相互作用第1节重力弹力摩擦力

第1节　重力　弹力　摩擦力

[浙江考试标准]

知识内容

考试要求

命题规律

必考

加试

重力、基本相互作用

c

c

1.弹力和摩擦力的考查，特别注意弹簧弹力和杆上的弹力及静摩擦力；

2.受力分析及力的运算作为一种分析物理问题的工具，贯穿高考考查的大部分内容和考题；

3.力的合成与分解；

4.共点力作用下物体的平衡，如动态平衡、极值求解等.

弹力、摩擦力

c

c

力的合成

c

c

力的分解

c

c

共点力平衡条件及应用

c

c

实验3　探究求合力的方法

√

第1节　重力　弹力　摩擦力

考点一|重力

1．重力的理解

（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：

总是竖直向下的．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．（加试要求）

①影响重心位置的因素：

物体的几何形状；物体的质量分布．

②不规则薄板形物体重心的确定方法：

悬挂法．注意：

重心的位置不一定在物体上．

2．四种基本相互作用

万有引力

电磁相互作用

强相互作用

弱相互作用

概念及特点

一切物体间存在的相互吸引的力

电荷之间的相互作用和磁体之间的相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现

能使原子核保持在一起的强大作用力

放射现象中起作用的一种基本相互作用

作用范围

长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的，在宏观世界显示作用

短程力，作用范围在原子核尺度内，约为10－15m，距离增大，相互作用急剧减小，在宏观世界不易觉察

　（2016·浙江4月学考）如图211所示是某人在投飞镖，飞镖在飞行途中受到的力有（　　）

图211

A．推力B．重力、空气阻力

C．重力、推力D．重力、推力、空气阻力

B　[飞镖在飞行途中已经脱离手的作用，所以受到重力和空气阻力，B正确．]

1．对重力的理解

（1）在地球附近的一切物体都受到重力作用．

（2）重力是由于地球的吸引而产生的，在通常情况下，重力的大小不等于地球对物体的吸引力．

（3）重力是非接触力．

（4）重力的施力物体是地球．

（5）物体所受的重力与物体所处的运动状态以及是否受其他力等因素无关．

2．重力的方向

竖直向下也就是沿重垂线的方向，不能将竖直向下说成“垂直向下”，也不能说成“指向地心”．“竖直向下”是指垂直于当地的水平面向下，而“垂直向下”可以指垂直于任何支持面向下．只有在两极或赤道时，重力的方向才“指向地心”．

1．（2017·绍兴市调研）质量为2kg的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止（g取9.8N/kg）．则以下说法正确的是（　　）

【导学号：

81370046】

A．物体重力大小等于19.6N

B．物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同，所以它们是同一个力

C．剪断细绳后，物体不受任何力的作用

D．物体的各部分中，只有重心处受重力

A　[由重力和质量的关系可知G＝mg＝2×9.8N＝19.6N，选项A正确．判断两个力是否是同一个力不能仅看大小、方向是否相同，还要看作用点、力的性质等因素．物体对绳的拉力，施力物体是该物体，受力物体是绳，作用点在绳上，而重力的施力物体是地球，受力物体是该物体，作用点在该物体上，它们不是同一个力，选项B错误．剪断细绳后，物体仍然受重力作用，选项C错误．物体的各部分都受重力，从“效果”上看跟重力作用在重心一样，选项D错误．]

2.如图212所示，圆桶形容器内装有一定量的某种液体，容器和液体整体的重心正好位于液面下的A点，现将液体倒出少许，则关于整体重心位置的变化下列说法正确的是（　　）

图212

A．下降B．上升

C．不变D．不确定

D　[当液体全部倒出时，重心在A点上方，当液体倒出少许时，液体的重心是下降的，故整体的重心可能下降，也可能上升，要看倒出液体的质量．D正确．]

3．下列关于自然界中的四种基本相互作用的描述中，正确的是（　　）

【导学号：

81370047】

A．一切物体之间都存在着相互作用的吸引力

B．强相互作用存在于宏观物体之间，而弱相互作用存在于原子核内部

C．电荷间的相互作用、磁体间的相互作用在本质上不是同一种相互作用的表现

D．原子核内部的带正电的质子之间存在着斥力，但原子核仍能紧密地保持在一起，是万有引力作用的结果

A　[引力是自然界中一种基本相互作用，存在于一切物体之间，故A正确；强相互作用和弱相互作用都存在于原子核内部，作用范围都很小，并随距离的增大而急剧减小，原子核之所以紧密地保持在一起，是由于核子间存在着强相互作用，故B、D均错误；电荷间的相互作用与磁体问的相互作用都属于电磁相互作用，故C错误．]

考点二|弹力

1．产生条件

（1）两物体相互接触．

（2）两物体发生弹性形变．

2．方向

弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反．几种典型的弹力的方向如下：

（1）压力：

垂直于支持面而指向被压的物体．

（2）支持力：

垂直于支持面而指向被支持的物体．

（3）细绳的拉力：

沿绳指向绳收缩的方向．

（4）轻杆的弹力：

不一定沿杆，要根据运动状态具体分析．

3．弹力大小计算的三种方法（加试要求）

（1）根据力的平衡条件进行求解．

（2）根据牛顿第二定律进行求解．

（3）根据胡克定律进行求解．

①内容：

弹簧发生弹性形变时，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.k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．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．

　（2015·浙江1月学考）如图213所示，是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”．为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度，则船体对冰块的弹力示意图正确的是（　　）

图213

C　[船体对冰块的弹力应垂直接触面且作用在冰块上，故选C.]

1．弹力有无的判断“三法”

（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．

2．弹力方向的判断

（1）五种常见模型中弹力的方向.

常见的弹力

弹力的方向

弹簧两端的弹力

与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向

轻绳的弹力

沿绳指向绳收缩的方向

面与面接触的弹力

垂直于接触面指向受力物体

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）而指向受力物体

杆的弹力

可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析

（2）根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断．

1．下列说法不正确的是（　　）

A．木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的

B．拿一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力，这是由于竹竿发生形变产生的

C．绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向

D．挂在电线下面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

A　[弹力是由于发生弹性形变的物体要恢复原状而对接触物体产生的作用力，因此物体受到的弹力是因为施力物体发生弹性形变，而要恢复原状而产生的；弹力的方向总是与施力物体发生形变的方向相反，故A错误，B、C、D正确．]

2．探究弹力和弹簧伸长量的关系时，在弹性限度内，悬挂G1＝15N的重物时，弹簧长度为L1＝0.16m；悬挂G2＝20N的重物时，弹簧长度为L2＝0.18m，则弹簧的原长L和劲度系数k分别为（　　）

【导学号：

81370048】

A．L＝0.02m，k＝500N/m

B．L＝0.10m，k＝500N/m

C．L＝0.02m，k＝250N/m

D．L＝0.10m，k＝250N/m

D　[当悬挂15N重物时，有G1＝k（L1－L）；当悬挂20N重物时，有G2＝k（L2－L），代入数据，联立解得k＝250N/m，L＝0.10m，故选项D正确．]

3．如图214所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在AB上，D物体悬挂在线的下端时绳恰好竖直，且与斜面接触．若接触面均光滑，下列说法中正确的是（　　）

图214

A．A对B的弹力方向水平向右

B．C对地面的压力大小等于C的重力

C．D对斜面没有压力作用

D．斜面对D的支持力垂直斜面向上

C　[物体接触并产生弹性形变时就能产生弹力作用．无法直接判断有无形变时，可用假设法．A和B接触但没有相互挤压，所以A和B之间不产生弹力作用，A错误；C对A、B产生向下的压力作用，对地面并不产生压力，B错误；如果去掉斜面，D物体仍然静止，保持原来的状态，所以D与斜面之间没有弹力作用，C正确，D错误．]

4.（加试要求）（2016·奉化选考模拟）如图215所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态，则弹性杆对小球的弹力（　　）

图215

【导学号：

81370049】

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

D　[小球受到重力和杆的支持力（弹力）作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与小球的重力大小相等、方向相反．D正确．]

考点三|摩擦力

1．静摩擦力与滑动摩擦力

名称

静摩擦力

滑动摩擦力

产生条件

接触面粗糙

接触处有弹力

两物体间有相对运动趋势

接触面粗糙

接触处有弹力

两物体间有相对运动

大小、方向

大小：

0

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

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．μ＝

.

（2）决定因素

接触面的材料和粗糙程度．

3．滑动摩擦力大小的计算（加试要求）

（1）公式F＝μFN中的FN是两个物体接触面上的压力，称为正压力（垂直于接触面的力），性质上属于弹力，它不一定等于物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定．

（2）滑动摩擦力F的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小无关．

（3）公式F＝μFN适用于滑动摩擦力大小的计算，求静摩擦力的大小时，该公式不成立．

　（2015·浙江10月学考）将质量为1.0kg的木块放在水平长木板上，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，木块先静止后相对木板运动．用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小，并用计算机绘制出摩擦力大小Ff随拉力大小F变化的图象，如图216所示．木块与长木板间的动摩擦因数为（g取10m/s2）（　　）

图216

A．0.3B．0.5

C．0.6D．1.0

A　[由图可知最大静摩擦力为5N，滑动摩擦力为3N，且滑动摩擦力满足公式Ff＝μmg，所以μ＝0.3.故选A.]

1．静摩擦力的有无及方向的判断方法

（1）假设法

（2）状态法

根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向．

2．摩擦力大小的计算方法

（1）先要依据条件判断是滑动摩擦力还是静摩擦力；

（2）滑动摩擦力的大小可以用F＝μFN计算，也可以用平衡条件计算；

（3）静摩擦力的大小要根据平衡条件计算．

3．计算摩擦力大小时的“三点注意”

（1）计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是属于静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小．

（2）在计算滑动摩擦力的公式Ff＝μFN中，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；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．

（3）滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积也无关．

1．（2017·台州学考模拟）关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）

【导学号：

81370050】

A．相互压紧的粗糙物体之间总是有摩擦力

B．一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时，才有可能受到摩擦力

C．具有相对运动的两个物体，一定存在摩擦力

D．只有静止的物体才受到静摩擦力的作用

B　[摩擦力产生的条件是：

接触面粗糙，两物体相互接触且存在弹力，两物体间有相对运动或相对运动的趋势．所以只有B才有可能受到摩擦力．选项B正确．]

2．如图217所示，用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计读数为0.90N，已知滑块重为3N，则滑块与桌面间的动摩擦因数为（　　）

图217

A．0.1B．0.3

C．2.0D．3.0

B　[由Ff＝μFN＝μG得μ＝

＝0.3.故选B.]

3．如图218甲所示，小孩用80N的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为F1；乙图中，小孩用100N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2；丙图中，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为F3.若木箱对地面的压力大小为200N，木箱与地面间动摩擦因数为μ＝0.45，则F1、F2、F3的大小分别为（　　）

甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙

图218

A．80N、100N、90NB．80N、100N、45N

C．80N、80N、90ND．0、80N、45N

A　[小孩用80N的水平力推不动木箱，则木箱此时受到的是静摩擦力，所以F1＝80N．小孩用100N的力恰好推动木箱，此时的推力的大小等于摩擦力的大小，所以F2

＝100N．木箱被推动后受滑动摩擦力，由公式Ff＝μFN来计算大小，所以F3＝0.45×200N＝90N，故A项对．]

4.（加试要求）（2017·金华十校调研）如图219所示，A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）

图219

【导学号：

81370051】

A．A、B之间无摩擦力

B．A受到的摩擦力水平向右

C．B受到A的摩擦力水平向右

D．地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右

C　[对A物体，由于A匀速运动，由二力平衡可知，B对A的静摩擦力必与F等值反向，故A、B错误；对B物体，由力的作用的相互性可知，A对B的摩擦力一定与B对A的摩擦力反向，故B受到A的摩擦力水平向右，故C正确；对A、B整体分析，由于AB一起向右匀速运动，则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力，且水平向左，故D错误．]