一轮复习专题重力弹力摩擦力.docx
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一轮复习专题重力弹力摩擦力
一轮复习专题重力弹力摩擦力
高考要求
1、掌握力、重力、形变、弹力等概念；
2、理解力不仅有大小而且有方向，是矢量；
3、知道重力的产生及重心位置的确定；
4、掌握判断弹力及其方向的确定方法；
5、掌握胡克定律，会计算弹力的大小。
【理知识.填要点】
一、力
1．力的概念：
物体与物体之间的作用．
2．力的性质
（1）物质性：
力不能脱离而存在．没有“施力物体”或“受力物体”的力是的．
（2）相互性：
力的作用是的．施力（受力）物体同时也是受力（施力）物体．
（3）矢量性：
力是矢量，既有，又有．
（4）独立性：
一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用．
4．力的图示和示意图
（1）力的图示：
包含力的、、三个要素．
（2）力的示意图：
受力分析时，作出的表示物体受到某一力的有向线段．
[特别提醒] 同一性质的力可以产生不同的效果；不同性质的力可以产生相同的效果．
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．
4．重力与万有引力的区别
严格地讲，重力是万有引力的一个分力（另一分力是提供物体随地球自转做匀速圆周运动的），
如图1－1－1所示，但在地球表面可以近似地认为重力万有引力．
5．重力与地理位置的关系
（1）纬度越大，同一物体的重力．
（2）海拔越，同一物体的重力越．
6．重心
（1）定义：
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，即为物体的重心．
（2）影响物体重心位置的因素
①物体的形状；
②物体的．
（3）确定方法
①质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其中心；
②对于形状不规则或者质量分布不均匀的物体，重心可用确定．
【试身手.夯基础】
1.关于重力以下说法正确的是（ ）
A．重力的方向总是垂直地面向下的
B．把空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小
C．挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它的拉力
D．同一物体在地球各处重力大小是不一定相同的
2．如图1－1－2所示，两辆汽车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．地球上的物体只有运动时才受到重力作用
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
三、弹力
1．定义：
发生形变的物体，由于要，对跟它接触的物体会产生力的作用．
2．产生条件
（1）物体相互接触；
（2）物体发生．
3．方向：
弹力的方向总是与施力物体形变的方向．
几种典型的弹力的方向如下：
①压力：
垂直于支持面而指向的物体．
②支持力：
垂直于支持面而指向的物体．
③细绳拉力：
沿绳指向的方向．
④轻杆的弹力：
不一定沿杆，要具体情况具体分析
4．大小
（1）弹簧类弹力：
在弹性限度内遵守胡克定律F＝.
（2）非弹簧类弹力大小由平衡条件或动力学规律求解．
【试身手.夯基础】
3．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＝0.02m k＝500N/m
B．L0＝0.10m k＝500N/m
C．L0＝0.02m k＝250N/m
D．L0＝0.10m k＝250N/m
四、摩擦力
1．定义：
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；物体间有运动或运动趋势．
3．大小：
滑动摩擦力F＝μFN，静摩擦力：
0≤F≤Fmax.
4.方向：
与相对运动或相对运动趋势方向．
5．作用效果：
阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势．
（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，摩擦力可能是动力，也可能是阻力．
（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．
【试身手.夯基础】
4.北京时间11月22日19点30分，中国选手劳义在2010年广州亚运会男子100米决赛中，以10秒24获得冠军．是中国选手历史上首次获得亚运会男子百米冠军！
如图1－1－3所示为劳义在比赛过程中，关于比赛中劳义所受摩擦力的分析正确的是（）
A．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是滑动摩
擦力，方向向后
B．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是滑动摩擦力，方向向前
C．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是静摩擦力，方向向前
D．由于劳义在向前运动，地面对他的摩擦力是静摩擦力，方向向后
5．质量为2kg的物体，静止在水平地面上，如图1－1－4所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平拉力F.（g取10N/kg）
（1）当拉力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？
（2）当拉力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？
此后若将拉力减小为5N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力是多大？
若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力多大？
[例1] 有一带固定、光滑斜面的小车静止在水平面上，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于如图1－1－5所示的状态，且已知小车正在加速运动．设斜面对小球的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．若小车向左运动，FN可能为零
B．若小车向左运动，FT可能为零
C．若小车向右运动，FN不可能为零
D．若小车向右运动，FT不可能为零
[归纳领悟]
弹力有无的判断方法
1．对于形变较明显的情况，由形变情况直接判断．
2．形变不明显的情况，常用“假设法”，其基本思路是：
假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变，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，利用牛顿第二定律或平衡条件判断弹力是否存在．
[题组突破]
1.如图1－1－6所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有（ ）
A.1个 B．2个
C．3个D．4个
2.如图1－1－7所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是图1－1－8中的（OO′沿杆方向）（ ）
[例2] 如图1－1－9所示，在车厢内悬线下悬挂一小球m，当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一角度．若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体m1，则关于汽车的运动情况和物体m1的受力情况正确的说法是（ ）
A．汽车一定向右做加速运动
B．汽车也可能向左运动
C．m1除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用
D．m1除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用
[归纳领悟]
静摩擦力的有无及方向判断方法
（1）假设法
（2）用牛顿第二定律判断：
先判断物体的运动状态（即加速度方向），再利用牛顿第二定律（F＝ma）确定合力的方向，然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向．
（3）用牛顿第三定律判断：
“摩擦力总是成对出现的”，先
确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向．
[题组突破]
3.（2011·南宁模拟）如图1－1－10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
[例3]（2011·杭州调研）如图1－1－12所示，斜面固定在地面上，倾角为37°（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），质量为1kg的滑块，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是1－1－13中的（取初速度方向为正方向，g取10m/s2）（ ）
[归纳领悟]
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．
（1）静摩擦力大小的计算
①物体处于平衡状态时（静止或匀速），利用力的平衡条件来判断其大小．
②物体有加速度时，若只有摩擦力，则Ff＝ma，例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度；若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求摩擦力．
（2）滑动摩擦力的计算
①滑动摩擦力的大小用公式Ff＝μFN来计算，但应注意：
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为两接触面间正压力，其大小不一定等于物体的重力，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判断
若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解，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．
[题组突破]6.如图1－1－15所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩擦因数为（ ）
A.
B.
C.
D.
7.如图1－1－16所示，质量为m的木块在质量为M的木板上滑行，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，木板一直是静止的，那么木板M受到地面对它的摩擦力多大？
方向如何？
【考点四】胡克定律的应用
[示例] 如图1－1－17所示，质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的轻质弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B都处于静止状态．现通过细绳将A加速向上拉起，当B刚要离开地面时，A上升距离为L.假设弹簧一直在弹性限度范围内，则（）
A．L＝
B．L＝
C．L＜
D．L＞
一、选择题
1．下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是（ ）
A．物体的重心并不一定在物体的几何中心上
B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大
C．动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比
D．静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变化
2.台球以速度v0与球桌边框成θ角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为θ，如图1所示．OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方向的判断中正确的是（ ）
A．可能沿OA方向B．一定沿OB方向
C．可能沿OC方向D．可能沿OD方向
3.如图2所示，一小金属罐头盒内盛有水，盒的右侧底有一小孔，水从小孔全部流出的过程，盒连同盒中的水的共同重心将（ ）
A．一直下降 B．一直上升
C．先升后降D．先降后升
4.如图3所示，一个光滑的带正电的小球用细线悬吊着，且处在方向竖直向下的匀强电场中，电场强度的大小为E，小球的下面与斜面接触，细线保持竖直状态，关于小球受力的个数，下列说法正确的是（ ）
A．1个 B．2个
C．3个D．3个或4个
5.如图4所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用而物体始终保持静止．当力F逐渐减小时，则物体受到斜面的摩擦力（ ）
A．保持不变B．逐渐减小
C．逐渐增大D．以上三种均有可能
6.长直木板的上表面的一端放置一个铁块，木板放置在水平面上，将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不变，如图5所示．铁块受到的摩擦力Ff随木板倾角α变化的图线可能正确的是（设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小）（ ）
7．如图7甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态，当F按图乙所示规律变化时，关于物块与斜面间摩擦力的大小变化的说法中正确的是（ ）
A．一定增大 B．可能一直减小
C．可能先减小后增大D．可能一直增大
8．在如图8所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接．下列说法正确的是（ ）
A．图中AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有
（1）、
（2）
B．图中AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有
（1）、（3）
C．图中BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有
（2）、（3）
D．图中BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有
（2）、（4）
9.如图9所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧测力计读数为2N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.3kg时，将会出现的情况是（g＝10m/s2）（ ）
A．弹簧测力计的读数将变小
B．A仍静止不动
C．A对桌面的摩擦力不变
D．A所受的合力将要变大
10.如图10所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，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受到水平面的摩擦力一定为零
C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左
D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
二、计算题
11．（14分）如图11所示，人重600N，木块A重400N，人与A、A与地面间的动摩擦因数均为0.2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：
（1）人对绳的拉力；
（2）人脚对A的摩擦力的方向和大小．
12．（16分）如图12所示，劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块拴接，劲度系数为k2的轻弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接），整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面．在此过程中，物块2向上移动了多少？
物块1向上移动了多少？
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