专题二 研究物体间的相互作用.docx

专题二 研究物体间的相互作用.docx

《专题二 研究物体间的相互作用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题二 研究物体间的相互作用.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题二研究物体间的相互作用

第三章研究物体间的相互作用

一、课标要求

课标内容

要求

通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律、能用动摩擦因数计算摩擦力

理解

知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。

了解

通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。

掌握

产生：

①物体直接接触，②接触处物体发生了弹性形变

方向：

弹力的方向与施力物体的形变方向相反，与受力物体的形变方向相同

①在接触面上产生的弹力的方向与面垂直；

②绳产生的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。

二、知识体系

产生：

①物体接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动

方向：

沿着接触面的切线与相对运动方向相反

大小：

f=uN

产生：

①物体接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动趋势

方向：

沿接触面的切线，与相对运动趋势方向相反

大小：

0＜f≤fm

滑动摩擦力

静摩

擦力

摩擦力

弹力

两种常

见的力

力的合成与分解

合力与分力：

等效代替关系

遵守的定则：

平行四边形定则

合力范围：

≤F≤F1+F2

力

-

物体的平衡

专题五探究弹力与摩擦力

一、自主测评

1、弹力：

发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

2、弹力产生的条件：

①物体间直接接触②物体发生形变。

3、弹力的方向：

弹力的方向总与施力物体的形变方向相反，总与受力物体的形变方向相同。

压力或支持力的方向总是垂直于接触面而指向被压或被支持的物体；绳的拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向。

4、由实验“探究弹力和弹簧伸长的关系”，所得的结论：

弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比。

称为胡克定律，关系式为F=Kx，或中k为弹簧的劲度系数。

5、滑动摩擦力：

一个物体在另一个物体表面上相对滑动的时候，要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。

（1）滑动摩擦力产生的条件

①接触面粗糙；②两物体相互接触且存在弹力；③两物体间有相对运动。

（2）滑动摩擦力的方向。

总是沿着接触面切线方向，且与相对运动的方向相反

（3）滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。

f=uN

u为动摩擦因数，取决于两物体的材料和接触面的粗糙程度与接触面的面积无关。

6、静摩擦力：

当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动趋势时，所受到的另一个物体对它的阻碍作用，叫静摩擦力。

（1）静摩擦力产生的条件

①接触面粗糙；②两物体接触且存在弹力；③两物体间有相对运动趋势

（2）静摩擦力的方向。

沿着接触面的切线方向跟物体相对运动趋势的方向相反。

（3）静摩擦力的大小随着外力的增大而变化，当外力增大到使物体处于将动未动的状态时，静摩擦力达到最大值，故静摩擦力随着外力的变化而在0≤f≤fm的范围内变化，最大静摩擦力与压力成正比。

二、典型例题

例1．如图3-5-1所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是（）

A．重力、绳的拉力B．重力、绳的拉力、斜面的弹力

C．重力、斜面的弹力D．绳的拉力、斜面的弹力

解析：

如果斜面对球有支持力，球静止时，细绳不能紧直，所以

本题中小球不受斜面的支持力，只受重力和绳的拉力作用。

图3-5-1

答案：

A。

说明：

判断弹力是否存在常用的一种方法是假设法。

例2.如图3-5-2所示，在光滑的水平面上，物体在弹簧的拉力下运动，则物体A的受力情况是（）

A.只受弹簧的拉力

B.受弹簧的拉力和重力

C.受弹簧的拉力、重力和支持力

D.受重力和支持力图3-5-2

解答：

A与弹簧、地面接触，A在拉力作用下运动，所以A受重力、拉力、支持力共同作用，答案：

C。

例3．按下列要求画出弹力的方向：

（1）搁在光滑竖直墙与粗糙水平地面间的棒在A，B两处受到的弹力（图3-5-3）；

（2）搁在光滑半球形槽内的棒在C，D两处受到的弹力（图3-5-4）；

（3）用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力（图3-5-5）．

图3-5-3图3-5-4图3-5-5

解析：

（1）棒在重力作用下对A，B两处都有挤压作用，因A，B两处的支持物都为平面，所以其弹力垂直平面分别向上和向右．

（2）棒对C，D两处有挤压作用，因C处为曲面，D处为支承点，所以C处弹力垂直其切平面指向被支持的物体——沿球半径指向球心；D处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体——垂直棒斜向上．

（3）球在重力作用下挤压墙壁，拉引绳子，所以墙产生的弹力垂直墙面指向球；绳子产生的弹力沿着绳子向上．

答案：

（1）A，B两处弹力方向如图3-5-6所示；

（2）C，D两处弹力方向如图3-5-7所示；

（3）小球受到的弹力方向如图3-5-8所示．图3-5-6

例4．一根弹簧在弹性限度内，用3N的力拉时，其长度为20cm；用5N的力压时，其长度为12cm，这弹簧的自然长度是多少？

解析：

设弹簧原长为lo，弹簧每受到1N的作用力变化的长度为△l，由题中给出的两个条件可得：

l1=20=l0+3△l

l2=12=l0－5△l

解得l1=17（cm）

答案：

17cm

例5．如图3-5-9，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受到的摩擦力f随拉力F变化的图像（图3-5-10）正确的是（）图3-5-9

图3-5-10

解析：

当木块不受拉力时（F=0），桌面对木块没有摩擦力（f=0）．

当木块受到的水平拉力F较小时，木块仍保持静止，但出现向右运动的趋势，桌面对木块产生静摩擦力，其大小与F相等，方向相反．

随着水平拉力F不断增大，木块向右运动的趋势增强，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力F足够大时，木块开始滑动，桌面对木块的静摩擦力达最大值fm．在这个过程中，由木块水平方向二力平衡条件知，桌面对木块的静摩擦力f始终与拉力F等值反向，即随着F的增大而增大.木块滑动后，桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力，它小于最大静摩擦力，并且在木块继续滑动的过程中保持不变．

答案：

D．

例6．重力为400N的木箱放在水平地面上，动摩擦因数为0.25，如果分别用70N和150N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分别为多少？

（设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等）

解析：

Fm=uN=100N，要推动木箱，推力必须大于或等于100N，当推力为70N时，推力小于最大静摩擦力，木箱没动，其受到的是静摩擦力，由二力平衡条件知；摩擦力和推力大小相等，即摩擦力大小为70N，当用150N的水平力推木箱时，推力大于最大静摩擦力，木箱与地面发生相对滑动，此时木块受到的是滑动摩擦力，大小为100N。

三、基础训练

1、关于物体对水平支持面的压力N，下列说法正确的是（）

A．N就是物体的重力

B．N是由于支持面发生微小形变产生的

C．N的作用点在物体上

D．N的作用点在支持面上

答案：

D

2、下列说法正确的是（）

A．木块放在桌面上受到向上的支持力，这是由于木块发生微小形变而产生的

B．用一根细竹杆拨动水中的木头，木头受到竹杆的推力，这是由于木头发生形变而产生的

C．绳对物体的拉力方向总是竖直向上

D．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是由于电线发生微小形变而产生的

答案：

D

3、下列关于弹力的说法不正确的是（）

A．通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力

B．轻绳或轻杆上产生的弹力，其方向总是在沿绳或杆的直线上

C．两物体相到接触疔能有弹力存在

D．压力和支持力的方向总是垂直于接触面

答案：

B

4、一辆汽车停在水平地面上，下列关于汽车和地面受力的说法中正确的是（）

A．地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变，汽车未发生弹性形变，所以汽车不受弹力

B．地面受向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了弹性形变

C．汽车受向上的弹力，是因为地面发生了弹性形变，地面受向下的弹力，是因为汽车发生了弹性形变

D．以上说法均不正确

答案：

C

5、关于静摩擦力，下列说法正确的是（）

A．两相对静止的物体间一定存在静摩擦力

B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的

C．静摩擦力一定是阻力

D．在压力一定的条件下，物体受到的静摩擦力是可以变化的，但是一定限度

答案：

D

6、如图3-5-11，粗细均匀的直棒下端置于粗糙水平地面上，上端用线拴着并被提起，线处于竖直方向，直棒静止，则直棒下端受到地面的摩擦力为（）

A．零图3-5-11

B．有向左的摩擦力

C．有向右的摩擦力

D．不能确定

答案：

A

7、下列说法中正确的是（）

A．两个互相接触的物体之间一定有弹力作用

B．一个物体静止在另一个物体的表面上，它们之间一定不存在摩擦力的作用

C．两物体之间如果有弹力的作用，就一定有摩擦力的作用

D．两物体之间如果有摩擦力作用，就一定有弹力的作用

答案：

D

8、弹簧原长10cm，若它的下端挂500g的重物，则弹簧的长度为12.5cm（未超过弹性限度），若把重物取去200g，弹簧的长度是（）

A．4cmB．9cmC．10.5cmD．11.5cm

答案：

D

9、如图3-5-12所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N，则：

（1）木块受到摩擦力大小为（）

A．10NB.8NC.2ND.12N

答案：

B

（2）若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力和摩擦力分别为:

A．10N，2NB．2N，8NC．2N，0ND．0N，2N

答案：

D

10、水平路面上，一辆卡车上放着一只集装箱，那么（）

A．当卡车启动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车在一起运动，方向向后

B．当卡车匀速运动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动，方向向前

C．当卡车匀速运动时，卡车对集装箱的静摩擦力为零

D．当卡车刹车时，卡车对集装箱的静摩擦力为零

答案：

C

11、当担心如图3-5-13所示手中的瓶了掉下去时，总是努力把它握得更紧一些，这样做的目的是（）

A．增大手对瓶的作用面积

B．增大手对瓶的摩擦力

C．增大手对瓶的最大摩擦力

D．增大瓶子的受的合外力

图3-5-13

答案：

C

12．在拔河比赛中，下列各因素中对获胜有利的是（）

A.对绳的拉力大于对方

B.对地面的最大静摩擦力大于对方

C.手对绳的握力大于对方

D.质量大于对方

答案：

B

四、能力提升

13．物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数μ=0.2，从t=0开体以一定的速度V0向右滑动的同时，受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，则反映物体受到摩擦力F随时间变化的图像是图3-5-14中的哪一个（取向右为正方向，g=10N/kg）（）图3-5-14

答案：

A

14．如图3-5-15为皮带传送装置，A为主动轮，B为从动轮，传动过程中皮带不打滑，P、Q分别为两轮边缘上的两点，下列说法正确的是（）

A．P、Q两点摩擦力均与轮转动方向相反

B．P点摩擦力方向与A轮转动方向相反，Q点摩擦力方向与B轮转动方向相同图3-5-15

C．P点摩擦力方向与A轮转动方向相同，Q点摩擦力方向与B轮转动方向相反

D．P、Q两点摩擦力均与轮转动方向相同

答案：

B

15．汽车发动机通过变速器和后轮相连，当汽车由静止开始向前开动时，前轮和后轮所受到的摩擦力的方向（）

A．前后轮受到的摩擦力都向后

B．前后轮受到的摩擦力都向前

C．前轮受到的摩擦力向前、后轮向后

D．前轮受到的摩擦力向后、后轮向前

答案：

D

16.运动员在练爬杆运动时，若沿竖直杆匀速攀上又匀速滑下，设匀速攀上时他所受的摩擦力为f1，匀速滑下时他所受的摩擦力为f2，匀速滑下时他所受的摩擦力为f2，则（）

A．f1方向向上f2方向向下,f1＞f2

B．f1方向向下f2方向向上,f1＜f2

C．f1f2方向均向上,f1＝f2

D．f1f2方向均向下,f1＝f2

答案：

C

17.如图3-5-16所示，物体A、B叠放在一起置于光滑的水平面上，在水平拉力F1=10N、F2=12N作用下运动，A、B相对静止，已知mA=1kg、mB=6kg，则A受到摩擦力Ff大小和方向为（）

A．Ff=0

B．Ff=0.2N,方向水平向右

C．Ff=0.2N,方向水平向左

D．Ff=10N,方向水平向左图3-5-16

解析：

对A、B整体，a=（F1+F2）/（mA+mB）=2.2m/s2

对A：

F1-Ff=mAa代入数据得：

Ff=0.2N,方向水平向左

答案：

C

18.如图3-5-17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（）

A．方向不可能沿斜面向上

B．方向不可能沿斜面向下图3-5-17

C．大小不可能等于零

D．大小可能等于F

解析：

只考虑物块M在平行于斜面方向上的受力情况，假设力F由零开始逐爩增大，F=0时，物块有沿斜面下滑的趋势，所以在最初阶段物块受沿斜面向上的静摩擦力作用，当F增大到跟使物块下滑的力相等时，摩擦力为零；F继续增大时，物块有沿斜面向上滑动的趋势，这时斜面对物块的摩擦力沿斜面向下，可见选择项A、B、C都不正确。

根据力的分解知识可知,物块的重力沿斜面向下的分力，即“下滑力”大小等于Gsinθ。

因此：

F=Gsinθ时，摩擦力为零；F＜Gsinθ时，静摩擦力沿斜面向上，F＞Gsinθ时，静摩擦力沿斜面向下；在F＜Gsinθ的情况下，如果F＝

，则沿斜面向上的静摩擦力大小也等于

，可见选择D正确。

答案：

D