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1、专题一第一讲重力弹力和摩擦力精选第一章 力 物体的平衡 知识体系总览 考 点要求1. 力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因力是矢量力的合 成和分解2. 重力重心 3. 形变和弹力胡克定律 4. 静摩擦最大静摩擦力 5. 滑动摩擦滑动摩擦定律 6. 共点力作用下的物体的平衡 7. 实验：长度的测量8. 实验：探究弹力和弹簧伸长的关系9. 实验：验证力的平行四边形定则1从近几年的高考试题可看出本章考查的热点是：受力分析、 共点力的平衡和摩擦力等， 单独考查本章内容的题型多以选择题为主2在将来的高考中，本章内容仍是必考点，尤其是有关弹力、 摩擦力的问题， 更是考查的重点， 同

2、时考题中3在复习中，三种性质的力中，弹力大小和方向的判断，尤其是 “弹簧模型” 在不同物理情景下的综合应用在高考中出现的频率较高， 需引起重视， 力的合成与分解、共点力的平衡复习中应重点掌握 要注意解决共点力的平衡常用的基本方法， 如正交分解法、 力的三角形法等 另外还应注意本章与牛顿运动定律、 功和能、 电磁学知识的结合， 与社会生产、 生活和现代科技的结合1(2) 影响物体重心位置的因素物体的形状；物体的 (3) 确定方法【理知识 . 填要点】质量分布均匀、形状规则的物体，重心在其 中一、力 心；1力的概念： 物体与物体之间的 作用对于形状不规则或者质量分布不均匀的物体，重心2力的性质可用

3、 确定(1) 物质性： 力不能脱离 而存在没有“施力物 【试身手 . 夯基础】体”或“受力物体”的力是 的1. 关于重力以下说法正确的是 ( )(2) 相互性： 力的作用是 的施力 ( 受力) 物体同时 A重力的方向总是垂直地面向下的也是受力 (施力 ) 物体 B把空气中的物体浸入水中，物体所受重力变小(3) 矢量性： 力是矢量，既有 ，又有 C挂在绳上静止的物体，它受到的重力就是绳对它(4) 独立性： 一个力作用于某个物体上产生的效果， 与的拉力这个物体是否受到其他力的作用 D同一物体在地球各处重力大小是不一定相同的3力的作用效果 2如图 112 所示， 两辆汽车以相同的速度做匀速使物体发生

4、运动；根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )两个效果改变物体的4力的图示和示意图(1) 力的图示：包含力的 、 、 三个要 A物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分素 所受重力集中于一点(2) 力的示意图： 受力分析时， 作出的表示物体受到某 B地球上的物体只有运动时才受到重力作用一力的有向线段C物体重心的位置与物体形状和质量分布有关 特别提醒 同一性质的力可以产生不同的效果；不 D力是使物体运动的原因同性质的力可以产生相同的效果三、弹力二、重力1定义： 发生形变的物体，由于要 ，对跟1产生： 由于地球的吸引而使物体受到的力它接触的物体会产生力的作用2产生条件 2大小： Gm

5、g. (1) 物体相互接触； (2) 物体发生 3方向： 总是 3 方向 ：弹力 的方向 总是与施力物体 形变的 方4重力与万有引力的区别严格地讲， 重力是万有引力的一 向 个分力 (另一分力是提供物体随几种典型的弹力的方向如下：地球自转做匀速圆周运动 压力：垂直于支持面而指向 的物体的 )，支持力：垂直于支持面而指向 的物体如图 111 所示，但在地球表细绳拉力：沿绳指向 的方向面可以近似地认为重力 万有引力 轻杆的弹力：不一定沿杆，要具体情况具体分析5重力与地理位置的关系 4大小(1) 纬度越大，同一物体的重力 (1) 弹簧 类弹力 ：在弹 性 限度内 遵守胡 克定律 F(2) 海拔越 ，

6、同一物体的重力越 .6重心 (2) 非弹簧类弹力大小由平衡条件或动力学规律求解(1) 定义 ：因为物体各部分都受重力的作用， 从效果上 【试身手 . 夯基础】看，可以认为各部分受到的重力作用集中于 ，3探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬即为物体的重心挂 15N重物时， 弹簧长度为 0.16 m；悬挂 20 N重物时，2弹簧长度为0.18 m ，则弹簧的原长L0 和劲度系数 k (1) 当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多分别为( )大？AL00.02 m k500 N/m (2) 当拉力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多BL00.10 m k500 N/m 大？此后若将

7、拉力减小为5 N(物体仍在滑动) ，地面对CL00.02 m k250 N/m物体的摩擦力是多大？若撤去拉力，在物体继续滑动DL00.10 m k250 N/m的过程中，地面对物体的摩擦力多大？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 FFN，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 例 1

8、 有一带固定、光滑斜势，但不一定阻碍物体的运动，摩擦力可能是动力， 面的小车静止在水平面上，小也可能是阻力 球通过细绳与车顶相连小球(2) 受静摩擦力作用的物体不一定静止， 受滑动摩擦力 某时刻正处于如图115 所作用的物体不一定运动 示的状态，且已知小车正在加速运动设斜面对小球(3) 接触面处有摩擦力时一定有弹力， 且弹力与摩擦力 的支持力为FN，细绳对小球的拉力为FT，关于此时刻方向总垂直 小球的受力情况，下列说法正确的是 ( )【试身手 . 夯基础】 A若小车向左运动， FN可能为零4. 北京时间11 月 22 日 B若小车向左运动， FT可能为零19 点 30 分，中国选手 C若小车向

9、右运动， FN不可能为零劳义在 2010 年广州亚D若小车向右运动， FT不可能为零运会男子 100 米决赛中，以 10 秒 24获得冠 归纳领悟 军是中国选手历史上弹力有无的判断方法首次获得亚运会男子百米冠军！如图113 所示为1对于形变较明显的情况，由形变情况直接判断劳义在比赛过程中，关于比赛中劳义所受摩擦力的分 2形变不明显的情况，常用“假设法” ，其基本思路析正确的是 ( )是：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研A由于劳义在向前运动， 地面对他的摩擦力是滑动摩究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，擦力，方向向后则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存B由于劳义在向

10、前运动， 地面对他的摩擦力是滑动摩在弹力擦力，方向向前 3根据物体的运动状态， 利用牛顿第二定律或平衡条C由于劳义在向前运动， 地面对他的摩擦力是静摩擦件判断弹力是否存在力，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 题组突破 力，方向向后 1. 如图1 16 所示，一小球用两根轻5质量为2 kg 的物体，静止在水绳挂于天花板上，球静止，绳1 倾平地面上， 如图11 4 所示， 物 斜，绳2 恰好竖直，则小球所受的体与地面间的动摩擦因数为0.5 ， 作用力有 ( )最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平 A. 1 个 B2 个拉力 F.( g 取 10 N/kg) C3

11、个 D4 个32. 如图 117 所示， 小车上 是 ( )固定着三角硬杆， 杆的端点处AB点相对于 A点运动趋势方向与固定 着一个质量 为 m 的 小 B点运动方向相反球当小车有水平向右的加速BD点相对于 C点运动趋势方向与度且从零开始逐渐增大时， 杆C点运动方向相反对小球的作用力的变化 ( 用 F1 至 F4 变化表示 ) 可能是 CD点所受静摩擦力方向与 D点运动方向相同图 118 中的( OO沿杆方向 ) ( ) 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 1112 所示，斜面固定在地面上，倾 角 为 37 (sin37 0.6 ，c

12、os37 0.8) ，质量为 1 kg 的滑 例 2 如图 119 所示，块，以一定的初速度沿斜面向下在车厢内悬线下悬挂一小球滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为 0.8.m ，当汽车做匀变速直线运动 该滑块所受摩擦力 Ff 随时间变化的图象是 1113时，悬线将与竖直方向成某一中 的 ( 取初 速 度 方 向为 正 方 向， g 取 10 m/s2)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Cm1 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

13、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 归纳领悟 静摩擦力的有无及方向判断方法 计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是属于静(1) 假设法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物体有加速度时，若只有摩擦力，则 Ff ma，例如(2) 用牛顿第二定律判断：先判断物体的运动状态 ( 即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方向 ) ，再利用牛顿第二定律 ( Fma) 确定合力 加速度；若除摩擦力外，物体还受其他力，则 F 合

14、的方向，然后受力分析判定静摩擦力的有无和方向 ma，先求合力再求摩擦力(3) 用牛顿第三定律判断： “摩擦力总是成对出现的” ， (2) 滑动摩擦力的计算先滑动摩擦力的大小用公式 Ff FN来计算， 但应注确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一 意： 为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面物体受到的摩擦力方向的粗糙程度有关， FN为两接触面间正压力，其大小不 题组突破 一定等于物体的重力，滑动摩擦力的大小与物体的运3. (2011 南宁模拟 ) 如图 1110 所示是主动轮 P动速度无关，与接触面的面积大小也无关通过皮带带动从动轮 Q的示意图， A与 B、C与 D分别根据物体的运动状

15、态判断是皮带上与轮缘上相互接触的点，则下列判断正确的 若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解，若物体有4加速度， 利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解 D静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变 题组突破 化6.如图 1115 所示，物块 A 放 2. 台球以速度 v0 与球桌边框成 角撞击 O点，反弹后速度为 v1，方向与球桌边框夹角仍为 ，如图 1 所在倾斜的木板上，已知木板的倾示OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的弹力方角 分别为 30和 45时物块所 向的判断中正确的是 ( )受摩擦力的大小恰好相等，则物块和木板间的动摩 A可能沿 O A方向擦因数为 ( ) B一定沿 O B方向

16、1 3 B.A.2 27. 如图 1116 所示，质C.22D.52C可能沿 O C方向D可能沿 O D方向量为 m的木块在质量为 M的 3. 如图 2 所示，一小金属罐头盒内盛有水，盒的右侧木板上滑行，木板与地面间底有一小孔，水从小孔全部流出的过程，盒连同盒中 的动摩擦因数为 1，木块的水的共同重心将 ( )与木板间的动摩擦因数为 2，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？ 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【考点四】胡克定律的应用 示例 如图

17、1117 所示，质量均为小为 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 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 确的是 ( )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A1 个 B2 个C3 个 D3 个或 4 个 距离为 L. 假设弹簧一直在弹性限度范围内， 则 ( )A Lmg kB L2 mg k5.(2011 防城港质检 )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C Lmg kD Lmg k止当力 F 逐渐减小时，则物体受到斜面的摩擦

18、力( )A 保持不变 B逐渐减小C逐渐增大一、选择题D以上三种均有可能1下列关于重心、弹力和摩擦力的说法，正确的是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，A 物体的重心并不一定在物体的几何中心上将放置铁块的一端由水平位置缓B劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大慢地向上抬起，木板另一端相对水平面的位置保持不C动摩擦因数与物体之间的压力成反比， 与滑动摩擦变，如图 5 所示铁块受到的摩擦力 Ff 随木板倾角 力成正比5变化的图线可能正确的是 (设最大静摩擦力的大小等 BA 仍静止不动于滑动摩擦力大小 )( ) CA 对桌面的摩擦力不变DA 所受的合力将要变大10.(201

19、1 日照调研 )如图 10 所示，倾角为 的斜面体 C 置于水平面上， B 置于斜面上，通7如图 7 甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜 过细绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接，连接 B 的一段面向上的外力 F 作用下，斜面和物块始终处于静止状 细绳与斜面平行， A、B、C 都处于静止状态 则( )态，当 F 按图乙所示规律变化时，关于物块与斜面间 A B 受到 C 的摩擦力一定不为零摩擦力的大小变化的说法中正确的是 ( ) BC 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 A

20、 一定增大 B可能一直减小11(14 分)如图 11 所示，人重 C可能先减小后增大 D可能一直增大600 N，木块 A 重 400 N，人与 A、 A 8在如图 8 所示的四幅图中， AB、BC 均为轻质杆，与地面间的动摩擦因数均为 0.2，现 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 ( )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A 图中 AB 杆可以用与之等长的轻绳代替的有 (1)、(2)k1 的轻弹簧两端分别

21、与质量为 m1、m2的物块拴接， 劲度系数为 k2 的轻弹簧上 B图中 AB 杆可以用与之等长的轻绳代替的有 (1) 、(3)端与物块 2 拴接，下端压在桌面上 (不C图中 BC 杆可以用与之等长的轻绳代替的有 (2)、(3)拴接)，整个系统处于平衡状态现施D图中 BC 杆可以用与之等长的轻绳代替的有 (2)、(4) 力将物块 1 缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端9.如图 9 所示，放在水平桌面上的木块 A 处于静止状 刚脱离桌面在此过程中，物块 2 向上移动了多少？态，所挂的砝码和托盘的总质量为 0.6 kg，弹簧测力计物块 1 向上移动了多少？ 读数为 2 N，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 0.3 kg 时，将会出现的情况是 (g210 m/s) ( )A 弹簧测力计的读数将变小6