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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