物理第二章 相互作用 第1節(jié) 重力 彈力 摩擦力 新人教版

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1、第二章相互作用-2-第1節(jié)重力彈力摩擦力-4-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診一、重力1.產(chǎn)生:由于 地球吸引而使物體受到的力。注意:重力不是萬有引力,而是萬有引力豎直向下的一個(gè)分力。2.大小:G=mg,可用 彈簧測力計(jì)測量。注意:(1)物體的質(zhì)量不會(huì)變;(2)G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的。3.方向:總是 豎直向下的。注意:豎直向下是和水平面垂直,不一定和接觸面垂直,也不一定指向地心。-5-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診4.重心:物體的每一部分都受重力作用,可認(rèn)為重力集中作用于一點(diǎn)即物體的重心。(1)影響重心位置的因素:物體的幾何形狀;物體的 質(zhì)量分布。(2)不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法: 懸掛法。注意:

2、重心的位置不一定在物體上。-6-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診二、彈力1.彈性形變:撤去外力作用后能夠 恢復(fù)原狀的形變。2.彈力:(1)定義:發(fā)生 形變的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。(2)產(chǎn)生條件:物體間直接接觸;接觸處發(fā)生 形變。(3)方向:總是與施力物體形變的方向 相反。-7-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診3.胡克定律:(1)內(nèi)容:在彈性限度內(nèi),彈力和彈簧形變大小(伸長或縮短的量)成 正比。(2)表達(dá)式:F=kx。k是彈簧的 勁度系數(shù),單位是牛頓每米,用符號(hào)N/m表示;k的大小由彈簧 自身性質(zhì)決定。x是彈簧長度的 變化量,不是彈簧形變以后的長度。-8-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診三、摩擦力1.靜摩擦力與滑動(dòng)

3、摩擦力2.動(dòng)摩擦因數(shù)(1)定義:彼此接觸的物體發(fā)生 相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力和正壓力的比值。= 。(2)決定因素:接觸面的材料和 粗糙程度。-9-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診-10-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診1.(2018河南鄭州測試)關(guān)于物體所受的重力,以下說法正確的是()A.重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力,作用點(diǎn)就是重心,且重心一定在物體上B.重力的方向就是物體自由下落的方向C.重力的大小可以用彈簧測力計(jì)或天平直接測出D.在不同地點(diǎn)的兩個(gè)物體,質(zhì)量大的物體一定比質(zhì)量小的物體所受的重力大 答案解析解析關(guān)閉重力是由地球的吸引而產(chǎn)生的,但重力不能說就是地球的引力,它只是引力的一部分,同時(shí)重力的作用點(diǎn)就是物體的重心,而重心不一定

4、在物體上,故A錯(cuò)誤;重力的方向豎直向下,即物體自由下落的方向,故B正確;重力的大小可以用彈簧測力計(jì)測量,但不能用天平直接測出,故C錯(cuò)誤;物體在同一地點(diǎn),質(zhì)量大的物體一定比質(zhì)量小的物體所受的重力大,但在不同地點(diǎn),由于重力加速度不相同,故質(zhì)量大的物體不一定比質(zhì)量小的物體所受的重力大,故D錯(cuò)誤。故選B。 答案解析關(guān)閉B-11-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診2.如圖所示,小車受到水平向右的彈力作用,與該彈力有關(guān)的說法中正確的是()A.彈簧發(fā)生拉伸形變B.彈簧發(fā)生壓縮形變C.該彈力是小車形變引起的D.該彈力的施力物體是小車 答案解析解析關(guān)閉小車受到水平向右的彈力作用,彈簧發(fā)生拉伸形變,該彈力是彈簧形變引起的,該彈力的

5、施力物體是彈簧,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉A-12-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診3.(多選)關(guān)于胡克定律,下列說法正確的是()A.由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比B.由k=可知,勁度系數(shù)k與彈力F成正比,與彈簧的形變量x成反比C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的,與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時(shí)彈力的大小 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-13-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診4.如圖所示,放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B,A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧,A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法中正確的是()

6、A.B受到向左的摩擦力B.B對(duì)A的摩擦力向右C.地面對(duì)A的摩擦力向右D.地面對(duì)A沒有摩擦力 答案解析解析關(guān)閉壓縮的彈簧對(duì)B有向左的彈力,B有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢,受到向右的摩擦力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;A對(duì)B的摩擦力向右,由牛頓第三定律可知,B對(duì)A的摩擦力向左,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)整體研究,根據(jù)平衡條件分析可知,地面對(duì)A沒有摩擦力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 答案解析關(guān)閉D-14-知識(shí)梳理考點(diǎn)自診5.(2018福建三明月考)如圖所示,一質(zhì)量為1kg的長木板放在水平桌面上,木板與桌面F間的最大靜摩擦力為3.2N,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3。如果分別用2.8N的水平力和3.5N的水平力推木板,木板受到的摩擦力大小分別為 N和 N。(

7、g取10m/s2) 答案解析解析關(guān)閉滑動(dòng)摩擦力F=FN=0.3110N=3N,推力為2.8N時(shí),木箱不動(dòng),木箱受到的摩擦力為靜摩擦力,大小等于2.8N。推力為3.2N時(shí),木箱相對(duì)地面運(yùn)動(dòng),木箱受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,大小F=FN=3N。 答案解析關(guān)閉2.83-15-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四彈力的分析與計(jì)算彈力的分析與計(jì)算1.彈力有無的判斷“三法”-16-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四-17-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四2.彈力方向的確定 -18-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四3.計(jì)算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解。(2)根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解。(3)根據(jù)牛頓第

8、二定律進(jìn)行求解。-19-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四例1(2017江蘇如皋期末)如圖所示,小車上固定著一根彎成角的曲桿,桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球。下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷正確的是()A.小車靜止時(shí),F=mgcos,方向沿桿向上B.小車靜止時(shí),F=mgcos,方向垂直桿向上 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-20-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四思維點(diǎn)撥(1)小車靜止時(shí),由平衡條件判斷;(2)小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律判斷。輕桿彈力“按需提供”為了維持物體的狀態(tài),由受力平衡或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解得到所需彈力,桿就會(huì)根據(jù)需要提供相應(yīng)的彈力。-21-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四即

9、學(xué)即練即學(xué)即練1.如圖所示,小車上固定一根彈性直桿A,桿頂固定一個(gè)小球B,現(xiàn)讓小車從光滑斜面上自由下滑,在下圖的情況中桿發(fā)生了不同的形變,其中正確的是() 答案解析解析關(guān)閉小車在光滑斜面上自由下滑,則加速度a=gsin(為斜面的傾角),由牛頓第二定律可知小球所受重力和桿的彈力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于gsin,則桿的彈力方向垂直于斜面向上,桿不會(huì)發(fā)生彎曲,C正確。 答案解析關(guān)閉C-22-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四2.(2016江蘇卷)一輕質(zhì)彈簧原長為8cm,在4N的拉力作用下伸長了2cm,彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數(shù)為()A.40m/NB.40N/mC.200m/ND

10、.200N/m 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-23-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四3.(2017全國卷)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上,彈性繩的原長也為80cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn),平衡時(shí)彈性繩的總長度為100cm;再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn),則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi))()A.86cm B.92cmC.98cmD.104cm 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-24-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四摩擦力的有無及方向的判斷摩擦力的有無及方向的判斷1.對(duì)摩擦力的理解(1)摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨

11、勢)的方向相反,但不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。(2)摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢),但不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。(3)摩擦力不一定是阻力,也可以是動(dòng)力。(4)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止,但一定保持相對(duì)靜止。-25-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四2.明晰“三個(gè)方向”-26-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四例2(多選)(2017重慶巫山月考)三個(gè)相同的物體疊放在水平面上,B物體受到水平拉力的作用,但三個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示,下列說法正確的是()A.A與B的接觸面可能是粗糙的B.各接觸面都一定是粗糙的C.B與C,C與水平面的接觸面一定是粗糙的D.C與水平面的接觸面可能是光

12、滑的 答案解析解析關(guān)閉物體A與B間沒有摩擦力,故A與B的接觸面可能粗糙也可能光滑,故A正確,B錯(cuò)誤;將物體A、B和物體A、B、C分別看作整體分析可知B與C,C與水平面的接觸面一定是粗糙的,故C正確,D錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉AC-27-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四思維點(diǎn)撥分別以A、AB整體和ABC整體為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件研究A與B間,B與C間、C與地面間的摩擦力,判斷接觸面是否光滑。如兩接觸面間存在摩擦力,一定是粗糙的,如沒有摩擦力,則可能是光滑的。靜摩擦力的有無及方向的判斷方法(1)假設(shè)法-28-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四(2)狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律,判斷靜摩擦力的方向。

13、(3)牛頓第三定律法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。-29-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四即學(xué)即練即學(xué)即練4.(多選)(2017河北安平月考)如圖所示,A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等,它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)也相同。三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是()A.A物體受到的摩擦力方向向右B.三個(gè)物體中只有A物體受到的摩擦力是零C.B、C受到的摩擦力方向相同D.B、C受到的摩擦力方向相反 答案解析解析關(guān)閉A物體勻速運(yùn)動(dòng),合外力為零,故不受摩擦力,B物體和C物體受摩擦力沿傳送帶向上,所以選項(xiàng)B、C正確,

14、選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉BC-30-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四5.如圖所示,A為長木板,在水平地面上以速度v1向右運(yùn)動(dòng),物塊B在木板A的上面以速度v2向右運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是(A、B間不光滑)()A.若是v1=v2,A、B之間無滑動(dòng)摩擦力B.若是v1v2,A受到了B所施加的向右的滑動(dòng)摩擦力C.若是v1v2,B受到了A所施加的向左的滑動(dòng)摩擦力 答案解析解析關(guān)閉當(dāng)v1=v2時(shí),A、B之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng),它們之間肯定沒有滑動(dòng)摩擦力;當(dāng)v1v2時(shí),以B為參考系,A向右運(yùn)動(dòng),它受到B施加的向左的滑動(dòng)摩擦力,B則受到A施加的向右的滑動(dòng)摩擦力;當(dāng)v1mg,故B錯(cuò)誤。對(duì)AC整體研究,受重力、支持力、拉力

15、和向左的摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,有F-FfAB=(M+m)a,故FFfAB,故C正確。 答案解析關(guān)閉CD-37-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四摩擦力的突變問題摩擦力的突變問題 -38-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四例4表面粗糙的長直木板的上表面一端放有一個(gè)木塊,如圖所示,木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角變大,最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力),另一端不動(dòng),則木塊受到的摩擦力Ff隨角度變化的圖象是下列圖中的()C-39-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四解析:下面通過“過程分析法”和“特殊位置法”分別求解解法一過程分析法(1)木板由水平位置剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),=0,Ff靜=0。(2)從木板

16、開始轉(zhuǎn)動(dòng)到木板與木塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前,木塊所受的是靜摩擦力。由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),木塊處于平衡狀態(tài),受力分析如圖,由平衡關(guān)系可知,靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力,Ff靜=mgsin,因此,靜摩擦力隨的增大而增大,它們滿足正弦規(guī)律變化。-40-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四(3)木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)而沒滑動(dòng)時(shí),木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力Ffmax。繼續(xù)增大,木塊將開始滑動(dòng),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,且滿足FfmaxFf滑。(4)木塊相對(duì)于木板開始滑動(dòng)后,Ff滑=mgcos,此時(shí),滑動(dòng)摩擦力隨的增大而減小,滿足余弦規(guī)律變化。綜上分析可知選項(xiàng)C正確。-41-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三

17、命題點(diǎn)四解法二特殊位置法本題選兩個(gè)特殊位置也可方便地求解,具體分析見下表:由以上分析知,選項(xiàng)C正確。-42-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四分析摩擦力突變問題注意“力隨境遷、抓住界點(diǎn)”1.有些臨界問題中并不含“臨界術(shù)語”,但審題時(shí)要注意發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過程中是否會(huì)發(fā)生突變。2.存在靜摩擦的連接系統(tǒng),相對(duì)滑動(dòng)與相對(duì)靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。3.研究傳送帶問題時(shí),物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分界點(diǎn)。-43-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四即學(xué)即練即學(xué)即練9.如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,從t=0開始以初速度v0沿水平地面

18、向右滑行,同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用,g取10m/s2,向右為正方向,該物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)() 答案解析解析關(guān)閉物體在力F和摩擦力作用下向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑動(dòng)摩擦力水平向左,大小為Ff1=mg=2N,物體的速度為零后,物體在力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),物體受水平向右的靜摩擦力,大小為Ff2=F=1N,故只有圖A正確。 答案解析關(guān)閉A-44-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四10.一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示,其中F1=10N,F2=2N,若撤去F1,則木塊受到

19、的摩擦力為()A.10N,方向向左B.6N,方向向右C.2N,方向向右D.0 答案解析解析關(guān)閉當(dāng)物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí),由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8N,方向向左。可知最大靜摩擦力Ffmax8N。當(dāng)撤去力F1后,F2=2NFfmax,物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變,且與作用在物體上的F2等大反向。選項(xiàng)C正確。 答案解析關(guān)閉C-45-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四11.(2017山東濰坊質(zhì)檢)如圖所示,足夠長的傳送帶與水平面夾角為,以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動(dòng)

20、摩擦因數(shù)tan,則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是()D-46-命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三命題點(diǎn)四解析:開始階段,木塊受到豎直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿傳送帶向下的摩擦力作用,做加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得mgsin+mgcos=ma1所以a1=gsin+gcos木塊加速至與傳送帶速度相等時(shí),由于tan,則木塊不會(huì)與傳送帶保持相對(duì)靜止而勻速運(yùn)動(dòng),之后木塊繼續(xù)加速,所受滑動(dòng)摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏?做加速度為a2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),這一階段由牛頓第二定律得mgsin-mgcos=ma2所以a2=gsin-gcos根據(jù)以上分析,有a2a1,所以本題正確選項(xiàng)為D。