重力弹力摩擦力知识点介绍PPT

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1．力的概念：力是．2．三要素：(1) 、(2)方向、(3) ．3．基本特征： (1)物质性：力不能脱离 而独立存在． (2)相互性：物体间力的作用是 的，只要有作用力，就一定有对应的．(3)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)矢量性：力既有大小，又有方向，力的运算遵循 定则，或 定则． 4．力的表示方法： (1)力的图示； (2)力的示意图．5．力的分类 (1)按力的 分：可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等． (2)按力的 分：可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等．1．1关于力的概念，下列哪些说法是正确的(　　) A．力是使物体产生形变和改变运动状态的原因 B．一个力必定联系着两个物体，其中每个物体既是受力物体又是施力物体 C．只要两个力的大小相同，它们产生的效果一定相同 D．两个物体相互作用，其相互作用力可以是不同性质的力 【解析】　力是矢量，要看力的作用效果不仅要看力的大小，还要看力的方向及作用点，所以C错误；相互作用力的性质必定相同，D错误．【答案】　AB 1．2甲、乙两拳击运动员竞技，甲一拳击中乙的肩部，观众认为，甲运动员(的拳头)是施力物体，乙运动员(肩部)是受力物体，但在甲一拳打空的情况下，下列说法中正确的是 (　　) A．这是一种只有施力物体，没有受力物体的特殊情况 B．尽管乙避开了甲的拳头，但乙仍受到甲的作用力 C．甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体 D．以上说法都不正确 【解析】　任何一个力，都必须具有施力物体和受力物体，要区分施力物体和受力物体就要明确某力是谁对谁的作用力，前者为施力物体，后者为受力物体，甲用力将拳头击出，但击空了，胳膊对拳头施了力，但拳头对乙没有施力，故应选C. 【答案】　C (1)竖直向下是与水平面垂直，但不一定指向地心． (2)重心的位置不一定在物体上． (3)重力的大小不一定等于物体对水平支持物的压力或对竖直悬线的拉力． 2.1 关于重力，下列说法正确的是 (　　) A．只有静止的物体才受重力 B．重力的大小等于地球对物体的万有引力的大小 C．绕地球运转的人造地球卫星不受重力作用 D．重力的方向一定竖直向下【解析】　由于一切物体都受重力作用，故A、C错；重力是由万有引力而产生的，其大小不一定等于万有引力，所以B错；重力的方向一定竖直向下，D对．【答案】　D 2．2如下图所示，两辆车在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．重力的方向总是垂直向下的 C．物体重心的位置与物体形状或质量分布有关 D．力是使物体运动的原因 【解析】　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，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以A正确，B错误；从图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故C正确；力不是使物体运动的原因而是使物体发生形变或产生加速度的原因，所以D错误．【答案】　AC 弹力 1．定义：发生弹性形变的物体由于要 ，对与它 的物体产生力的作用． 2．产生条件：物体相互 ；并且发生 ． 3．方向：弹力的方向总是与物体形变的方向 ． 4．大小： (1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式为 ； (2)非弹簧类弹力大小可以由 或牛顿运动定律求解． 3．1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，如右图所示．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 【解析】　台球与球桌边框碰撞时，受到边框的弹力作用，弹力的方向应与边框垂直，即沿OB方向，故选B. 【答案】　B 3．2探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m，悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为 (　　) A．L0＝0.02 m　k＝500 N/m B．L0＝0.10 m　k＝500 N/m C．L0＝0.02 m　k＝250 N/m D．L0＝0.10 m　k＝250 N/m 【解析】　由胡克定律知F1＝k(L1－L0)① F2＝k(L2－L0)② 由①②代入数据解得：L0＝0.10 m，k＝250 N/m. 【答案】　D 1．静摩擦力 (1)产生：两个相互接触的物体，有 时产生的摩擦力． (2)作用效果：总是起着阻碍物体间 的作用． (3)产生条件：①相互接触且 ；②有 ；③ ． 【提示】　受静摩擦力作用的物体不一定静止；可能静止，可能运动． (4)大小：随外力的变化而变化，大小在零和最大静摩擦力之间． (5)方向：与接触面相切，且总是与物体的 方向相反． (6)最大静摩擦力：静摩擦力的最大值，叫做最大静摩擦力． 2．滑动摩擦力 (1)产生：两个相互接触的物体发生 时产生的摩擦力． (2)作用效果：总是起着阻碍物体间 的作用． (3)产生条件：①相互接触且 ；②有 ；③ ． (4)大小：滑动摩擦力大小与 成正比，即：Ff＝ . (5)方向：跟接触面相切，并跟物体 相反． 要正确理解摩擦力产生条件中“相对”的含义：“相对”既不是对“地”，也不是对“观察者”，“相对”的是跟它接触的物体，即把其中一个物体作参考系，分析另一个物体相对于参考系的运动． 4．1粗糙水平面上有一斜面体A，在A的粗糙斜面上放一小物体B，如右图所示，已知A、B静止，则水平面对斜面体 (　　) A．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右 B．有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左 C．没有摩擦力的作用 D．有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定 【解析】　分析水平面对斜面体的摩擦力时，因A、B静止，所以可用整体法，将A、B看成一个整体，竖直方向受重力，支持力作用平衡，水平方向也处于平衡态，不可能受摩擦力，故选C. 【答案】　C 4．2如右图所示，质量为m1的木块P在质量为m2的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态．若ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为 (　　) A．μ1m2g　　　　　　　　 B．μ2m1g C．μ1(m1＋m2)g D．μ1m2g＋μ2m1g 【解析】　小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为μ2m1g，同时小木块对长木块亦有相同大小的摩擦力．由于木板始终处于静止状态，说明地面对木板的摩擦力(静摩擦力)应与木块给木板的摩擦力相平衡．【答案】　B 一、弹力有无的判断方法 1．根据弹力产生的条件直接判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况． 2．利用假设法判断对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体还能否保持原有的状态，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分析根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．例如：如右图所示，小球A在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动的状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况． (1)若车厢和小球做匀速直线运动，则小球A受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力． (2)若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，后车厢壁对小球的弹力水平向右． 1．如图所示，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，细绳不能竖直，所以本题中小球不受斜面的支持力，只受重力和绳的拉力．【答案】　A 二、弹力方向的判断方法 1．根据物体产生形变的方向判断物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反，与自身(受力物体)形变方向相同． 2．根据物体的运动状态判断由状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态，由共点力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，确定弹力方向． 3．几种常见模型中弹力方向的确定 2．画出下图中物体受弹力的方向(各接触面均光滑) 【答案】　物体受弹力的方向如下图所示． 三、对静摩擦力的理解 1．其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互间压力FN无直接关系．因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，变化性强是它的特点，其大小只能依据物体的运动状态进行计算，若为平衡态，静摩擦力将由平衡条件建立方程求解；若为非平衡态，可由动力学规律建立方程求解． 2．最大静摩擦力Fm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力，它的数值与FN成正比，在FN不变的情况下，滑动摩擦力略小于Fm，而静摩擦力可在0～Fm间变化． 3．(2010年田家炳实验中学模拟)某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是她记录的实验数据．木块的重力为10.00 N，根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字)： (1)木块与桌面间的最大静摩擦力Fm>________N； (2)木块与桌面间的动摩擦因数μ＝________； (3)木块匀加速运动时受到的摩擦力Ff＝________N. 【答案】　(1)4.01　(2)0.401　(3)4.01 四、对Ff＝μFN的理解 1．将Ff/FN定义为动摩擦因数，即μ＝Ff/FN，μ只与接触面的粗糙程度、接触面的材料有关，与接触面积和接触面上受力、运动状态无关． 2．“Ff＝μFN”中FN“并不总是等于物体的重力”，是易错点，例如：质量为m的物块沿倾角为θ的斜面下滑，则压力大小FN＝mgcos θ，只有物体置于水平接触面上且在竖直方向上处于平衡状态时，才有FN＝mg成立． 4．质量为m的物体放在水平面上，在大小相等，互相垂直的水平力F1和F2的作用下，从静止开始沿水平面运动，如右图所示，若物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体 (　　) A．在F1的反方向上受到Ff 1＝μmg的摩擦力 B．在F2的反方向上受到Ff 2＝μmg的摩擦力 C．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff合＝ μmg D．在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff合＝μmg 【解析】　由于F1和F2的合力是恒力，物体由静止开始运动，必沿F1和F2的合力方向做直线运动，滑动摩擦力的方向必沿F1和F2的合力的反方向，滑动摩擦力的大小为Ff合＝μFN，又因为FN＝mg，故Ff合＝μmg. 【答案】　D 如下图(a)所示，轻绳AD跨过固定在竖直墙上的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，∠ACB＝30°；图(b)中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求： (1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比； (2)轻杆BC对C端的支持力； (3)轻杆HG对G端的支持力． 【解析】　题图(a)和图(b)中的两个物体M1、M2都处于平衡状态，根据平衡的条件，首先判断与物体相连的细绳，其拉力大小等于物体的重力；分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如下图(c)和图(d)所示，根据平衡规律可求解． (1)图(c)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，轻绳AC段的拉力FAC＝FCD＝M1g；图(d)中由于FEGsin 30°＝M2g得FEG＝2M2g，所以FAC/FEG＝M1/2M2. (3)图(d)中，根据平衡方程有 FEGsin 30°＝M2g、FEGcos 30°＝FNG 所以FNG＝M2gcot 30°＝ ，方向水平向右． (1)弹力方向的判断方法 ①根据物体产生形变的方向判断． ②根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判断，此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向． (2)弹力大小的计算方法 ①一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算． ②弹簧的弹力，由胡克定律(F＝kx)计算． 1－1：(2009年浙江卷)如右图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上．已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为 (　　) 【解析】　等边三棱柱静止在斜面上，处于平衡状态，故所受合力为零，由受力分析可知其受重力、弹力和静摩擦力，画出受力分析图可知斜面对三棱柱的支持力FN＝ 如下图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3，1和2及2和3间分别用原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数为μ，现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，1、3两木块之间的距离是 (　　) A．2L＋μ(m2＋m3)g/k　　　　　 B．2L＋μ(m2＋2m3)g/k C．2L＋μ(m1＋m2＋m3)g/k D．2L＋μm3g/k 【解析】　当三木块达到平衡状态后，对木块3进行受力分析，可知2和3间弹簧的弹力等于木块3所受的滑动摩擦力，即μm3g＝kx3，解得2和3间弹簧伸长量为x3 kx2＝kx3＋μm2g， 1、3两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即2L＋μ(m2＋2m3)g/k，选项B正确．【答案】　B 2－1：(2010年成都市高三摸底测试)缓冲装置可抽象成如右图所示的简单模型，图中A、B为原长相等，劲度系数分别为k1、k2(k1≠k2)的两个不同的轻质弹簧．下列表述正确的是 (　　) A．装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关 B．垫片向右移动稳定后，两弹簧产生的弹力之比F1∶F2＝k1∶k2 C．势片向右移动稳定后，两弹簧的长度之比l1∶l2＝k2∶k1 D．垫片向右移动稳定后，两弹簧的压缩量之比x1∶x2＝k2∶k1 【解析】　根据力的作用是相互的可知：轻质弹簧A、B中的弹力是相等的，即k1x1＝k2x2，所以两弹簧的压缩量之比x1∶x2＝k2∶k1，故D正确．【答案】　D 指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向． ①物体A静止于斜面上，如下图甲所示； ②物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上，如下图乙所示； ③物体A放在车上，在刹车过程中A相对于车厢静止，如下图丙所示； ④物体A在水平转台上，随转台一起匀速转动，如下图丁所示． 【解析】　运用假设法不难判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势，所受的静摩擦力沿斜面向上；图乙中的物体A有向右滑动的趋势，所受静摩擦力沿水平面向左，对乙图中的A物体也可以根据共点力作用下物体的平衡条件判定所受静摩擦力的方向水平向左，图丙中，A物体随车一起向右减速运动，其加速度方向水平向左，由A物体的受力情况及牛顿第二定律可知，A物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向)；图丁中，A物体随转台匀速转动，做匀速圆周运动，其加速度方向总指向圆心，由A物体的受力情况及牛顿第二定律可知，A受到的静摩擦力也总指向圆心． 静摩擦力方向的判断方法 (1)假设法 (2)状态法：根据二力平衡条件、牛顿第二定律或牛顿第三定律，可以判断静摩擦力的方向，假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上静止不动，这时地面会对桌子施一静摩擦力，根据二力平衡条件可知，该静摩擦力的方向与推力的方向相反，加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确定． (3)利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断，此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力． 3－1：如右图所示，一个木块放在固定的粗糙斜面上，今对木块施一个既与斜面底边平行又与斜面平行的推力F，木块处于静止状态，如将力F撤消，则木块(　　) A．仍保持静止 B．将沿斜面下滑 C．受到的摩擦力大小不变 D．受到的摩擦力方向不变 【解析】　有力F作用时，木块在斜面内的受力如右图，且 当撤去力F后，木块只受mgsin θ和F′f，且F′fFfmax时为滑动摩擦力当FNll红软基地