力、重力、弹力、摩擦力 知识讲解 基础

力、重力、弹力、摩擦力编稿：周军审稿：张金虎【考年夜纲求】1. 明白重力的特色，了解重心的观点；2. 了解弹力发生的前提，会断定弹力的偏向；3. 能纯熟使用胡克定律求弹簧弹力的巨细；4. 了解摩擦力发生的前提，会推断摩擦力的有无，能断定摩擦力的品种；5. 能结协力学常识求解摩擦力的巨细跟偏向.【考点梳理】考点一：力的根本观点要点解释：1.力的界说:力是物体对物体的感化,在国际单元制中,力的单元是牛顿,简称牛,标记是N.2.力的三因素:巨细偏向感化点.3.力的根本特点(1)力的物资性:力是物体对物体的感化,一个物体遭到力的感化,必定有另一个物体对它施加这种感化,力是不克不及分开物体而独破存在的.(2)力的互相性:力的感化是互相的,任何两个物体之间力的感化老是互相的,施力物体同时也必定是受力物体.(3)力的矢量性:力是矢量,既有巨细,也无偏向,物理学中把既有巨细又无偏向的物理量称为矢量.(4)力的独破性:一个力感化于某一物体上发生的后果,与那个物体能否同时受其余力有关.4力的分类按性子分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力按后果分：能源、阻力、压力、支撑力、向心力按感化方法分按研讨东西分：内力、外力.5四种根本互相感化引力互相感化、电磁互相感化、强互相感化、弱互相感化.考点二：重力要点解释：1.重力的界说因为地球的吸引而使物体遭到的力叫重力.实践上重力是地球对物体引力的一个分力,而引力的另一个分力供给物体随地球自转所需的向心力.阐明:地球外表左近的物体都遭到重力的感化.重力是因为地球的吸引而发生的,但不克不及说重力确实是地球的吸引力.重力的施力物体确实是地球.2.重力的巨细由G=mg盘算,g=9.8N/kg.用弹簧测力计丈量,物体处于均衡形态(即活动或匀速活动形态),弹簧测力计的示数等于重力的巨细.阐明:在地球外表上差其余地点,物体的重力巨细是差其余,纬度越高,物体的重力越年夜,因而统一物体,在南北极比赤道遭到的重力年夜.一个物体的重力不受活动形态的妨碍,与能否还受其余力的感化也有关联.在处置物理咨询题时,在地球外表跟在地球左近某一高度的地点,普通以为统一物体受的重力稳定.3.重力的偏向:竖直向下(即垂直于水平面向下).阐明:重力的偏向沿铅垂线偏向,与水平面垂直,不必定指向地心,但在南北极跟在赤道上的物体,所受重力的偏向指向地心.重力的偏向不受其余作使劲的妨碍,与活动形态也不关联.4.重力跟品质的关联工程品质重力差别性子物体自身的一种属性是物体遭到地球的吸引力的一个分力变更状况不随天文地位的改动而发作变更跟着天文地位的差别而有所变更丈量东西天平(杠杆道理)测力计(二力均衡道理)物感性子标量矢量联络G=mg阐明:重力的巨细由物体自身的品质跟所处地位的重力减速率决议,与其余因素都不关联.要点三、弹力要点解释：1.弹力的界说发作弹性形变的物体,因为要恢规复状,要对与它打仗的物体发生力的感化,这种力称为弹力.如以下列图,用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而发生弹力F,它感化在手上,偏向向左.因而,弹力的施力者是发作弹性形变的物体,受力者是使它发作弹性形变的物体.2.弹力的发生前提:两物体直截了当打仗.两物体发作弹性形变.3.推断弹力有无的办法弹力的偏向老是跟形变的偏向相反,然而在非常多状况下,打仗处的形变不分明,这就给弹力能否存在的断定带来了艰苦.平日用以下两种办法能够处置:(1)假想法:即假设打仗处有弹力,看物体的活动形态能否与以后状况分歧,假设分歧,那么假设准确,打仗处有弹力;假设不分歧,那么假设过错,打仗处无弹力.然而“假想法有必定的范围性,只对较庞杂的状况实用.咱们深化思索弹力发生的缘故可知,弹力是主动呈现的,它属于主能源.弹力能否存在,是由自能源跟活动形态决议的.(2)剖析物体所受的自能源跟活动形态,是推断弹力有或无的金钥匙.剖析自能源,确实是剖析沿弹力地点的直线上,除弹力以外其余力的协力,看这些力的协力能否满意标题给定的形态,假设满意,那么不存在弹力;假设不满意,那么存在弹力.4.弹力的巨细:与物体的形变水平有关,形变量越年夜,发生的弹力越年夜;形变量越小,发生的弹力越小.普通状况下,弹力的巨细能够应用均衡前提或牛顿定律盘算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限制内遵照胡克定律.5.弹力的偏向弹力的偏向老是与感化在物体上使物体发作形变的外力的偏向相反,或许确实是物体恢规复状的趋向的偏向.弹力是打仗力，差其余物体打仗，弹力偏向的推断办法差别：比方，绳索只能发生拉力，物体受绳索拉力的偏向老是沿绳索指向其膨胀的偏向.桌面发生的支撑力的偏向老是垂直于支撑面指向被支撑的物体.杆的弹力比拟庞杂，不必定沿杆也不必定垂直于杆，需依照受力状况或物体活动形态而定.要点四、摩擦力要点解释：1摩擦力的界说两个互相打仗的物体，当它们发作绝对活动或存在绝对活动趋向时，就会在打仗面上发生障碍绝对活动的力，这种力叫做摩擦力.2发生前提1互相打仗的物体间有弹力；2打仗面毛糙；3打仗面间有绝对活动或绝对活动趋向.这三个前提缺一弗成.3静摩擦力1界说：两个互相打仗的物体间只要绝对活动的趋向，而不绝对活动，这时的摩擦力叫做静摩擦力.2静摩擦力的偏向：老是沿着打仗面，同时跟物体绝对活动趋向的偏向相反.3静摩擦力的特色：静摩擦力与外力有关，在两物体打仗面上的弹力必定的状况下，静摩擦力有一个最年夜值，叫做最年夜静摩擦力，两物体间实践的静摩擦力F在零与最年夜静摩擦力之间，即.4滑动摩擦力1界说：当一个物体在另一个物体外表滑动时，会遭到另一个物体障碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力.2滑动摩擦力的偏向：老是沿着打仗面，同时跟物体的绝对活动的偏向相反.3滑动摩擦力的巨细跟正压力成反比.用表现正压力的巨细，那么有，此中是比例常数不单元，叫做动摩擦因数.要点五、对于摩擦力的几多点阐明要点解释：1.静摩擦力的有无及偏向确实定办法推断物体间有无静摩擦力及断定静摩擦力的偏向时常用的办法有三种：1依照“静摩擦力与物体绝对活动的趋向偏向相反来推断.要害是搞清“绝对的含意.在详细使用时，可先假设打仗面润滑，假如这时物体与打仗面发作绝对滑动，可知物体与打仗面有绝对活动趋向.而绝对活动趋向偏向即为假设润滑时物体绝对打仗面活动的偏向.2依照摩擦力的后果来推断：如均衡其余力、做能源、做阻力、供给向心力等来推断其偏向；再依照均衡前提或牛顿活动定律来盘算巨细.用牛顿第二定律推断，要害是先推断物体的活动形态即减速率偏向，再应用牛顿第二定律断定协力的偏向，而后受力剖析断定静摩擦力的偏向.如图中物块A跟B在外力F感化下一同沿水平面向右以减速率a做匀减速直线活动时，摩擦力使A物体发生减速率，巨细为ma，偏向水平向右.3应用牛顿第三定律来推断此法要害是捉住“摩擦力是成对呈现的，先断定受力较少的物体遭到的摩擦力偏向，再断定另一物体遭到的摩擦力偏向.2.静摩擦力巨细确实定静摩擦力巨细与压力有关，但其最年夜值与压力有关，静摩擦力能够在必定范畴内调剂巨细使物体坚持绝对活动.其巨细能够用下面两种办法推断：1物体处于均衡形态时应使劲的均衡前提来推断其巨细；即静摩擦力的巨细等于与之均衡的外力巨细.2物体有减速率时，假设只要摩擦力，那么.比方匀速滚动的圆盘上物块靠摩擦力供给向心力发生向心减速率.假设还受其余力，那么，先求协力再求摩擦力.这种与活动形态有关的特色，与滑动摩擦力差别.3.对滑动摩擦力公式的进一步了解1叫动摩擦因数，它与打仗面的资料、外表的毛糙水平有关，无单元.2滑动摩擦力F的巨细与物体的活动速率有关，与打仗面的巨细也有关.3公式中的是两个物体打仗面间的压力，称为正压力垂直于打仗面的力，性子上属于弹力，它不是物体的重力，巨细也不必定等于物体的重力，很多状况下需联合物体的均衡前提加以断定.要点六、罕见三种性子的力的比拟要点解释：发生前提巨细偏向感化点联络重力因为地球的吸引与物体的品质成反比老是竖直向下在物体的重心弹力物体之直打仗并发作弹性形变对弹簧：由弹性形变的巨细决议弹簧的弹力与物体的形变偏向相反在打仗面上摩擦力打仗物体间互相挤压并发作绝对活动或有绝对活动趋向静摩擦力由外力或活动形态断定.滑动摩擦力与绝对活动或绝对活动趋向偏向相反在打仗面上弹力是摩擦力发生的须要前提之一留意：压力与重力易混杂，误以为压力确实是重力，或许明白压力跟重力不是统一个力，但误以为二者老是等年夜，至多水平支撑面的压力与重力等年夜.事实上这些看法基本上错的，压力与重力等年夜的前提是物体要活动放在水平支撑面上或与水平支撑面一同做匀速直线活动，同时不克不及遭到在竖直偏向有分力的其余力的感化.分清压力跟重力非常主要，比方：滑动摩擦力公式中的是正压力，不是重力.又如用弹簧秤丈量物体的重力，弹簧秤反应的是其发生的弹力巨细，欲让弹簧秤能测出重力，物体必需活动竖直吊挂在弹簧秤下.【典范例题】范例一、对力、重力、重心观点的了解例1、品质为2kg的物体被一根乡田绳悬吊在天花板下活动g取9.8N/，那么以下说法准确的选项是A物体重力巨细等于19.6NB物体对绳的拉力与物体重力的巨细、偏向均一样，因而它们是统一个力C剪断细绳后，物体不受任何力的感化D物体的各局部中，只要重心处受重力【谜底】A【剖析】由重力跟品质的关联可知=29.8N=19.6N，A选项准确；推断两个力能否是统一个力不克不及仅看巨细、偏向能否一样，还要看感化点、性子等因素.物体对绳的拉力，施力物体是该物体，受力物体是绳，感化点在绳上，属于弹力，而重力的施力物体是地球，受力物体是该物体，感化点在物体上，它们不是统一个力，B选项不准确；剪断细绳后，物体仍受重力感化，C选项不准确；物体的各局部都受重力，从“后果上看跟重力感化在重心一样，D选项错.【总结升华】了解重力的要害：1偏向竖直向下.2重力的巨细与物体的活动形态有关，但随高度跟纬度的差别而差别.3拉力或压力不必定等于重力.触类旁通【变式】对于物体重心的以下说法准确的选项是()A.物体各局部所受重力的协力会合于一点,该点即为物体的重心B.有规那么外形的物体,重心等于其几多何核心C.物体的重心能够不在该物体上D.物体的外形稳定,当它被抬高或倾歪时,重心在物体上的地位稳定【谜底】ACD范例二、弹力的发生及偏向例2、如以下列图，小车内牢固着一根弯成角的曲杆，杆的另一端牢固一个品质为m的球.试剖析以下两种状况下杆对球的弹力偏向：1小车处于活动形态；2小车以减速率a水平向右活动.【剖析】1依照物体均衡前提可知，杆对球的弹力偏向竖直向上，且巨细等于球的重力mg.2选小球为研讨东西，假设小球所受杆的弹力偏向与竖直偏向的夹角为，如以下列图，依照牛顿第二定律有两式相除得.【总结升华】杆对球的弹力偏向与球的活动形态有关，并不必定沿杆的偏向，这与轻绳所发生的弹力偏向是有区不的.触类旁通【变式】如以下列图，各图中A能否受弹力感化？假设有，指明弹力偏向，并作弹力的表现图(图中各物体活动，、图中各打仗面均润滑)【谜底】范例三、弹力有无的推断办法例3、如以下列图，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰恰等于正方体A的边长将它们以速率v0竖直向上抛出，以下说法中准确的选项是()A假设不计氛围阻力，回升进程中，A对B的压力向下B假设思索氛围阻力，回升进程中，A对B的压力向下C假设思索氛围阻力，着落进程中，B对A的压力向上D假设不计氛围阻力，着落进程中，B对A不压力【谜底】B、D【剖析】假设不计氛围阻力，那么A、B全体的减速率等于重力减速率，物体B的减速率也等于重力减速率，因而A对B不作使劲，同理，B对A也不作使劲，应选项A错，D对；假设思索氛围阻力，那么回升进程中，A、B全体的减速率年夜于重力减速率，那么B的减速率年夜于重力减速率，故A对B有向下的压力，选项B对；在着落进程中，A、B全体的减速率小于重力减速率，那么B的减速率小于重力减速率，故A对B有向上的压力，依照力的互相性，B对A有向下的压力，应选项C错应选B、D.【总结升华】此题易误选A、C.缘故是不准确推断物体的减速率与重力减速率的巨细关联，从而招致不克不及准确推断A、B间互相作使劲的状况触类旁通【变式】陕西省渭南市高三一模如以下列图，物体a、b跟c叠放在水平桌面上，水平力Fb=5N、Fc=10N分不感化于物体b、c上，a、b跟c仍坚持活动那么物体b受力的个数为A.3B.4C.5D.6【谜底】C【剖析】以a为研讨东西，依照均衡前提掉掉：b对a的静摩擦力巨细Ff1=0，否那么a水平偏向所受的协力不为零，不克不及坚持均衡，以ab全体为研讨东西，依照均衡前提掉掉：Ff2=Fb=5N，再以三个物体全体为研讨东西，依照均衡前提得：Ff3=FcFb=10N5N=5N，偏向水平向左，因而Ff1=0，Ff2=5N，Ff3=5N。那么物体b遭到重力、c对b的支撑力，及静摩擦力，a对b的压力，另有拉力Fb共5个力的感化，故C准确，ABD过错。范例四、弹簧弹力的剖析例4、一根轻质弹簧一端牢固，用巨细为F1的力压弹簧的另一端，均衡时长度为l1；改用巨细为F2的力拉弹簧，均衡时长度为l2.弹簧的拉伸或紧缩均在弹性限制内，该弹簧的劲度系数为()A.【谜底】C【剖析】由胡克定律可知：，故C项准确.【总结升华】使用胡克定律盘算剖析弹簧弹力，必定起首判明弹簧处于伸长形态依然紧缩形态.触类旁通【变式】如以下列图，两木块的品质分不为m1跟m2，两轻质弹簧的劲度系数分不为k1跟k2，下面的木块压鄙人面的弹簧上(但不拴接)，全部零碎处于均衡形态现迟缓地向上提下面的木块，直到它刚分开下面的弹簧，求那个进程中下面木块挪动的间隔【谜底】【剖析】设全部零碎处于均衡时，下面弹簧紧缩形变量为x2，那么由均衡前提有：；现迟缓向上提m1至它刚分开弹簧时弹力消灭，对下面木块而言，又处于新的均衡，形变量为x1，那么，那么其上移的间隔为【高清课程：力、重力、弹力、摩擦力例3】【变式2】品质为m的物体高低各连一个轻弹簧，两弹簧原长一样，劲度系数分不为k1跟k2，且k1k2.现将下面的弹簧牢固在空中上使物体处于均衡形态，下面的弹簧天然蜷缩如以下列图.如今用一个向上的拉力拉住下面弹簧上端点A迟缓向上挪动，咨询当A挪动间隔多年夜时两弹簧的长度相称？【谜底】范例五、滑动摩擦力的盘算及偏向推断例5、如以下列图，在倾角的毛糙歪面上放一物体，重力为G，如今用与歪面底边平行的力推物体，物体恰能在歪面上歪向下匀速直线活动，那么物体与歪面之间的动摩擦因数是几多？【谜底】【剖析】在垂直于歪面的偏向上，物体受力均衡，即，在歪面内，物体所受的推力F、摩擦力及重力的分力均衡，如以下列图.由均衡前提得那么物体与歪面间的动摩擦因数是为.【总结升华】滑动摩擦力偏向的断定：1其依照是“滑动摩擦力的偏向与物体绝对活动的偏向相反.2其步调为：1选研讨东西即受摩擦力感化的物体；2选跟研讨东西打仗的物体为参考系；3寻出研讨东西绝对参考系的速率偏向；4滑动摩擦力的偏向与绝对活动的偏向相反.触类旁通【变式1】在毛糙的水平面上放一物体A，A上再放一品质为m的物体B，A、B间的动摩擦因数为如以下列图.施加一水平力F于A，盘算以下状况下A对B的摩擦力的巨细.1当A、B一同做匀速活动时；2当A、B一同以减速率a向右匀减速活动时；3当力F充足年夜而使A、B发作绝对滑动时.【剖析】1因A、B向右匀速活动，B物体遭到的协力为零，因而B物体遭到的摩擦力为零.2因A、B无绝对滑动，因而B遭到的摩擦力是静摩擦力，如今不克不及用滑动摩擦力公式来盘算，用牛顿第二定律对B物体剖析有得.3因A、B发作了绝对滑动，因而B遭到摩擦力是滑动摩擦力，即.【变式2】在毛糙的水平面上放一物体A,A上再放一品质为m的物体B.AB间的动摩擦因数为(如图),施一水平力F于A,盘算以下状况下A对B的摩擦力的巨细:(1)当AB一同做匀速活动时;(2)当AB一同以减速率a向右匀减速活动时;(3)当力F充足年夜而使AB发作绝对滑动时;(4)当AB发作绝对滑动,且B物体的长伸到A的不处时.【谜底】(1)0(2)ma(3)mg(4)mg【剖析】：(1)因AB向右匀速活动,因而对B物体来说协力为零,因而B物体遭到的摩擦力为零.(2)因AB无绝对滑动,因而B遭到的摩擦力是静摩擦力,这种状况下不克不及用滑动摩擦力公式Ff=FN来盘算.对B物体用牛顿第二定律有:Ff=ma(3)因AB发作绝对滑动,B遭到的摩擦力是滑动摩擦力,因而Ff=FN=mg(4)因滑动摩擦力巨细与物体间的打仗面积巨细有关,因而Ff=mg范例六、静摩擦力的巨细与偏向例6、2016江苏卷如以下列图，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸终极不滑出桌面假设鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相称，那么在上述进程中()(A)桌布对鱼缸摩擦力的偏向向左(B)鱼缸在桌布上的滑动时刻跟在桌面上的相称(C)假设猫增年夜拉力，鱼缸遭到的摩擦力将增年夜(D)假设猫减小拉力，鱼缸有能够滑出桌面【谜底】BD【剖析】鱼缸受力如图:当桌布被拉出时，鱼缸由活动到向右活动，但它相对于桌布来说，仍向左活动，因为滑动摩擦力的偏向与绝对活动偏向相反，因而桌布对鱼缸的摩擦力的偏向应向右，选项A过错；因为鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相称，鱼缸遭到桌布向右的摩擦力与它遭到桌面向左的摩擦力巨细相称，因而鱼缸向右减速的减速率巨细与向右减速的减速率巨细相称，偏向相反，鱼缸的初速率为零，末速率也为零，依照对称性可知，鱼缸做减速活动的时刻与做减速活动的时刻相称，选项B准确；假设猫增年夜拉力，桌布的减速率更年夜，然而因为鱼缸与桌布间的压力稳定，动摩擦因数也稳定，故摩擦力也稳定，选项C过错；假设猫减小拉力，桌布的减速率减小，鱼缸在桌布上的活动时刻变长，而鱼缸向右的减速率稳定，由知，鱼缸相对于桌面的位移变年夜，桌布被拉出后鱼缸在桌面上的位移也变年夜，鱼缸就有能够滑出桌面，选项D准确应选BD。【总结升华】摩擦力的推断比拟庞杂,偶然只依照摩擦力发生的前提是无奈推断出来的,要联合物体的活动状况来进展推断,这也是在进展受力剖析时,要把摩擦力放在最初剖析的缘故.触类旁通【高清课程：力、重力、弹力、摩擦力例4】【变式】如以下列图，位于歪面上的物块m在沿歪面向上的力F的感化下，处于活动形态，那么歪面感化于物块的静摩擦力的A偏向能够沿歪面向上B偏向能够沿歪面向下C巨细能够等于零D巨细能够等于F【谜底】ABCD