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,第二章相互作用,第1讲重力弹力摩擦力,大一轮复习讲义,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,随堂测试,回扣基础知识训练基础题目,细研考纲和真题分析突破命题点,随堂检测检测课堂学习效果,课时作业,限时训练练规范练速度,过好双基关,一、力,1.定义：力是的相互作用.2.作用效果：使物体发生形变或改变物体的(即产生加速度).3.性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征.4.四种基本相互作用：相互作用、相互作用、强相互作用和弱相互作用.,物体与物体之间,运动状态,电磁,引力,1.产生：由于而使物体受到的力.注意：重力不是万有引力，而是万有引力竖直向下的一个分力.2.大小：Gmg，可用测量.注意：(1)物体的质量不会变；(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的.3.方向：总是的.注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直，也不一定指向地心.,地球吸引,弹簧测力计,竖直向下,二、重力,4.重心：物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心.(1)影响重心位置的因素：物体的几何形状；物体的分布.(2)不规则薄板形物体重心的确定方法：法.注意：重心的位置不一定在物体上.,质量,悬挂,自测1(多选)关于地球上的物体，下列说法中正确的是A.物体只有静止时才受重力作用B.地面上的物体受到的重力垂直于水平面C.重心是物体受到重力的等效作用点，故重心一定在物体上D.物体所受重力的大小与物体运动状态无关,三、弹力,1.弹力：(1)定义：发生的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力.(2)产生条件：物体间直接接触；接触处发生.(3)方向：总是与施力物体形变的方向.2.胡克定律：(1)内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成.,形变,形变,相反,正比,(2)表达式：Fkx.k是弹簧的，单位是牛顿每米，用符号N/m表示；k的大小由弹簧决定.x是弹簧长度的，不是弹簧形变以后的长度.,劲度系数,自身性质,变化量,自测2在下列图中，a、b(a、b均处于静止状态，接触面均光滑，B、E中细绳处于竖直状态)间一定有弹力的是,四、摩擦力,1.静摩擦力与滑动摩擦力,粗糙,相对运动,相对静止,相对运动,相对运动趋势,粗糙,压力,压力,相对运动,相反,相反,相对运动趋势,2.动摩擦因数(1)定义：彼此接触的物体发生时，摩擦力和正压力的比值.(2)决定因素：接触面的材料和.,相对运动,粗糙程度,自测3指明物体A在以下情况下所受的静(动)摩擦力的方向.,答案a.沿传送带向上b.沿斜面向上c.竖直向上d.竖直向上e.水平向右(与F的方向相同)f.水平向左,研透命题点,1.弹力方向,命题点一弹力的分析与计算,2.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.3.弹力有无的判断“三法”,例1(多选)(2018锦屏中学模拟)如图1所示，一倾角为45的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是A.球一定受墙的弹力且水平向左B.球可能受墙的弹力且水平向左C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上,图1,解析铁球处于静止状态，当F较小时，球的受力情况如图甲所示，当F较大时，球的受力情况如图乙所示，故B、C正确.,变式1(2018沛县中学调研)如图2甲所示，一个轻质弹簧右端固定在传感器上，传感器与电脑相连，当对弹簧的左端施加变化的水平拉力时，在电脑上得到了弹簧形变量x与弹簧弹力大小F的关系图象(如图乙所示)，弹簧始终在弹性限度内，则下列判断正确的是A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比C.该弹簧的劲度系数是2N/mD.当对弹簧的左端施加水平压力时，弹簧劲度系数变大,图2,解析根据题图可知：Fkx，x是弹簧形变量，即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比，与弹簧长度不成正比，故A错误；弹簧长度的变化量等于弹簧的形变量，根据A选项分析可知，弹簧长度的变化量与对应的弹力变化量成正比，故B正确；Fx图象的斜率表示弹簧的劲度系数，由此可知该弹簧的劲度系数是kN/m200N/m，故C错误；由于图象斜率不变，因此当对弹簧的左端施加水平压力时，弹簧劲度系数不变，故D错误.,变式2(2018苏锡常镇二模)帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力.下列图中能使帆船获得前进动力的是,1.“动杆”和“定杆”问题(1)动杆：若轻杆用光滑的转轴或铰链连接，当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，否则会引起杆的转动.如图3甲所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动过程中，弹力方向始终沿杆的方向.,“动杆、定杆问题”与“活结、死结问题”,拓展点,图3,(2)定杆：若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向，如图乙所示.2.“活结”和“死结”问题(1)活结：当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上的力是相等的，即滑轮只改变力的方向不改变力的大小，例如图乙中，两段绳中的拉力大小都等于重物的重力.(2)死结：若结点不是滑轮，是固定点时，称为“死结”结点，则两侧绳上的弹力不一定相等.,例2如图4甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为M1的物体，ACB30；如图乙中轻杆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角，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，重力加速度为g，求：(1)绳AC段的张力FTAC与绳EG的张力FTEG之比；,图4,解析分别取C点和G点为研究对象，进行受力分析如图(a)和(b)所示.图(a)中轻绳AD跨过光滑定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力FTACFTCDM1g；,(2)轻杆BC对C端的支持力；,答案M1g，方向和水平方向成30角斜向右上方,解析图(a)中，根据平衡条件和平行四边形定则可得，FNCFTACM1g，方向和水平方向成30角斜向右上方；,(3)轻杆HG对G端的支持力.,解析图(b)中，根据平衡条件有FTEGsin30M2g，FTEGcos30FNG,1.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小.(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则Ffma.若除受静摩擦力外，物体还受其他力，则F合ma，先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力的大小用公式FfFN来计算，应用此公式时要注意以下几点：(1)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为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.,命题点二摩擦力的分析与计算,3.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：,(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F合ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.,例3(2018南京市、盐城市二模)如图5甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”(又被网友称为“麻辣小龙虾”)，其长长的手臂前端有两个对称安装的“铁夹”.在某次救援活动中，“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重力为G的长方形水泥制品，水泥制品在空中处于静止状态，如图乙所示，则A.水泥制品受到的摩擦力大小一定等于GB.水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下C.若铁夹的位置稍向上移，水泥制品受到的摩擦力变大D.若增大铁夹对水泥制品的挤压，水泥制品受到的摩擦力变大,图10,解析水泥制品在竖直方向只受到重力和摩擦力，处于静止状态，故重力与摩擦力大小一定相等，重力竖直向下，则摩擦力竖直向上，A正确，B错误；静摩擦力的大小与重力大小相等，与压力无关，与铁夹位置无关，C、D错误.,变式3(2018苏锡常镇二模)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车，按图示方法置于两个平板小车上，三者置于水平实验桌上.当小明用遥控器启动小车向前运动后，他看到两个平板小车也开始运动，下列标出平板小车的运动方向正确的是,变式4(2019田家炳中学期初)如图6所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑动，长木板与水平地面间的动摩擦因数为1，木块与木板间的动摩擦因数为2，已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到的地面摩擦力大小为A.2mgB.1MgC.1(mM)gD.2mg1Mg,图6,解析对木块受力分析，受重力mg、长木板的支持力FN和向左的滑动摩擦力Ff1，根据滑动摩擦力公式有：Ff12FN，在竖直方向：FNmg，代入可得：Ff12mg，再对长木板受力分析，受到重力Mg、木块对长木板向下的压力FN、木块对其向右的滑动摩擦力Ff1Ff12mg、地面对长木板的支持力FN和向左的静摩擦力Ff2，由题意知长木板处于静止状态，由平衡条件可得长木板受到的地面摩擦力大小为：Ff2Ff12mg，故A正确.,物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，物体虽然仍保持相对静止，但物体所受的静摩擦力发生突变.,类型1“静一静”突变,摩擦力的突变,拓展点,例4(2018溧水中学期初模拟)如图7所示，一木块受到一水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤除，下列对木块的描述正确的是A.木块将沿斜面下滑B.木块受到的摩擦力变小C.木块立即获得加速度D.木块所受的摩擦力方向不变,图7,解析设木块的重力为G，将木块所受的重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向向下，则沿斜面向下的分力大小为Gsin，力F未撤掉时，在斜面平面内受力如图.,所以木块仍保持静止，木块所受的摩擦力方向发生了改变，根据平衡条件得Ff2Gsin，所以木块受到的摩擦力变小，故选B.,静摩擦力突变为滑动摩擦力.静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势.静摩擦力达到最大值是物体恰好保持相对静止的临界状态.,类型2“静动”突变,例5(多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图8甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态.实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是,图8,A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上),解析t0时刻，力传感器显示拉力为2N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2N，由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N，A选项正确；t50s时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5N，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力，B、C选项正确；此后由于沙和沙桶重力3.5N大于滑动摩擦力3N，故50s后小车将加速运动，D选项错误.,在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力.,类型3“动静”突变,例6(2018泰州中学模拟)如图9所示，斜面固定在地面上，倾角为37(sin370.6，cos370.8).质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g10m/s2),图9,解析滑块上升过程中受滑动摩擦力，FfFN，FNmgcos，联立得Ff6.4N，方向沿斜面向下.当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsinmgcos，滑块不动，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ffmgsin，代入可得Ff6N，方向沿斜面向上，故选项B正确.,随堂测试,1.(2018伍佑中学高三初考)如图10所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F1N的作用，取g10m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图象是,1,2,3,4,5,图10,2.如图11所示，物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和F相同,图11,1,2,3,4,5,解析用假设法分析：题图甲中，假设A受摩擦力，与A做匀速运动在水平方向所受合力为零不符合，所以A不受摩擦力；题图乙中，假设A不受摩擦力，A将相对B沿斜面向下运动，则知A受沿F方向的摩擦力.正确选项是D.,1,2,3,4,5,3.(多选)如图12所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g.下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是A.小车静止时，Fmgsin，方向沿杆向上B.小车静止时，Fmgcos，方向垂直于杆向上C.小车向右匀速运动时，一定有Fmg，方向竖直向上D.小车向右匀加速运动时，一定有Fmg，方向可能沿杆向上,图12,1,2,3,4,5,解析小球受重力和杆的作用力F处于静止状态或匀速直线运动状态时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，则Fmg，方向竖直向上.小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和F的合力应水平向右，如图所示，由图可知，Fmg，方向可能沿杆向上，选项C、D正确.,1,2,3,4,5,4.(2018扬州市一模)如图13所示，长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面，停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L，则该过程中，木板所受摩擦力Ff与位移x的关系图线是,1,2,3,4,5,图13,解析当木板正向粗糙桌面滑行时，受到的是滑动摩擦力，由于木板对粗糙桌面的正压力，随着进入粗糙桌面的长度变化而变化，因此在前3L位移中，Ffmgkxg(mkx)，当木板完全进入粗糙桌面时，则FfMg，M是木板的质量，故A、B、C错误，D正确.,1,2,3,4,5,5.(2019淮安中学期初)一根轻弹簧，当它受到10N的拉力时长度为12cm，当它受到25N的拉力时长度为15cm，当用该弹簧水平拉动地面上质量为4kg的物体使其做匀速直线运动时，弹簧长度为14cm.求：(1)弹簧的劲度系数；,解析设弹簧原长为x0，则F1k(x1x0)F2k(x2x0)代入数据联立解得x010cmk500N/m,答案500N/m,(2)物体与地面间的动摩擦因数.(g10m/s2),解析物体做匀速直线运动，由平衡条件知，FfF3，则Ffk(x3x0)，又Ffmg，,1,2,3,4,5,答案0.5,课时作业,1.(多选)(2019淮安中学期初)关于力的方向，下列说法正确的是A.重力方向一定指向地心B.弹力方向一定与施力物体形变方向相反C.静摩擦力方向一定与物体相对运动趋势方向相反D.滑动摩擦力方向一定与物体运动方向在一条直线上,双基巩固练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,2.(多选)关于弹力，下列说法正确的是A.弹力的方向总是与施力物体形变的方向相同B.轻绳中的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向C.轻杆中的弹力方向一定沿着轻杆D.在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,3.(2017东台市调研)如图1所示装置中，各小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是A.F1F2F3B.F1F2F3C.F1F3F2D.F3F1F2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,图1,4.如图2所示的四个图中，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处由铰链连接，且系统均处于静止状态.现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是A.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙B.图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C.图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D.图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,图2,解析如果杆受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，题图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C、D错误，B正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,5.(多选)(2018盐城市期中)如图3所示，在力F作用下，物块P被两相同的竖直挡板夹住，处于静止状态.则A.物块受到的摩擦力一定等于它的重力B.若力F增加，则物块受到的摩擦力增大C.若要从上端将物块抽出，拉力一定大于重力D.若要从下端将物块抽出，拉力一定小于重力,图3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,解析物块P处于静止状态，则受到的合外力等于0，竖直方向物块受到的摩擦力一定与重力大小相等，方向相反，与两侧的压力大小无关，故A正确，B错误；若要从上端将物块抽出，则在竖直方向：FmgFf，可知拉力一定大于重力，故C正确；若要从下端将物块抽出，则在竖直方向FmgFf，因为摩擦力大小无法确定，则拉力与重力的关系也无法确定，故D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,6.(多选)(2019淮安中学期初)如图4所示，将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止，则A.绳子上的拉力不可能为零B.A、B之间的弹力可能为零C.地面与物块间可能存在摩擦力D.A、B之间可能存在摩擦力,图4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,7.如图5所示，质量为M的磁铁，吸在竖直放置的磁性黑板上静止不动.某同学沿着黑板面，用水平向右的恒力F轻拉磁铁，磁铁向右下方做匀速直线运动，重力加速度为g，则磁铁受到的摩擦力FfA.大小为MgB.大小为C.大小为FD.方向水平向左,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,图5,解析由题意可知，在竖直平面内，磁铁受向下的重力、向右的拉力的作用，,由力的平衡条件可知，摩擦力应与重力和拉力的合力大小相等、方向相反，故A、C、D错误，B正确.,8.(2017全国卷16)如图6，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变，而方向与水平面成60角，物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,图6,解析设物块的质量为m，当F水平时，根据平衡条件得Fmg；当保持F的大小不变，而方向与水平面成60角时，由平衡条件得Fcos60(mgFsin60)，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,9.(多选)(2018如皋市期初)如图7所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为m，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为的固定斜面C匀速下滑，则A.A、B间的摩擦力大小为mgsinB.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinD.A与B间的动摩擦因数tan,图7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,综合提升练,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,解析对B受力分析可知，B受重力、支持力，将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力，要使B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的摩擦力，大小等于B的重力沿斜面方向的分力，即等于mgsin，故A正确；由牛顿第三定律可知，A受到B的摩擦力应沿斜面向下，故B错误；对A、B整体分析，并将整体重力分解，可知沿斜面方向上，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsin，故C正确；由于A、B间为静摩擦力，无法确定动摩擦因数大小，故D错误.,10.(2018运河中学高三初考)如图8所示，在物体P左边用一根水平轻弹簧和竖直墙壁相连，放在粗糙水平地面上，静止时弹簧的长度大于弹簧的原长.若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动.在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力F弹的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是A.F弹始终增大，Ff始终减小B.F弹先不变后增大，Ff先减小后增大C.F弹保持不变，Ff始终减小D.F弹保持不变，Ff先减小后增大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,图8,解析由题意可知，物体P放在粗糙水平地面上，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对P的拉力向左，同时受到水平向右的静摩擦力，当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力F弹保持不变，物体P受到的静摩擦力从水平向右变为水平向左，所以其大小先减小后增大，故D正确，A、B、C错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,
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