第1单元重力弹力摩擦力

1、第二章 相互作用最新考纲解读主 题内 容要求说 明相互作用形变、弹性、胡克定律滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数矢量和标量力的合成和分解共点力作用下物体的平衡考向预测本章为力学乃至物理学的基础，力的分析又是力学的基础常见的三种性质的力中，弹力、摩擦力属于高考热点，其中对弹力大小和方向的判断，尤其是“弹簧模型”在不同物理情景下的综合运用在高考中出现的频率较高，应引起足够的重视摩擦力的存在与否，静摩擦力的方向的判断也是常见考点；力的合成与分解、共点力作用下的物体的平衡，尤其是三个共点力的平衡，一直是高考的热点，要注意它们可以单独出现或与动力学、功能关系、电磁学等知识进行综合考查纯考查本章内容的题型常以选

2、择题为主，综合其它内容考查的试题常在解答题中出现 第1单元 重力 弹力 摩擦力 基础整合（填写识记）1力的概念（1）力是物体对物体的作用力的物质性：力不能脱离物体独立存在力的相互性：力的作用是相互的力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向力的独立性：一个力作用于某一物体上产生的效果，与这个物体是否同时受到其他力的作用无关（2）力的作用效果：使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变（3）力是矢量.大小、方向、作用点是力的三要素.（4）力的图示：用一个带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点的方法，叫做力的图示（5）力的单位为牛顿（N），即使质量1的物体产生1m/s2加速度的力为1N，力的大小可用弹

3、簧测力计测量（6）力的分类：(1)按力的性质分，可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等.(2)按力的效果分，可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等.2重力重力的产生由于 地球 对物体的吸引而使物体受到的力注意：在地球表面附近可近似认为等于 万有引力 .重力的大小G mg .可用弹簧秤 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的变化引起的重力的方向总是 竖直向下的注意：竖直向下是和水平面垂直，不一定和接触面垂直重心因为物体各部分都受重力作用，认为重力作用集中于一点即为物体的重心(1) 影响重心位置的因素：物体的形状物体的质量分布(2)确定方法：悬

4、挂法.重心：重力的“等效作用点”，物体的重心不一定在物体上.重心相对物体的位置由物体的形状和质量分布决定.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心.3.弹力：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力.产生条件：（1）两物体直接接触；（2）物体发生弹性形变.物体所受的弹力必定是由于施力物体发生形变产生的.弹力方向的确定：(1)压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体.(2)绳的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向.弹力大小的确定：(1)弹簧在弹性限度内遵守胡克定律Fkx.(2)一般情况下应根据物体的运动状态，利用牛顿定律或平衡条件来计算.4.摩擦力：相互接触的物体间发

5、生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面处产生的阻碍物体间相对运动的力.（1）静摩擦力产生条件：两物体直接接触；相互挤压；接触面不光滑；有相对滑动的趋势.方向：静摩擦力的方向沿着接触面的切线，与相对滑动趋势的方向相反.大小：静摩擦力的大小可在0与最大静摩擦力Fm之间变化，即0FFm.静摩擦力的大小与压力大小无关，由物体的运动状态和物体所受的其他力决定，可根据牛顿第二定律或平衡条件求静摩擦力的大小.（2）滑动摩擦力产生条件：两物体直接接触；相互挤压；接触面不光滑；有相对滑动.方向：沿着接触面的切线与相对滑动的方向相反（不一定与物体的运动方向相反）大小：Ff=FN疑难探究（深刻理解）一、如何理解重力

6、的概念 1重力产生的原因：由于地球吸引而使物体受到的力它可以是万有引力的主要部分或全部（在南北两极时）重力是非接触力非特别说明，凡地球上的物体均受到重力 2大小：G = mg,g为当地的重力加速度，g= 9. 8 N/kg一定质量的物体在地球上不同的地方，重力的大小不同重力的大小随纬度增大而增大，随高度增大而减小（赤道上最小，两极最大；离地面越高，g越小在地球表面近似有 同一地方，重力不会因物体运动状态的改变而改变 3方向：竖直向下，不等同于指向地心，只有赤道和两极处重力的方向才指向地心.二、弹力有无的判断方法 对于形变明显的情况(如弹簧)可由形变直接判断，形变不明显的通常用下面三种方法: 方

7、法1:“假设法”分析物体间的弹力对形变不明显的情况，可假设两个物体间无弹力，看物体还能否保持原来的状态，如能则无弹力，如不能必有弹力作用。 方法2:“替换法”分析物体间的弹力 用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明这个杆提供的是拉力;否则，提供的是支持力 方法3：根据“物体的运动状态”分析弹力由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力三、如何判断静摩擦力的方向?静摩擦力的方向沿着两物体接触面的切线，与相对运动趋势的方向相反，而相对运动趋势的方向又难以判断，这就使静摩擦力方向

8、的判断成为一个难点判断静摩擦力的方向常用下列方法:(1)用假设法判断静摩擦力的方向：我们可以假设接触面是光滑的，判断物体将向哪滑动，从而确定相对运动趋势的方向，进而判断出静摩擦力的方向(2)根据物体的运动状态判断静摩擦力的方向：首先弄清物体运动状态（是平衡状态，加速或减速状态），分析出除摩擦力外的其它力，看是否能维持这个运动状态，若不能维持，说明一定受摩擦力，根据平衡条件或牛顿定律，即可判断出静摩擦力的方向典型题型（规律方法）一重力的认识【例1】.下列关于重力的说法中，正确的是 A物体只有静止时才受重力 B重力的方向总是指向地心 C地面上的物体在赤道上受的重力最小 D物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的

9、示数一定等于物体的重力 解析： 物体受重力与运动状态是静止还是运动无关，故A错重力实际是万有引力的一个分力（另一个分力提供物体绕地球自转的向心力），万有引力方向指向地心，重力不一定指向地心（只有在两极或赤道上的物体所受的重力指向地心），故B错在赤道上，物体所受的重力等于万有引力与物体随地球运动的向心力之差，而在赤道上向心力最大，在地球各纬度物体所受万有引力大小相同，分析可知物体在赤道上受的重力最小，C正确在弹簧坪和物体都静止或匀速运动时，测出的示数才等于物体的重力，若弹簧秤拉着物体加速上升或下降则弹簧秤的示数不等于重力，故D错答案：C.二弹力。【例2】关于力，下列说法中正确的是 A两物体相互接

10、触就一定有弹力 B两物体间有相互作用的弹力，物体一定发生了形变 C杆的弹力一定沿杆的方向 D地球上的物体离开地面就不受重力作用 解析：弹力产生的条件是相互接触且发生形变杆的弹力可根据具体情况来进行判断，不一定沿杆的方向；重力是由于地球的吸引而产生的，与物体是否在地面无关答案：B.练习画出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、弹簧弹力的计算与应用【例3】如图所示，A、B两个矩形木块用轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k,A、B的质量分别为m、2m，将它们竖直叠放在水平地面上，用力将A缓慢地竖直提起，A向上提起多大高度时，木块B将离开水平地面解析：A向上提起的高度

11、为弹簧增加的长度开始时，弹簧被压缩，对A有,离开地面时，弹簧被拉伸，对B有, A上提高度【例4】如图所示，A、B是两个物块的重力分别为3N、4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直向方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F = 2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（ ） A天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为6N B天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为6N C天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为2N D天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为2N解析：弹簧的弹力F = 2N，弹力可能为拉力（此时正确）也可能为压力（此时正确）方法反思：弹簧形变的特殊性是既可产生拉伸形变，又可产生压缩形变，

12、而两种形变时弹力的方向正好相反因此在实际应用中要弄清是何种形变，从而确定出弹力的方向，若命题没有告知或不能确定是何种形变时，应考虑两种形变都可能存在【例5】如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为的木块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，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()A2L(m2m3)g/k B2L(m22m3)g/kC2L(m1m2m3)g/k D2Lm3g/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

13、3所受的滑动摩擦力，即m3gkx3，解得2和3间弹簧伸长量为同理以2木块为研究对象得：kx2kx3m2g，即1和2间弹簧的伸长量为 1、3两木块之间的距离等于弹簧的原长加上伸长量，即2L(m22m3)g/k，选项B正确四摩擦力【例6】如图所示，A、B两物体叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使两者一起向右做匀速直线运动，下列判断正确的是（ ）A由于A、B一起做匀速直线运动，故A、B间无摩擦力BA对B的静摩擦力大小为F，方向向右CB对地面的滑动摩擦力的大小为F，方向向右DB物体受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力解答：B能与A一起向右匀速运动，一定要受到A对B的水平向右的静摩擦力作用，故A错，

14、B对。B与地面间发生了相对运动，B与地面间存在滑动摩擦力，故C、D都对。答案：BCD点评：判断物体是否受静摩擦力的作用，在很多情况下不采用其定义来判断，而是采用其运动状态和受力情况来分析判断，因为对于一个不动的物体，判断它的运动趋势是比较困难的。而滑动摩擦力的判断，则可以直接由其相对运动的情况来判断。【例7】如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)，P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态.当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（ ） A.Q受到的摩擦力一定变小 B.Q受到的摩擦力一定变大 C.轻绳上拉力一定变小 D.轻绳上拉力

15、一定不变解析 两种情况下轻绳的拉力大小都等于mPg，所以轻绳上拉力一定不变. 如果mPgmQgsin，则开始时：fmPgmQgsin， 施加水平力F后：f(FcosmPg)mQgsin f将增大 但如果(FcosmPg)mQgsin 则开始时fmQgsinmPg 施加水平力F后：fmQgsin(FcosmPg) f将减小 答案：DV1V2CAB图3【例8】 如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因素为。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度V1向右匀速运动，同时用力F拉动物体（方向沿导槽方向）使物体以速度V2沿导槽匀速运动，

16、求拉力F大小。 几乎所有的同学认为滑动摩擦力方向判断要比静摩擦力方向的判断容易,因而忽视了对滑动摩擦力方向判断方法的深刻理解。滑动摩擦力方向总是跟相对运动的方向相反,要确定滑动摩擦力的方向首先要判断出研究对象跟它接触的物体的相对运动方向。所谓相对运动方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，研究对象相对该参照物运动的方向。当研究对象参与几种运动时，相对运动方向应是相对接触物体的合运动方向。静摩擦力的方向总是与物体“相对运动趋势”的方向相反。所谓相对运动趋势的方向，即是把与研究对象接触的物体作为参照物，假若没有摩擦力研究对象相对该参照物可能出现运动的方向。V1V2f图4V 分析与解：物体相对钢

17、板具有向左的速度分量V1和侧向的速度分量V2，故相对钢板的合速度V的方向如图4所示，滑动摩擦力的方向与V的方向相反。根据平衡条件可得: F=fcos=mg从上式可以看出：钢板的速度V1越大，拉力F越小。图tF0F【例9】把一个重为的物体用一个水平力压在竖直的足够高的平整粗糙墙壁上，如图所示，已知力随时间变化图像如图所示。（）分析物体的运动情况（）画出物体所受摩擦力随时间变化的图像选物体为研究对象，按重力、弹力、摩擦力等顺序画出物体的受力情况示意图，在确认无误后分析摩擦力随时间的变化情况：物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用.由于F从零开始均匀增大，所以物体整个过程的大体运动情况应该是：

18、先加速下滑，再减速下滑、最后静止不动.开始一段时间FfG，物体加速下滑.当FfG时，物体速度达到最大值.之后FfG，物体向下做减速运动，直至速度减为零.在整个运动过程中，动摩擦力大小为FfFNFkt，即Ff与t成正比，是一段过原点的直线.当物体速度减为零之后，动摩擦变为静摩擦，其大小由平衡条件可知FfG.所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段【学法指导】方法小结：摩擦力大小的计算（1）首先分清摩擦的性质：是还是滑动摩擦。（2）滑动摩擦由公式f = N计算，f跟接触面的大小无关，跟运动状态无关。式中动摩擦因数由两接触面的状况决定，跟N无关。计算中最关键的是对相互挤压力N的分析，它跟研究物在垂直于

19、接触面方向的受力的组成密切相关，跟研究物在该方向上的运动状态有关，特别是后者最易被人所忽视。注意N变引起f变的动态关系。（3）对于静摩擦力，首先要区分最大值与非最大值。最大静摩擦力:它是对应物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力，只在这一状态下才表现出来，它的数值跟相互挤压力N成正比变化。非最大静摩擦力：它的大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力N无直接关系。因而有大小、方向的可变性，这是它的特点。对具体问题，要具体分析研究物的运动状态。若为平衡状态，的大小可由平衡条件建立方程求解；若为动力学状态，可由牛顿定律、功和能、动量等关系建立方程求解，千万不可生搬硬套。【

20、实战45分钟】1.如图所示,一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙,底部有一阀门,打开阀门让细沙慢慢流出的过程中,球壳与球壳内剩余细沙组成的系统的重心将会 （ ）A.一直下降 B.一直不变C.先下降后上升 D.先上升后下降答案 C解析：装满细沙时重心在几何中心，流出细沙过程重心先下降后上升，流完时重心又回到几何中心。2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答案：D解析：重力的方向是竖直向下，故A错在空气或其他液体中，重力大小始终不变，故B错重力

21、和拉力是两种性质的力，故C错在地球的不同位置处，g略有差别D对3.如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车在水平面上做直线运动，细绳始终保持竖直关于小球的受力情况，下列说法正确的是()A若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D若小车向右运动，小球一定受三个力的作用答案：B解析：若小车静止，则小球受力平衡，光滑斜面，小球受重力，绳子的拉力，且都沿竖直方向，如果受斜面的支持力，则无法平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故A项错误，B项正确；若小车向右匀速运

22、动时，小球受重力和绳子拉力两个作用；若小车向右做减速运动，则一定受斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D项都不对4.如图所示，a,b为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka=1103N/m，kb=2103N/m,原长分别为la=6cm, lb=4cm。在下端挂一个物体G，物体受到的重力为10N，平衡时（ ）A弹簧a下端受到的拉力为4N，b下端受到的拉力为6NB弹簧a下端受到的拉力为10N，b下端受到的拉力为10NC弹簧a的长度变为7cm，b的长度变为4.5cmD弹簧a的长度变为6.4cm，b的长度变为4.3cm解析：弹簧弹力处处相等，正确，由得=cm ，正确。5如

23、图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于正方体A的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中正确的是()A若不计空气阻力，上升过程中，A对B有向上的支持力B若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下C若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上D若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力解析：若不计空气阻力，则整个系统处于完全失重状态，所以A、B间无作用力，选项A错D对；若考虑空气阻力，则上升过程中，a上g，所以A对B压力向下，在下降过程，a下 (m +M)g时，木板便会开始运动 D无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动 答案：AD. 解析：木块在力F的作用下向右滑动，木块与

24、木板之间为滑动摩擦力，木板处于静止状态，其与地面间为静摩擦力，根据物体的平衡条件可知，并保持不变 12.如图所示，物体A、B在力F的作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，下列关于物体A所受的摩擦力的说法中正确的是 A甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同 B甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反 C甲、乙两图中A物体均不受摩擦力 D，甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向和F相同答案：D.解析： 物体A、B均沿F方向匀速运动，所以A、B均处于平衡状态，合力为零甲图中A受合力为零，可知其不受摩擦力作用乙图中A沿斜面方向合力为零，可知其摩擦力沿斜面向上，与F方向相同13.如图所示,用轻质细杆连接的A、B两物体正沿着倾角为的斜面匀速下滑,已知斜面的粗糙程度是均匀的,A、B两物体与斜面的接触情况相同.试判断A和B之间的细杆上是否有弹力.若有弹力,求出该弹力的大小;若无弹力,请说明理由.【思路剖析】(1)A、B处于什么运动状态?“轻质细杆”意