高考導(dǎo)航 基礎(chǔ)課1重力彈力摩擦力 重力 1 產(chǎn)生 由于的吸引而使物體受到的力 2 大小 與物體的質(zhì)量成 即G 可用測(cè)量重力 3 方向 總是的 4 重心 其位置與物體的分布和有關(guān) 知識(shí)排查 地球 正比 mg 彈簧測(cè)力計(jì) 豎直向下 質(zhì)量 形狀 形變 彈性 胡克定律 1 形變物體在力的作用下或的變化叫形變 2 彈性 1 彈性形變 有些物體在形變后撤去作用力能夠的形變 2 彈性限度 當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí) 撤去作用力后 物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的 這個(gè)限度叫彈性限度 形狀 體積 恢復(fù)原狀 形狀 3 彈力 1 定義 發(fā)生彈性形變的物體 由于要 對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用 這種力叫做彈力 2 產(chǎn)生條件 物體相互且發(fā)生 3 方向 彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向 4 胡克定律 1 內(nèi)容 彈簧發(fā)生時(shí) 彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng) 或縮短 的長(zhǎng)度x成 2 表達(dá)式 F k是彈簧的 單位為N m k的大小由彈簧決定 x是 但不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度 恢復(fù)原狀 接觸 彈性形變 相反 彈性形變 正比 kx 勁度系數(shù) 自身性質(zhì) 形變量 1 摩擦力 滑動(dòng)摩擦力 動(dòng)摩擦因數(shù) 靜摩擦力 粗糙 彈力 運(yùn)動(dòng) 趨勢(shì) 相切 相反 相切 相反 FN 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 材料 粗糙程度 1 思考判斷 1 只要物體發(fā)生形變就會(huì)產(chǎn)生彈力作用 2 物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反 3 滑動(dòng)摩擦力的方向不可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同 4 滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān) 與接觸面的面積大小也無(wú)關(guān) 5 運(yùn)動(dòng)的物體也可能受到靜摩擦力的作用 答案 1 2 3 4 5 小題速練 2 在下列各圖中 a b均處于靜止?fàn)顟B(tài) 且接觸面均光滑 a b間一定有彈力的是 答案B 3 2016 江蘇卷 一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為8cm 在4N的拉力作用下伸長(zhǎng)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 200N m 答案D 4 人教版必修1 P61 T3改編 多選 重量為100N的木箱放在水平地板上 至少要用35N的水平推力 才能使它從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 木箱從原地移動(dòng)以后 用30N的水平推力 就可以使木箱繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng) 由此可知 A 木箱與地板間的最大靜摩擦力為35NB 木箱所受的滑動(dòng)摩擦力為30NC 木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 35D 木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 3答案ABD 彈力的分析與計(jì)算 1 三法 研判彈力的有無(wú) 2 彈力方向的判斷 1 常見(jiàn)模型中彈力的方向 2 根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律判斷 3 計(jì)算彈力大小的方法 1 彈簧 橡皮條等物體的彈力可以由胡克定律F kx計(jì)算 2 其他彈力可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況 利用平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定大小 1 勻速前進(jìn)的車(chē)廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球 如圖1所示 小球下方與一光滑斜面接觸 關(guān)于小球的受力 下列說(shuō)法正確的是 A 重力和細(xì)線對(duì)它的拉力B 重力 細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的支持力C 重力和斜面對(duì)它的支持力D 細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的支持力解析小球勻速運(yùn)動(dòng) 處于平衡狀態(tài) 合力為零 則水平方向不能有力的作用 否則細(xì)線不可能處于豎直狀態(tài) 故選項(xiàng)A正確 答案A 圖1 2 2017 河北遵化一中月考 多選 如圖2所示 為一輕質(zhì)彈簧的彈力大小和長(zhǎng)度的關(guān)系 根據(jù)圖象判斷 正確的結(jié)論是 A 彈簧的勁度系數(shù)為1N mB 彈簧的勁度系數(shù)為100N mC 彈簧的原長(zhǎng)為6cmD 彈簧伸長(zhǎng)0 02m時(shí) 彈力的大小為4N 圖2 答案BC 3 多選 如圖3所示 一重為10N的球固定在支桿AB的上端 今用一段繩子水平拉球 使桿發(fā)生彎曲 已知繩的拉力為7 5N 則AB桿對(duì)球的作用力 A 大小為7 5NB 大小為12 5NC 方向與水平方向成53 角斜向右下方D 方向與水平方向成53 角斜向左上方 圖3 答案BD 摩擦力的分析和計(jì)算 1 明晰 三個(gè)方向 2 靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷方法 1 假設(shè)法 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 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 3 摩擦力的計(jì)算 1 在確定摩擦力的大小之前 首先分析物體所處的狀態(tài) 分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力 2 滑動(dòng)摩擦力有具體的計(jì)算公式 而靜摩擦力要利用平衡條件列方程或牛頓第二定律列方程等計(jì)算 1 如圖4所示 物體A B在力F作用下一起以相同速度沿F方向勻速運(yùn)動(dòng) 關(guān)于物體A所受的摩擦力 下列說(shuō)法正確的是 A 甲 乙兩圖中物體A均受摩擦力 且方向均與F相同B 甲 乙兩圖中物體A均受摩擦力 且方向均與F相反C 甲 乙兩圖中物體A均不受摩擦力D 甲圖中物體A不受摩擦力 乙圖中物體A受摩擦力 方向和F相同 圖4 解析用假設(shè)法分析 甲圖中 假設(shè)A受摩擦力 與A做勻速運(yùn)動(dòng)在水平方向合力為零不符 所以A不受摩擦力 乙圖中 假設(shè)A不受摩擦力 A將相對(duì)B沿斜面向下運(yùn)動(dòng) 則知A受沿F方向的摩擦力 選項(xiàng)D正確 答案D 2 如圖5所示 質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板ab上滑行 長(zhǎng)木板放在水平面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài) 若ab與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 1 木塊P與長(zhǎng)木板ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 2 則長(zhǎng)木板ab受到地面的摩擦力大小為 A 1MgB 1 m M gC 2mgD 1Mg 2mg 圖5 解析木塊P對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力大小為F 2mg 長(zhǎng)木板始終靜止 則地面對(duì)長(zhǎng)木板的靜摩擦力大小為F F 2mg 故選項(xiàng)C正確 答案C 3 多選 如圖6甲所示 A B兩個(gè)物體疊放在水平面上 B的上下表面均水平 A物體與一拉力傳感器相連接 連接拉力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平 從t 0時(shí)刻起 用一水平向右的力F kt k為常數(shù) 作用在B物體上 拉力傳感器的示數(shù)隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示 已知k t1 t2 且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 據(jù)此可求 圖6 A A B之間的最大靜摩擦力B 水平面與B之間的滑動(dòng)摩擦力C A B之間的動(dòng)摩擦因數(shù) ABD B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 解析當(dāng)B被拉動(dòng)后 拉力傳感器才有示數(shù) 地面對(duì)B的最大靜摩擦力為Ffm kt1 A B相對(duì)滑動(dòng)后 拉力傳感器的示數(shù)保持不變 則FfAB kt2 Ffm k t2 t1 選項(xiàng)A B正確 由于A B的質(zhì)量未知 則 AB和 不能求出 選項(xiàng)C D錯(cuò)誤 答案AB 計(jì)算摩擦力時(shí)的三點(diǎn)注意 1 首先分清摩擦力的性質(zhì) 因?yàn)橹挥谢瑒?dòng)摩擦力才能利用公式計(jì)算 靜摩擦力通常只能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解 2 公式F FN中 FN為兩接觸面間的正壓力 與物體的重力沒(méi)有必然聯(lián)系 不一定等于物體的重力 3 滑動(dòng)摩擦力的大小與物體速度的大小無(wú)關(guān) 與接觸面積的大小也無(wú)關(guān) 1 靜 靜 突變物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí) 如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài) 則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變 摩擦力的突變問(wèn)題 2 靜 動(dòng) 突變或 動(dòng) 靜 突變物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)其他力變化時(shí) 如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài) 則物體受到的靜摩擦力將 突變 成滑動(dòng)摩擦力 3 動(dòng) 動(dòng) 突變某物體相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過(guò)程中 若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了 則滑動(dòng)摩擦力方向發(fā)生 突變 典例 2017 玉林模擬 如圖7所示 物體A靜止在粗糙水平面上 左邊用一輕質(zhì)彈簧和豎直墻相連 彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng) 現(xiàn)用從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A 直到A被拉動(dòng) 在A被拉動(dòng)之前的過(guò)程中 彈簧對(duì)A的彈力F1的大小和地面對(duì)A的摩擦力Ff大小的變化情況是 A F1減小B F1增大C Ff先減小后增大D Ff始終減小 圖7 審題關(guān)鍵點(diǎn) A靜止在粗糙水平面上 彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng) 從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A 直到A被拉動(dòng) 解析在A被拉動(dòng)之前的過(guò)程中 彈簧仍處于原狀 因此彈力F1不變 靜止時(shí)彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng) 則彈簧對(duì)A的拉力向左 由于水平面粗糙 因此物體受到水平向右的靜摩擦力Ff 當(dāng)再用一個(gè)從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A 直到把A拉動(dòng)前過(guò)程中 物體A受到的靜摩擦力Ff從向右變?yōu)樗较蜃?所以Ff大小先減小后增大 故選項(xiàng)C正確 A B D錯(cuò)誤 答案C 1 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8所示 其中F1 10N F2 2N 若撤去F1 則木塊受到的摩擦力為 A 10N 方向向左B 6N 方向向右C 2N 方向向右D 0 圖8 解析當(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Ffmax 8N 當(dāng)撤去力F1后 F2 2N Ffmax 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C 2 如圖9所示 斜面固定在地面上 傾角為37 sin37 0 6 cos37 0 8 質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行 斜面足夠長(zhǎng) 該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 8 則該滑塊所受摩擦力F隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的 取初速度v0的方向?yàn)檎较?g 10m s2 圖9 解析滑塊上升過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力作用 由F FN和FN mgcos 聯(lián)立得F 6 4N 方向?yàn)檠匦泵嫦蛳?當(dāng)滑塊的速度減為零后 由于重力的分力mgsin mgcos 滑塊不動(dòng) 滑塊受的摩擦力為靜摩擦力 由平衡條件得F mgsin 代入可得F 6N 方向?yàn)檠匦泵嫦蛏?故選項(xiàng)B正確 答案B 易錯(cuò)問(wèn)題 摩擦力方向的判定 縝密思維能力的培養(yǎng) 摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向的三類(lèi)關(guān)系摩擦力的方向與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反 但與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向可能相同 可能相反 也可能不共線 第一類(lèi) 摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同 例1 多選 如圖10所示 皮帶運(yùn)輸機(jī)將物體勻速地送往高處 下列結(jié)論正確的是 A 物體受到與運(yùn)動(dòng)方向相同的摩擦力作用B 傳送的速度越大 物體受到的摩擦力越大C 物體所受的摩擦力與傳送的速度無(wú)關(guān)D 物體受到的靜摩擦力為物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)上升的動(dòng)力 圖10 解析物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)一起上升的過(guò)程中 物體具有相對(duì)于皮帶下滑的趨勢(shì) 受到沿皮帶向上的摩擦力作用 是使物體向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力 其大小等于物體重力沿皮帶向下的分力 與傳送帶的速度大小無(wú)關(guān) 故選項(xiàng)A C D正確 B錯(cuò)誤 答案ACD 第二類(lèi) 摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反 例2 2017 全國(guó)卷 16 如圖11所示 一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng) 若保持F的大小不變 而方向與水平面成60 角 物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng) 物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 圖11 答案C 第三類(lèi) 摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向不共線 例3 如圖12 光滑斜面固定于水平面 滑塊A B疊放后一起沖上斜面 且始終保持相對(duì)靜止 A上表面水平 則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí) B受力的示意圖為 圖12 解析滑塊A B一起沖上光滑斜面 以A B為整體研究對(duì)象 加速度沿斜面向下 大小為a gsin 整體向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 加速度方向沿斜面向下 由于B的加速度方向沿斜面向下 根據(jù)牛頓第二定律知 B受到合力沿斜面向下 則B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力 故選項(xiàng)A正確 B C D錯(cuò)誤 答案A