内容正文:
考点01 重力 弹力 摩擦力
重力
一、力
1.力的概念:力是物体对物体的作用。[注1]
2.力的三要素:力的大小、方向、作用点。
3.力的表示方法:力的图示或力的示意图。[注2]
二、重力
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。[注3]
2.大小:与物体的质量成正比,即G=。可用弹簧测力计测量重力。
3.方向:总是竖直向下的。
4.重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。
【典例】
1.如图所示,两辆车正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和质量分布无关
D.力是使物体运动的原因
解析:选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,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,所以选项A正确,B错误;从题图中可以看出,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,故选项C错误;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以选项D错误。
弹力
一、弹力
1.弹力
(1)定义:发生弹性形变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。[注4]
(2)产生的条件:
①物体间直接接触。
②接触处发生弹性形变。
(3)方向:总是与物体形变的方向相反。
2.胡克定律
(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=。k是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是N/m,x是弹簧长度的改变量,不是弹簧形变以后的长度。
【注解释疑】
[注1] 力的作用是相互的(一个巴掌拍不响)。
[注2] 力的图示VS示意图
力的图示是严格表示力的方法,需要把力的三要素全部表示出来,而力的示意图只表示力的作用点和方向。
[注3] 重力并不是地球对物体的引力,产生差异的原因是地球自转。
[注4] 施力物体是发生形变的物体,受力物体是阻碍恢复形变的物体。
[深化理解]
1.力不能脱离物体而独立存在,没有施力物体或受力物体的力是不存在的。
2.重心是重力的“等效作用点”,不一定在物体上,其具体位置由物体质量分布规律和几何形状共同决定。
3.物体所受支持力的大小不一定等于重力,其大小与物体的放置方式及运动状态有关。
4.胡克定律对轻弹簧、橡皮条均适用,但形变量必须在弹性限度内。
[名师微点]
1.各种情景下弹力的方向特点
2.弹力有无的判断“三法”
条件法
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。多用来判断形变较明显的情况
假设法
对形变不明显的情况,可假设两个物体间不存在弹力,看物体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
状态法
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是否存在弹力
3.判断弹力方向的两点提醒
(1)轻杆对物体的弹力方向不一定沿杆。
(2)物体所受弹力的大小和方向与物体所处的状态(如静止、匀变速直线运动等)有关。
【典例】
1. 在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为( )
A.均竖直向上
B.均指向球心O
C.A点处指向球心O,B点处竖直向上
D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上
解析:选D A点处弹力的方向沿半径指向球心O,B点处弹力的方向垂直于筷子斜向上,故D正确。
2.(2016·江苏高考)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为( )
解析:选D 由F=kx知,弹簧的劲度系数k== N/m=200 N/m,选项D正确。
摩擦力
1.静摩擦力
(1)定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时的摩擦力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动趋势。
①物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。
②实际最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动趋势的方向相反。
(4)大小:0<F≤。
2.滑动摩擦力
(1)定义:一个物体在另一个物体表面滑动时,受到另一物体阻碍它们相对滑动的力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动的方向相反。
(4)大小:F=μFN,μ为动摩擦因数,其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
①FN的大小不一定等于物体的重力,等于重力是特殊情况。
②μ的大小与物体间接触面积的大小、相对运动速度的大小都无关。
[