内容正文:
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知识内容
学科素养
考向指导
1.形变、弹性、胡克定律
物理观念(运动与相互作用观念)
1.常考热点:力的合成与分解,结合弹力、摩擦力考查共点力的平衡条件,静态平衡和动态平衡问题。
2.常用物理思想方法:图象法、等效法、数理结合法等。
2.动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力
物理观念(运动与相互作用观念)
3.矢量和标量,力的合成和分解
(1)物理观念(运动与相互作用观念)
(2)科学思维
4.共点力的平衡
(1)物理观念(运动与相互作用观念)
(2)科学思维(科学推理)
5.实验二:探究弹簧形变与弹力的关系
科学探究
6.实验三:研究两个互成角度力的合成规律
科学探究
第1讲 重力 弹力 摩擦力
知识排查
知识点一 重力
1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.大小:与物体的质量成正比,即G=mg。可用弹簧测力计测量重力。
3.方向:总是竖直向下的。
4.重心
(1)定义:物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫物体的重心。
(2)重心位置的确定
①其位置与物体的质量分布和形状有关。
②质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心。
③形状不规则或质量分布不均匀的薄板,重心可用悬挂法确定。
注意:物体的重心不一定在物体上。
知识点二 形变、弹力、胡克定律
1.形变
(1)定义:物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变。
(2)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力能够恢复原状的形变。
(3)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度。
2.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
(2)产生条件:物体相互接触且发生弹性形变。
(3)方向:①总是与物体形变的方向相反;②弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
3.胡克定律
(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
①k是弹簧的劲度系数,单位为 N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是形变量,但不是弹簧形变以后的长度。
知识点三 摩擦力
1.滑动摩擦力
(1)定义和条件
两个粗糙的物体之间有弹力,当它们发生相对运动时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。
(2)大小和方向
①大小:F=μFN,式中μ为动摩擦因数,其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
②方向:总是跟接触面平行,并与相对运动的方向相反。
2.静摩擦力
(1)定义和条件
两个粗糙的物体之间有弹力,当它们具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。
(2)大小和方向
①大小:0<F≤Fmax,其中Fmax为最大静摩擦力。
②方向:总是跟接触面平行,与相对运动趋势的方向相反。
3.几个易错点
(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动。即摩擦力可以作为阻力使物体减速,也可以作为动力使物体加速。
(3)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定与静摩擦力的施力物体保持相对静止。
(4)静摩擦力的大小与正压力无关,仅与外力有关,最大静摩擦力的大小与正压力有关且成正比。
小题速练
1.思考判断
(1)同一物体从赤道移到北极,其重力不仅大小变大,而且方向也变了。( )
(2)重力的方向一定指向地心。( )
(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。( )
(4)运动的物体也可以受静摩擦力,静止的物体也可以受滑动摩擦力。( )
(5)滑动摩擦力的大小可用公式F=μFN计算,式中的FN大小可能等于重力与其他力的合力。( )
(6)劲度系数k=,从这两式可以看出分子的数值越大或分母的数值越小,则劲度系数k或动摩擦因数μ一定越大。( )
,动摩擦因数μ=
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
2.[人教版必修1 P52图示改编]如图1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 ( )
图1
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 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