内容正文:
第二章 相互作用
课程标准 备考策略
1.认识重力、弹力。
2.了解胡克定律。
3.知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩
擦力的大小。
4.了解力的合成与分解,知道矢量和标量。
5.能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。
实验二:探究弹簧弹力与形变量的关系。
实验三:探究两个互成角度的力的合成规律
1.理解弹力和摩擦力的分析与判断方法,掌握
力的合成与分解方法及整体法与隔离法的
应用技巧。
2.关注并加强以生活中的实际问题为背景的
静力学知识的训练。
3.加强以“探究弹簧的弹力与形变量的关系”、
“验证力的平行四边形定则”为主的实验基
本原理、实验操作要领、数据处理的方法及
实验迁移能力的训练
第1讲 重力 弹力
AMc
-
1.力
(1)定义:力是一个物体对另一个 的
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、
性、独立性等特征。
2.重力
(1)产生:由于 而使物体受到的力。
" 重力不是万有引力,而是万有引力竖直向
下的一个 。
(2)大小:G=mg,可用弹簧测力计测量。
(3)方向:总是 。
(4)重心:一个物体的各部分都受到重力的作
用,从效果上看,可认为各部分受到的重力作
用集中于 ,这一点叫作物体的重心。
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。
" 重心的位置不一定在物体上。
3.弹力
(1)弹力
①定义:发生 的物体,要恢复原状,
对与它接触的物体会产生力的作用。
②产生条件:
a.物体间直接接触;
b.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,弹簧发生弹性形变
时,弹力F 的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长
度x 成 。
②表达式:F=kx
a.k叫作弹簧的 ,单位是牛顿每米,
符号是N/m;k的大小由弹簧 决定。
b.x 是弹簧长度的 ,不是弹簧形变
以后的长度。
023
hh
D
1.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重
心一定在物体上。 ( )
2.由k=Fx
可知,劲度系数k 与弹力F 成正比,
与弹簧的形变量x 成反比。 ( )
3.弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定
的,与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小
无关。 ( )
4.物体所受重力大小一定等于支撑面对其弹力
的大小。 ( )
5.杆的弹力不一定沿着杆的方向,绳子的弹力
一定沿着绳子收缩的方向。 ( )
6.弹力的方向与物体形变的方向相同。 ( )
A
/c5%1@
考点一 重力和重心
1.对重力的理解
(1)大小:G=mg,g 与物体在地球上的位置
有关,与环境和运动状态无关。
(2)重力的方向竖直向下,在赤道和地球两
极,重力方向指向地心;在其他位置,重力方
向不指向地心。
2.对重心的理解
(1)重心不是重力的真实作用点,而是重力的
等效作用点,重力作用在整个物体上。
(2)重心不是物体上最重的一点,它可以不在
物体上,也不一定在物体的几何中心。
(3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、
放置状态及运动状态无关。
%$3
1.关于重力及重心,下列说法中正确的是
( )
A.一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示
数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的
示数,因此物体在水中受到的重力小于在
空气中受到的重力
B.据G=mg可知,两个物体相比较,质量较
大的物体的重力一定较大
C.物体放在水平面上时,重力方向垂直于水
平面向下,当物体静止于斜面上时,其重力
方向垂直于斜面向下
D.物体的形状改变后,其重心位置往往改变
2.(2022·浙江1月选考)如图
所示,公园里有一仿制我国
古代欹器的U形水桶,桶可
绕水平轴转动,水管口持续
有水流出,过一段时间桶会
翻转一次,决定桶能否翻转的主要因素是
( )
A.
水桶自身重力的大小
B.
水管每秒出水量的大小
C.
水流对桶撞击力的大小
D.
水桶与水整体的重心高低
考点二 弹力有无及方向的判断
1.“三法”判断弹力的有无
条件法
根据弹力产生的两个条件 ——— 接触
和形变直接判断
假设法
假设两个物体间弹力不存在,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,则此处一定有弹力
状态法
根据物体的运动状态,由平衡条件或
牛顿第二定律进行判断
2.弹力方向的确定
024
第二章 相互作用
【典例1】 画出如图所示情景中小球A受力的
示意图(各接触面均光滑)。
%$3
3.如图所示,小车内沿竖直方
向的一根轻质弹簧和一条与
竖直方向成α角的细绳拴接
一小球。当小车与小球相对静止,一起在水
平面上运动时,下列说法正确的是 ( )
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻
弹簧对小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧
对小球也不一定有弹力
4.图中各物体均处于静止状态。图中画出了小
球A所受弹力的情况,其中正确的是 ( )
A
B
C
D
考点三 弹力的分析与计算
1.轻绳、轻杆、弹性绳和轻弹簧的比较
项目 轻绳 轻杆 弹性绳 轻弹簧
图示
受 外 力 作
用 时 形 变
的种类
拉伸形变
拉伸形变、压缩
形变、弯曲形变
拉伸形变
拉伸形变、压
缩形变
受 外 力 作
用 时 形 变
量大小
微小,可忽略 微小,可忽略
较大,不可
忽略
较 大,不 可
忽略
弹力方向
沿着 绳,指 向
绳收缩的方向
既能沿着杆,也
可以跟杆 成 任
意角度
沿着绳,指
向 绳 收 缩
的方向
沿着弹簧,指
向 弹 簧 恢 复
原长的方向
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。
考向1 胡克定律的应用
【典例2】 一根轻质弹性绳的两端分别固定在
水平天花板上相距80
cm的两点上,弹性绳
的原长也为80
cm。将一钩码挂在弹性绳的
中点,平衡时弹性绳的总长度为100
cm;再
将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一
点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长
始终处于弹性限度内) ( )
A.86
cm B.92
cm
C.98
cm D.104
cm
考向2 力的平衡条件的应用
【典例3】 如图所示,质量
为M 的均质细直杆AB
竖直 立 于 光 滑 水 平 面
上,一根不可伸长的轻
绳一端固定于A 点,另一端跨过光滑定滑轮
连接质量为m 的物体E,轻绳AD 部分始终
保持水平。另一弹性轻绳AC 两端分别固
定于A 点和地面上的C 点。整个系统处于
静止状态,此时AC 绳与杆AB 的夹角θ=
30°,已知重力加速度为g。则 ( )
A.此时弹性轻绳AC 中的拉力大小等于mg
B.此时地面对杆 AB 的支持力大小等于
Mg+
3
2mg
C.将C 点向左平移一小段距离,系统仍保持
静止,则地面对杆AB 的支持力大小不变
025
hh
D.将C 点向右平移一小段距离,系统仍保持
静止,则弹性轻绳AC 的拉力增大
考向3 牛顿第二定律的应用
【典例4】 如图为位于水平面
上的小车,在小车上支架
的末端固定有质量为 m
的小球。现使小车以加速
度a向右做匀加速运动,下列说法正确的是
( )
A.杆对小球的弹力竖直向上
B.杆对小球的弹力沿杆向右
C.杆对小球的弹力大小可能为mg
D.杆对小球的弹力大小为F=
(mg)2+(ma)2
学习至此,请完成课时作业4
第2讲 摩擦力
AMc
-
1.两种摩擦力的比较
项目
名称
静摩擦力 滑动摩擦力
定义
两相对 的物
体间的摩擦力
两相对 的
物体间的摩擦力
产生条件
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有
大小 0<Ff≤Ffm Ff=μFN
方向
与受力物体相对运动
趋势的方向
与受力物体相对 运
动的方向
作用效果
总 是 阻 碍 物 体 间 的
总是阻碍物体间 的
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人教版教材必修第一册
P65“演示”———静摩擦力的大小随拉力的变化,
得到如图所示的F t图像,该图像信息说明什么?
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。公式μ=
Ff
FN
。
(2)决定因素:接触面的材料和 。
D
1.两物体间有摩擦力时,一定有弹力,且摩擦力
的方向和它们间的弹力方向垂直。 ( )
2.两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定
成正比。 ( )
3.在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静
摩擦力的方向可以与运动方向垂直。 ( )
4.滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反。
( )
5.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
擦力可以是阻力,也可以是动力。 ( )
6.受静摩擦力作用的物体是静止的。 ( )
026
参
考
答
案
(3)空气阻力对水滴的运动产生影响;
水滴滴落的频率不恒定也会对实验产
生影响。
【例4】 (1)15.75 (2)4.30 9.85
(3)AB
解析:(1)由 游 标 卡 尺 的 读 数 规 则 可
知,小球的直径为15
mm+15×
0.05
mm=15.75
mm。
(2)由题意可知,小球下落
H
=0.942
3
m时的速度v=
Δl
T =
0.86×10-2
1
500
m/s=4.30
m/s,
由运动学公式v2=2gh,得g=
v23
2H3
=
4.102
2×0.853
0
m/s2≈9.85
m/s2。
(3)小球下落一定高度时的瞬时速度
近似为曝光时间内的平均速度,曝光
时间越短,曝光时间内的平均速度越
接近瞬时 速 度,实 验 误 差 越 小,A正
确;让小 球 在 真 空 管 中 自 由 下 落,可
减小空气阻力的影响,可减小实验误
差,B正确;质量相等的实心铝球代替
实心钢球 时,铝 球 体 积 更 大,阻 力 对
铝 球 的 影 响 较 大,实 验 误 差 较 大,
C错误。
第二章 相互作用
第1讲 重力 弹力
必备知识梳理
1.(1)物体 (2)运动状态 (3)矢量
2.(1)地球的吸引 分力 (3)竖直向下
(4)一点 ①质量 ②悬挂
3.(1)①形变 ②b.弹性形变 ③相反
(2)①正比 ②a.劲度系数 自身性质
b.变化量
概念辨析
1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.×
关键能力提升
考点一 重力和重心
对点演练
1.D 由于物体放在水中时,受到向上的
浮力,从而减小了弹簧的拉伸形变,弹
簧测力计 的 示 数 减 小 了,但 物 体 的 重
力并不改变,A错误;当两物体所处的
地理位置相同时,g 值相同,质量大的
物体的重 力 必 定 大,但 当 两 物 体 所 处
的地理位 置 不 同 时,如 质 量 较 小 的 物
体放在地 球 上,质 量 较 大 的 物 体 放 在
月球上,由于月球上g 值较小,导致质
量大的物体的重力不一定大,B错误;
重力的方向是竖直向下的,C错误;物
体的重心位置由物体的形状和质量分
布情况共同决定,物体的形状改变后,
其重心位置往往发生改变,D正确。
2.D 水管口持续有水流出而过一段时
间桶会翻 转 一 次,说 明 主 要 原 因 是 装
的水到一 定 量 之 后,导 致 水 桶 与 水 整
体的重心 往 上 移 动,竖 直 向 下 的 重 力
作用线偏 离 中 心 转 轴,导 致 水 桶 不 能
稳定平衡,发生翻转,故选D。
考点二 弹力有无及方向的判断
典例1 见解析图
解析:(1)弹 力 方 向 垂 直 于 接 触 面。
(2)杆的弹力的方向可以不沿杆,但是
由于必须 平 衡 重 力,所 以 杆 的 弹 力 方
向向上。(3)绳子的拉力必须沿绳,若
斜面对小球 A有支持力,则小球 A受
力不平衡,则支持力不存在。(4)加速
度方向水 平 向 右,所 以 合 力 方 向 水 平
向右且等 于 重 力,所 以 杆 在 水 平 方 向
和竖直方 向 的 分 力 都 等 于 重 力,则 杆
的弹力斜向右上方45°。(5)绳子的拉
力必须沿绳。
对点演练
3.D 若小球与小车一起做匀速运动,则
细绳对小 球 无 拉 力;若 小 球 与 小 车 有
向右的加速度a=gtan
α,则轻弹簧对
小球无弹力,D正确。
4.C 选项 A中小球只受重力和杆的弹
力且处于 静 止 状 态,由 二 力 平 衡 可 得
小球受到的弹力应竖直向上,A错误;
选项B中如 果 左 边 的 绳 有 拉 力,则 竖
直向上的 那 根 绳 就 会 发 生 倾 斜,所 以
左边的绳没有拉力,B错误;对于球与
面接触的 弹 力 方 向,过 接 触 点 垂 直 于
接触 面 (即 在 接 触 点 与 球 心 的 连 线
上),即D项中大半圆对小球的支持力
FN2 应是沿着过小球与圆弧接触点的
半径,且指向圆心的弹力,D错误;球与
球相接触 的 弹 力 方 向,垂 直 于 过 接 触
点的公 切 面(即 在 两 球 心 的 连 线 上),
而指向受力小球A,C正确。
考点三 弹力的分析与计算
典例2 B 设
弹 性 绳 的 劲
度 系 数 为k。
挂钩码后,从
钩码 到 端 点,
弹 性 绳 被 分
为两段,弹 性
绳 两 端 点 移
动前,每段绳的伸长量ΔL=
100
2
cm-
80
2
cm=10
cm,每 段 绳 的 弹 力 F=
kΔL,对钩 码 受 力 分 析,如 图 甲 所 示。
由题意可知sin
α=
4
5
,cos
α=
3
5
。根
据共点力的平衡条件可得,钩码的重力
为G=2kΔLcos
α。将弹性绳的两端缓
慢移至天 花 板 上 的 同 一 点 时,受 力 分
析如 图 乙 所 示。设 每 段 绳 伸 长 量 为
ΔL',弹力为F'=kΔL',钩码的重力为
G=2kΔL',联 立 解 得 ΔL'=
3
5ΔL=
6
cm。弹 性 绳 的 总 长 度 变 为 L0 +
2ΔL'=92
cm,B正确,A、C、D错误。
典例3 D 对于结点 A,水平方向根据
平衡条件可得:Fx=FACsin
30°=mg,
解得FAC=2mg,故 A错误;在竖直方
向上 Fy=FACcos
30°=2mg×
3
2 =
3mg,加上 杆 自 身 的 重 力,故 地 面 对
杆AB 的支持力大小等于 Mg+ 3mg,
故B错误;由上式 可 知
Fy=
Fxcos
θ
sin
θ
=
Fx
tan
θ
,将C 点向左平移一小段距离,
θ增大,tan
θ增大,Fy 减小,故地面对
杆AB 的支持力减小,故C错误;Fx=
FACsin
θ=mg,将C 点向右平移一小
段距离,θ 减小,sin
θ 减小,FAC 增大,
故D正确。
典例4 D 设杆对小球的弹力F 在竖
直方向的分力为Fy,水平方向的分力
为 Fx,由 牛 顿 第 二 定 律 可 知,Fy =
mg,Fx=ma,F= (mg)2+(ma)2,
综上所述,A、B、C错误,D正确。
第2讲 摩擦力
必备知识梳理
1.静止 运动 相对运动趋势 相对运
动 相反 相反 相对运动趋势
相对运动
教材链接·想一想
提示:静摩擦力的大小随着外力的增
大而增大,但存在最大值。
2.(1)相对运动 (2)粗糙程度
概念辨析
1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.×
关键能力提升
考点一 静摩擦力的分析
典例1 AD 将外力 F 缓慢减小到0,
物体B始终不动,弹簧的长度不变,则
弹力不变,A正确;对物体B,因开始时
所受摩擦力的方向不确定,则有F弹=
F±Ff,则随F 的减小,物体B所受摩
擦力的大小变化情况和方向都不能确
定,B、C错误;对A、B与弹簧组成的整
体,在水平方向,力F 与地面对A的摩
擦力平衡,则随F 的减小,木板A所受
地面的摩擦力逐渐减小,D正确。
典例2 C 物体受重力、水平力F、斜面
的支 持 力、静 摩 擦 力,由 平 衡 条 件 得:
Ff= F2+(mgsin
37°)2,解得:Ff=
10
N,A、B、D错误,C正确。
对点演练
1.C 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,所
以A 受 到 的 最 大 静 摩 擦 力 为 FmA=
μFNA=0.25×50
N=12.5
N,B受到
的最 大 静 摩 擦 力 为 FmB =μFNB =
0.25×60
N=15
N,此时弹簧的弹力
为F弹=kx=400×0.02
N=8
N,弹簧
的弹力的大小小于物体受到的最大静
摩擦力的大小,物体处于静止状态,根
据平衡条 件,A受 到 的 摩 擦 力 大 小 为
8
N,方向 向 右,B受 到 的 摩 擦 力 也 是
8
N,方向向左,当与水平方向成60°的
拉力F=6
N作用在木块B上,假设木
块B仍 静 止,则 B受 到 的 摩 擦 力 为
11
N,此时 小 于 最 大 静 摩 擦 力 F'mB=
μ(mBg-Fsin
60°)=0.25× 6×10-
6×
3
2 N≈13.7 N,则B仍 然 静 止,
摩擦力方向向左,施加F 后,弹簧的形
变量不变,则A受力情况不变,A受到
的摩擦力 大 小 仍 为8
N,方 向 向 右,C
正确。
考点二 滑动摩擦力的分析
典例3 (1)8
N 方向水平向右
(2)24
N 方向水平向左 (3)40
N
解析:(1)物块Q所受到的滑动摩擦力
的大小Ff1=μFNQ=μGQ=0.4×20
N=
8
N,方向水平向右。(2)物块P所受地
面的滑动摩擦 力 的 大 小 Ff2=μFNP=
μ(GP+GQ)=0.4×(40+20)
N=24
N,
方向水 平 向 左。(3)设 跨 过 定 滑 轮 的
-555-