内容正文:
第三章 相互作用———力
A.墙壁给足球的弹力方向先沿v1 的方向,
后沿v2 的方向
B.墙壁给足球的弹力方向,沿垂直于墙壁
斜向左上方的方向
C.足球受到墙壁对它的弹力是因为足球发
生了形变
D.足球受到墙壁对它的弹力是因为同学的
脚发生了形变
5.一个质量均匀的铅球静止在
水平的角落里,如图所示,并
与竖直的墙面相接触,A、B
两点分别是铅球与墙和地面
的接触点,则下列说法正确
的是 ( )
A.铅球受两个力,分别是重力、地面的支
持力
B.铅球受三个力,分别是重力、地面的支持
力和墙面的弹力
C.只要两个物体相互接触,就会产生弹力
D.不发生形变也可能产生弹力
6.(多选)关于弹力的方向,下列说法正确的是
( )
A.压力的方向总是垂直于接触面,并指向
被压物
B.支持力的方向总是垂直于支持面,并指
向被支持物
C.绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指
向绳收缩的方向
D.杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆
收缩的方向
7.(多选)如图所示,A、B两物体的
重力分别是GA=5N,GB=6N。
A用细线悬挂在顶板上,B放在水
平面上,A、B间轻弹簧的弹力F=
2N,则细线中的张力FT 及地面
对B的支持力FN 的可能值分别是 ( )
A.3N和8N B.7N和8N
C.7N和4N D.3N和4N
8.现有一根劲度系数为400N/m 的轻质弹
簧,原长为12cm,当受到一个大小为16N
的压力作用时,该弹簧将缩短到多少厘米?
第九节 摩擦力
教材
分析
初中教材要求 高中教材分析
通过具体事例了解摩擦力的作用效果 熟练掌握摩擦的定义、条件和三要素
1.定义:两个互相接触的物体,当它们要发生
或已发生相对运动时,就会在接触面上产生
一种 阻碍相对运动的力,这 个 力 就 叫 摩
擦力。
2.分类
摩擦力
静摩擦力
动摩擦力
滑动摩擦力
滚动摩擦力
3.摩擦力的方向:摩擦力的方向与物体相对运
动的方向相反,有时起阻力作用,有时起动
力作用。
4.静摩擦力大小应通过受力分析,结合二力平
衡求解。
5.在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)
下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
33
初升高衔接教材 物理
6.滑动摩擦力
(1)测量原理:二力平衡条件。
(2)测量方法:把木块放在水平长木板上,用
弹簧测力计水平拉木块,使木块匀速运动,
读出这时的拉力就等于滑动摩擦力的大小。
(3)结论:滑动摩擦力的大小与压力大小和
接触面的粗糙程度有关。实验还可研究滑
动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大
小等无关。该研究采用了控制变量法。
7.应用
(1)理论上增大摩擦力的方法有:增大压力、
接触面变粗糙、变滚动为滑动。
(2)理论上减小摩擦的方法有:减小压力、使
接触面变光滑、变滑动为滚动(滚动轴承)、
使接触面彼此分开(加润滑油、气垫、磁悬
浮)。
练习 以下措施中,为了减小摩擦的是( )
A.浴室铺防滑垫
B.缝衣针表面做得光滑
C.车把上加装橡胶套
D.瓶盖侧表面刻有竖纹
一 摩擦力
1.摩擦力
(1)定义:两个相互接触的物体,当它们发生
相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在
接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋
势的力,这种力叫作摩擦力。
(2)分类:静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦
力(不作要求)。
2.静摩擦力
(1)定义:相互接触的两个物体之间只有相
对运动的趋势,而没有相对运动,这时的摩
擦力叫作静摩擦力。
(2)方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对
运动趋势的方向相反。
(3)最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值
Fmax,在数值上等于物体即将开始运动时的
拉力。
(4)静摩擦力的大小:两物体间实际发生的
静摩 擦 力 F 在0 与Fmax 之 间,即0<F
≤Fmax。
3.滑动摩擦力
(1)定义:两个相互接触的物体,当它们相对
滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运
动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
(2)方向:总是沿着接触面,并且跟物体的相
对运动的方向相反。
(3)大小:滑动摩擦力的大小跟压力的大小
成正比。
公式:Ff=μF压
μ是比例常数,叫作动摩擦因数,它的数值
跟相互接触的两个物体的材料和接触面的
粗糙程度有关。
关于摩擦力,下列说法正确的是
( )
A.摩擦力的方向总是和物体的运动方向或
运动趋势的方向相反
B.相互接触的物体间的正压力增大,摩擦
力一定增大
C.有摩擦力一定有弹力,有弹力也一定有
摩擦力
D.运动的物体可能受到静摩擦力
[解析] 摩擦力的方向一定和物体的相对
运动方向或相对运动趋势的方向相反,可能
与运动方向相同,故A错误;滑动摩擦力与
正压力有关,静摩擦力与正压力无关,故B
错误;弹力产生的条件为直接接触且相互挤
压发生弹性形变,摩擦力产生的条件为接触
面粗糙、直接接触且相互挤压、有相对运动
或相对运动趋势,所以有摩擦力,必有弹力,
43
第三章 相互作用———力
有弹力,不一定有摩擦力,故C错误;产生静
摩擦力的两个物体是相对静止的,但两物体
都可能是运动的,如相对传送带静止的物体
随传送带斜向上运动的过程中,物体受到静
摩擦力的作用,因此,运动的物体可能受到
静摩擦力,故D正确。
[答案] D
二 静摩擦力
1.静摩擦力的产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹
力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动趋势。
2.静摩擦力的方向
(1)在接触面上与接触面相切,且与物体相
对运动趋势的方向相反。
(2)当物体处于平衡状态(静止或匀速运动)
时,与使物体产生相对运动趋势的外力方向
相反。
3.静摩擦力的大小
(1)范围:0<F≤Fmax。
(2)计算:物体做匀速直线运动或静止时,根
据二力平衡条件求解。
(3)静摩擦力大小与正压力无关。
4.说明
(1)静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向
相反,与运动方向可能相同,也可能相反。
(2)静摩擦力发生在相对静止的两物体之
间,受静摩擦力作用的物体不一定是静止
的,运动的物体也可能受静摩擦力作用。
如图,武警战士
在进行徒手爬杆训练,
杆保 持 竖 直。战 士 先
采用“双手互换握杆”
的方式保持身体匀速
上升,到达杆顶后再采
用“手握腿夹”的方式匀速下滑到地面。设
战士匀速上升和匀速下滑所受的摩擦力分
别为Ff1和Ff2,不计空气阻力。则 ( )
A.Ff1竖直向上,Ff2竖直向下
B.Ff1竖直向下,Ff2竖直向上
C.Ff1、Ff2的大小相等
D.Ff1是静摩擦力,数值上大于Ff2
[解析] 武警战士采用“双手互换握杆”的
方式匀速上升时,战士所受的摩擦力是静摩
擦力,根据平衡条件可知,静摩擦力Ff1方向
沿杆竖直向上,大小为Ff1=mg,采用“手握
腿夹”的方式匀速下滑时,战士所受的摩擦
力是滑动摩擦力,根据平衡条件可知,Ff2方
向沿杆竖直向上,大小为Ff2=mg,故选C。
[答案] C
三 滑动摩擦力
1.滑动摩擦力的产生条件
(1)两 物 体 直 接 接 触 且 相 互 挤 压(即 有
弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动。
2.滑动摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向沿接触面,与物体相对运
动的方向相反。
滑动摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相
对运动,而不是阻碍物体的运动,所以滑动
摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同,
也可能相反。
3.滑动摩擦力的大小
由公式Ff=μF压 计算(也可以由二力平衡
来求解)。
(1)F压 是两个相接触的物体间的压力,F压
的大小可以与重力 G 大小相等,也可以
不等。
(2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和
接触面的粗糙程度决定,与F压 无关。
(3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无
关,与物体间相对运动速度的大小无关。
53
初升高衔接教材 物理
注:受到静摩擦力的物体不一定是静止的,
也可以是运动的;受到滑动摩擦力的物体不
一定是运动的,也可以是静止的。
小明同学用力传感器探究物块受到的
摩擦力,如图甲所示。固定的力传感器通过
水平细线与物块相连,能记录细线拉力大小
F。物块放在水平长木板上,现沿细线拉直
方向用力抽动长木板,得到F-t图像如图
乙所示。结合图示相关信息,以下论断不正
确的是 ( )
A.物块所受摩擦力方向与长木板运动方向
相同
B.物块和长木板之间的静摩擦力的大小存
在一个最大值
C.由题中信息可以测出物块与长木板间的
动摩擦因数
D.细线对物块的拉力与物块所受摩擦力的
大小时刻相等
[解析] 由题知物块保持静止,由二力平衡
知,在水平方向上,物块受到的摩擦力与细
线的拉力等大、反向,方向水平向左,与长木
板运动方向相同,故A正确;静摩擦力随着
拉力的增大,不断变大,滑动摩擦力略小于
最大静摩擦力,由题图乙可知,物块和长木
板之间的静摩擦力的大小存在一个最大值
约为10N,故B正确;根据滑动摩擦力公式
有Ff=μmg,由于物块的质量未知,故无法
测出物块与长木板间的动摩擦因数,故C错
误;物块在水平方向上只受到细线的拉力和
长木板对它的摩擦力,而物块始终处于静止
状态,根据平衡条件可知,细线对物块的拉
力与物块所受摩擦力的大小时刻相等,方向
相反,故D正确。
[答案] C
1.如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面
上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力
传感器相连接,连接拉力传感器和物体 A
的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水
平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体
上,力传感器的示数随时间变化的图线如图
乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于
滑动摩擦力。据此可求 ( )
A.A、B之间的最大静摩擦力
B.A物体的质量
C.A、B之间的动摩擦因数μAB
D.B与水平面间的动摩擦因数μ
2.在车站、商场、机场、展览馆和体育馆等人流
集中的地方,通常会安装自动扶梯(左图)或
自动人行道(右图),当一人分别站在左面的
自动扶梯与右面的自动人行道从一楼匀速
上到二楼的过程中,他所受的摩擦力对应
的是 ( )
A.都受到沿斜面向上的摩擦力
B.都受到水平向右的摩擦力
C.在右图人不受摩擦力,左图人受到沿斜
面向上的摩擦力
D.左图受到水平向右的摩擦力,右图不受
摩擦力
63
第三章 相互作用———力
3.有一质量m=3kg的滑板在粗糙水平面上
滑动,滑板与水平面间的动摩擦因数μ=
0.2,取重力加速度大小g=10m/s2,则滑
板受到的摩擦力大小Ff为 ( )
A.6N B.5N
C.0.6N D.4N
4.下列关于静摩擦力的说法中正确的是
( )
A.只有静止的物体才受静摩擦力
B.静摩擦力与压力成正比
C.静摩擦力方向可能与物体运动方向垂直
D.静摩擦力方向与物体运动方向一定相反
5.下列说法正确的是 ( )
A.只有体积很小或质量很小的物体才能看
成质点
B.重力、弹力、摩擦力、动力、阻力都是按力
的性质命名的
C.滑动摩擦力一定产生于两运动的物体之
间,且方向一定与物体运动方向相反
D.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的
支持力,这是由于桌面发生微小形变而
产生的
6.(多选)如图所示,小明正在擦一块竖直放置
的黑板。下列关于擦黑板的几种说法正确
的是 ( )
A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力
B.摩擦力的大小与黑板擦的重力成正比
C.若黑板擦不小心脱手紧贴黑板下落,下
落过程中摩擦力一定为零
D.在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越
大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
7.(多选)关于摩擦力,下列说法中正确的是
( )
A.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力
的作用
B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力,
只有静止的物体才能受到静摩擦力
C.两个相互接触且相对静止的物体之间一
定有静摩擦力作用
D.在压力大小一定的情况下,静摩擦力的
大小可以变化
8.如图(a)所示,物块放在水平面上,与水平面
间的动摩擦因数为0.4,物体所受重力大小
为5N。已知物块与水平面间的最大静摩
擦力为2.5N,若对物块施加一个由0均匀
增大到6N的水平拉力F,请在图(b)中画
出物块所受的摩擦力Ff随水平拉力F变化
的图线并通过计算简要说明。
(a)
(b)
73
参考答案
8.解析:(1)小球从A端处由静止开始下落,做自由落体
运动,根据位移公式h=12gt
2
解得t= 2hg =2s
。
(2)要使C在AB落地前穿过 AB的条件是:AB落地
的瞬间小球C与B端相遇。AB的落地时间为2s,此
时C恰好与B端相遇,则v0t-
1
2gt
2=L
解得v0=10.5m/s。
(3)设空心圆管AB与小球C刚接触时的时间为t1,空
心圆管AB下落的高度为h1=
1
2gt1
2
小球C上升的高度为x1=v0t1-
1
2gt1
2
则h1+x1=h
可得v0t1=h
设空心圆管AB与小球C刚穿过时的时间为t2,空心
圆管AB下落的高度为h2=
1
2gt2
2
小球C上升的高度为x2=v0t2-
1
2gt2
2
则h2+x2-L=h
得v0t2-L=h
又t2-t1=0.01s
联立解得v0=100m/s。
答案:(1)2s (2)10.5m/s (3)100m/s
第三章 相互作用———力
第八节 重力与弹力
初中知识 温习旧知
练习1 如图所示:
问题答案:力是物体对物体的作用。用带箭头的直线正
确描述出力的大小、方向、作用点三个要素。
练习2 D
练习3 B
问题答案:重力的施力物体是地球。重力是非接触力,
施力物体与受力物体间可以不接触。
练习4 C
问题答案:小球不受斜面的弹力。
巩固提升 针对训练
1.A 根据胡克定律可知,发生弹性形变时,弹簧的弹力
与弹簧的伸长量成正比,不是成反比,也不是与伸长
量的平方成正比,故A正确,B、C、D错误。
2.C 由胡克定律可知,F-l图像中图线与l轴交点的
横坐标代表弹簧的原长,故N的原长比 M的长,A错
误;F-l图线斜率代表弹簧的劲度系数,故 M的劲度
系数比N的大,C正确,B错误;弹簧的弹力与弹簧的
形变量成正比,与弹簧长度是一次函数关系,D错误。
3.C 挂在细线下面的物体处于静止时,物体受细线的
竖直向上的拉力和物体的重力是一对平衡力,所以物
体的重心一定在通过悬点的竖直线上,故选C。
4.B 弹力的方向总是垂直于接触面,并指向被支持物,
所以墙壁给足球的弹力方向沿垂直于墙壁斜向左上
方的方向,A错误,B正确;足球受到墙壁对它的弹力
是因为墙壁发生了形变,C、D错误。
5.A 小球在B 点受到支持力,在 A 点虽然接触,但不
挤压,不受弹力,所以小球受重力和B 点的支持力处
于平衡,故A正确,B、C错误;弹力都是由施力物体发
生形变而产生的,故D错误。
6.ABC 弹力都是施力物体发生形变,方向是恢复形变
的方向,故 压 力 的 方 向 垂 直 于 接 触 面 指 向 被 压 的 物
体,支持力的方向垂直接触面指向被支持的物体,A、
B正确;绳对物体拉力的方向总是沿着绳,并指向绳
收缩的方向,C正确;杆的弹力不一定沿着杆的方向,
与物体的状态有关,要根据物体的状态,由平衡条件
或牛顿运动定律确定,D错误。
7.AC 若弹簧开始处于伸长状态,对B分析,由平衡条
件可得,地面对B的支持力为 FN=GB-F=6N-
2N=4N,细线中的张力为FT=GA+F=5N+2N
=7N;若弹簧开始处于压缩状态,对B分析,由平衡
条件可得,地面对B的支持力为FN=GB+F=6N+
2N=8N,细线中的张力为FT=GA-F=5N-2N
=3N,故A、C正确,B、D错误。
8.解析:设弹簧缩短到x厘米,由胡克定律F=kΔx
可得16N=400N/m×(12-x)×10-2m
解得x=8cm
故该弹簧将缩短到8厘米。
答案:8厘米
第九节 摩擦力
初中知识 温习旧知
练习 B
巩固提升 针对训练
1.A 0~t1 内,A不受水平拉力,说明水平面对B的静
摩擦力没有达到最大值,t1~t2 内力传感器的示数逐
渐增大,说明水平面对B的静摩擦力达到最大值,B
对A有向右的静摩擦力,t2 时刻后力传感器的示数不
变,说明B相对A向右运动,A受到滑动摩擦力,则t2
时刻A、B之间的静摩擦力达到最大值,且为Fmax=
k(t2-t1),故选A。
2.C 人站在左图的自动扶梯匀速运动时,接触面是斜
面,根据平衡条件可知人受到沿电梯向上的摩擦力、
重力和垂直斜面的支持力;人站在右图的自动人行道
匀速运动时,接触面是平面,根据平衡条件可知人只
受重力和竖直向上的支持力,人不受摩擦力,故C正
确,A、B、D错误。
3.A 滑板受到的摩擦力大小为Ff=μmg=6N,故 A
正确,B、C、D错误。
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初升高衔接教材 物理
4.C 静止的物体不一定受静摩擦力,若有相对运动趋
势,则一定受静摩擦力,如小孩推箱子没有推动,故 A
错误;只有 滑 动 摩 擦 力 才 与 接 触 面 间 的 正 压 力 成 正
比,故B错误;静摩擦力的方向总是与物体相对运动
趋势的方向相反,可能与物体的运动方向垂直,故C
正确,D错误。
5.D 木块受到桌面对它向上的支持力,施力物体是桌
面,是由于桌面发生微小形变而产生的,故选D。
6.CD 黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,故 A
错误;摩擦力的大小一定与黑板和黑板擦之间的压力
成正比,在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,
黑板与黑板擦之间的摩擦力越大,与重力无关,故B
错误,D正确;若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落
的过程中因黑板擦与黑板之间无压力,则无摩擦力,
故C正确。
7.AD 产生摩擦力时,二者之间一定有相互的挤压,故
有弹力的作用,故 A正确;滑动摩擦力是由于相对运
动而产生 的,并 不 是 只 有 运 动 的 物 体 才 受 滑 动 摩 擦
力,同理,静摩擦力是由于物体间有相对运动的趋势
而产生的,二者完全可能均在运动,如火车中桌面上
的物体受推力而静止时,故B错误;两个相互接触但
相对静止的物体,若二者之间没有相对运动的趋势,
则不会有静摩擦力,故C错误;静摩擦力的大小取决
于沿接触面的拉力的大小,故压力不变时,静摩擦力
也可以变化,故D正确。
8.解析:水平拉力F 小于最大静摩擦力时,物块处于静
止状态,物块受到的静摩擦力大小等于水平拉力F 的
大小,即Ff=F(0≤F≤2.5N)水平拉力 F=2.5N
时,物块即将开始滑动。
物块滑动时受到的滑动摩擦力 Ff=μF压 =μG=2N
(2.5N≤F≤6N)
图像如图所示。
答案:见解析
第十节 牛顿第三定律
初中知识 温习旧知
练习 A
巩固提升 针对训练
1.D 质量是惯性大小的唯一量度,与速度无关,与物体
的运动状态无关,故A、B错误;根据牛顿第三定律,力
的作用是相互的,故在“掰手腕”游戏中,无论输赢,甲
手对乙手的作用力大小等于乙手对甲手的作用力大
小,故C错误,D正确。
2.C 作用力与反作用力是两个物体之间的相互作用,
作用在两个物体上,故C错误。
3.C 鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对作用力
与反作用力,性质一定相同,故选C。
4.C 撑竿对人的作用力和人对撑竿的作用力是一对相
互作用力,始终大小相等、方向相反,选项C正确,A、
B、D错误。
5.A 台球运动时受到垂直桌面的支持力和沿桌面的摩
擦力,两个力的合力与桌面成一定角度,故选A。
6.AD 根据题意可知,木块向右滑行,长木板静止,则
木块受 长 木 板 向 左 的 滑 动 摩 擦 力,大 小 为 Ff1=
μ1mg,由牛顿第三定律可知,长木板受木块向右的滑
动摩擦力,大小为Ff2=Ff1=μ1mg,由于长木板相对
地面静止,地面给它的是静摩擦力,不能用滑动摩擦
力公式计算,由平衡条件可得,木板受到地面的摩擦
力的大小一定是Ff3=Ff2=μ1mg,故选A、D。
7.AD 运动员蹬地面的力F1 与地面对运动员的支持
力F2 是相互作用力,大小相等、方向相反,故A、D正
确,B、C错误。
第十一节 力的合成和分解
巩固提升 针对训练
1.D 设手臂与竖直方向夹角为θ,手臂的力为F,运动
员的质量为m,根据平衡条件可得2Fcosθ=mg,解得
F= mg2cosθ
,可 知θ越 大,F 越 大,故 D正 确,A、B、C
错误。
2.D 两个分力的大小不变,夹角在0~180°之间变化,
夹角越大,根据平行四边形定则可知其合力越小,故
选D。
3.B 物体所受的滑动摩擦力沿斜面向下,物体所受合
力大小为 F=mgsin60°+μmgcos60°=
2 3+1
4 mg
,
故选B。
4.A 设小娟、小明的手臂对水桶的拉力大小为F,由题
知小娟、小明的手臂夹角成θ角,根据对称性可知,两
人 对 水 桶 的 拉 力 大 小 相 等,则 根 据 平 衡 条 件 得
2Fcosθ2=G
,解得F= G
2cosθ2
,当θ=0°时,cosθ2
值
最大,F=G2
,当θ为120°时,F=G,则当θ越大时,F
越大,故A正确,B、C、D错误。
5.D 开始时两力的合力为40N-20N=20N,方向向
右;当F2 从40N逐渐减小至零时,合力先减小,减到
零后反向增加,即二力的合力大小变化是先减小后增
大,故选D。
6.B 已知一个分力F1=5N,另一个分力F2=7N,则
两个力的合 力 F 的 取 值 范 围 为F2-F1≤F≤F1+
F2,即2N≤F≤12N,故选B。
7.解析:(1)由题图,根据力的平行四边形定则,可得两
个拉力的合力大小为F= 32+42 N=5N。
(2)木块的最大静摩擦力,即为滑动摩擦力,则 Ff=
μFN=0.6×10N=6N
F<Ff,所以木块未动,根据受力平衡条件,则木块受
到的摩擦力大小等于两拉力的合力的大小,即为5N。
(3)当将F1 顺时针转90°后,两个拉力的合力大小为
4N-3N=1N。
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