内容正文:
第二章 相互作用
第一讲 重力 弹力 摩擦力
课前
(1)自由下落的物体所受重力为零。 ( )
(2)重力的方向不一定指向地心。 ( )
(3)重心一定位于物体的几何中心。 ( )
(4)(人教必修1 P80T1·选摘)判断下列说法的正误:
①因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体。 ( )
②重力的方向总是垂直于接触面向下的。 ( )
③放在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,两球之间存在弹力。 ( )
④两物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力。 ( )
(5)(2024·浙江6月选考T2C)小猫蹬地跃起腾空追蝶时,小猫在空中受重力和弹力的作用。 ( )
(6)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定。 ( )
(7)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。 ( )
(8)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。 ( )
(9)增大两物体接触处的弹力,则两物体间的滑动摩擦力变大。 ( )
(10)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变。 ( )
(11)受滑动摩擦力作用的物体可能处于静止状态。 ( )
(12)静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力。 ( )
逐点清(一) 重力与重心
1.下列关于物体重力的说法中正确的是 ( )
A.重心是物体各部分所受重力的合力的等效作用点
B.某一物体在某处向上抛出后所受的重力较小,向下抛出后所受的重力较大
C.某一物体在同一位置运动时比静止时受到的重力大
D.地球上的物体只有运动时才受到重力
2.(2025·江苏模拟预测)帝企鹅是南极常见的一种动物,如图所示是一只处在南极极点的帝企鹅。如果把地球看成一个均匀的球体,关于此帝企鹅的重力,下列说法中正确的是 ( )
A.帝企鹅受到的重力的方向一定指向地心
B.帝企鹅受到的重力的方向一定偏离地心
C.帝企鹅对地面的压力就是其受到的重力
D.帝企鹅受到的重力小于地球对它的吸引力
3.如图所示,一个空杯子静止在水平桌面上,现往空杯中缓慢加水,直至水加满,则此过程中,杯连同杯中水的共同重心将 ( )
A.一直下降 B.一直上升
C.先上升后降低 D.先降低后上升
4.(2025·浙江温州模拟预测)如图所示,光滑小球A左边靠着竖直墙壁B,右边靠着桌沿C,小球处于静止状态。则关于小球A的受力,下列说法正确的是 ( )
A.墙对A的作用力一定过A的重心
B.桌沿C对A的作用力一定过A的重心
C.A的重力一定过A的重心
D.A球的重心一定在球心
点睛与自悟
1.(链接T1)重力的大小与物体的运动方向和运动速度大小无关。
2.(链接T2)在南、北两极极点的物体所受重力方向一定指向地心,大小等于地球对它的吸引力。
3.(链接T3)重心的位置随物体质量分布的变化而变化。
4.(链接T4)物体受三个力处于平衡状态时,这三个力的作用线一定交于一点,但该点不一定为重心。
逐点清(二) 弹力
|必|备|知|能|
1.弹力有无的判断
条件法
根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断
假设法
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
1.[弹力有无的判断]
(多选)如图所示,小球处于静止状态,各接触面光滑,则小球受到两个弹力的是 ( )
2.[弹力方向的判断]
下列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 ( )
3.[胡克定律的应用]
(多选)如图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力大小F的关系图像,根据图像可以确定 ( )
A.弹簧的原长为10 cm
B.弹簧的劲度系数为200 N/m
C.弹簧伸长15 cm时,弹力大小为10 N
D.弹簧伸长15 cm时,弹力大小为30 N
4.[应用平衡条件计算弹力大小]
如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重力为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力 ( )
A.大小为2 N,方向平行于斜面向上
B.大小为1 N,方向平行于斜面向上
C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2 N,方向竖直向上
5.[应用牛顿第二定律计算弹力大小]
(多选)如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为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上
C.杆对小球的弹力大小可能为
D.杆对小球的弹力大小为F=
点睛与自悟
1.(链接T1)弹力一定存在于小球与周围物体的接触处,但接触处不一定有弹力。
2.(链接T2)弹力的存在及方向不能与物体所处的状态相矛盾。
3.(链接T3)弹簧的弹力可由胡克定律F=kx计算,x为弹簧的形变量,x=|L-L0|,L为弹簧的长度,L0为弹簧的原长,弹簧处于原长时,弹力为零。
4.(链接T4)应用平衡条件求物体的弹力大小时,首先对物体受力分析,明确是二力平衡还是多力平衡,画出受力图。轻绳中的弹力方向一定沿绳指向绳收缩的方向,而轻杆中的弹力方向不一定沿杆。
5.(链接T5)非平衡体所受弹力的大小和方向与物体加速度的大小和方向有关。应用牛顿第二定律时,沿加速度的方向和垂直于加速度的方向列方程。
逐点清(三) 摩擦力
|必|备|知|能|
1.静摩擦力的有无及方向的三种判断方法
假设法
状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向。
转换法
先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
2.静摩擦力的计算方法
(1)最大静摩擦力的计算:最大静摩擦力只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来,比滑动摩擦力稍大些,通常认为二者相等,即Fmax=μFN。
(2)一般静摩擦力的计算:①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,利用力的平衡条件计算其大小;②物体有加速度时,根据牛顿第二定律进行分析。例如,水平匀速转动的圆盘上的物块靠静摩擦力提供向心力产生向心加速度。若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。
3.滑动摩擦力大小的计算方法
(1)公式法:F=μFN;注意FN是两物体间的正压力,不一定等于物体的重力。
(2)状态法:利用平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。
题点1 摩擦力的有无及方向判断
1.下列情境中,物体M所受摩擦力Ff的示意图正确的是 ( )
2.(2025·山东淄博检测)如图所示,某大型快递物流公司使用电动传输机进行货物运送。现将一箱子放置在倾斜的传送带上,与传送带一起斜向下匀速运动。若突然停电,传送带减速直至停止的整个过程中箱子与传送带始终保持相对静止。下列说法正确的是 ( )
A.斜向下匀速运动时,箱子只受重力与支持力作用
B.斜向下匀速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向下
C.斜向下减速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向下
D.斜向下减速运动时,箱子受到的静摩擦力沿传送带向上
题点2 摩擦力的大小计算
3.(2024·广西高考)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则 ( )
A.Ff1<Ff2<Ff3 B.Ff1=Ff2<Ff3
C.Ff1=Ff3<Ff2 D.Ff1=Ff2=Ff3
4.固定水平板的两端分别装有定滑轮A、B,物块P放在水平板上,两段细线分别绕过定滑轮连接在物块P上,两细线的另一端连接在质量为m的小球Q上。P、Q均处于静止状态,BQ段的细线竖直,重力加速度为g,则物块P受到水平板的摩擦力 ( )
A.为0 B.等于mg
C.小于mg D.大于mg
题点3 摩擦力的突变问题
5.如图所示,斜面固定在地面上,倾角为θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),假设滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相同,则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是(取初速度v0的方向为正方向,g=10 m/s2) ( )
点睛与自悟
1.计算摩擦力大小时的三点注意
(1)首先分清摩擦力的性质,因为只有滑动摩擦力才能利用公式计算,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿第二定律来求解。
(2)公式Ff=μFN中FN为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力。
(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关。
2.摩擦力突变的两点提醒
(1)静摩擦力是被动力,其大小、方向的突变与所受外力的突变有关。
(2)物体间相对静止与相对滑动的状态发生突变时,常出现静摩擦力与滑动摩擦力间的突变。
课下作业:请完成“课时跟踪检测(五)”
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