第3章 第1节 重力与弹力&第2节 摩擦力-【一本】高中物理知识大盘点

第三章 相互作用 一力 课 1.认识重力、弹力与摩擦力。 通过实验，了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用 标 动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。 要 2通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。 能用共点力的平衡条件分析生产生活 点 中的问题。 盘 思维导图 定义 由于地球的吸引而使物体受到的力 重力 大小一G=mg,一般情况下g取9.8m/s2 三要素 方向一竖直向下 重心的位置与物体内质量 作用力一重心 的分布和物体的形状有关 重力与 弹力 定义 发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的 作用 产生条件一①物体间直接接触；②接触处发生弹性形变 弹力 方向 与施力物体的形变方向相反 大小一F=x(胡克定律)】 弹簧弹力 方向一总指向弹簧恢复原长的方向 产生条件 接触、挤压、接触面粗糙、存在相对运动或相对运动趋势 摩擦力 滑动 大小一F=F压 摩擦力 方向 与接触面相切，并且跟物体相对运动的方向相反 分类 静摩 大小范围 O<F静≤FmaN 相互作 擦力 方向 与接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反 作用力与反作用力 牛顿第 F=-F 三定律 两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，目 内容 作用在同一条直线上 F F 力的合成 合力与分力 F平移 F 和分解 常用方法：平行四边形 定则，力的三角形定则 静态平衡（静止或匀速直线运动）》 共点力 的平衡 解题步骤 ①明确研究对象；2受力分析；③列平衡方程； 动态平衡 ④选用解题方法 缓慢变化) 解析法、平行四边形图解法、相似三角形图解法、 解题方法 作辅助圆图解法等 ●029● 盘 必备知识 必修第一册 第1节 重力与弹力5年8考 知识点1重力重域 第三章 1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力。 2.重力的三要素 相互作用 (1)大小：G=mg。g是重力加速度，一般情况下g取9.8m/s2。 ◆重点解读 (2)方向：竖直向下。不能说垂直向下或者指向地心。 重心的理解 (3)作用点：重心。 力 ①任何物体都有重心且 3.重心 重心只有一个。 (1)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看， ②物体的重心不一定在 物体上。 可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物 体的重心。 (2)判断方法 ③重心的位置与物体内 质量的分布有关。 B 几何法门 支撑法 悬挂法 质量均匀分布、形状规则的物体的重心就在其几何中心。 ◆知识图解 4.描述力的两种方法一力的图示与力的示意图 力的图示和力的示意图 项目 力的图示 力的示意图 5N 选定标度（某长度表示多少 LG 无需选标度 力的图示 牛的力) □ G=10N 大小 从作用点开始沿力的方向画 力的示意图 条线段，根据选定的标度 从作用点开始沿力的方向 及力的大小按比例确定线段 画一条适当长度的线段 的长度 方向 在线段的末端画出箭头，表示方向 把力的大小、方向、作用点标 只需标记力的方向和作用 作用 记清楚 点即可 。030● 典例如图所示，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 () 必修第一册 A.水桶自身重力的大小 B.水管每秒出水量的大小 第三章相互作用 C.水流对桶撞击力的大小 D.水桶与水整体的重心高低 解析：当桶中水增多时，水桶与水整体的重心上移，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 力 转，D正确。选D。 知识点2弹力◆重难点 珍知识图解 物体在力的作用下 1.形变：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫 发生形变 作形变。分为弹性形变和塑性形变。 弹簧弹性形变 2.弹力 管-有弹性限度 (1)定义：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会 日一○橡皮泥塑性形变 产生力的作用，这种力叫作弹力。 两个条件缺一不可。 (2)产生条件：①物体间直接接触；②接触处发生弹性形变。 ® (3)弹力的三要素 学以致用 ①大小：与物体本身的材料和弹性形变的程度有关，同一物体 汽车对地面的压力是谁 在弹性限度内，形变量越大，产生的弹力越大。 的弹性形变引起的？地 ②方向：与施力物体发生形变的方向相反。具体表现如下： 面对汽车的支持力呢？ a.接触面间的弹力 分析：汽车对地面的压 力是汽车（轮胎）发生弹 平面与平面： 点与平面：过接触点 曲面与曲面：过接触点 性形变引起的；地面对 垂直于接触面， 垂直于接触面，指向 垂直于两曲面的公切面. 汽车的支持力是地面发 指向受力物体 受力物体 指向受力物体 生弹性形变引起的。 b.轻绳、轻弹簧的弹力 00000000 轻绳：沿绳指向绳 轻弹簧：沿轴线指向弹簧 收缩的方向 恢复原状的方向 。031● c.定杆、铰链杆的弹力 易混易错 弹力与重心 必修第一 77777 mg Fp亡 点1、2、3都可能是球的 固定轻杆可以提供任何 由转轴或铰链连接的直杆 第三章 重心，点2是球心。弹 方向的作用力 只能提供沿杆方向的力 力垂直于接触面，即垂 总结：弹力的方向可以归纳为“有面垂直于面，有绳沿绳，有弹 相互作 直于球面的切面，则弹 簧沿弹簧，有杆不一定沿杆”。 力的作用线一定过球 心，跟重心无关。 ③作用点：在接触点或接触面上。 知识点3实验：探究弹簧弹力与形变量的关系←重难点 力 珍知识图解 1.实验过程 通过改变弹簧下端的钩码数量，改变弹簧的弹 实验思路 力 用刻度尺测量弹簧的形变量，由此探究弹 簧弹力与形变量的定量关系 n心 实验器材 铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸、铅笔等 超过弹簧的弹性限度， 弹簧就不能恢复成原 (1)将弹簧的一端固定在铁架台的横杆上，让 样了。 其自由下垂，用刻度尺测出弹簧自然状态的 长度1。，即弹簧原长，如图甲所示： ◆特别提醒 (2)在弹簧的下端悬挂一个钩码，平衡时记 F-x图像分析 实验 下弹簧的总长度1，并计算钩码受到的重 步骤 ①图像发生弯曲，说明 力， 如图乙所示，弹簧的弹力等于钩码所 受的重力； 超过了弹簧的弹性限 甲 实验装置图 (3)增加钩码的个数，重复上述实验过程 度，不再遵从胡克定律。 ②还未悬挂重物，弹簧 方法一：以弹簧弹力F为纵轴，以弹簧的伸长量 x为横轴建立坐标系，如图所示 伸长了x1,说明弹簧自 FN 重不能忽略。 2.0出 1.6 1.2 图像的斜率表示 F 0.8 劲度系数k 0.4出出出 09 ② 123456x/(×10-2m) 数据处理 方法二：以弹簧弹力F为纵轴，以弹簧的长度 为横轴建立坐标，如图所示 FN 2.0 6 图像的斜率表示 劲度系数k,横 1. 轴截距表示弹簧 0.8 0.4 原长6 0 1234561,/(×102m) 2.实验注意事项 (1)选用轻质弹簧，减小弹簧自重带来的影响。 (2)所挂钩码不要过重，以免超出弹簧的弹性限度。如果物体 的形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来 的形状，这个限度叫作弹性限度。 。032。 (3)刻度尺竖直并靠近弹簧，在钩码静止时读数。 知识点4胡克定律←重点 ◆知识拓展 弹簧弹力的再认识 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 ①弹簧弹力的变化需要 必 弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。 经历一个过程而不能 突变。 2.表达式： 册 ②弹簧的等效劲度系数： F表示弹簧的弹力，单位为N x表示弹簧的形变量，单位为m 劲度系数分别为k1、2 F=kx 的两条弹簧，“并联”弹 第三章 k表示弹簧的劲度系数，单位为N/m 簧的等效劲度系数满 足'=k1十k2,“串联” 3.对胡克定律的理解 弹簧的等效劲度系数” 相互作用 (1)成立条件：在弹性限度内。 (2)劲度系数：表达式中的k反映了弹簧的“软”“硬”程度，它 力 由弹簧的材料、粗细、长短等决定，与弹簧所受的外力无关。 一'=+ 4.劲度系数k的两种求法 F 并联 (1)由胡克定律F=kx知k=F F (2)由F-x图像知k=F,-E=△F x2-x1△x9 串联 第2节 摩擦力6年5考 ◆知识拓展 知识点1滑动摩擦力重点 弹力与摩擦力的关系 ①物体间有摩擦力，则 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 必有弹力，而有弹力不 会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。 一定有摩擦力。 2.产生条件：接触、挤压、接触面粗糙、存在相对运动。 ②同一接触面发生的弹 力与摩擦力一定相互 3.方向：滑动摩擦力的方向与接触面相切，并且跟物体相对运动 垂直。 的方向相反。 ◆易混易错 4.大小：F=F压，其中μ是动摩擦因数，没有单位，它的值与接 不能认为F压总是等于 触面的材料、粗糙程度有关，与接触面的面积和物体的运动速 物体所受的重力G。 度等无关。 知识点2静摩擦力◆一重点 G F压=G F=G+F 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。 FR=G-F FR<G 2.产生条件：接触、挤压、接触面粗糙、存在相对运动趋势 -F 3.方向：静摩擦力的方向与接触面相切，并跟物体相对运动趋势 FA-F 的方向相反。 。033● 补充：易混淆的“三个方向” 学以致用 运动 物体的运动方向一般指物体相对地面（以地面为参考 必修第 ①运动的物体才会受到 方向 系)的运动方向 滑动摩擦力吗？ 分析：如图所示，将书从 相对运 以物体A为参考系，物体B的相对运动方向即为物体B 册 书架上抽出时，书是运 动方向 相对物体A的运动方向 第三章 动的，受到滑动摩擦力， 两侧的书是静止的，也 相对运 受到滑动摩擦力。 由于物体间静摩擦力的作用而没有发生相对运动，可用 相互作用 动趋势 假设法（假设无静摩擦力）判定相对运动趋势的方向 的方向 4.大小 力 ②摩擦力的方向总与物 (1)最大静摩擦力Fmx是物体刚要发生相对滑动时所受的静 体的运动方向相反吗？ 摩擦力。物体所受静摩擦力F和最大静摩擦力Fx的关系为 分析：如图所示，静止的 O<F≤Fmax。 小物块放在运动的传送 带上，F#与V方向相同。 (2)静摩擦力的大小与压力没有直接关系，但最大静摩擦力 静 Fmax与压力成正比。 (3)同样压力下，最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力F,解 题时若无特殊说明，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 型学以致用 摩擦力 在骑自行车的时候，自 行车前轮与后轮所受的 摩擦力有什么不同？ 分析：如图所示，骑自行 O静止滑动一拉力 车时，后轮是主动轮，与 5.静摩擦力方向的判断方法 地面接触处有相对地面 (1)假设法 向后滑的趋势，故静摩 擦力的方向向前，而前 假设物体 不滑动 无相对 无静 轮是从动轮，从动轮与 运动趋势 摩擦力 间接触面 地面接触处有相对地面 光滑 相对滑动 有相对 有静 方向与相对运动 向前滑的趋势，故受向 运动趋势 摩擦力 趋势的方向相反 后的摩擦力。 (2)运动状态法 先确定物体 平衡状态（静止或匀速运动） 利用平衡条件求 的运动状态 静摩擦力 (3)相互作用力法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的 大小和方向，再根据“一对相互作用力总是大小相等、方向相 反”确定另一个物体受到的静摩擦力的大小和方向。 。034