内容正文:
零起点考大学
物 理
1
专题二 力的相互作用
课时一
常见的三种力
2
重力
弹力
摩擦力
常见的三种力
一
二
三
真题大数据
考点 核心知识 考频 年份与卷别
常见的三种力 重力、弹力、摩擦力 7 2025:北京卷、广西卷、陕晋青宁卷
2024:黑吉辽卷、广西卷
2023:山东卷、湖北卷
力的合成 5 2025:浙江1月卷、福建卷
2023:海南卷、浙江6月卷、重庆卷
力的合成与分解 力的分解 5 2025:重庆卷
2024:河北卷、湖北卷
2023:河北卷、广东卷
共点力平衡 9 2025:山东卷、湖南卷、安徽卷
2024:新课标卷、浙江1月卷、河北卷、湖北卷
2023:浙江1月卷、江苏卷
共点力的平衡 动态平衡问题 1 2025:河北卷
1.力
定义:力是一个物体对另一个物体的相互作用。
单位:牛顿,简称牛,符号N。
作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度)。
三要素:大小、方向、作用点。
性质:力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征。
四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用
考点1:常见的三种力
2.重力
产生:由于 而使物体受到的力叫作重力。
注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力
大小:
(1)纬度越高g值越大,两极处最大;
(2)离地面高度越高,g值越小。
方向:物体所受重力的方向总是 的。
不一定指向地心,在两极和赤道上才指向地心
重心:因为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,这一点叫作物体的重心。
考点1:常见的三种力
地球的吸引
G=mg
竖直向下
g=9.8 m/s2,粗略计算时g取10 m/s2。
3.弹力
定义:发生 的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力的作用
产生条件:
(1)物体间直接接触;
(2)接触处发生形变。
特别提示:产生弹力的两个物体一定相互接触,但两个接触的物体之间不一定产生弹力.
方向:总是与施力物体的形变方向 的,与受力物体的形变反向 。
考点1:常见的三种力
形变
相反
相同
接触面上的弹力方向判断:
考点1:常见的三种力
FN1
FN2
FN2
FN1
O
FN2
FN1
A
F1
F2
垂直于接触面
过点垂直于
接触面
面与面
点与面
点与曲面:
过点垂直于切面
O
FN2
FN1
常见弹力的方向
考点1:常见的三种力
(1)轻绳的拉力:沿着绳指向绳收缩的方向
①只能拉,不能压
②同一根绳子张力处处相等
(2)轻弹簧的弹力:沿着弹簧指向弹簧恢复形变的方向
①能拉能压
②同一根弹簧张力处处相等
(3)轻杆的弹力:
①不一定沿杆,可以指向任意方向
②需要结合平衡条件或者动力学来判断
F
A
B
F1
F2
a
胡克定律
内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力
表达式:
其中k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;
x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
考点1:常见的三种力
F=kx
弹性限度内,弹力大小与形变量成正比
知识拓展
弹力有无的判断方法:
(1)条件法:根据弹力的产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变。
(2)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运动状态,若运动状态不变,则此处没有弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。
(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。
考点1:常见的三种力
4.摩擦力
(1)定义:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动趋势或相对运动时,在接触面上所受的阻碍相对运动趋势或相对运动的力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动趋势或相对运动。
(3)大小:滑动摩擦力Ff=μFN;
静摩擦力:0≤Ff≤Ffmax。
(4)方向:平行于接触面并与相对运动或相对运动趋势方向相反。
(5)作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。
(6)静摩擦力和滑动摩擦力对比
考点1:常见的三种力
静摩擦力 滑动摩擦力
定义 两 的物体间的摩擦力 两 的物体间的摩擦力
产生条件 ①接触面粗糙
②接触面间有弹力
③物体间有相对 。 ①接触面粗糙
②接触面间有弹力
③物体间有相对 。
大小 0≤Ff≤Fmax 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趋势的方向 。
作用效果 总是阻碍物体间的 。 总是阻碍物体间的 。
相对静止
相对运动
相对运动
相对运动趋势
相对运动趋势
相对运动
相反
相反
1.(2025北京卷)如图所示,长方体物块A、B叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
即学即练
C
即学即练
【解析】根据题意,对A受力分析可知,受重力、B对A的支持力,由于A静止,则A还受B给A的沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A对B的压力、拉力F、B还受A给B的沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则还受斜面给B的沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
知识拓展
弹力有无的判断方法
(1)条件法:根据弹力的产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变。
(2)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运动状态,若运动状态不变,则此处没有弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。
(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。
2.如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们的一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在P、Q点,当物体平衡时,上面的弹簧k2处于原长状态,若要把物体的质量换成2m(它的厚度不变,且均在弹簧的弹性限度内),再次平衡时,物体与第一次平衡时相比下降的距离x为
( )
A. B. C. D.
即学即练
A
【解析】当物体的质量为m时,下方弹簧被压缩的长度为 ①,当物体的质量变为2m时,设物体下降的高度为x,则上方弹簧伸长的长度为x,下方弹簧被压缩的长度为x1+x,两弹簧弹力之和等于2mg,由胡克定律和平衡条件得②
联立①②解得,故选A。
知识拓展
弹簧的形变量决定了弹簧的弹力,计算时需注意的几个要点:
(1)恢复弹簧的原长,确定弹簧处于原长时端点的位置。
(2)判断弹簧的形变形式和形变量,从弹簧端点的实际位置与弹簧处于原长时端点的位置对比判断弹簧的形变形式和形变量x,并由形变形式判断弹力的方向。
(3)由胡克定律F=kx结合物体所处的状态进行弹力计算
3.(2024广西卷)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和,则 ( )
A. B.
C. D.
即学即练
D
【解析】根据滑动摩擦力的公式,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同,货箱受到斜面的支持力,故摩擦力相同,即,故选D。
4.一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为( )
A.10 N,方向向左
B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右
D.0
即学即练
C
【解析】当木块受到F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8 N,可知最大静摩擦力Ffmax≥8 N。当撤去力F1后,F2=2 N<Ffmax,木块仍处于静止状态,由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在木块上的F2等大反向,故选C。
知识拓展
计算摩擦力大小的思维流程
接触面间有无相对滑动
静摩擦力
滑动摩擦力
是否为平衡状态
利用平衡
条件求解
利用牛顿运动
定律求解
利用Ff=μFN求解
无
有
否
是
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