1、【 精品教育资源文库 】 第一讲 弹力 摩擦力 考试内容 要求 高考命题统计 命题规律 2015 2016 2017 卷 卷 卷 卷 卷 卷 卷 卷 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 受力分析是研究物体运动状态和运动规律的前提，并且将贯穿力学和电学问题分析的全过程从历年命题看，主要在选择题中单独考查，同时对平衡问题的分析在后面的计算题中往往有所涉及 . 形变、弹性、胡克定律 矢量和标量 力的合成和分解 T16 6分 共点力的平衡 T19 6分 T14 6分 T17 6分 T21 6分 T16 6分 T17 6分 实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系 实验：探究力的平行四边形定则 T22 6分 一
2、 弹力 1.弹性形变：撤去外力作用后能够 恢复原状 的形变 2弹力： 定义：发生 弹性形变 的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力 3产生条件： 对照教材：关于弹力的产生，教材是这样描述的 “ 发生弹性形变的物体，由于物体要恢复原状，对与它接触的物体会 产生力的作用，这种力叫弹力 ” 逐字逐句阅读这句话，抓住关键词归纳弹力产生的条件 _ _ 【 精品教育资源文库 】 (1)图中物体 a、 b 均处于静止状态且接触面光滑， a、 b 间一定有弹力的是 _ (2)画出图中物体 A 受力的示意图 试总结拉力、压力、支持力几种弹力的方向有何特点？ 提示： 接触 发生弹性形变 (1)B (
3、2) 弹力方向与水平成 45 斜向上，其余略 . 二 胡克定律 1.内容：在弹性限度内，弹力和弹簧形变大小 (伸长或缩短的量 )成 正比 2表达式： F kx (1)k 是弹簧的 劲度系数 ，单位是牛顿每米，用符号 N/m 表示； k 的大小由弹簧 自身因素决定 (2)x 是弹簧长度的 变化量 ，不是弹簧形变以后的长度 3如图是探究某根弹簧的伸长量 x 与所受拉力 F 之间的关系图 (1)写出图线代表的函数表达式 (x 的单位为 m) (2)当弹簧伸长 20 cm 或压缩 20 cm，弹力大小相等吗？ 提示： (1)由图知 k 8102 N4010 2 m 2103 N/m，故 F 2000x
4、 (2)相等 【 精品教育资源文库 】 三 摩擦力 1.静摩擦力与 滑动摩擦力 名称 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两 相对静止 的物体间的摩擦力 两 相对运动 的物体间的摩擦力 产生 条件 接触面 粗糙 接触处有 压力 两物体间有 相对运动趋势 接触面 粗糙 接触处有 压力 两物体间有 相对运动 大小 0 Ff Ffm Ff F N 方向 与受力物体相对运动趋势的方向相反 与受力物体相对运动的方向 相反 作用效果 总是阻碍物体间的 相对运动趋势 总是阻碍物体间的 相对运动 2.动摩擦因数 (1)定义：彼此接触的物体发生 相对运动 时，摩擦力和正压力的比值 FfFN (2)决定因素：接触
5、面的材料和 粗糙程度 3如图所示，物体 A、 B 沿水平面向右运动， (A， B 接触面粗糙 )，则： (1)当 vA vB时，物体 B 受不受摩擦力？ (2)当 vA vB时，物体 B 所受摩擦力方向向哪？ (3)当 vA vB时，物体 B 所受摩擦力方向向哪？ 提示： (1)不受 (2)水平向右 (3)水平向左 4滑动摩擦力的计算公式 F F N (1)阅读教材 “ 几种材料间的动摩擦因数 ” ，此表说明什么问题？ (2)静止的物体可以受滑动摩擦力吗？举例说明 (3)如图所示，在竖直墙面 上，如果物块在外力 F 的作用下沿粗糙的竖直墙面下滑，物块的质量增大，摩擦力增大吗？ 提示： (1)动
6、摩擦因数与材料及接触面间的粗糙程度有关 【 精品教育资源文库 】 (2)可以如黑板擦在黑板上滑动时，黑板受到滑动摩擦力的作用 (3)不会增大， F F N中的 FN与重力无关 1判断正误 (1)只要物体发生形变就会产生弹力作用 ( ) (2)轻杆对物体的弹力方向一定沿轻杆 ( ) (3)摩擦力的大小一定与正压力成正比 ( ) (4)运动物体受到的摩擦力不一定等于 F N.( ) (5)摩擦力的方向可能与运动方向垂直 ( ) 答案： (1) (2) (3) (4) (5) 2 (多选 )关于胡克定律，下列说法正确的是 ( ) A由 F kx 可知，在弹性限度内弹力 F 的大小与弹簧形变量 x
7、成正比 B由 k Fx可知，劲度系数 k 与弹力 F 成正比，与弹簧的长度改变量成反比 C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 D弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长 (或缩短 )单位长度时弹力的大小 答案： ACD 3 (粤教版必修 1P74第 9 题改编 )(多选 )关于摩擦力，有人总结了四条 “ 不一定 ” ，其中说法正确的是 ( ) A摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同 B静摩擦力的方向不一定与运动方向共线 C受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动 D静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力 答案： ABC 4 (人教版
8、必修 1P61第 3 题 )重量为 100 N 的木箱放在水平地板上，至少要用 35 N 的水平推力，才能使它从原地开始运动木箱从原地移动以后，用 30 N 的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动由此可知：木箱与地板间的最大静摩擦力 Fmax _；木箱所受的滑动摩 擦力 F _，木箱与地板间的动摩擦因数 _如果用20 N 的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是 _ 答案： 35 N 30 N 0.3 20 N (对应学生用书 P19) 【 精品教育资源文库 】 考点一 弹力的分析和计算 1.弹力有无的判断 “ 三法 ” (1)假设法 假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是
9、否发生改变若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力 (2)替换法 用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态如果能 维持，则说明这个杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力 (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弹力方向的判断 (1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断 (2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向 3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 (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
10、杆与竖直杆的夹角为 ，在斜杆的下端固定有质量 为 m 的小球下列关于杆对球的作用力 F 的判断中，正确的是 ( ) A小车静止时， F mgsin ，方向沿杆向上 B小车静止时， F mgcos ，方向垂直于杆向上 C小车向右匀速运动时，一定有 F mg，方向竖直向上 D小车向右匀加速运动时，一定有 Fmg，方向可能沿杆向上 解析： 选 CD 小车静止或匀速向右运动时，小球的加速度为零，合力为零，由平衡条件可得，杆对球的作用力竖直向上，大小为 F mg，故选项 A、 B 错误， C 正确；若小车向右匀加速运动，小球的合力沿水平方向向右，由牛顿第二定律可得： Fy mg， Fx ma， Fma
11、2 mg 2mg， tan FxFy ag，当 a 的取值合适时， 可以等于 ，故选项 D 正确 轻杆弹力的确定方法 【 精品教育资源文库 】 杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为 “ 按需提供 ” ，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力 如图甲所示，小车上固 定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为 m 的小球当小车有水平向右的加速度且从零开始逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化 (用 F1至 F4变化表示
12、 )可能是图乙中的 (OO 沿杆方向 )( ) 解析： 选 C 由例 2 解析可知 tan ag，当 a 增大时， 增大，杆中的弹力 Fma 2 mg 2也增大，在竖直方向上始终有 Fy mg，故 C 正确 1下列关于常见力的说法中正确的是 ( ) A弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性质命名的 B有规则形状的物体，其重心就在物 体的几何中心 C两接触面间有摩擦力存在，则一定有弹力存在 D力是一个物体就可以产生的，不需要其他物体的存在 解析： 选 C 支持力是根据力的作用效果命名的，故 A 错误只有质量分布均匀、形状规则的物体，重心才在其几何中心，故 B 错误弹力产生的条件：相互接触并挤压
13、；摩擦力产生的条件接触面粗糙、相互接触并挤压、有相对运动或相对运动趋势，可见，有摩擦力，必有弹力，故 C 正确力是物体与物体间的相互作用，故 D 错误 2一根轻质弹簧一端固定，用大小为 F1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为 l1；改用大小为 F2的力拉弹簧，平 衡时长度为 l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为 ( ) A F2 F1l2 l1B F2 F1l2 l1C F2 F1l2 l1D F2 F1l2 l1【 精品教育资源文库 】 解析： 选 C 由胡克定律可知： k F1l0 l1 F2l2 l0，得 k F1 F2l2 l1，故 C 项正确 考点二 摩擦力的分析与计算 1.静摩擦力的有无和方向的判断方法 (1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下： (2)状态法：先判断物体的状态 (即加速度的方向 )，再利用牛顿第二定律 (F ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向 (3)牛顿第三定律法：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静摩擦力大小的计算 (1)物体处于平衡状态 (静止或匀速运动 )，利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小 (2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则 Ff ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力
