1、栏目索引第第1 1讲重力弹力摩擦力讲重力弹力摩擦力栏目索引基础过关基础过关知识梳理知识梳理 基础自测基础自测1.在图中,a、b(a、b均处于静止状态,接触面光滑,B、E中细绳处于竖直状态)间一定有弹力的是 (C)栏目索引基础过关2.(2018昆山模拟)下列关于摩擦力的说法中正确的是(B)A.静止的物体不可能受到滑动摩擦力B.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力C.有相对运动的两物体之间一定存在着摩擦力D.运动物体受到的摩擦力的方向总是与它的运动方向相反 栏目索引基础过关解析解析静止的物体可以受到滑动摩擦力的作用,如物体在地面上滑行,地面受到滑动摩擦力,故A项错误;相对静止的两个物体之间,也可
2、能有摩擦力,比如在斜向上运动的传送带上的物体与传送带相对静止,传动带与物体之间存在摩擦力,故B项正确;有相对运动的两物体之间,接触面不一定粗糙,因此不一定存在着摩擦力,故C项错误;物体受到的摩擦力的方向可能与它运动的方向相同,也可能与它运动的方向相反,但总是和它的相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,故D项错误。栏目索引考点突破考点一 弹力的判断与理解考点二 摩擦力的判断与理解考点突破考点三 摩擦力大小的计算栏目索引考点突破考点一弹力的判断与理解考点一弹力的判断与理解1.弹力有无的判断弹力有无的判断条件法根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况假
3、设法对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,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,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。栏目索引考点突破例例1 (多选)(2018启东期末)如图所示的对物体A的四幅受力分析图中,正确的是(BD )栏目索引考点突破解析解析 题图A中,A静止,则A一定受球面或地面的摩擦力,故A项错误;题图B中,A一定受重力及地面的支持力,球与斜
4、面没有挤压,故不受斜面的弹力,故B项正确;题图C中,A匀速下滑,则A一定受力平衡,而图中合力很明显不为零,故C项错误;题图D中,对A分析,A处于平衡状态,所受合力为零,故一定受沿斜面向上的摩擦力,摩擦力与支持力的合力与重力等大反向,故D项正确。栏目索引考点突破例例2 如图所示的装置中,弹簧的原长和劲度系数都相等,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3,其大小关系是(A)栏目索引考点突破A.L1=L2=L3 B.L1=L2L2 D.L3L1L2 解析解析 根据胡克定律和平衡条件分析可得:平衡时各弹簧的长度相等,选项A正确。栏目索引考点
5、突破考点二摩擦力的判断与理解考点二摩擦力的判断与理解判断静摩擦力的有无及方向的三种方法判断静摩擦力的有无及方向的三种方法1.假设法:利用假设法判断的思维程序如下。栏目索引考点突破2.运动状态法:此法关键是先确定物体的运动状态(如平衡或求出加速度),再利用平衡条件或牛顿第二定律确定静摩擦力的方向。3.牛顿第三定律法:“力是物体间的相互作用”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向。栏目索引考点突破例例3 (多选)如图所示,倾角为的斜面体C置于水平地面上,小物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已
6、知A、B、C都处于静止状态。则(CD)A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到地面的摩擦力一定为零C.C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为0栏目索引考点突破解析解析 若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡,则B与C间的摩擦力为零,A项错误;将B和C看成一个整体,则B和C整体受到细绳向右上方的拉力作用,故C有向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力,B项错误,C项正确;将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,利用整体法判断,B、C整体在水平方向不受其他外力作用,处于平衡状态,则地面对C的摩擦力为0,D项正确。栏目索引考
7、点突破考点三摩擦力大小的计算考点三摩擦力大小的计算1.静摩擦力大小的计算静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),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,利用牛顿第二定律判断静摩擦力的大小。2.滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力大小的计算滑动摩擦力的大小用公式Ff=FN来计算,应用此公式时要注意为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力。栏目索引考点突破例例4 (2018南京十三中模拟)如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5 N、Fc=10 N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f
8、2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则(C)A.f1=5 N,f2=0,f3=5 N B.f1=5 N,f2=5 N,f3=0C.f1=0,f2=5 N,f3=5 N D.f1=0,f2=10 N,f3=5 N栏目索引考点突破解析解析 以a为研究对象,根据平衡条件得b对a的静摩擦力大小f1=0以a、b整体为研究对象,根据平衡条件得f2=Fb=5 N;再以三个物体整体为研究对象,根据平衡条件得f3=Fc-Fb=10 N-5 N=5 N。故选C。栏目索引考点突破例例5 (2019江阴一中月考)质量为M的磁铁,吸在竖直放置的磁性黑板上静止不动。某同学沿着黑板面,用水平向右的恒
9、力F轻拉磁铁,磁铁向右下方做匀速直线运动,则磁铁受到的摩擦力f(B)A.大小为Mg B.大小为C.大小为F D.方向水平向左22()FMg栏目索引考点突破解析解析 磁铁在竖直面内受恒力F、重力Mg、摩擦力f作用做匀速直线运动,由合力为零可得摩擦力大小f=,方向与速度v的方向相反,故只有B正确。22()FMg栏目索引加油小站摩擦力的四类突变摩擦力的四类突变当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小和方向往往会发生变化,有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。常见的模型有:加油小站分类“静静”突变“静动”突变“动静”突变“动动”突变案例图示在水平力F作用下物体静止于斜面上,F突然增大时物体仍
10、静止,则所受静摩擦力大小或方向将“突变”放在粗糙水平面上的物体,作用在物体上的水平力F从零逐渐增大,物体开始滑动,物体受地面摩擦力由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力滑块以v0冲上斜面做减速运动,当到达某位置静止时,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力水平传送带的速度v1v2,滑块受滑动摩擦力方向向右,当传送带突然被卡住时滑块受到的滑动摩擦力方向由向右“突变”为向左栏目索引加油小站例例6一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(C)A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右C.2
11、N,方向向右 D.0 栏目索引加油小站解析 当木块受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,方向向左,可知最大静摩擦力Ffmax8 N。当撤去力F1后,F2=2 NFfmax,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,选项C正确。栏目索引加油小站例例7 如图所示,把一重为G的物体,用一水平方向的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是选项图中的(B)栏目索引加油小站解析解析 物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作
12、用。由于Ff从零开始均匀增大,开始一段时间FfG,物体向下做减速运动,直至减速为零。在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为Ff=FN=F=kt,即Ff与t成正比,其图线是一条过原点的倾斜直线。当物体速度减为零后,滑动摩擦力突变为静摩擦力,其大小为Ff=G,所以物体静止后的图线平行于t轴。正确选项为B。栏目索引随堂巩固随堂巩固1.(多选)(2018张家港六校联考)下列关于重心的说法正确的是(AB)A.重心是物体的各部分所受重力的合力的作用点B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心必与其几何中心重合C.重心是物体上最重的一点D.直铁丝被弯曲后,重心便不在其中点,但一定还在铁丝上 栏目索引随堂
13、巩固解析解析 我们认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心,故A项正确;质量分布均匀、形状规则的物体重心在其几何中心上,故B项正确;重心不是物体上最重的一点,故C项错误;若直铁丝被弯曲后变成圆环,则其重心不在铁丝上,故D项错误。栏目索引随堂巩固2.(2017扬州检测)如图所示为一竖直放置的棋盘,该棋盘具有磁性,每个棋子均可视为能被棋盘吸引的小磁体。对于静止在棋盘上的棋子,下列说法正确的是(B)A.棋子受三个力作用B.棋子所受的摩擦力是个定值C.棋盘对棋子的作用力大于棋子对棋盘的作用力D.只要磁力足够大,即使棋盘光滑,棋子也能静止在棋盘上栏目索引随堂巩固解析解析 对静止在棋盘
14、上的棋子分析,棋子受四个力作用,竖直方向受重力和静摩擦力作用,此二力平衡,水平方向受垂直于棋盘的磁力和支持力作用,此二力平衡,选项A错误;由于静摩擦力始终等于棋子的重力,故棋子所受的摩擦力是个定值,选项B正确;棋盘对棋子的作用力和棋子对棋盘的作用力是一对作用力和反作用力,故此二力大小相等,选项C错误;不管磁力有多大,若棋盘光滑,则棋子不受摩擦力作用,此时竖直方向上棋子只受重力作用,故棋子不能静止在棋盘上,选项D错误。栏目索引随堂巩固3.(多选)如图甲所示,一个弹簧一端固定在传感器上,传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时,在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图
15、像(如图乙所示)。则下列判断正确的是()栏目索引随堂巩固A.弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B.在弹性范围内,弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C.该弹簧的劲度系数是200 N/mD.该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变栏目索引随堂巩固答案答案 BCD 根据胡克定律可知,F=k(l-l0)=kx,即弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,与弹簧长度不成正比,故A项错误;根据对A选项的分析可知B项正确;在弹力与弹簧形变量图线上,图线的斜率表示劲度系数,由此可知该弹簧的劲度系数是200 N/m,故C项正确;由图线斜率不变可知,该弹簧受到反向压力时,劲度系数不变,故D项正确。栏目索引随堂巩固4.(多选)用
16、如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是(ABC)A.木块开始运动前,摩擦力逐渐增大B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力栏目索引随堂巩固解析解析 由题意可知,开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力,故摩擦力大小随拉力的增大而增大,当拉力增大到某一值时,木块开始滑动,此时说明木块恰好达到最大静摩擦力;而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力,所以木块移动后拉力将减小,根据纸团的位置即可确定最大静摩擦力。故A、B、C项正确,D项错误。
