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课时6 重力与弹力 摩擦力
第三章 相互作用——力
目
录
1
一过考点
2
二过易错
3
三过典题
4
四过集训
1.力(1)力:物体与物体之间的相互作用.力的单位是牛顿,简称牛,符号是 N .
(2)力既有大小,又有 方向 ,为矢量.
2.重力
(1)产生:由于地球的 吸引 而使物体受到的力.
(2)大小: G=mg .
(3)方向: 竖直向下 .
N
方向
吸引
G=mg
竖直向下
3.形变与弹力
(1)形变与弹性形变:物体在力的作用下 形状 或 体积 发生改变,叫作形变;撤去作用力时能够恢复原状的形变叫 弹性形变 .
(2)弹力:发生 弹性形变 的物体由于要恢复原状,对与它 接触 的物体产生力的作用.
(3)几种弹力的方向:压力或支持力的方向总 垂直于 接触面指向被压或被支持的物体;绳对其他物体的拉力方向 沿绳 指向绳子收缩的方向.
形状
体积
弹性形
变
弹性形变
接触
垂直于
沿绳
(4)胡克定律:在弹性限度内弹簧的弹力与其 伸长 (或 缩短 )的长度成 正比 ,即 F=kx ,其中k为 劲度系数 ,单位为 牛顿每米 ,单位的符号是 N/m .
伸长
缩短
正比
F=kx
劲度系数
牛
顿每米
N/m
4.滑动摩擦力 静摩擦力
(1)摩擦力:两个相互接触的物体,当它们发生 相对 运动或具有相对运动 趋势 时,就会在接触面上产生 阻碍 相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫作摩擦力.
(2)静摩擦力:
①方向特点:静摩擦力的方向总是沿着 接触面 ,与物体相对运动趋势的方向 相反 .
②大小:静摩擦力的最大值称为最大静摩擦力(Fmax),两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间,即0≤F≤Fmax.
相对
趋势
阻碍
接触面
相反
(3)滑动摩擦力:
①方向特点:滑动摩擦力的方向总是沿着 接触面 ,与物体的 相 运动的方向 相反 .
②大小:滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比,即 f=μFN ,其中动摩擦因数μ取决于材料和接触面的 粗糙程度 ,与压力的大小无关,没有单位.
接触面
相
对
相反
f=μFN
粗糙程度
1.只有相互接触的两个物体之间才有力的作用. ( × )
2.只要物体发生了形变就一定有弹力. ( × )
3.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比. ( × )
4.一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力. ( √ )
×
×
×
√
1.力与重力
(1)任何一个力都独立产生作用效果,使物体发生形变或使物体运动状态发生变化.
(2)重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,与地理位置有关(同一物体的重力随纬度的增加而增大,随离地高度的增大而减小),重力是矢量.
【例1】(2023届泗阳合格性考试模拟)一个足球沿斜坡向下滚动,滚动过程中该足球的( D )
A.重力增大 B.重力减小
C.重力方向与坡面垂直 D.重力方向与水平面垂直
【解析】地球上同一地点,物体的重力大小恒定不变,方向始终竖直向下,D正确.
D
2.弹力
弹力产生的条件:(1)两个物体直接接触;(2)发生弹性形变.
【例2】(2024届江苏合格性考试模拟)足球运动有“世界第一运动”的美誉,是全球体育界最具影响力的单项体育运动.如图为四种与足球有关的情景,下列说法正确的是( D )
甲
乙
丙
丁
D
A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力
C.丙图中,被踩在脚下的足球受到两个力的作用
D.丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变
【解析】甲图中,静止在草地上的足球受到的支持力与重力平衡,但支持力不是重力,A错误;乙图中,若静止在光滑水平地面上且相互接触的两个足球会受到相互作用的弹力,则足球在水平方向上只受到这个弹力,不会静止,B错误;丙图中,踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到重力、支持力和人脚的压力三个力的作用,C错误;丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变而产生的,D正确.
【例3】(2024届江苏合格性考试模拟)如图所示,轻质弹簧上端固定,该弹簧的劲度系数为50 N/m,在弹簧下端悬挂20 N的重物,重物处于静止时弹簧的形变量是( D )
A.2 cm B.4 cm C.20 cm D.40 cm
【解析】根据胡克定律有x== m=0.4 m=40 cm,D正确.
D
3.滑动摩擦力 静摩擦力
(1)存在静摩擦力的两个物体是“相对”静止的,但这两个物体是否处于静止状态,与选取的参考系有关.
(2)滑动摩擦力与压力FN和动摩擦因数μ这两个因素有关,在两接触面确定的情况下,μ是确定的,不随压力的改变而改变.
【例4】(2023届徐州合格性考试模拟)关于摩擦力,有如下几种说法,其中错误的是( C )
A.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势
B.摩擦力的方向与物体运动的方向有时是一致的
C.摩擦力的方向与物体运动的方向总是在同一直线上
D.摩擦力的方向总是与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反
C
【解析】摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,总是与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反,可能与运动或运动趋势的方向相同,也可能相反,A、B、D正确;摩擦力的方向与物体运动方向可以在同一直线上,也可以不在,比如:贴在正在加速行驶的车厢壁的物体,C错误.
【例5】(2024届沛县合格性考试模拟)如图所示,一质量为10 kg的物体A,在动摩擦因数μ=0.10的水平面上向右运动时,受到水平向左的拉力F=20 N作用,则物体A受到的摩擦力为(重力加速度为g=9.8 m/s2)( D )
A.20 N,方向水平向右
B.20 N,方向水平向左
C.9.8 N,方向水平向右
D.9.8 N,方向水平向左
D
【解析】物体受到的滑动摩擦力与相对地面运动的方向相反,即向左,大小为Ff=μmg=0.10×10×9.8 N=9.8 N,D正确.
1.(2024届马坝高级中学合格性考试模拟)一个木箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平地面滑动,有四位同学作出它的受力情况如图所示,其中正确的是( A )
A
B
C
D
A
2.(2024届镇江合格性考试模拟)如图所示,在立定跳远过程中,脚蹬地起跳瞬间运动员的受力示意图中正确的是( A )
A
B
C
D
A
3.(2024届江苏合格性考试模拟)在码头上有一人用水平力推集装箱,但没有推动,其原因是( D )
A.集装箱太重
B.推力总小于摩擦力
C.集装箱受到摩擦力,与推力抵消
D.推力总小于最大静摩擦力
【解析】推不动集装箱,不是因为集装箱重,而是因为集装箱在水平方向上受推力和静摩擦力平衡,合力为零,推力总小于最大静摩擦力,只能说力的作用效果抵消,不能说力抵消,D正确.
D
4.(2024届扬州合格性考试模拟)如图所示,油桶随汽车一起向左做匀速直线运动,则( A )
A.油桶共受两个力作用
B.油桶共受四个力作用
C.油桶受到车厢向左的摩擦力作用
D.油桶受到车厢向右的摩擦力作用
【解析】油桶随汽车一起向左做匀速直线运动,受重力和车厢的支持力两个力作用,二力平衡,不受车厢的摩擦力作用,否则不能做匀速直线运动,A正确.
A
5.(2024届徐州合格性考试模拟)某同学用如图(a)所示的实验装置探究弹簧弹力F与伸长量x的关系.
①在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录钩码的质量m和弹簧的长度l;
②在铁架台上固定好刻度尺,挂上弹簧并记录弹簧的原长l0;
③整理实验数据,根据数据作出F -x图像;
④分析图像得出结论.
(1)下列实验步骤的正确顺序是 ②①③④ ;
②①③④
(2)该同学根据测量数据作出的F -x图像如图(b)所示,他由此图可以得出的结论是:弹簧的弹力F与伸长量x成 正比 (选填“正比”或“反比”)关系.
正比