2008年江苏省学业水平测试复习

第4讲 重力、弹力和摩擦力
(第一课时)
一、基础知识复习
1．力有两个最基本的属性：物质性和相互性。有力的图示和力的示意图两种表示方法。
2．重力：(1) 物体由于受到地球的吸引而产生，施力物体是地球；(2)总是竖直向下；(3)物体重心的位置不一定总在物体上．例如圆环、三角框架等，其重心都不在物体上。
3．弹力：(1)条件：直接接触且发生形变；(2)大小与形变量有关，方向垂直于面(切面)；(3)弹簧弹力满足胡克定律F=kx(x是形变量)。
4．摩擦力：(1)条件：直接接触、发生形变且具有相对运动或相对运动趋势；(2)方向与接触面相切且与相对运动或相对运动趋势相反；(3)大小：静摩擦力0二、典型例题分析
【例1】如右图所示的物体A，放在粗糙的斜面上静止不动。画出A物体受的作用力的示意图并标出它的名称。
【分析】对物体受力分析时要搞清楚施力物体，并按照先重力，再弹力，最后摩擦力的顺序分析。
【解】受力如图所示
【例2】一轻质弹簧原长10cm，在它的下方挂一重为4N的物体，静止时长度为12cm。如果再挂一重为6N的物体，则静止时弹簧的长度为多少
【分析】本题考察的是胡克定律F=kx，一定要注意x是形变量。首先据二力平衡知道弹力等于物体的重力，由原始条件可求出劲度系数k，再用胡克定律可求得长度。
【解】由F=kx得：N/s
m
静止时弹簧的长度为L=x+x′=10+5=15cm
【例3】重为400N的木箱放在水平地面上，木箱与地面间的最大静摩擦力是120N，动摩擦因数是0.25，如果分别用70N和150N的水平力推木箱。
求：(1)二种情况下木箱受到的摩擦力；
(2)使木块匀速前进时所施加的水平拉力F为多少
【分析】计算摩擦力时应先判出是静摩擦力还是滑动摩擦力．此题中要用水平力推动木箱，推力必须大于或等于最大静摩擦力120N，若用70N水平力推时，物体没有运动，此时静摩擦力大小可由二力平衡求解。当用150N的水平力推时，物体发生相对运动，此时为滑动摩擦力。据F=求解。
【解】(1)当Fl=70N，静摩擦力为70N；当F2=150N时物体运动，根据竖直方向二力平衡得FN=mg，所以物体所受的摩擦力F′=·mg=0.25×400N=100N
(2)根据水平方向二力平衡得F″= F′=100N
三、课堂练习(15分钟)
1．下面关于力的说法中，错误的是( )
A．力的作用可以使物体发生形变
B．力的作用可以改变物体的运动状态
C．物体在受到力作用的同时一定会对其他物体施力
D．物体受到力的作用，一定会发生转动
答案：D
【解析】力是物体和物体间的相互作用，其效果是使物体形变或改变物体的运动状态。
2．下列关于重力、弹力和摩擦力的说法，正确的是( )
A．物体的重心一定在物体的几何中心上
B．劲度系数越大的弹簧，产生的弹力越大
C．动摩擦因数与物体之间的压力成反比，与滑动摩擦力成正比
D．静摩擦力的大小是在零和最大静摩擦力之间发生变化
答案：D
【解析】弹簧的弹力既跟其劲度系数有关，又跟其形变量有关；动摩擦因数与接触面的粗糙程度以及材料等有关。
3．下列关于弹力和摩擦力的说法中，正确的是( )
A．相互接触的物体之间必有弹力作用
B．相互有弹力作用的物体必定相互接触
C．相互有弹力作用的物体之间必定有摩擦力存在
D．相互有摩擦力作用的物体之间不一定有弹力作用
答案：B
【解析】弹力的产生条件是接触产生形变，摩擦力产生条件是接触发生形变且接触面粗糙，物体间有相对运动或相对运动趋势。
4．在水平桌面上的书，它对桌面的压力和它的重力之间的关系是( )
A．压力就是重力
B．压力和重力是一对平衡力
C．压力的施力物体是重力的受力物体
D．压力的受力物体是重力的施力物体
答案：C
【解析】书受到重力和桌面的支持力，这是一对平衡力，书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对相互作用力。
5．用弹簧秤竖直悬挂静止的小球，下面说法中正确的是( )
A．小球对弹簧秤的拉力就是小球的重力
B．小球对弹簧秤的拉力数值上大于小球的重力
C．小球的重力的施力物体是弹簧
D．小球的重力的施力物体是地球
5．D【解析】小球受到重力、拉力，这是一对平衡力，这是两种不同性质的力。重力的施力物体是地球。
6．下面关于力的说法中正确的是
A．单个孤立物体有时也能产生力的作用
B．力在任何情况下都是成对出现的
C．知道力的大小和方向就完全知道一个力
D．两个相互作用的物体中，其中一个物体是施力物体，另一个物体只能是受力物体
答案：B
【解析】只要有力产生，就一定有施力物体和受力物体，单个孤立物体不可能产生力的作用，因此选项A是错误的。力是物体间的相互作用，问题关键在“相互”二字上，如A与B两物体发生相互作用，A对B物体有作用力的同时B对A也有作用力，A与B两物体发生相互作用时产生一对力，因此选项B是正确的。力有三要素，即力的大小、方向和作用点，只知道力的大小和方向还不能完全确定一个力，因此选项C是错误的。根据物体阃作用的相互性，一个物体是受力物体的同时也是施力物体。因此选项D是错误的。理解和掌握了力的概念，就会判断出本题的正确答案是B。
7．关于重心的说法，正确的是( )
A．重心就是物体内重力最大的部分
B．因为重心是物体所受重力的作用点，所以重心在物体上，不可能在物体外
C．物体升高或降低，重心相对于物体的位置保持不变
D．如果物体有对称中心，则该对称中心就是重心
答案：C
【解析】根据重心的定义可知，重心是重力的等效作用点，即把物体各部分所受重力看作是集中作用于此点，这是等效替代法的具体应用，选项A是错误的。重心其实不一定在物体上，例如质量均匀分布的圆环的重心在圆心处，并不在物体上，而在物体之外，所以选项B也是不正确的。因为物体的重心位置与质量的分布有关，尽管物体是规则的形状，但其质量的分布不均匀，它的重心就不一定在几何中心，选项D不正确。物体的形状和质量的分布确定，其重心相对物体的位置也确定了，与物体如何运动无关，所以本题正确答案是C。
8．如图所示，质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为。求物体所受摩擦力的大小。
答案：f=F=mgsin
【解析】如图所示：将重力分解可得，f=F=mgsin
(第二课时)
四、巩固练习(30分钟练习，15分钟评讲)
一、选择题(每题6分，共60分)
1．关于重心，正确的说法是( )
A．任何物体的重心一定在这个物体上 B．在物体上只有重心受到重力作用
C．规则物体的重心，在它的几何中心上 D．一辆空汽车装上货物后，重心会升高
2．关于力，下列说法中正确的是( )
A．力是物体对物体的作用
B．直接接触的物体问一定产生力的作用
C．力的大小可以用天平称量
D．由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力是可以离开物体而单独存在的
3．如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力大小和方向是( )
A．2N，向左 B．2N，向右 C．10N，向左 D．12N，向右
4．下列关于力的说法错误的是( )
A．力不能离开施力物体和受力物体而独立存在
B．物体的速度大小或方向发生变化，一定是由于受到力的作用
C．力是矢量
D．正在飞行中的炮弹，受重力、空气阻力和向前冲的力
5．一本书放在水平桌面上静止，则．( )
A．书对桌面的压力就是书受的重力
B．书对桌面的压力，施力物是地球
C．书对桌面的压力在数值上大于它受的重力
D．因为桌面对书的支持力与重力大小相等，所以书才处于平衡状态
6．以下关于摩擦力的几种说法中正确的是( )
A．摩擦力总是与物体的运动方向相反
B．摩擦力总是使物体的机械能减小
C．摩擦力总是阻碍物体问的相对运动
D．物体所受的滑动摩擦力一定与物体的运动方向相同
7．如图所示，细绳竖直拉紧，下端挂一重球，重球下放着一光滑斜面，球与斜面接触且静止，则重球受到的力有( )
A．重力和绳的拉力
B．重力、绳的拉力和斜面支持力
C．重力、斜面支持力
D．绳的拉力、斜面的支持力
8．如图所示中的各物体均处于平衡状态。正确画出了物体所受弹力FN方向的是( )
9．如图所示，表面粗糙情况相同、质量相等的长方体木块在力F作用下运动，水平面给木块的滑动摩擦力在甲、乙两种情况中( )
A．甲大 B．乙大 C．一样大 D．不能确定
10．置于水平地面上的物体，在水平方向的拉力作用下向前运动，当拉力增大，物体的速度也随之增大时，物体所受的滑动摩擦力将( )
A．增大 B．不变 C．减少 D．不能确定
二、论述与计算题(40分)
11．(20分)一根弹簧上端固定，下端挂重10N重物时，静止时弹簧长度为10cm，若下端悬挂的重物为20N，静止时弹簧的长度15cm，则弹簧的原长是多少
12．(20分)如图所示，重20N的物块，放在水平桌面上，用F=8N的水平拉力拉物块可以使其做匀速直线运动。
求：(1)物体所受的摩擦力多大
(2)物体和桌面间的动摩擦因数多大
(3)当水平拉力增大到16N时，物块受到的摩擦力多大
巩固练习参考答案：
一、选择题
1．D【解析】重心是物体各部分受到的重力作用的等效点，可以在物体上也可以在物体外；质量分布均匀、形状规则的物体其重心在其几何中心。若分布不均匀，重心则偏向质量分布多的一侧。
2．A【解析】力是不可能脱离物体而单独存在的，发生相互作用的物体可以相互接触，也可以不接触，例如各天体间的相互引力，磁铁间的相互作用力等，力的大小不可以用天平称量，可以用测力计来测量，所以B、C、D选项均不正确，只有选项A是正确的。
3．B【解析】求摩擦力首先要分析是静摩擦力还是滑动摩擦力，据题意该物体受到的是滑动摩擦力，据公式得该力为2N，向右。
4．D【解析】力是物体与物体间的相互作用，其作用效果是使物体发生形变或使其运动状态发生改变；炮弹飞行是因为惯性。
5．D
6．C【解析】摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，其方向可与运动方向相同，也可与运动方向相反，可以是阻力，也可以是动力。
7．A【解析】根据二力平衡可知，物体只受到拉力和重力，如果受到斜面的支持力，那么绳子就不可能保持竖直状态，破坏了物体的平衡。
8．B【解析】四个选项中，A选项中不可能有弹力，C中的弹力方向应指向圆心，D是杆的一端固定一个球，则其弹力方向应竖直向上，故只有选项B中的弹力是正确的。
9．C
10．B【解析】滑动摩擦力与物体的运动状态无关。
二、论述与计算题
11．【解析】令原长为l，则弹簧的劲度系数为，代入数据得原长为5cm。
12．【解析】(1)据题意该物体受力平衡，所以摩擦力等于拉力为8N；
(2)其摩擦因数为=0.4；
(3)当拉力变化时，仍为滑动摩擦力，且大小不变。