3.1 牛顿第三定律
一、选择题
1.关于作用力与反作用力,下面说法正确的是( )
A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力
B.作用力与反作用力大小相等、方向相反,作用在一直线上,因此两力平衡
C.总是同时分别作用在两个不同的物体上
D.作用力与反作用力可以是不同性质的力
【答案】 C
2.关于两个物体间的相互作用力下列说法正确的是( )
A.马拉车不动,是因为马拉车的力小于车拉马的力
B.马拉车前进,是因为马拉车的力大于车拉马的力
C.马拉车不论是动还是不动,马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小
D.只有马拉车不动或匀速前进时,才有马拉车与车拉马的力大小相等
【答案】 C
3.下列关于力的叙述,哪些正确( )
A.施力物体同时也一定是受力物体
B.作用力和反作用力是一对相互平衡的力
C.一对相互平衡的力一定是同一种性质的力
D.作用力和反作用力一定是同一种性质的力
【答案】 AD
4.以下叙述中,一定不是作用力和反作用力的是( )
A.大小相等,方向相反,作用在一直线上的一对力
B.大小相等,方向相反,在一直线上作用于同一物体上的一对力
C.大小相等,方向相反,在一直线上分别作用于两个物体上的一对力
D.大小相等,方向相反,在一直线上分别作用于相互作用的两个物体上的一对力
【答案】 B
5.一根细线的一端系一个小球,另一端绕在手指上,小球所受重力的反作用力作用在( )
A.线上 B.手上
C.地球上 D.小球上
【答案】 C
6.汽车拉着拖车,在水平道路上沿直线匀速行驶,则以下分析正确的是( )
A.汽车拉拖车的力小于拖车拉汽车的力
B.汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力不是一对平衡力
C.汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力
D.汽车拉拖车的力与拖车受到的阻力是一对平衡力
【答案】 BD
7.甲、乙两人发生口角,甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤,法院判决甲应支付乙的医疗费.甲
狡辩说:我打了乙一拳,根据牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等,乙对我也有相同大小的作用力,所以乙并没有吃亏.那么这一事件判决的依据在哪里( )
A.甲打乙的力大于乙对甲的作用力,判决甲付给乙的医疗费
B.甲打乙的力大小等于乙对甲的作用力,但拳头的承受力大于胸口的承受力,所以乙受伤而甲未受伤,甲又主动打乙,故判决甲支付乙的医疗费
C.甲打乙的力大小等于乙对甲的作用力,甲的拳和乙的胸受伤的程度不同,甲轻而乙重,故判决甲支付乙的医疗费
D.由于是甲用拳打乙的胸,所以甲对乙的力远大于乙胸对甲拳的作用力,故判决甲支付乙的医疗费
【答案】 B
8.如下图所示的情形中,涉及到牛顿第三定律原理的有( )
A.气垫船靠旋转的螺旋桨获得动力
B.战斗机在行进途中抛弃副油箱
C.喷水龙头自动旋转使喷水均匀
D.玩具火箭靠喷出火药飞上天空
【解析】 战斗机在行进途中抛弃副油箱是为了减小惯性,提高灵活性.
【答案】 ACD
9.
如右图所示,把两只相同的弹簧秤甲和乙串接起来,甲挂在支架上,乙的秤钩上吊一重10 N的物体,不计秤本身重量,当物体静止时,则两只弹簧秤的示数为( )
A.都是10 N B.都是5 N
C.甲是10 N,乙是0 D.甲是0,乙是10 N
【解析】 由物体受力平衡知,弹簧秤乙对物体的拉力为10 N,即弹簧秤乙示数为10 N,以弹簧秤乙为研究对象,物体对弹簧秤乙有10 N的拉力,弹簧秤甲对弹簧秤乙也应有10 N的拉力,即弹簧秤甲示数为10 N.
【答案】 A
二、非选择题
10.
一小球用细线悬挂在竖直光滑墙上,如右图所示,则小球所受墙面的弹力的反作用力是 ,小球所受绳子拉力的反作用力是 .
【答案】 小球对墙的压力 小球对绳子的拉力
11.如下图所示,马拉车做匀速前进时,马拉车的力________车拉马的力;如马拉车做加速前进时,马拉车的力__________车拉马的力.(均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 等于 等于
12.甲、乙两队举行拔河比赛,甲队获胜,若甲队对绳的拉力为F甲,地面对甲队的摩擦力为f甲;乙队对绳的拉力为F乙,地面对乙队的摩擦力为f乙,绳的质量不计,则有F甲________F乙,f甲________f乙(填“>”、“=”或“<”).
【答案】 = >
课件26张PPT。3.1 牛顿第三定律1.作用力与反作用力
(1)两个物体相互接触时,如果一个物体施力于另一个物体,另一个
物体 也反过来对前一个物体 .
(2)物体间的 ,叫作用力和反作用力.同时施力相互作用力 2.实验探究小结
如下图所示,把两个弹簧测力计A和B联结在一起,用手拉弹簧A.结果发现,两个弹簧测力计的示数是 的.改变手拉弹簧的力,弹簧测力计的示数也都随着 ,但两个示数总 ,这说明作用力和反作用力大小 ,方向相反.
相等变化相等相等 3.牛顿第三定律
(1)牛顿第三定律的表述:两个物体之间的作用力和反作用力总
是 .
(2)牛顿第三定律的数学表达式: (负号表示反作用力F′与
作用力F的方向相反).大小相等、方向相反、作用在同一直线上F=-F一、为什么说力的作用总是相互的?
● 要点梳理
(1)力是物体间的相互作用,作用在物体上的力都来自其他物体.每当一个物体对另一个物体施加作用力时,另一个物体也对这个物体施加作用力,所以单个孤立的力是不存在的.如果把两个物体间相互作用的两个力中的一个力叫做“作用力”,则另一个力就叫做“反作用力”.我们可以把这两个力中任何一个力叫做“作用力”,而将另一个力叫做“反作用力”,这里所谓的作用和反作用并非指原因和结果,而仅指同时的相互作用.如马拉车时,车同时也拉马;人用头顶足球时,足球被顶飞,人的头也被碰得感到疼痛.
(2)大量的实例表明,任何性质的力的作用都是相互的,也就是说,任何物体是施力物体的同时也是受力物体,两个物体间相互作用的这一对力,叫做作用力和反作用力. (3)相互作用的一对力,可任选其中一个力称为作用力,则另一个力就是反作用力.
(4)一对作用力和反作用力的性质总是相同的,即:作用力是弹力;则其反作用力一定也是弹力;作用力是摩擦力,其反作用力也一定是摩擦力.(以后学习以上各种性质的力)二、牛顿第三定律
● 要点梳理
(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同—条直线上.
(2)牛顿第三定律阐明了相互作用的物体之间的作用力和反作用力的关系,因而,应用牛顿第三定律可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析,为我们提供了一个对物体受力分析的新途径.
● 重点解读
(1)作用力和反作用力的相互依赖性.它们相互依存,以对方作为自己存在的前提.
(2)作用力和反作用力的同时性.它们同时产生,同时变化,同时消失,而不是先有作用力后有反作用力.
(3)作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属于同种性质的力.
(4)作用力和反作用力的不可叠加性.作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消.三、一对作用力和反作用力跟一对平衡力的比较
● 疑点辨析
相互作用力与平衡力的比较【巧记方法】 作用力与反作用力的关系可巧记为“四同、三异、三无关”:
(1)四同:同大小、同性质、同直线、同生同灭;
(2)三异:异方向、异作用点、异效果;
(3)三无关:与物体形态无关、与物体运动状态无关、与其它力无关.作用力与反作用力的概念的理解 关于作用力与反作用力,有以下叙述,正确的是( )
A.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个不同物体上的两个力,必定
是一对作用力与反作用力
B.凡是大小相等、方向相反、且作用在同一物体上的两个力必定是一对作
用力与反作用力
C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个相互作
用的物体上的两个力,必定是一对作用力与反作用力
D.相互作用的一对力中,究竟称哪一个力为作用力,是任意的【解析】 作用力与反作用力只能发生在两个相互作用的物体之间,发生
“相互作用”是产生作用力与反作用力的根本条件.作用力与反作用力的基
本特点是“大小相等、方向相反、在同一条直线上,但作用点分别在不同物
体上”.因而A、B选项错误,C选项正确.作用力与反作用力是互为相称
的,没有严格的区分,因而D答案正确.
【答案】 CD
【解题关键】 (1)两个物体发生相互作用,是产生作用力与反作用力的根
本条件.
(2)作用力与反作用力的特点是“等值、反向、共线、异体”. 公元2003年10月15日9时50分,地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心,用“长征”Ⅱ号F型火箭发射了“神舟五号”载人航天飞船,杨利伟代表中国人民成功地登上太空,下面关于飞船与火箭上天的情形,下列叙述中正确的是( )
A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而
让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得
飞行的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获
得前进的动力
D.飞船进入运动轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力【解析】 火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一
对相互作用的物体.火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的
反作用力,即为火箭上升的推动力.此动力并不是由周围的空气对火箭的
反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关.故而B、C
选项错误,A选项正确.
火箭运载飞船进入轨道后,飞船与地球之间依然存在相互吸引力,即地球
吸引飞船,飞船吸引地球,这就是一对作用力与反作用力.故D选项正确.
【答案】 AD作用力和反作用力与平衡力的区别 物体静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力【解析】 物体和桌面受力情况如右图所示.
对A选项,因物体处于平衡状态,且N与G作用于同一物体.因此,N和G是
一对平衡力,故A正确.
对B选项,因作用力和反作用力分别作用在两个物体上,故B错.对C选项,
因压力是弹力,而弹力与重力是性质不同的两种力,故C错.
对D选项,由于支持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的,因此N
与N′是一对作用力和反作用力,故D错.
【答案】 A
【规律总结】 (1)作用力和反作用力的关系可概括为:“四同,三不同”.
“四同”是指:①大小相同;②同生、同灭、同变化;③性质相同;④在同
一直线上.
“三不同”是指:①方向不同;②作用在不同的物体上;③作用效果不同.
(2)两个力是否为平衡力,首先要看这两个力是否作用在同一个物体上.分析
是否是作用力与反作用力,首先要看这两个力是否作用在两个物体上,这两
个力是否是相互作用而产生的. 如右图所示,用质量不计的轻绳L1和L2将
M、N两重物悬挂起来,则正确的是( )
A.L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平衡力
B.L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力
C.L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对平衡力
D.L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力
【解析】 对M受力分析,它受到重力、L1拉力、L2拉力作用,因此,L1对
M的拉力和L2对M的拉力并不是一对平衡力;作用力和反作用力作用在相互
作用的两个物体之间,而B答案中有三个物体:M、N、L2,显然是不正确
的;平衡力必须作用在同一个物体上,L1对M的拉力和M对L1的拉力分别作
用在M和L1上,显然不是平衡力,故只有D正确.
【答案】 D2-1马拉车,车动说明马对车的作用力大于车对马的反作用力 如右图所示,一个大人甲跟一个小孩乙站在水平
地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了,对这个
过程中作用于双方的力的关系,不正确的说法是( )
A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B.大人与小孩间的拉力是一对作用力、反作用力
C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
D.只有在大人把小孩拉动的过程中,大人的力才比小孩的力大,在可能
出现的短暂相持过程中,两人的拉力一样大【指点迷津】 作用力和反作用力总是大小相等,大人与小孩手拉手比力气
时,无论是在相持阶段还是小孩被大人拉过来的过程中,大人拉小孩的力与
小孩拉大人的力的大小总是相等的,所以说法B、C正确,故选A、D.
既然大人拉小孩与小孩拉大人的力一样大,大人为什么能把小孩拉过来呢?
关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同,如题图所示,分别画出两者在水
平方向上的受力情况,显然,只有当F′甲>F′乙时,小孩才会被大人拉过来,如
果让大人穿上溜冰鞋站在水泥地面上,再比力气时,小孩就可以轻而易举地
把大人拉过来.
【答案】 AD 牛顿第三定律在力的求解中的应用
高考常在综合题中考查牛顿第三定律,如不方便直接求出某一个力时,可以先求出它的反作用力,再根据牛顿第三定律求出此力.如右图所示,A、B的重力分别为200 N、50 N,
定滑轮光滑,物体均处于静止状态,
求:A对地面的压力;【解析】 本题中直接求A对地面的压力无从下手,我们可以先求地面对A的支持力,再由牛顿第三定律求A对地面的压力
设绳的拉力为T,以B为研究对象,由二力平衡知识得:
T=GB=50 N设地面对A的支持力为N,A受力如右图,由力的平衡条件得:
T+N=GA
∴N=GA-T=200 N-50 N=150 N
由牛顿第三定律得,A对地面的压力的大小:
N′=N=150 N
【答案】 150 N1.关于作用力与反作用力,下列说法正确的是( )
A.马拉车加速行驶,马拉车的力大于车拉马的力
B.从井里将水桶提上来,绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C.不论电梯是加速、匀速还是减速上升,人对电梯底板的压力和底板对人
的支持力总是大小相等的
D.作用力与反作用力等大反向合力为零
【解析】对于任何物体,在任何条件下,作用力与反作用力的大小一定相
等,故马拉车的力等于车拉马的力,绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力,
人对电梯底板的压力等于底板对人的支持力,A、B错,C对;作用力与反
作用力等大、反向,但作用在不同的物体上,各自产生不同的效果,不能求
合力,D错.
【答案】 C2.如右 图,水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上,
静止不动,下列说法中正确的是( )
A.作用力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力,是一对平衡力
C.作用力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力
【答案】 BD3.“嫦娥一号”的成功发射,一方面表明中国航天事业已走在了世界的前列,
另一方面“嫦娥一号”的发射也带动了高科技的发展.目前计算机的科
技含量已相当高,且应用于各个领域各个方面.如下图,是利用计算机
记录的“嫦娥一号”发射时,火箭和地面的作用力和反作用力变化图线,
根据图线可以得出的结论是( )A.作用力大时,反作用力小
B.作用力和反作用力的方向总是相反的
C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D.牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
【答案】 B4.利用牛顿第三定律,有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风
扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆
受力而向前运动,如下图所示.对于这种设计,下列分析中正确的是( )A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行
B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行
C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律
D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律
【答案】 C
3.2 弹力
一、选择题
1.在表示弹力大小的公式F=kx中,下列说法中正确的是( )
A.式中的k反映了某个具体弹簧的一种特性
B.弹簧越长其k值越大
C.弹簧只有发生形变,k数值才不为0
D.k与弹簧所受的外力成正比
【答案】 A
2.一物体静止在桌面上,则( )
A.物体对桌面压力是因桌面形变而产生
B.桌面发生形变对物体产生支持力
C.桌面发生了形变,而物体没有形变
D.压力、支持力不是作用力与反作用力
【答案】 B
3. 如右图所示,一辆拖拉机停在水平地面上,下列说法中正确的是
( )
A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;拖拉机
没有发生形变,所以拖拉机不受弹力
B.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;拖拉机受到了向上的弹力,
是因为拖拉机也发生了形变
C.拖拉机受到向上的弹力,是因为地面发生了形变;地面受到向下的弹力,是因为拖
拉机发生了形变
D.以上说法都不正确
【解析】 拖拉机停在水平地面上,拖拉机受到的弹力是因为地面发生弹性形变而有恢
复原状的趋势而对阻碍其恢复原状的拖拉机产生的作用.地面受到的弹力是由于拖拉机
发生了弹性形变而对阻碍其恢复原状的地面产生的力作用,故选项C正确,A、B、D
错误.
【答案】 C
4. 如右图所示,两人分别用100 N的力拉弹簧秤的秤钩和拉环,则弹簧秤读数为( )
A.50 N B.0 N
C.100 N D.200 N
【解析】 本题着重考查弹簧秤在测量、读数中容易出现的错误问题,用弹簧秤测量力
的大小时,弹簧秤的示数等于弹簧秤静止时作用在拉钩上力的大小.
错选A的原因在于不理解弹簧秤的测量、读数原理,当人用力拉弹簧秤时,弹簧秤也
在用同样大小的力对人产生力的作用,这个力的大小可通过弹簧秤的示数读出.拉环上
的力主要作用就是保持弹簧秤的平衡,使得拉力F1与弹簧秤示数相等.错选B、D的
同学是错误地把作用在不同物体上的力作了等效抵消.
【答案】 C
5. 体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球,如右图所示,试分析篮球与地面作用时,
地面给篮球的弹力的方向为( )
A.斜左上 B.斜右上
C.竖直向上 D.竖直向下
【解析】 篮球与水平地面接触时发生形变,产生弹力.如果认为球的一点与地面接触,
则属于点与面接触问题,弹力应垂直于面(即地面),方向向上.
【答案】 C
6.一根轻质弹簧,当它上端固定,下端挂一重为G的物体时,长度为L;当它下端固
定在水平面上,上端压一重为G的物体时,长度为L2,则该弹簧的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
【解析】 设弹簧劲度系数为k,则挂物体G时,k(L1-L0)=G;压物体G时:k(L0
-L2)=G,联立求解:k=.
【答案】 D
7.如下图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的
拉力作用,而左端的情况各不相同:
①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受到大小也为F的拉力作用,③中弹簧
的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有
摩擦的桌面上滑动.
若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
A.l2>l1 B.l4>l3
C.l1>l3 D.l2=l4
【解析】 因为四个弹簧上各点受到的拉力都是F,由胡克定律可知F=kx,则四个弹
簧的伸长量x=都相等.
【答案】 D
二、非选择题
8.体育运动中利用弹力的例子比比皆是:跳水运动员跳水时________发生形变产生的
弹力把运动员弹起来;蹦床________产生的弹力把运动员高高抛起,使运动员得以做出
各种优美的姿态;高压气枪靠________的弹力推动活塞压缩空气把子弹射出来;弓
________产生的弹力把箭射出去;撑杆跳高运动员用的撑杆,经历了从竹竿到玻璃钢杆
到碳纤维杆的演变,运动员的成绩因此大为提高,因为碳纤维杆比玻璃钢杆和竹竿的重
量________(填“轻”或“重”),弹性更________(填“好”或“差”).
【答案】 跳板 形变 弹簧 形变 轻 好
9.某同学用如右图所示的装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验.他
先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂
上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表
如下:(重力加速度g=9.8 m/s2)
砝码质量
m/102 g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
标尺刻度
x/10-2 m
15.00
18.94
22.82
26.78
30.66
34.60
42.00
54.50
(1)根据所测数据,在下图的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的
关系曲线.
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在________N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格的弹簧的劲度系数为________N/m.
【解析】 (1)从表中所给的数据中计算出弹簧伸长与砝码质量的对应数值,在坐标图上描出各点,用圆滑的曲线连接各点,如下图所示,注意不要画成折线.
(2)符合胡克定律的部分是图线的直线部分,直线在质量为500 g 处结束,所对应的弹
力等于砝码的重力.F=mg=4.9 N.故在0~4.9 N范围内满足胡克定律.
4.9 N时对应的弹簧伸长量为0.34 m
由胡克定律F=kx得
k== N/m=25.0 N/m.
【答案】 (1)如解析图所示 (2)0~4.9 25.0
10. 如右图所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系,
试由图线确定:
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小.
【解析】 由题图容易看出:(1)弹簧原长:L0=10 cm,因为此时F=0,其长度必为原
长.
(2)当L=15 cm时,F=10 N.
由胡克定律得F=k(L-L0),
所以k===200 N/m.
(3)当L′=0.20 m时,
F=k(L′-L0)=200 N/m×(0.20-0.10) m=20 N.
读懂图象信息、理解胡克定律中各物理量的意义是解题的关键.
【答案】 (1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N
11.用金属制成的线材(如铁丝、钢筋)受到拉力会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现:
金属丝或金属杆在弹性限度内它的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律,这一发
现为后人对材料的研究奠定了重要基础,现有一根用新材料制成的金属杆,长为4 m,
横截面积为0.8 cm2,设计要求它受到拉力后不超过原长的1/1 000,则最大拉力多大?
由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,选用同种材料制成样品进行测试,通
过测试取得数据如下:
(1)测试结果表明线材受拉力作用后,其伸长与材料的长度成________,与材料的截面
积成________.
(2)试计算上述金属杆能承受的最大拉力多大?
长度
拉力
伸长m
截面积m2
250
500
750
1 000
1 m
0.05
0.04
0.08
0.12
0.16
2 m
0.05
0.08
0.16
0.24
0.32
1 m
0.10
0.02
0.04
0.06
0.08
【解析】 由表格数据可知,用ΔL表示伸长,当F、L一定时,ΔL与材料截面积成反
比,即ΔL∝,
当L、S一定时,ΔL与拉力F成正比,即ΔL∝F,
当F、S一定时,ΔL与材料长度成正比,即ΔL∝L,
所以ΔL=k′,F=k·S.
取L=1 m、S=0.10 cm2、ΔL=0.02 cm,得k=1.25×1011 N/m2,则:F=1.25×1011×
×0.8×10-4 N=10 000 N.
【答案】 (1)正比 反比 (2)10 000 N3.3 摩擦力
课件32张PPT。3.2 弹 力
1.接触力、弹性形变和弹力
(1)物体在力的作用下 或 发生改变,叫做形变.一切物体都能发生形变.有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做 .
(2)弹力的定义:发生 的物体由于要 ,对与它 的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.
(3)弹力产生的条件:①物体间要 ;②物体间要相互挤压而发生
.形状体积弹性形变弹性形变恢复原状接触接触弹性性变2.弹力的方向
压力和支持力的方向都 ,绳的拉力的方向 的方向.
3.胡克定律
(1)弹力的大小跟形变的 有关,形变越 ,弹力也越大,形变 ,弹力随之消失.
(2)胡克定律:弹簧发生弹性形变时,弹力跟 成正比,即 ,式中k为弹簧的劲度系数,单位是 ,符号用 表示.
(3)胡克定律表达式的适用条件: .垂直于接触面沿绳要收缩大小为零形变量F=kx牛每米N/m弹性限度内大一、弹性形变
● 重点解读
(1)定义:物体的形状或体积的改变叫形变.
(2)形变的种类:
形变有拉伸形变(或压缩形变)、弯曲形变、扭转形变等.本节主要讨论拉伸(或压缩)形变.
(3)弹性形变:物体在外力作用下发生形变,如果撤去外力后,形变能完全恢复,这种形变叫弹性形变.
(4)弹性限度:如果外力使物体的形变过大,超过一定限度,在撤去外力后,形变不能完全恢复,这个限度就叫弹性限度.● 疑点辨析
形变与弹性形变
形变有弹性形变和非弹性形变之分.
(1)弹性形变:物体在形变后能够恢复原状,如弹簧、橡皮筋等,这样的形变叫弹性形变.
(2)非弹性形变:物体在形变后不能恢复原状,如普通的泥巴.● 难点突破
怎样观测微小形变? 物体受到外力作用都将发生形变,但是有好多形变是很不明显的,
需要借助于仪器或其他辅助物才能观测,课本上介绍了两种.最简
单的方法是把一圆玻璃瓶装满水,瓶口用中间插有细管(透明)的瓶
塞塞住,如右图所示,用手挤压玻璃瓶,细管中的水就会上升,松开手,水面又降回原处.
想一想:如果换成扁玻璃瓶,按压“凸”面、“扁”面效果一样吗?二、弹力产生的条件
● 要点梳理
发生弹性形变的物体由于恢复原状而对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.
可见,要产生弹力需同时满足两个条件:①物体间直接接触,②接触处发生弹性形变.相互接触是产生弹力的首要条件,但相互接触的物体间不一定存在弹力,只有两物体接触处产生弹性形变时,两物体间才有弹力产生.当形变不明显难以直接判断时,可用“假设法”判定,所谓“假设法”就是假设与研究对象接触的物体施加了弹力,画出假设状态下的受力图,判断受力情况与现实状态是否矛盾,若矛盾,假设不成立,则无弹力.三、弹力的方向
● 重点解读 (1)书与桌面间的弹力
如右图所示,一本书放在桌面上,书对桌面产
向下的压力(弹力),桌面对书产生向上的支持力(弹力).
因为两者都发生了形变,桌面向下“凹”了,书向上
“凹”了.
弹力的方向与接触面垂直.(2)绳与物的弹力 如右图所示,一个同学用绳子拉水平面上的小车,
绳子、小车都发生形变,两者都产生了弹力.这种情
况,弹力的方向与绳在一条直线上.
绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向.绳的拉力作用在车上,绳的拉力就是车受到的力. 如右图所示,绳吊起电灯,由于灯的重力作用,
使绳发生微小形变,对与它接触的电灯产生弹力F1,
即绳对灯有向上的拉力,方向沿绳向上.
由于灯把的微小形变,对与它接触的吊绳产生了弹力F2,即灯对绳的拉力,方向沿绳向下. ● 难点突破
关于弹力方向的判定
(1)物体所受弹力的方向总是指向该物体发生形变的方向,弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点共切面的垂直方向.大致有以下几种情形:(2)弹簧两端的弹力与其中心轴重合,指向弹簧恢复原状的方向.
(3)绳子只能受拉力而发生形变,即绳子只能承受拉力,则绳子拉物体的弹力的方向总是沿着绳子指向其收缩的方向.
(4)轻杆的弹力不一定沿杆的方向,中学阶段有两种轻杆模型.四、胡克定律
● 难点突破
弹簧弹力与弹簧伸长量(或压缩量)的关系
(1)胡克定律:实验表明,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短的长度x成正比,即F=kx)
k称为弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m.比较而言,k越大,弹簧越“硬”;k越小,弹簧越“软”.
(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图象表示,如下图所示.对弹力的理解及其有无的判断 如右图所示,物体A静置于水平桌面上,
下列关于物体所受作用力的说法中正确的是( )
A.桌面受到的压力就是物体的重力
B.桌面受到的压力是由它本身发生了微小的形变而产生的
C.桌面由于发生了微小形变而对物体产生了垂直于桌面的支持力
D.物体由于发生了微小形变而对桌子产生了垂直于桌面的压力
【解析】 在此,压力大小和方向都与重力相同,但不能说压力就是重力,
它们的施力物体和受力物体都不同,性质也不同.桌面受到的压力是由物体
下表面发生微小形变而产生的.故C、D正确.
【答案】 CD1-1 (2010年济南省级示范高中联考)如右图所示,小车内有 一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,小车在水平面上做直线运动,细绳始终保持竖直.关于小球的受力情况,下列说法正确的是( )
A.若小车静止,绳对小球的拉力可能为零
B.若小车静止,斜面对小球的支持力一定为零
C.若小车向右运动,小球一定受两个力的作用
D.若小车向右运动,小球一定受三个力的作用【解析】 若小车静止,则小球受力平衡,由于斜面光滑,不受摩擦力,小球受重力和绳子的拉力,且重力和拉力都沿竖直方向;如果受斜面的支持力,则没法达到平衡,因此在小车静止时,斜面对小球的支持力一定为零,绳子的拉力大小等于小球的重力,故A项错误,B项正确;若小车向右匀速运动时,小球受重力和绳子拉力作用;若小车向右做减速运动,则一定受斜面的支持力,可能受绳子的拉力,也可能不受绳子的拉力,故C、D项都不对.
【答案】 B胡克定律的应用如右图所示,一劲度系数为k的弹簧,下端悬挂一重物,重物质量为m,平衡时物体在a位置.现用力将物体由a向下拉长x至b位置,则此时弹
簧的弹力为( )
A.kx
B.mg+kx
C.mg-kx
D.以上说法都不正确【解析】 公式法:本题中给出的x并非在原长基础上的形变量,因此,弹
力F≠kx.开始时,物体在位置a静止,此时弹力与重力相等,即F1=mg,由F
=kx知,弹簧伸长量x1= .又因为拉力使弹簧又伸长了x,则弹簧总的形
变量为x1+x= +x .故弹簧弹力为k =mg+kx.
巧解法:根据推论式F=kx,得ΔF=kΔx.物体在外力作用下又伸长x时,拉
力的大小为F=kx.考虑到弹簧原来的弹力为mg,故后来弹簧弹力为mg+kx.
【答案】 B
【误区警示】 运用胡克定律时,一定要注意公式F=kx中x为弹簧的形变
量,而非总长度.且弹簧受到的力是拉力和压力时,表达式是不同的. 如右图所示,A、B两个物体的重力分别为GA=3 N,GB=4 N,弹簧的重力不计,整个装置沿竖直方向处于静止状态,这时弹簧的弹力F=2 N,则天花板受到的拉力和地板受到的压力,有可能是( )
A.1 N和6 N B.5 N和6 N
C.1 N和2 N D.5 N和2 N
【解析】 弹簧的弹力为2 N,有两种可能的情形,拉伸或压缩状态.
(1)拉伸状态,由A、B受力平衡可知,D正确.
(2)压缩状态,同理可知,A正确.
【答案】 AD2—1 关于弹力,下列说法中正确的是( )
A.形变微小时,弹力很小
B.形变量越大,弹力就越大,弹力大小总是与形变量成正比的
C.放在水平桌面上的书对桌面的压力就是物体所受的重力
D.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力
【指点迷津】 当物体发生弹性形变时(即在弹性限度内)形变量越大,弹力
越大,否则形变量越大,弹力不一定大,故选项B错误.弹力的大小是相对
而言的,有的物体容易发生形变,虽形变量大,但产生的弹力可能小,而有
的物体不容易发生形变,虽形变量微小,但产生的弹力可能很大,故选项A
错误.通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是由于弹性形变而产生的,因此都
是弹力,故选项D正确.书对桌面的压力在大小和方向上都与重力相同,
但它们不是同一性质的力,压力是弹力.而且,它们的产生也不相同,压
力是书发生形变而对桌面产生的力,它发生在书与桌面之间;而重力是由
于地球对物体吸引而使物体所受的力,它发生在书与地球之间,故这两个
力不是同一个力,即选项C错误.
接触面处形变微小,不能因此说产生的弹力就很小.同样,我们观察不到
接触面处的形变时,不能因此而否认形变的存在,因为有些形变必须借助
仪器或其他显示方法才能观察到.
【答案】 D 三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相同的光滑圆球a、
b、c,支点P、Q在同一水平面上,a的重心位于球心,b、c的重心位于球心
的正上方和正下方,如下图所示,三球皆静止,试分析三种情况下支点P、
Q对球的弹力方向是怎样的.
【指点迷津】 相互作用的物体属于点接触,弹力的方向与过接触点的切
面垂直,且指向球心,与重心位置无关,故三种情况下弹力方向是一致
的.
P、Q两点弹力方向的判定不要受重心位置不同的影响,应由基本方法制定.
【答案】 如下图所示,三种情况下弹力方向都过球心.
利用“替换法”和“假设法”判定弹力的有无
对于形变明显的情况,由形变情况直接判断,对于形变不明显的情况通常用“假设法”和“替换法”,有时要根据物体的运动状态直接判定.1.关于弹性形变的概念,下列理解正确的是( )
A.物体形状的改变
B.铁丝用力弯折后的形变
C.在外力停止作用后,能够恢复原状的形变
D.物体在外力作用下的形变
【解析】 弹性形变是指在外力停止作用后,能够恢复原状的形变,不
是任何形变都一定能恢复原状的,如B中的铁丝.
【答案】 C2.关于弹力,下列说法正确的是( )
A.放在水平桌面上的书受到的支持力是由于书发生了形变而产生的
B.悬绳下端悬着的物体受到的绳的拉力是由于绳发生了形变而产生的
C.水平面上并排放着的两个物体间无弹力作用
D.弹力是根据性质命名的力
【答案】 BD3.如右图所示,
用两把相同的弹簧测力计A、B挂在一起,下端又挂上质量
为m的物体C.已知每把弹簧测力计都是用质量为m0的外壳
和轻质弹簧组成,g为当地重力加速度.则弹簧测力计A、
B的示数分别是( )
A.(m+m0)g,mg
B.(m+2m0)g,mg
C.(m+m0)g,(m+m0)g
D.(m+2m0)g,(m+m0)g
【解析】弹簧测力计的外壳与提环是固定在一起的,如题图所示的情形,
则A弹簧的弹力为(m+2m0)g,而B弹簧的弹力为mg.
【答案】 B5. 如右图所示,一根轻弹簧,其自由端B在未悬挂重物时,正对刻度尺的
零刻线,挂上100 N重物时正对的刻线为20.试问
(1)当弹簧分别挂50 N和150 N重物时,自由端所对刻度尺的读数应是多少?
(2)若自由端所对刻线是18,这时弹簧下端悬挂了多重的重物?如右图所示,弹簧的劲度系数为k,小球重为G,平衡时球
在A位置,今用力 F将小球向下拉长x至B位置,则此时弹
簧的弹力为( )
A.kx B.kx+G
C.G-kx D.以上都不对
【解析】 此题很容易误解而选A项,但选项A是错的;其原因是x不是弹
簧变化后的长度与未发生形变时弹簧长度的差值(即不是弹簧的总形变量),
球在A位置时弹簧已经伸长了(令它为Δx),这样Fb=k(Δx+x)=kx+kΔx.因
为球在A位置平衡,有G=kΔx,所以Fb=kx+G.故选项B是正确的.
【答案】 B【解析】 (1)设挂50 N和150 N重物时,自由端所对刻度尺的值分别是x1、
x2,由胡克定律:
①
②
由①、②可得:x1=10 x2=30
(2)设自由端所对刻线是18时,所挂重物为G,由胡克定律
得G=90 N
【答案】 (1)10 30 (2)90 N
3.3摩擦力
一、选择题
1.关于摩擦力与弹力的关系,下列说法正确的是( )
A.有弹力一定有摩擦力
B.有弹力不一定有摩擦力
C.有摩擦力一定有弹力
D.同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直
【解析】 两物体间若存在摩擦力,则两物体间一定存在正压力.而若存在弹力,不一
定有相对运动或相对运动趋势,也有可能接触面光滑,故不一定存在摩擦力,故A错,
B、C对.弹力方向总是与接触面垂直,而摩擦力方向总是与接触面平行,故两力一定
是垂直关系.
【答案】 BCD
2. 如右图所示,放在水平面上的物体A,受到一个水平方向的拉力F作用,但物体并
未移动,则下列说法中正确的是( )
A.物体A不受摩擦力作用
B.物体A受摩擦力作用,摩擦力方向与F方向相同
C.物体A受摩擦力作用,摩擦力方向与F方向相反
D.无法确定摩擦力的方向
【解析】 可以假定物体A与水平面间无摩擦力存在时,物体A将在力F作用下相对
于水平面向右运动,这说明物体A相对于水平面有相对运动趋势,存在静摩擦力,方
向与相对运动趋势方向相反,大小与F相等,静摩擦力与拉力F二力平衡,则物体A
处于静止状态.
【答案】 C
3. 一物块m从某曲面上的Q点自由滑下,通过一粗糙的静止传送
带后,落到地面上的P点(如右图所示),若传送带的皮带轮沿逆时
针方向转动起来,使传送带也随之运动,仍把该物块放在Q点自
由滑下,那么( )
A.它仍落在P点
B.它将落在P点左边
C.它将落在P点右边
D.无法判断落点位置,因为它可能不落到地面上
【解析】 首先判断,不管物块通过的是静止的传送带还是逆时针转动的传送带,在传
送带上物块受到的都是滑动摩擦力,而滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和正压力有
关,所以物块在这两种情况下所受的滑动摩擦力的大小完全相同,故也应落在原落地点.
【答案】 A
4.如下图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面间的动摩擦因数相同,受到三
个大小相同的作用力F,它们受到的摩擦力的大小关系是( )
A.三者相同 B.乙最大
C.丙最大 D.已知条件不够,无法判断
【答案】 D
5.如右图所示,质量不等的两个物体A、B,在水平拉力F的作
用下,沿光滑水平面一起向右运动,滑轮及细绳质量不计.则下
列说法中正确的有( )
A.物体B所受的摩擦力方向一定向左
B.物体B所受的摩擦力方向可能向左
C.物体B所受的摩擦力一定随水平力F的增大而增大
D.只要水平力F足够大,物体A、B间一定会打滑
【解析】 A、B都受到绳子向右的拉力F,设两物体有共同的加速度a,A、B的质量
分别为M、m,两物体间摩擦力大小为f,但由于两个物体的质量大小关系不确定,所
以物体B所受摩擦力的方向不确定,设A对B的摩擦力方向向右,B对A的摩擦力方
向向左,则有:F+f=ma,F-f=Ma,得f=(m-M)a,若m>M,f为正值,B受摩
擦力方向向右;若m<M,f为负值,B受摩擦力方向向左.把两个物体看做一个整体,
若F增大,则两个物体的加速度a也增大,f也增大,当f达到最大静摩擦力后,物体
A、B间会打滑.
【答案】 BCD
6.用如右图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间
的滑动摩擦力的大小.把一个木块A放在长木板B上,长
木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速
度v匀速运动,水平弹簧秤的示数为T.下列说法正确的是( )
A.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于T
B.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F
C.若长木板B以2v的速度匀速运动时,木块A受到的摩擦力的大小等于2T
D.若用2F的力作用在长木板上,木块A受到的摩擦力的大小等于2F
【答案】 A
7.如果用F表示滑动摩擦力的大小,用N表示正压力的大小,则
有F=μN,式中μ叫做动摩擦因数.为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计
了一个实验.如右图所示,在木块A和木板B上贴上待测的纸,B板水平固定,用测
力计拉A,使A匀速向左运动,读出并记下测力计的读数F,测出木块A的质量m, 则
μ=F/mg
(1)该同学把待测的纸贴在木块A和木板B上是为了( )
A.防止纸被拉破
B.防止纸在拉动过程中皱折
C.增大木块A和木板B之间的相互作用力
D.增大木块A和木板B之间的滑动摩擦力
(2)在实验操作过程中,应尽量使木块A做匀速运动,以减小实验误差.操作示意图如
下图所示,则测力计测得的滑动摩擦力误差较小的是( )
【答案】 (1)CD (2)C
8.如右图所示,三个相同的木块叠放在水平地面上,B受
水平向右的拉力F1=15 N,C受到水平向左的拉力F2=6 N,
三木块均处于静止,此时A、B间的摩擦力大小为f1;B、C间的摩擦力大小为f2;C
与地面间的摩擦力大小为f3.则( )
A.f1=0,f2=15 N,f3=9 N
B.f1=0,f2=9 N,f3=6 N
C.f1=15 N,f2=9 N,f3=6 N
D.f1=15 N,f2=6 N,f3=9 N
【答案】 A
二、非选择题
9. 如右图所示,一根质量为m,长为L的均匀长方形木块,
放在水平桌面上,木块与桌面间动摩擦因数μ,现用水平力F
推木块,当木块经过图示位置时,桌面对它的摩擦力的大小
为 .
【解析】 滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关,它经过图示位置时,木块的重心没
有离开桌面,木块对桌面的压力大小仍为mg,因此,桌面对木块的摩擦力f=μmg.
【答案】 μmg
10. 如右图所示,质量为m的物块以速度v冲上质量为M的长木板的
右端,并带动木板向左运动,那么物块在长木板上滑动的过程中,物
块对木板的摩擦力的方向________,地面对木板的摩擦力的方向________.
【答案】 向左 向右
11. 如右图所示是一种研究摩擦力的装置.已知GB=100 N,砝
码盘A的重力忽略不计,定滑轮的摩擦力也不计.
(1)当A中放入20 N砝码时,B正好匀速运动,则B与桌面间动
摩擦因数μ为多少?
(2)当A中放入10 N砝码时,B怎样运动?受摩擦力多大?
(3)当A中放入50 N砝码时,B受摩擦力多大?
【解析】 (1)当GA=20 N时,B做匀速运动.根据平衡原理,B受滑动摩擦力f有:
f=GA=20 N,方向向右.而B对桌面的正压力N=GB=100 N
所以μ= =0.2.
(2)当GA=10 N时,显然B保持静止,但有向左的运动趋势,所以此时受向右的静摩擦
力,f′=10 N.
(3)当GA=50 N时,B将加速向左滑动,但动摩擦因数μ和B
对桌面的正压力N均未变,故此时仍受滑动摩擦力大小为f=μN=0.2×100=20 N.
【答案】 (1)0.2 (2)10 N (3)20 N
12.重为G=500 N的木箱放在水平面上,木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,最大
静摩擦力为fmax=120 N.如果分别用F1=90 N 和F2=130 N的水平拉力拉木箱,试求
木箱所受摩擦力分别是多大.
【解析】 当F1=90 N时,F1F1=90 N,当F2=130 N时,F2>fmax,故物体要沿水平面滑动,则f2=μN=μG=0.2×500
N=100 N.
【答案】 90 N 100 N
课件37张PPT。3.3 摩擦力
1.摩擦力
定义:两个接触的物体,当它们发生 ,就会在接触面上产生 相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力.相对运动或有相对运动趋势阻碍2.滑动摩擦力
(1)定义:当一个物体在另一个物体表面上滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.
(2)产生条件:两个物体
(3)方向:滑动摩擦力的方向总是 ,并且跟物体的
的方向相反.
(4)大小:滑动摩擦力的大小跟压力成正比,即f=μN,其中μ是比例常数,叫做动摩擦因数,它的数值与相互接触的两个物体的
有关.接触、有弹力、有相对运动、接触面粗糙.平行接触面相对运动材料、接触面的粗糙程度 3.静摩擦力
(1)定义:相互接触的两个物体间由于存在 而产生的摩擦力叫做静摩擦力.
(2)产生条件:两个物体
(3)方向:总是跟 ,与 的方向相反.
(4)静摩擦力的大小:静摩擦力的大小是个变量,总是随接触面切线方向上的外力的变化而变化,但静摩擦力有一个最大限度,叫 ,所以静摩擦力的大小范围为 .相对运动趋势接触、有弹力、有相对运动趋势、接触面粗糙最大静摩擦力0● 重点解读
(1)滑动摩擦力的定义
两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在它们的接触面上产生阻碍相对运动的力,这个力叫滑动摩擦力.
(2)滑动摩擦力产生的条件
产生滑动摩擦力的条件有四个:①两物体接触;②接触的两物体必须相互挤压发生形变,即有弹力;③两物体间要相对滑动;④两物体接触面不光滑.这四个条件缺一不可,必须同时具备,判断时应根据条件依次判断.(3)滑动摩擦力的大小.
①感性认识:同一物体在不同面上的摩擦程度不同.不同物体在同一面上摩擦力也不同(拖动一把椅子与拖动一张餐桌用力不同).
②实验分析:(见右图所示)取木块研究,在水平方向上,
木块可视为匀速运动.据二力平衡条件知,木块受一个
向左的力f与拉力F′平衡.力f就是滑动摩擦力.
在竖直方向上,由二力平衡条件知,木块所受的重力G与水平面对它的弹力N大小相等.(G可用弹簧秤测量)讨论:滑动摩擦力f与弹力N有何关系呢?
方法:在木块上放砝码,用力拉动木块,使木块匀速运动,从弹簧秤上读出拉力的大小,从而知道滑动摩擦力f的大小,记下f及N的大小并填入表格中.改变砝码的重力,重做几次,得到几组f、N的数据.
结论:两个物体间滑动摩擦力的大小f与正压力N成正比,即f=μN,若将木块放在玻璃上做相同的实验,f=μN仍成立.【说明】 ①μ叫做动摩擦因数,它与接触面的材料、粗糙程度有关,μ没有单位.
②滑动摩擦力f的大小与物体的运动速度无关,与接触面的大小也无关.
③公式f=μN中的N是两个物体表面间的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不是物体的重力,许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定.● 难点突破
滑动摩擦力的方向.
滑块在水平面上运动时,滑块所受滑动摩擦力的方向与滑块的相对运动方向相反.二、静摩擦力
● 重点解读
(1)与静摩擦力有关的一些现象
①一辆大卡车停在路上,你用力推,但推不动,据二力平衡原理知,一定有一个力作用在车上抵消了推力的作用,这个力就是静摩擦力.
②如右图所示,倾斜的木块上有一本书,书有沿板下
滑的趋势但没有滑动,这也是静摩擦力作用的效果.
(2)静摩擦力的定义
两个相互接触而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对滑动趋势时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对滑动的力,这种力叫静摩擦力.● 疑点辨析
静摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法.
假设法有两种,一种是假设接触面光滑,不存在摩擦力,看是否改变原来的运动状态.另一种是假设摩擦力存在,看是否改变原来的运动状态.
第一种假设往往用来判断做变速运动的物体的静摩擦力和有其他外力存在,物体处于平衡状态时的静摩擦力.第二种假设往往用来判断物体不受其他外力和物体处于平衡状态时的静摩擦力.
(2)状态法:根据二力平衡条件、牛顿第二定律(以后学习)或牛顿第三定律,可以判断静摩擦力的方向.假如用一水平力推桌子,若桌子在水平地面上静止不动,这时地面会对桌子施一静摩擦力.根据二力平衡条件可知,该静摩擦力的方向与推力的方向相反.加速状态时物体所受的静摩擦力可由牛顿第二定律确定. (3)利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断.此法关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力的方向.
【说明】 要正确理解摩擦力产生条件中“相对”的含义:“相对”既不是对“地”,也不是对“观察者”,“相对”的是跟它接触的物体,即把其中一个物体作参考系,分析另一个物体相对于参考系的运动. ● 难点突破
(1)静摩擦力的大小 如右图所示,水平面上放一静止的物体,当人用水平
力F推时,此物体静止不动,这说明静摩擦力的大小等于F;
当人用2F的水平力去推时,物体仍静止不动,此时静摩擦力的大小为2F.可见,静摩擦力的大小随推力的增大而增大,所以说静摩擦力的大小由外部因素决定.当人的水平推力增大到某一值Fmax时,物体就要滑动,此时静摩擦力达到最大值,我们把fmax叫做最大静摩擦力,故静摩擦力的取值范围是:0①静摩擦力大小与正压力无关,但最大静摩擦力的大小与正压力成正比.
②静摩擦力可以是阻力,也可以是动力,如人跑步时地面给人的静摩擦力就是动力,传送带上的物体随传送带一起运动,静摩擦力也是动力.
【说明】静摩擦力的大小由外部因素决定,在上图中,只要人未推动物体,则静摩擦力的大小总与人的推力相等. (2)摩擦力规律小结
①相对静止的物体只能受到静摩擦力,相对运动的物体只能受到滑动摩擦力.
摩擦力发生在相互接触的两个物体之间,如果这两个物体产生相对运动,则为滑动摩擦力;如果这两个物体保持相对静止,并存在相对运动的趋势,则为静摩擦力.在这里,相对运动是指以相互作用的一个物体为参照物,另一个物体相对这个物体位置发生变化;运动是指以地面为参照物,物体相对地面位置发生变化.因此,静止物体不只能受到静摩擦力,也可以受到滑动摩擦力,运动物体不只能受到滑动摩擦力,也可以受到静摩擦力.
②滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反.
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势的方向相反.“运动”与“相对运动”是两个不同的概念.与相对运动或相对运动趋势方向相反,并不一定就与运动方向相反.③摩擦力的方向不一定与物体的运动方向在同一条直线上.
摩擦力方向与两个物体的接触面相切,与相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,但不一定与物体的运动方向在同一条直线上,即摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同或相反.
④摩擦力总是阻碍物体的相对运动.
摩擦力的作用效果是阻碍物体之间的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体之间的相对运动趋势(静摩擦力)、但不一定阻碍物体的运动.摩擦力既可以是阻力,也可以是动力.
由f=μN可知,滑动摩擦力与压力成正比,压力越大,滑动摩擦力越大;最大静摩擦力也与压力成正比,压力越大,最大静摩擦力也越大.而静摩擦力的大小应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿运动定律求解. ⑤接触面积增大,滑动摩擦力不变.
根据f=μN,滑动摩擦力的大小只由μ、N决定,与物体的运动状态、受力情况以及接触面积的大小无关.滑动摩擦力的大小与接触面积无关,是因为接触面积增大虽然增大了阻碍物体之间的相对运动的作用,但是另一方面,接触面积增大又减小了单位面积上物体受到的压力,因而减小了阻碍物体之间的相对运动的作用.滑动摩擦力的产生条件及方向的判定 在下列几种情况中,下图中的物体A是否受到滑动摩擦力的作用?如
果受到滑动摩擦力的作用,请指明方向.(A与其他物体的接触面粗糙)(1)(a)图中的A、B两个物体在拉力F作用下共同向右匀速运动.
(2)用力F将一张纸从(b)图中的A物体下抽出的过程.
(3)(c)图中的A物体沿着粗糙的墙壁下滑.
【解析】 在问题(1)中,虽然物体A随物体B向右匀速运动,但由于A、B
两物体间没有相对运动,所以两物体间没有滑动摩擦力.
在问题(2)中,A对纸面有压力,接触面粗糙,且有相对运动,所以A受到滑
动摩擦力作用,在纸向右抽出的过程中,A相对纸向左运动,因此所受摩
擦力的方向向右.
在问题(3)中,A相对墙有滑动,接触面也是粗糙的,但由于A与墙之间没有
压力,因此,没有滑动摩擦力.
【答案】 (1)无 (2)有,方向向右 (3)无【方法总结】 判断滑动摩擦力方向的基本思路:
①选研究对象(受滑动摩擦力作用的物体).
②选跟研究对象接触的物体为参考系.
③找出研究对象相对参考系的运动方向.
④滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反.1-1 如右图所示,粗糙传送带上有一货
物A,判断在以下各种情况下货物A所受摩擦力的方向:
(1)传送带的速度是3 m/s,水平向右,货物A的速度是5 m/s,水平向右;
(2)传送带的速度是3 m/s,水平向右,货物A的速度是2 m/s,水平向右.
【解析】 要判断货物A所受摩擦力方向,以传送带为参照物.在第(1)种
情况中,货物A相对于传送带水平向右运动;在第(2)种情况中,货物A相对
于传送带水平向左运动.
【答案】 (1)货物A所受摩擦力水平向左
(2)货物A所受摩擦力水平向右静摩擦力的产生条件及方向的判定 如右图所示,水平桌面上平放一叠共计54张
的扑克牌,每一张的质量均为m,用一手指以竖直
向下的力压第1张牌,并以一定速度向右移动手指,
确保手指与第1张牌之间有相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,
手指与第1张牌之间的动摩擦因数为μ1,牌间的动摩擦因数均为μ2,第54
张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3,且有μ1>μ2>μ3,则下列说法正确的
是( )【解析】 由题意知手指相对第1张牌向右运动,则第1张牌受到手指的摩
擦力方向向右,C项错.如果第2张牌到第53张牌之间发生了相对滑动,则
其中的某一张牌受到的来自于其上方的牌的摩擦力f上必大于其所受来自下
方牌的摩擦力f下,牌之间的摩擦因数均为μ2,令每张牌的重力为mg,令f上
=μ2fN,则f下=μ2(mg+fN),总有f下>f上,即从第2张牌到第53张牌之间不
可能有相对滑动发生.将第2张牌到第53张牌视为一个整体,该整体受第1
张牌的摩擦力向右,由牛顿第三定律知第53张牌对第54张牌的摩擦力向右,
则桌面对第54张牌的摩擦力必向左.
【答案】 BD2-1 在例2中,若在物体A上施一力F,
分析(1)、(2)两种情形中,物体B和物体A受摩擦力的情况.
【答案】 (1)B不受摩擦力作用;A受到地面向左的静擦力
(2)B不受摩擦力作用;A受到地面向左的滑动摩擦力摩擦力大小的计算 重为400 N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力是
120 N,动摩擦因数是0.25,如果分别用70 N和150 N 的水平力推木箱,求木
箱受到的摩擦力分别是什么?
【解析】 由于最大静摩擦力f ′max=120 N,当推动F1=70 N时,木箱未动,
此时的摩擦力为静摩擦力;当推力为150 N时,木箱运动,则摩擦力是滑动
摩擦力.
用70 N水平力推木箱,木箱不动,由二力平衡知木箱受到70 N的静摩擦力.
用150 N水平力推木箱时,木箱运动,由f=μN知滑动摩擦力f=μN=μmg=
0.25×400 N=100 N.
【答案】 70 N 100 N【方法总结】 计算摩擦力大小的基本思路:
(1)必须首先分析物体的运动情况,判明是滑动摩擦力还是静摩擦力.
(2)滑动摩擦力大小的计算直接由摩擦定律f=μN.求解的关键是根据平衡方程
或动力学方程(后面将学习)计算正压力N的大小.
静摩擦力大小的计算一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加速运
动),利用平衡方程或动力学方程(后面将学习)求解.3-1 重200 N的木箱静止在水平地面上,木箱与地面的动
摩擦因数为0.2,已知至少用45 N的水平推力才能使木箱开始运动,求分别
用40 N和80 N的水平力推原来静止的木箱时,木箱受到的摩擦力各是多大?
在木箱运动过程中水平推力由80 N突然减小到40 N时,木箱受到的摩擦力又
是多大?
【解析】 木箱对水平地面的压力N=G=200 N,当水平推力逐渐增大到45
N时,木箱刚开始运动,说明木箱与地面间最大静摩擦力fmax=45 N.
用40 N的水平推力推木箱时,木箱仍静止,由二力平衡知识,木箱所受的静
摩擦力f1=40 N.当用80 N的水平推力推静止的木箱,木箱将沿地面滑动,
木箱受到的是滑动摩擦力,f2=μN=0.2×200 N=40 N.
木箱运动过程中水平推力由80 N突然减至40 N,由于木箱仍在运动,木箱受
到的仍为滑动摩擦力,f3=μN=40 N.
【答案】 40 N 40 N 40 N认为摩擦力就是阻力 如右图所示,一平板小车在外力作用下
由静止向右滑行了一段距离s,同时车上的物体A相
对车向左滑行L,此过程中物体A受到的摩擦力方向
如何?该摩擦力是动力还是阻力?
【指点迷津】 (错解分析)由于A相对平板小车向左运动了一段距离,故A
受到的摩擦力向左,因为是摩擦力,故为阻力.
(正确分析)对于物体A、A沿运动方向产生了位移,但相对车(与其相接触的
物体)却是向左运动,由定义可知,A受向右的滑动摩擦力作用.该摩擦力
是动力.
【答案】 向右,动力.认为静摩擦力就是静止的物体受到的摩擦力,滑动摩擦力就是运协的物体受到的摩擦力 值日生擦黑板时,关于黑板擦与黑板之间的摩擦力,下列说法正
确的是( )
A.黑板擦对黑板的摩擦力是静摩擦力
B.黑板擦受到的摩擦力是滑动摩擦力
C.黑板受到的摩擦力是滑动摩擦力
D.黑板擦受到的摩擦力是静摩擦力【指点迷津】 所谓静摩擦力是指两个相对静止的物体之间产生的摩擦
力,这两个物体可以都处于静止状态,也可能一起运动(速度时刻相同,即
相对静止),而滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体之间,这两个物体可
能一个处于静止状态,而另一个处于运动状态,也有可能两者都是运动的,
但运动速度不同即两物体间有相对运动,而不是说静止的物体受到的摩擦力
是静摩擦力,运动的物体受到的就是滑动摩擦力.
【答案】 BC摩擦力问题中参考系的确定
对于相接触的两个物体,其接触面上的一对摩擦力方向的判断,应以对方(不一定是地面)为参考系,即假设对方静止不动,首先判断相对运动的方向,进而应用摩擦力方向的规律判断出最终结果.应用摩擦力产生的条件时,对于同一个物体的两个接触面可能均受摩擦力的作用且正压力也可能不同. (2006年全国Ⅱ)如右图位于水平桌面上
的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑
轮到P和到Q的两段绳都是水平的.已知Q与P之间以
及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为( )
A.4μmg B.3μmg
C.2μmg D.μmg 【解析】 对Q水平方向受力分析如右图甲,对P水平方向受力分析如图乙,由平
衡条件可得T=fP-Q F=f地→P+fQ→P+T′
T=T′
且根据f=μN得F=4μmg,
故只有A正确.本题考查平衡问题和受力分析能力.用牛顿第三定律判断
P、Q间的摩擦力是解决摩擦力问题常用的方法.注意在对P受力分析时,要
将向左的力全画出来,不要遗漏.
【答案】 A1.下列说法中不正确的是( )
A.物体越重,使它滑动时的摩擦力越大,所以摩擦力与物重成正比
B.由μ= 可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与正压力成反比
C.摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
D.摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用
【答案】 ABCD2.下列关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.相对运动的两物体间一定存在摩擦力
B.摩擦力总是阻碍物体的运动
C.运动物体受到的摩擦力的方向总与运动方向相反
D.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力的相互作用
【解析】 产生摩擦力的条件:物体间相互接触、接触面不光滑、有正压力
(垂直接触面的弹力)、有相对运动(或相对运动趋势),四者缺一不可,故A
错;摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动,“相对运动”指以二者之一
为参考系,而物体的运动所选取的参考系,通常是指地面,与相对运动选的
参考系可以不一致,故B、C错误;选项D正确,静摩擦力便是发生在相对
静止、但有相对运动趋势的两个相互接触的物体之间.
【答案】 D3.如下图所示,有一质量为m的砖,它的长、宽、高分别为25 cm、15 cm、
8 cm,则当它平放、侧放和竖放时,运动的砖块所受到的摩擦力大小关
系为( )A.f1>f2>f3 B.f1=f2=f3
C.f1【答案】 B4.如右图所示,是主动轮P通过传送带带
动从动轮Q的示意图,A与B、C与D分别是
带与轮缘相互接触的点,则下面判断正确的是( )
A.B点相对于A点的运动趋势方向与B点运动方向相反
B.D点相对于C点的运动趋势方向与C点运动方向相反
C.D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同
D.主动轮受到的摩擦力是阻力,从动轮受到的摩擦力是动力【解析】 主动轮由动力机器提供动力转动,而从动轮由传送带带动而转
动.假设传送带光滑,则主动轮转动而传送带不动或传送带动而从动轮不
动.由此可知主动轮是通过摩擦力带动传送带的,传送带阻碍主动轮转
动.同理,传送带靠摩擦力带动从动轮,从动轮阻碍传送带转动.故B、C、
D三项正确.
【答案】 BCD5. 用长15 cm的弹簧竖直吊起一个木块,稳定后弹簧
长23 cm;用这个弹簧在水平桌面上水平匀速拉动该
木块,如右图所示,弹簧的长为17 cm,求木块与
桌面间的动摩擦因数.
【解析】 由弹簧弹力公式和平衡条件,
弹簧竖直时:
k(0.23-0.15)=mg①
弹簧水平时:
k(0.17-0.15)=μmg②
由①②得:μ=0.25.
【答案】 0.25
3.4分析物体的受力
一、选择题
1. 如右图所示,放在水平桌面上的物体,受到一个水平拉力而处于静
止状态,则( )
A.物体受到三个力的作用,其中有一对平衡力
B.物体受到三个力的作用,其中有一对作用力与反作用力
C.物体受到四个力的作用,其中有两对平衡力
D.物体受到四个力的作用,其中有两对作用力与反作用力
【解析】 对物体受力分析如右图所示,物体又处于静止状态,
故C选项正确.
【答案】 C
2. 如右图所示,A、B、C三个物体叠放在水平桌面上,若在A的上面再加一个竖直向
下的作用力,则B受到的作用力的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
【答案】 C
3.两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(da
>db).将a、b球依次放入一竖直放置、内径为d(da<d<da+db)的
平底圆筒内,如右图所示.设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大
小分别为f1和f2,筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为
g.若所有接触都是光滑的,则( )
A.F=(ma+mb)g, f1=f2
B.F=(ma+mb)g, f1≠f2
C.mag<F<(ma+mb)g, f1=f2
D.mag<F<(ma+mb)g, f1≠f2
【解析】 对a和b整体受力分析,由平衡条件可知,A正确.
【答案】 A
4.如右图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定
拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.物体可能只受两个力作用 B.物体可能受三个力作用
C.物体可能不受摩擦力作用 D.物体一定受四个力
【答案】 D
5.“水往低处流”是自然现象,但下雨天落在快速行驶的小车的前挡风玻璃上的雨滴,
相对于车却是向上流动的,对这一现象的正确解释是( )
A.车速快使雨滴落在挡风玻璃上的初速度方向向上,雨滴由于惯性向上运动
B.车速快使空气对雨滴产生较大的作用力,空气的作用力使雨滴向上运动
C.车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的吸引力,吸引力吸引雨滴向上运动
D.车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的支持力,支持力使雨滴向上运动
【答案】 B
6.如右图所示,质量均为m的两木块a与b叠放在水平面上,
a、b分别受到两个水平拉力的作用,两力大小均为F,两木块
保持静止状态,则( )
A.a、b之间一定存在静摩擦力
B.b与地之间一定存在静摩擦力
C.b与地之间一定不存在静摩擦力
D.地对b的支持力一定大于2mg
【答案】 AC
7. 如右图所示,甲、乙两物体叠放在水平面上,用水平力F拉物
体乙,它们仍保持静止状态,甲、乙间接触面也为水平,则乙物体
受力的个数为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
【解析】 以乙物体为研究对象,竖直方向受重力、甲对乙的压力和地面对乙的支持力
作用;水平方向上受向右的拉力,因它处于静止,则乙必受地面给予向左的静摩擦力,
故乙物体一共受5个力作用.
【答案】 C
二、非选择题
8. 如右图所示,小车上固定着一根弯成α角的曲杆,杆的另一
端固定一个质量为m的球,小车以速度v水平向右匀速运动,
试分析小球的受力?
【答案】 如下图所示
9.踢出去的足球在空中向前运动,不计空气阻力和浮力,请对足球进行受力分析.
【答案】 如下图所示
10. 如右图所示,请对在粗糙的水平桌面上滑行的木块进行受力分析.
【解析】 把木块从桌面隔离出来,按照受力分析的顺序可知:木块
受重力;无已知外力;在木块与桌面的接触面间存在桌面对木块的支持力(垂直于桌面
向上);由于桌面粗糙,木块与桌面间存在弹力和相对运动,所以木块还受水平向左的
滑动摩擦力.
【答案】 木块受力分析如下图所示.
11.对下列四图中的A物体进行受力分析.
【答案】
12.质量分别为0.1 kg和0.2 kg的两物块A、B,其间用一根原
长为l0=20 cm、劲度系数为k=10.0 N/m的轻弹簧相连,置于
粗糙的水平面上如右图所示,初始时弹簧处于原长状态.若两物块与水平面间的动摩擦
因数均为μ=0.2,现要使A、B一起做匀速运动,(取g=10 m/s2)
(1)则对A应施加多大的水平推力F?
(2)此时A、B间的距离为多少?
【解析】 (1)取A、B为一整体,因A、B两物体一起向左匀速运动,有:
F=μ(mA+mB)g
代入数据得:
F=0.6 N
(2)取B为研究对象,设弹簧的压缩量为Δx,
有:kΔx=μmBg
得:Δx==0.04 m=4 cm
所以A、B间的距离为
L0-Δx=16 cm
【答案】 (1)0.6 N (2)16 cm
课件19张PPT。3.4 分析物体的受力
1.研究对象的选取
(1)隔离法:将要分析受力的物体与其他物体隔离开,只分析这个物体受到的力,不分析该物体对 的力.
(2)整体法:将几个相互作用的物体作为一个整体来分析的方法.
(3)研究对象的选取原则
求系统外力时优先选用整体法,求系统的内力时,则必须选用隔离法.其他物体2.受力分析的步骤
(1)根据题意选取适当的研究对象,把要研究的对象从周围环境中 出来,选取的研究对象要有利于问题的处理,可以是单个物体或物体的一部分,也可以是几个物体组成的系统,即物体系,应视具体问题而定.
(2)按照先 、再 、再 的顺序对物体进行受力分析,并画出各力的 ,防止漏力.
(3)在分析各力的过程中,要找到它的施力物体,没有施力物体的力是
的,防止添力.隔离重力接触力其他力示意图不存在3.物体的重心
(1)定义:一个物体各部分都会受到重力的作用,从 上,可以把这些作用力视作集中作用于一点,这一点称为重心.
(2)决定因素
①物体的 .
②物体的 分布.
【说明】(1)重心可以在物体上,也可以在物体外部.
(2)质量分布均匀、规则的物体,重心就在其几何中心.作用效果形状质量一、如何进行受力分析
● 要点梳理
(1)研究对象的受力图,通常只画出根据性质命名的力,不要把按效果分解的分力或合力分析进去,受力图完成后再进行力的合成或分解.
(2)在难以确定物体的某些受力情况时,可先根据(或确定)物体的运动状态,再运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力.
(3)正确区分内力和外力
对几个物体的整体进行分析时,这几个物体间的作用力为内力,不应分析,当隔离物体,再分析某一物体的受力时,原来的某些内力即转化为外力,则应进行分析.二、对重力和重心的理解
● 要点梳理
1.对重力的理解
(1)概念:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,但由于地球自转的影响,重力一般不等于地球的吸引力.
(2)大小:由于G=mg,在同一地点,重力的大小与质量成正比;在不同地点,如从两极到赤道、离地面越高,g值均减小,从而使同一物体的重力也有所不同;物体的重力与其运动状态无关.
(3)方向:重力的方向始终竖直向下.不能将重力的方向描述为“垂直向下、向下、指向地心”.
(4)测量:用弹簧测力计由二力平衡测得.2.对重心的理解
(1)重心是重力的等效作用点.
(2)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.如一个圆形平板的重心在板上,而一个铜环的重心就不在环上.
(3)重心在物体上的位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关,但一个物体的质量分布或形状发生变化时,其重心在物体上的位置也发生变化.
【说明】 (1)物体的重力随g值变化而变化,而物体的质量是固定不变的.
(2)质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上;对形状不规则的物体可用支撑法或悬挂法来确定. 如右图所示,
竖起放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P
连接,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,弹
簧处于竖直方向,则斜面体P此刻受到的外力个数有可能
为( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个【解析】 以斜面体P为研究对象,很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1作
用,二力共线.
若F1=mg,二力使P处于平衡(如图甲所示)
若F1>mg,挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的N作用,N产生水平向左的分
量,欲使物体P处于平衡状态,MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦
力f(如图乙所示),故答案为A、C.
【答案】 AC
【评析】 对物体受力分析时,要按照先重力,再接触力,最后非接触力的
顺序,对于接触力(弹力、摩擦力)的判断往往是难点,解答时要结合平衡条
件及牛顿运动定律得出. 在水平桌面上叠放着木块P和Q,
用水平力F推Q,使P、Q两木块一起沿水平桌
面匀速滑动,如右图所示,以下说法中正确
的是( )
A.P受三个力,Q受六个力 B.P受四个力,Q受六个力
C.P受二个力,Q受五个力 D.以上答案均不正确
【解析】 分析木块P受竖直方向的重力G和支持力N的作用,木块Q受重力
G′,地面的支持力N′,P木块的压力N″、水平推力F和地面对木块Q的摩擦力
f.
【答案】 C受力分析时易漏力或凭空添力 如右图所示,轻弹簧上端固定,下端挂一重球,
重球下放着一光滑斜面,球与光滑斜面接触且处于静止状
态,当弹簧处于竖直方向时,则重球受到的力有( )
A.重力和弹簧拉力
B.重力、弹簧拉力和斜面支持力
C.重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力
D.重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力【指点迷津】 本题容易错选B项或D项,原因是看到小球与斜面接触,就
认为斜面对小球有支持力.其实支持力属于弹力,而弹力的存在与否取决于
两个条件:一是物体接触,二是接触面发生了弹性形变.
【解析】 因斜面光滑,故无摩擦,又下滑力为重力的分力,故谈到重力就
不能再说受下滑力.又因重力、弹簧拉力在竖直方向,若存在斜面支持力,
它垂直斜面向上,其水平分力不为零,球则不可能静止,从而排除了支持
力,综上分析只有A正确.
【答案】 A力是否存在的三个判断依据
(1)“条件判据”:即根据各种性质力的产生条件,如弹力必须是相互接触并且发生了弹性形变;摩擦力必须是相互接触的物体间有挤压力且有相对运动或相对运动的趋势等.
(2)“效果判据”:即根据各种力的作用效果进行判断,如:拉、压、支 持、推动、阻碍、吸引、排斥等,对它们作出存在或不存在的假设,然后就该力存在与否对物体运动状态的影响来判断该力是否存在.
(3)“相互作用判据”:即根据力的作用的相互性,从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的反作用力的作用,即有力必有其反作用力. 如右图所示,小车M在恒力F作用下,
沿水平地面做直线运动,由此可判断( )
A.若地面光滑,则小车一定受三个力作用
B.若地面粗糙,则小车可能受三个力作用
C.若小车做匀速运动,则小车一定受四个力作用
D.若小车做加速运动,则小车可能受三个力作用
【解析】 先分析重力和已知力F,再分析弹力,由于F的竖直分力可能大于
重力,因此地面可能对物体无弹力作用,选项A错误.
F的竖直分力可能小于重力,地面对物体有弹力作用,若地面粗糙,小车受
摩擦力作用,共四个力作用,选项B错误.
若小车匀速运动,那么水平方向上所受摩擦力与F的分力平衡,这时小车一
定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用,选项C正确.
若小车做加速运动,当地面光滑时,小车受重力和力F作用或受重力、力F、
地面弹力作用,选项D正确,故选C、D.【答案】 CD
【评析】 (1)在常见的几种力中,重力是主动力,而弹力、摩擦力是被动力,其中存在弹力又是摩擦力存在的前提,所以分析受力时应按重力,弹力、摩擦力的顺序去分析.
(2)物体的受力情况要与其运动情况相符,因此,常常从物体的运动状态入手,去分析某个力是否存在,如本例中对选项C、D的分析.1.跳高运动是奥运会重要项目之一,跳高过程中,分起跳、越杆和下落等几
个过程,下列叙述正确的是( )
A.在起跳过程中,运动员只受向上的升力
B.下落过程中,运动员受地球引力和重力
C.越杆过程中,运动员不受任何力
D.在跳越的全过程中,运动员的重力总是存在的
【答案】 D2.如右图所示,a、b、c三个物体叠放在一起,
a受到一个水平向右的拉力F作用,三者相对
静止一起向右做匀速直线运动,下列说法正
确的是( )
A.a不受摩擦力
B.a对b的摩擦力大小为F,方向向右
C.地对c没有摩擦力
D.以上说法都不对
【答案】 B如右图所示,一物体在水平力F1=12 N、F2=4 N
的作用下静止于水平地面上,则该物体所受到的
力的个数为( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
【答案】 D如右图所示,重100 N的物体放在水平面上,
它与水平地面间的动摩擦因数μ=0.25,最大
静摩擦力为30 N,今用一水平拉力F作用于木块,
(1)当F的大小由8 N增大到28 N时,地面对物体的摩擦力大小为多少?
(2)当F的大小由35 N减小到28 N时,地面对物体的摩擦力大小为多少?
【解析】 (1)当F的大小由8 N增大到28 N时,自始至终拉力F小于最大静摩
擦力fm,即F<fm,物体始终处于静止状态.所以当F=28 N时,静摩擦力f
与拉力平衡,得f=F=28 N.
(2)当F的大小由35 N减小到28 N时,由于开始拉力F大于最大静摩擦力fm,
即F>fm,物体处于运动状态,受滑动摩擦力f滑的作用,且有f滑=μN=μmg
=0.25×100 N=25 N.整个变化过程中拉力F大于滑动摩擦力f滑,物体都处
于运动状态.所以当F=28 N时,f=f滑=25 N.
【答案】 (1)28 N (2)25 N