第一講重力、彈力、摩擦力

第一講重力、彈力、摩擦力第1頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一考點點擊1.2.3.4.滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力形變、彈性、胡克定律矢量和標量力的合成和分解ⅠⅠⅠⅡ第2頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一考點點擊5.6.7.共點力的平衡實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系實驗三：探究求合力的方法Ⅱ第3頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一考情播報1.三種常見的力，特別是彈力和摩擦力的有無、方

向判定及大小計算．2.胡克定律及其應用．3.力的合成與分解，合力與分力的關系，共點力的

平衡．第4頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一考情播報4.物體的受力分析，共點力平衡中的動態(tài)問題、

極值與臨界問題．5.與牛頓運動定律、能量及電磁學等知識相結合

出題.第5頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一第8頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一第9頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．在復習本章內(nèi)容時，要弄清彈力、摩擦力產(chǎn)生的條件，

彈力、摩擦力方向的判斷，以及滑動摩擦力、靜摩擦

力大小的計算方法，弄清滑動摩擦、靜摩擦及最大靜

摩擦的區(qū)別和聯(lián)系．對共點力的平衡問題要重點復習

好受力分析，靈活運用平衡條件解決物理問題．第10頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2．在復習本章知識時，應注重與實際相結合，掌握建立

物理模型的方法、受力分析的方法(整體法、隔離法)、

力的合成與分解的方法(力的圖示法、正交分解法)．通過訓練規(guī)范解題習慣，提高理解能力、推理能力、

綜合能力及運用數(shù)學知識解決物理問題的能力.第11頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一3．力的三要素：

、

和作用點．2．力的作用效果：改變物體的

或使物體發(fā)生

．一、力1．定義：物體與物體之間的

作用．相互運動狀態(tài)形變大小方向第12頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一4．力的性質(zhì)(1)物質(zhì)性：力不能脫離

而獨立存在．(2)相互性：物體間力的作用是

的，只要有作用力，就

一定有對應的

．(3)獨立性：一個力作用于某個物體上產(chǎn)生的效果，與這個

物體是否受到其他力的作用

．(4)矢量性：力既有大小，又有方向，力的運算遵循

定則．(5)同時性：物體間的相互作用總是

產(chǎn)生，

變化，

消失的．物體相互反作用力無關平行四邊形同時同時同時第13頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一5．力的圖示及示意圖(1)力的圖示：從力的作用點沿力的方向按一定標度畫出

的

(包括力的三要素)．(2)力的示意圖：受力分析時，作出的表示物體受到某一

力的

．有向線段有向線段第14頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一力的圖示與力的示意圖是有區(qū)別的．力的圖示要求嚴格畫出力的大小和方向，在相同標度下用線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向；力的示意圖著重于力的方向的畫法，不要求作出標度．第15頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一二、重力重力的產(chǎn)生由于

的吸引而使物體受到的力注意：在地球表面附近可近似認為等于

重力的大小G＝

可用

測量注意：(1)物體的質(zhì)量不會變(2)G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的重力的方向總是

的注意：豎直向下是和

垂直，不一定和接觸面垂直地球mg彈簧秤萬有引力水平面豎直向下第16頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一重心因為物體各部分都受重力作用，可認為重力作用集中于

，即為物體的重心(1)影響重心位置的因素：①物體的

；②物體的

(2)確定方法：

法．注意：重心的位置不一定在物體上某一點形狀質(zhì)量分布懸掛第17頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一三、彈力1．定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要

，會

對與它接觸的物體產(chǎn)生的力．2．產(chǎn)生條件(1)物體相互

；(2)物體發(fā)生

．恢復原狀接觸彈性形變第18頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一3．方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向

．4．大小(1)彈簧類彈力：在彈性限度內(nèi)遵守胡克定律F＝

.(2)非彈簧類彈力的大小應由平衡條件或動力學規(guī)律求解．相反kx第19頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一四、摩擦力1．定義：相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體間有

或

時，在接觸面上所受的阻礙

或

的力．2．產(chǎn)生條件：接觸面

；接觸面間有彈力；物體間有

或．3．大?。夯瑒幽Σ亮＝

，靜摩擦力：0≤F≤Fmax.4．方向：與相對運動或相對運動趨勢方向

．5．作用效果：

物體間的相對運動或

運動趨勢．相對運動相對運動相對運動趨勢相對運動趨勢粗糙相對運動相對運動趨勢相反阻礙相對μFN第20頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢，

但不一定阻礙物體的運動．摩擦力可能是動力，也可

能是阻力．2．受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，受滑動摩擦力作

用的物體不一定運動．3．接觸面處有摩擦力時一定有彈力，且彈力與摩擦力方

向總垂直．第21頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一第22頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．彈力有無的判斷方法(1)根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接判斷

根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否

存在彈力．此方法多用來判斷形變較明顯的情況．第23頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一(2)利用假設法判斷

對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間不存在彈力，

即把與我們所研究的物體相接觸的其他物體去掉，看物

體還能否保持原有的狀態(tài)，若運動狀態(tài)不變，則此處不

存在彈力，若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力．(3)根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”分析由狀態(tài)分析彈力，使物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)

符合，依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由物體受力平衡(或牛頓第

二定律)列方程來判斷物體間的彈力是否存在．第24頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2．彈力的方向的判斷方法(1)彈力的方向與物體形變的方向相反，作用在迫使物體發(fā)

生形變的那個物體上．具體情況有以下幾種：第25頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一彈力彈力的方向彈簧兩端的彈力與彈簧測力計中心軸線相重合，指向彈簧恢復原狀的方向輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向面與面接觸的彈力垂直于接觸面指向受力物體點與面接觸的彈力過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體桿的彈力可能沿桿，也可能不沿桿，應具體情況具體分析第26頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一(2)由物體的運動狀態(tài)判斷彈力的方向物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合．可根據(jù)物體

的運動狀態(tài)，先假設一個彈力的方向，由共點力的平衡

條件或牛頓第二定律列方程，求出彈力．若所得結果為

正值，其方向與假設方向相同，如果為負值，其方向與

假設方向相反．第27頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．繩對物體只能產(chǎn)生拉力，不能產(chǎn)生推力，且繩子的彈

力的方向一定沿著繩子并指向繩子收縮的方向，這是

由繩子本身的特點決定的．2．桿既可以產(chǎn)生拉力，也可以產(chǎn)生推力，彈力的方向可

以沿桿，也可以不沿桿，這是桿和繩兩種模型的最大

區(qū)別．第28頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1.如圖2－1－1所示，小球A在內(nèi)壁光滑的車廂內(nèi)隨車廂一起向右運動，試分析車廂后壁對球A

的彈力情況．第29頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一解析：(1)若車廂和小球做勻速直線運動，則小球A受力平衡，所以車廂后壁對小球無彈力．(2)若車廂和小球向右做加速運動，由牛頓第二定律可知，車廂后壁對小球的彈力水平向右．答案：見解析第30頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．假設法第31頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2．用牛頓第二定律判斷：先判斷物體的運動狀態(tài)(即加速

度方向)，再利用牛頓第二定律(F＝ma)確定合力的方向，

然后受力分析判定靜摩擦力的有無和方向．3．用牛頓第三定律判斷：“摩擦力總是成對出現(xiàn)的”，先確

定受力較少的物體受到的摩擦力方向，再確定另一物體

受到的摩擦力方向．第32頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反，不一定與運動的方向相反．第33頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2．卡車上裝著一只始終與它相對靜止的集裝箱，在

水平路面上運動，不計空氣阻力，下列說法正確

的是(

)A．當卡車開始運動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力

使集裝箱隨卡車一起運動B．當卡車勻速運動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝

箱隨卡車一起運動C．當卡車勻速運動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零D．當卡車制動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零第34頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一解析：因為集裝箱始終相對于卡車靜止，所以二者運動狀態(tài)相同，具有相同的加速度．當卡車開始運動時，有加速度，所以卡車對集裝箱有靜摩擦力，A正確；當卡車勻速運動時，加速度為零，卡車對集裝箱的靜摩擦力也為零，B錯誤，C正確；當卡車制動時，有加速度，靜摩擦力不為零，D錯誤．答案：AC第35頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一計算摩擦力的大小，首先要判斷摩擦力是屬于靜摩擦力還是滑動摩擦力，然后根據(jù)靜摩擦力和滑動摩擦力的特點計算其大小．第36頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．靜摩擦力大小的計算根據(jù)物體所受外力及所處的狀態(tài)(平衡或加速)可分為兩種

情況：(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)，利用力的平衡條件來判斷其大小．(2)物體有加速度時，若只有摩擦力，則Ff＝ma.例如勻速轉(zhuǎn)

動的圓盤上物塊靠摩擦力提供向心力產(chǎn)生向心加速度．若除摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力

再求摩擦力．第37頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2．滑動摩擦力的計算滑動摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計算，應用此公式時

要注意以下幾點：(1)μ為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程

度有關；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物

體的重力．(2)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關，與接觸面的大

小也無關．第38頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一3．最大靜摩擦力并不是物體實際受到的力，物體實際

受到的靜摩擦力小于最大靜摩擦力；最大靜摩擦力

與接觸面間的壓力成正比；一般情況下，為了處理

問題的方便，最大靜摩擦力可按近似等于滑動摩擦

力處理．第39頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．在確定摩擦力的大小之前，首先分析物體所處的狀態(tài)，

分清摩擦力的性質(zhì)：靜摩擦力或滑動摩擦力．2．在分析靜摩擦力時要注意靜摩擦力方向的“可變性”，

而對滑動摩擦力要注意滑動摩擦力的“相對性”．3．在計算摩擦力的大小時，滑動摩擦力有具體的計算公

式，而靜摩擦力要借助其他公式，如：利用平衡條件

列方程或牛頓第二定律列方程等．第40頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一3．如圖2－1－2所示，質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與

地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動

摩擦力視為相等，給物體一水平拉力F.(g取10m/s2)第41頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一(1)當拉力大小為5N時，地面對物體的摩擦力是多大？(2)當拉力大小為12N時，地面對物體的摩擦力是多大？(3)此后若將拉力減小為5N(物體仍在滑動)，地面對物體的摩擦力是多大？(4)若撤去拉力，在物體繼續(xù)滑動的過程中，地面對物體的摩擦力多大？第42頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一解析：滑動摩擦力(最大靜摩擦力Fmax)大小為μmg＝0.5×2×10N＝10N.(1)當拉力F＝5N時，F(xiàn)＜Fmax，物體靜止．則由二力平衡知：F靜＝F＝5N.(2)當拉力F＝12N時，F(xiàn)＞Fmax，物體滑動．則F滑＝μFN＝μmg＝10N.(3)當拉力減小為5N時，物體仍滑動，故F滑＝10N.(4)當拉力撤去后，由于物體繼續(xù)滑動，故F滑＝10N.答案：(1)5N

(2)10N

(3)10N

(4)10N第43頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一第44頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一

(2010·蘇州模擬)如圖2－1－3所示，小車上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定著一個質(zhì)量為m的球．試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向：第45頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一(1)小車靜止；(2)小車以加速度a水平向右加速運動.第46頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一[思路點撥]

解答本題時應注意以下三點：(1)桿對小球的彈力方向不一定沿桿；(2)小車靜止時，由平衡條件可以求解彈力的大小和方向；(3)小車加速運動時，可由牛頓第二定律求解彈力的大小和方向．第47頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一[課堂筆記]

(1)小車靜止時，球處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知：F1＝mg，方向豎直向上．(2)當小車以加速度a向右勻加速運動時，小球的加速度也為a，設桿對球的彈力為F2，與豎直方向的夾角為θ，如圖所示，則有：F2cosθ＝mgF2sinθ＝ma第48頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一可解得：F2＝tanθ＝[答案]

(1)mg豎直向上(2)見課堂筆記第49頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一(1)細繩對物體的彈力一定沿繩，而桿對物體的彈力不一定沿桿．(2)除彈簧的彈力可用胡克定律直接計算外，一般情況下，彈力的大小和方向要由物體的平衡條件或牛頓運動定律來求.第50頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一(2010·寧波模擬)如圖2－1－4所示，在車廂內(nèi)懸線下懸掛一小球m，當汽車做勻變速直線運動時，懸線將與豎直方向成某一角度．若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物體m1，則關于汽車的運動情況和物體m1的受力情況正確的說法是(

)第51頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一A．汽車一定向右做加速運動

B．汽車也可能向左運動C．m1除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向

右的摩擦力作用D．m1除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到

向左的摩擦力作用第52頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一[思路點撥]

根據(jù)m的受力情況得出汽車的加速度方向，但不能得出運動方向；m1受到底板的摩擦力的方向可用“假設法”或“牛頓第二定律”分析得出．第53頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一[課堂筆記]

因小球受到豎直向下的重力和斜向右上的繩的拉力作用，因此，合力一定向右，故汽車的加速度水平向右，但有可能是向左做勻減速運動，故A錯誤，B正確；分析m1的受力可知，只有受到的摩擦力水平向右，m1才能產(chǎn)生向右的加速度，故C正確，D錯誤．[答案]

BC第54頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一本題中m1受到的靜摩擦力的方向也可以用假設法分析，汽車向右勻加速運動時，若底板光滑，m1將相對底板向左滑，即m1有相對底板向左滑動的趨勢，因此m1受到的靜摩擦力方向一定向右.第55頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一(10分)如圖2－1－5所示，斜面為長方形的斜面體傾角為37°，其長為0.8m，寬為0.6m．一重為20N的木塊原先在斜面體上部，當對它施加平行于AB邊的恒力F時，剛好使木塊沿對角線AC勻速下滑，求木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ和恒力F的大?。?6頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一[思路點撥]解答本題時應注意以下幾點：(1)木塊受到的摩擦力的方向；(2)滑動摩擦力Ff＝μFN中FN的大??；(3)斜面方向上木塊所受合力為零．第57頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一[解題樣板]

畫出木塊在斜面內(nèi)的受力圖，如圖2－1－6所示，由于木塊沿斜面向下做勻速直線運動，由平衡條件可知，重力沿斜面向下的分力mgsin37°與水平推力F的合力與木塊受到的滑動摩擦力為一對平衡力，由幾何關系可得F＝mgsin37°·tanα第58頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一＝20×0.6×N＝9N┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(3分)物體受到的滑動摩擦力為Ff＝＝15N┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(4分)由滑動摩擦公式得μ＝┄┄┄┄(3分)[答案]

9N第59頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一滑動摩擦力的方向總是與物體的相對運動方向相反．本題容易造成的錯解就是認為摩擦力的方向沿斜面向上．第60頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一第61頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一1．(2010·溫洲模擬)下列關于物體重力的說法中正確的是(

)A．地球上的物體只有運動時才受到重力B．同一物體在某處向上拋出后所受重力較小，向下拋出

后所受重力較大C．某物體在同一位置時，所受重力與靜止還是運動無關，

重力大小是相同的D．物體所受重力大小與其質(zhì)量有關第62頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一解析：地球上的物體運動或靜止時都受地球的吸引作用，故運動或靜止的物體均受重力，A錯誤；某物體在地球某點處所受地球吸引而產(chǎn)生的重力一定，與此物體的運動狀態(tài)無關，B錯誤，C正確；物體所受重力G＝mg，在g一定時，G由m決定，D正確．答案：CD第63頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一2．一個圓球形薄殼容器所受重力為G，用一細線懸掛起來，

如圖2－1－7所示．現(xiàn)在容器里裝滿水，若在容器底部有

一個小閥門，將小閥門打開讓水慢慢流出，在此過程中，

對容器和容器內(nèi)的水組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是(

)A．系統(tǒng)的重心慢慢下降B．系統(tǒng)的重心先下降后上升C．系統(tǒng)對地球的引力減小D．有可能繩的方向不豎直第64頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一解析：當水流出時，水的重心不斷下降，當水全流盡時，系統(tǒng)的重心位置又回到了容器的中心，故B正確，A錯；由于水流出過程，系統(tǒng)的重力減小，故系統(tǒng)對地球的引力減小，C正確；重力和繩的拉力平衡，故繩的方向始終過重心且豎直，D錯．答案：BC第65頁，共73頁，2023年，2月20日，星期一3．如圖2－1－8所示，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k，小球

重G，平衡時小球在A處，今用力F壓小球至B處，使

彈簧縮短x，則此時彈簧的彈力為(

)第66頁，共73頁，2023年，2月20日，星期