第五講++彈力、摩擦力與基本受力分析++知識清單+-2024-2025學年高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

第五講：彈力、摩擦力與基本受力分析一、重力1．產生：由于地球的吸引而使物體受到的力。(1)地球上的物體都受到重力作用，不論質量大小，也不論有無生命。

(2)重力是由于地球的吸引而產生的，但重力的大小不一定等于地球對物體的吸引力，重力一般小于地球對物體的吸引力。

(3)重力是非接觸力，同一物體在空中運動與靜止時所受重力相等。

(4)重力的施力物體是地球。2．大?。篏＝mg，g是自由落體加速度，通常取g＝9.8N/kg。

(1)g會隨地球上緯度的改變而改變，緯度越高，g值越大，兩極最大，赤道最小，導致同一物體在不同緯度處所受重力不同。

(2)g值會隨海拔高度改變。在同一緯度處，高度越大，g值越小，致使同一物體受到的重力隨高度增加而減小。3．方向：總是豎直向下。

(1)“豎直向下”，既不能說成“垂直向下”，也不能說成“指向地心”?！柏Q直向下”是垂直于當?shù)氐乃矫嫦蛳拢按怪毕蛳隆笨梢源怪庇谌魏沃С置嫦蛳?；只有在兩極或赤道時，重力的方向才指向地心，其他位置并不指向地心。

(2)重力的方向不受其他作用力的影響，與運動狀態(tài)也沒有關系。4．重心：因為物體各部分都受重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心。二、彈力1．定義：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復原狀，對與它接觸的物體產生力的作用，這種力叫做彈力。2．產生的條件：(1)兩物體相互接觸；(2)發(fā)生彈性形變。3．方向：總跟接觸面相切，與物體形變方向相反。三、胡克定律1．內容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈簧的彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。2．表達式：F＝kx(1)k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質決定。它反映了彈簧的“軟”“硬”程度，大小由彈簧本身的性質決定，與彈力大小無關，k大就是“硬”彈簧。(2)x是彈簧長度的變化量，不是彈簧形變以后的長度。

(3)在應用F＝kx時，要把各物理量的單位要統(tǒng)一用國際單位。3．圖象：根據(jù)胡克定律，彈力與彈簧伸長量的關系可用F-x圖象表示，如圖所示。這是一條通過原點的傾斜直線，其斜率。利用F-x圖象，很容易得到胡克定律的另一種表達式：，Δx是彈簧長度的變化量，ΔF是彈力的變化量。4．彈力有無的判斷方法(1)條件法：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。(2)假設法：對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態(tài)。若狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若狀態(tài)改變，則此處一定有彈力。(3)狀態(tài)法：根據(jù)物體的狀態(tài)，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在。2．彈力方向的判斷方法(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷。(2)根據(jù)共點力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向。3．計算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律進行求解。(2)根據(jù)力的平衡條件進行求解。(3)根據(jù)牛頓第二定律進行求解。四、摩擦力1.滑動摩擦力(1)產生：一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體發(fā)生相對滑動時，另一個物體阻礙它相對滑動的力稱為滑動摩擦力。(2)產生條件：①相互接觸且相互擠壓；②有相對運動；③接觸面粗糙。說明：①兩個物體直接接觸、相互擠壓有彈力產生。摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力，但兩個物體直接接觸并不擠壓就不會出現(xiàn)壓力。壓力就是一個物體對另一個物體表面的垂直作用力，也叫正壓力，壓力屬彈力，可依上一節(jié)有關彈力的知識判斷有無壓力產生。

②接觸面粗糙。當一個物體沿另一物體表面滑動時，接觸面粗糙，各凹凸不平的部分互相嚙合，形成阻礙相對運動的力，即為摩擦力。凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等，統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力（“光滑”是一個理想化模型）。③接觸面上發(fā)生相對運動。特別注意：“相對運動”與“物體運動”不是同一概念?！跋鄬\動”是指受力物體相對于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變；而“物體的運動”一般指物體相對地面的位置發(fā)生了改變。④方向：總與接觸面相切，且與相對運動方向相反。這里的“相對”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體，而不是相對別的物體?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚋矬w的相對運動的方向相反，但并非一定與物體的運動方向相反。⑤大小：滑動摩擦力大小與壓力成正比，即：f=μFN說明：壓力FN與重力G是兩種不同性質的力，它們在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫無關系，用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑，物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關，不要一提到壓力，就聯(lián)想到放在水平地面上的物體，認為物體對支承面的壓力的大小一定等于物體的重力。μ是比例常數(shù)，稱為動摩擦因數(shù)，沒有單位，只有大小，數(shù)值與相互接觸的材料、接觸面的粗糙程度有關。在通常情況下，μ<1計算公式表明：滑動摩擦力F的大小只由μ和FN共同決定，跟物體的運動情況、接觸面的大小等無關。2.靜摩擦力(1)產生：兩個物體滿足產生摩擦力的條件，有相對運動趨勢時，物體間所產生的阻礙相對運動趨勢的力叫靜摩擦力。(2)產生條件：①兩物體直接接觸、相互擠壓有彈力產生；②接觸面粗糙；③兩物體保持相對靜止但有相對運動趨勢。(3)大?。簝晌矬w間實際發(fā)生的靜摩擦力f在零和最大靜摩擦力之間，實際大小可根據(jù)二力平衡條件或牛頓定律判斷。(4)方向：總跟接觸面相切，與相對運動趨勢方向相反。說明：①所謂“相對運動趨勢的方向”，是指假設接觸面光滑時，物體將要發(fā)生的相對運動的方向。比如物體靜止在斜面上，假設沒有摩擦，物體將沿斜面下滑，即物體靜止時相對(斜面)運動趨勢的方向是沿斜面向下，則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上，與物體相對運動趨勢的方向相反。②判斷靜摩擦力的方向可用假設法。其操作程序是：A．選研究對象：受靜摩擦力作用的物體；B．選參照物體：與研究對象直接接觸且施加靜摩擦力的物體；C．假設接觸面光滑，找出研究對象相對參照物體的運動方向即相對運動趨勢的方向；D．確定靜摩擦力的方向：與相對運動趨勢的方向相反。③靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反，但并非一定與物體的運動方向相反。3.最大靜摩擦力

如圖所示，水平面上放一靜止的物體，當人用水平力F推時，此物體靜止不動，這說明靜摩擦力的大小等于F；當人用水平力2F推時，物體仍靜止不動，此時靜摩擦力的大小等于2F?？梢?，靜摩擦力的大小隨推力的增大而增大，所以說靜摩擦力的大小由外部因素決定。當人的水平推力增大到某一值fmax時，物體就要滑動，此時靜摩擦力達到最大值，我們把叫做最大靜摩擦力。故靜摩擦力的取值范圍是：。(1)靜摩擦力大小與正壓力無關，但一般情形下，最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比。(2)靜摩擦力可以是阻力，也可以充當動力，如人跑步時地面給人的靜摩擦力就是動力，傳送帶上物體隨傳送帶一起加速，靜摩擦力也是動力。

(3)最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力稍大些，但通常認為二者是相等的。4．靜摩擦力的有無和方向的判斷方法(1)假設法：利用假設法判斷的思維程序如下：

(2)狀態(tài)法：先判斷物體的狀態(tài)（即加速度的方向），再利用牛頓第二定律（F合＝ma）確定合力，然后通過受力分析確定靜摩擦力的大小及方向。(3)牛頓第三定律法：先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。5．靜摩擦力大小的計算(1)物體處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速運動），利用力的平衡條件來判斷靜摩擦力的大小。(2)物體有加速度時，若只有靜摩擦力，則f＝ma。若除靜摩擦力外