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1、基础课3 重力、弹力、摩擦力,-2-,知识点一,知识点二,知识点三,重力 1.产生 由于 的吸引而使物体受到的力。 2.大小 与物体的质量成 ,即G= 。可用 测量重力。 3.方向 总是 的。 4.重心 其位置与物体的 分布和 有关。,地球,正比,mg,弹簧测力计,竖直向下,质量,形状,-3-,知识点一,知识点二,知识点三,弹力 1.弹性 (1)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力能够 的形变。 (2)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的 ,这个限度叫弹性限度。 2.弹力 (1)定义:发生弹性形变的物体,由于要 ,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。
2、(2)产生条件:物体相互 且发生 。 (3)方向:弹力的方向总是与使物体发生形变的外力方向 。,恢复原状,形状,恢复原状,接触,弹性形变,相反,-4-,知识点一,知识点二,知识点三,3.胡克定律 (1)内容:弹簧发生 时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成 。 (2)表达式:F= 。 k是弹簧的 ,单位为N/m;k的大小由弹簧 决定。 x是 ,不是弹簧形变以后的长度。,弹性形变,正比,kx,劲度系数,自身性质,形变量,-5-,知识点一,知识点二,知识点三,摩擦力 1.两种摩擦力对比,相对运动趋势,相对运动,粗糙,弹力,运动趋势,粗糙,弹力,运动,0,相反,FN,相反,-6-,知识点一,
3、知识点二,知识点三,2.动摩擦因数 (1)定义:彼此接触的物体发生 时,摩擦力的大小和压力的比值, 。 (2)决定因素:与接触面的 和 有关。,相对运动,材料 粗糙程度,-7-,考点一,考点二,考点三,弹力的分析与计算(师生共研) 1.弹力有无的判断“三法”,-8-,考点一,考点二,考点三,-9-,考点一,考点二,考点三,-10-,考点一,考点二,考点三,2.弹力方向的确定,-11-,考点一,考点二,考点三,3.计算弹力大小的三种方法 (1)根据胡克定律进行求解。 (2)根据力的平衡条件进行求解。 (3)根据牛顿第二定律进行求解。,-12-,考点一,考点二,考点三,例题如图所示,小车上固定着一
4、根折成角的曲杆,杆的另一端固定着一个质量为m的小球。试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向: (1)小车静止; (2)小车以加速度a水平向右加速运动。 思维点拨 解答本题时应注意以下三点: (1)杆对小球的弹力方向不一定沿杆; (2)小车静止时,由平衡条件可以求解弹力的大小和方向; (3)小车加速运动时,可由牛顿第二定律求解弹力的大小和方向。,-13-,考点一,考点二,考点三,解析 (1)小车静止时,分析小球受力,如图所示。根据二力平衡条件可得FN=mg。 即杆对球的弹力的大小为mg,方向竖直向上。,-14-,考点一,考点二,考点三,(2)当以加速度a水平向右加速运动时,分析小球受力,因为加
5、速度方向水平向右,所以重力和弹力的合力方向也水平向右,如图所示。,答案 见解析,-15-,考点一,考点二,考点三,思维训练 (多选)如图所示,一重为10 N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N,则AB杆对球的作用力( ) A.大小为7.5 N B.大小为12.5 N C.方向与水平方向成53角斜向右下方 D.方向与水平方向成53角斜向左上方,BD,-16-,考点一,考点二,考点三,摩擦力的分析与计算(师生共研) 1.静摩擦力的有无和方向的判断方法 (1)假设法:利用假设法判断的思维过程如下 (2)状态法:先判断物体的状态(即加速度的方向),再利
6、用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。 (3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。,-17-,考点一,考点二,考点三,2.静摩擦力大小的计算 (1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。 (2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ff=ma。若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。 3.滑动摩擦力大小的计算 滑动摩擦力的大小用公式Ff=FN来计算,应用此公式时要注意以下几点: (1)为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、
7、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力。 (2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。,-18-,考点一,考点二,考点三,考向1 摩擦力有无及方向的分析判断 例1(2018山东菏泽模拟)(多选)如图甲、乙所示,倾角为的斜面上放置一质量为m1的滑块A,在滑块A上放置一个质量为m2的物块B,A和B相对静止一起沿光滑斜面下滑,下列说法正确的是( ) A.图甲中物块B受到水平向左的静摩擦力 B.图甲中物块B对A的压力大小等于B的重力大小 C.图乙中物块B不受摩擦力 D.图乙中物块A对B的支持力大小等于B的重力大小,答案,解析,-19-,考点一,考点二,
8、考点三,思维点拨 (1)甲图中,下滑过程中A和B发生相对滑动吗? (2)乙图中,A和B间存在摩擦力吗?,提示 (1)下滑过程中A和B不发生相对滑动。 (2)A和B间不存在摩擦力。,-20-,考点一,考点二,考点三,考向2 摩擦力的计算 例2(多选)如图所示,斜面体A静置于水平地面上,其倾角为=45,上底面水平的物块B在A上恰能匀速下滑。现对B施加一个沿斜面向上的力F,使B能缓慢地向上匀速运动,某时刻在B上轻轻地放上一个质量为m的小物体C(图中未画出),A始终静止,B保持运动状态不变。关于放上C之后的情况,下列说法正确的是( ),答案,解析,-21-,考点一,考点二,考点三,思维点拨 (1)B在
9、A上恰能匀速下滑,则= 。放上C后,B对A的压力增大了,则摩擦力也增大了。 (2)放上C后,将B、C作为一个整体,重力沿斜面向下的分力增大了。 (3)将A、B、C作为整体,A受地面的摩擦力等于推力F 的分力。,提示 (1)tan (3)水平方向,-22-,考点一,考点二,考点三,易错提醒计算摩擦力时的三点注意 (1)首先分清摩擦力的性质,因为只有滑动摩擦力才能利用公式计算,静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。,分析物体的 运动状态,通过受力分析 确定摩擦力的 大小和方向,(2)公式F=FN中,FN为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力。 (3)滑动摩擦力的大小
10、与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关。,-23-,考点一,考点二,考点三,思维训练 (2018江苏四市联考)小明将一辆后轮驱动的电动小汽车,按图示方法置于两个平板小车上,三者置于水平实验桌上。当小明用遥控器启动小车向前运动后,他看到两个平板小车也开始运动,下列标出平板小车的运动方向正确的是( ),答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,摩擦力的突变问题 当物体的受力或相对运动发生变化时,摩擦力也常发生突变,常见类型如下。 1.静静突变 当作用在物体上的其他力的合力发生突变时,两物体仍保持相对静止,则物体所受静摩擦力可能发生突变。 2.动动突变 某物体相对于另一物体在滑动的过程中,
11、若相对运动方向变了,则滑动摩擦力方向也发生突变,突变点常常为两物体相对速度为零时。,-25-,考点一,考点二,考点三,3.静动突变 物体在摩擦力和其他力作用下相对于另一物体静止,当其他力变化时,如果不能保持相对静止状态,则物体受到的静摩擦力将突变为滑动摩擦力,突变点常常为静摩擦力达到最大值时。 4.动静突变 两物体相对滑动的过程中,若相对速度变为零,则滑动摩擦力突变为静摩擦力,突变点常常为两物体相对速度刚好为零时。,-26-,考点一,考点二,考点三,例题如图所示,粗糙长木板l的一端固定在铰链上,木块放在木板上,开始木板处于水平位置。当木板向下转动,角逐渐增大的过程中,摩擦力Ff的大小随角变化最
12、有可能的是( ),答案,解析,-27-,考点一,考点二,考点三,思维点拨 (1)在角逐渐增大的过程中,木块的运动情况是怎样的? (2)在 角逐渐增大的过程中,始终都是静摩擦力吗?,提示 (1)木块先静止,后沿木板加速下滑。 (2)不是。运动后变为滑动摩擦力。,特别说明随着角的增大,木块先相对木板静止,再相对木板滑动。木块先受静摩擦力,再受滑动摩擦力。静摩擦力由平衡条件求得,滑动摩擦力由定义式计算。,-28-,考点一,考点二,考点三,思维训练 (2018天津南开二模)如图所示,A、B两物体静止在粗糙水平面上,其间用一根轻弹簧相连,弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B,直到A即将移动,若最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则此过程中,地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是( ) A.F1先变大后不变 B.F1先变小后变大再不变 C.F2先变大后不变 D.F2始终变大,答案,解析,