专题5 重力弹力摩擦力

2018-12-17 16:20

一、力的概念

1.力是 物体之间的相互作用 . 力的基本特征有:

力的 性:力是不能离开物体而独立存在的.

力的 性:施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体. 力的 性:力不仅有大小,而且有方向.

2.力的作用效果有两个:一是使 ;二是 使物体的 3.力的三要素:力的 称为力的三要素.

力的单位:在国际单位制中力的单位是 ,符号为 .力的大小可以用 力的图示:用一条带箭头的有向线段表示力,线段的长度表示力的大小,同时应该有明确的标度,箭头表示力的方向,箭头或箭尾表示力的作用点.力的示意图是为了对物体进行受力分析而作的,它侧重于力的方向和作用点. 4.力的分类

(1)根据力的 分类:如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等. (2)根据力的 分类:如拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等.

(3)根据研究对象分类:内力和外力.

二、三种常见力

1.重力

重力的概念:重力是由于地球的 而使物体受到的力.重力不等于物体受到的地球的吸引力;一切物体都受重力作用,物体所受重力的施力物体是地球;物体所受的重力与它所处的运动状态、 无关. 重力的方向:

重力的大小:重力G跟物体的质量m成正比,即 一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的 .

物体重心的位置与 及 有关,与物体的放置状态、运动状态无关. 质量分布均匀的规则物体的 重心在其几何中心.物体的重心 在物体上.

对于形状不规则的薄板状物体,可用 确定其重心的位置. 2.弹力

发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的力叫弹力. (1)弹力产生的条件:① ;② . 有无弹力的判断方法:消除法 假设法

(2)弹力的方向:力垂直于两物体的接触面.具体说来:

①支撑面的弹力:支持力的方向总是垂直于支撑面,指向被支持的物体;压力总是垂直于支撑面指向被压的物体.

点与面接触时弹力的方向:过接触点垂直于接触面.

球与面接触时弹力的方向:过接触点垂直于接触的切面,在接触点与球心的连线上. 球与球相接触的弹力方向:垂直于过接触点的公切面.

②弹簧两端的弹力方向:与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向.其弹力可为

拉力,可为压力.

③轻绳对物体的弹力方向:沿绳指向绳收缩的方向,即只为拉力.

④杆的弹力:既可沿杆向里(拉力),也可沿杆向外(推力或支持力),还可不沿杆的方向. B A

(3)弹力的大小:

①弹簧、橡皮条类:在弹性限度内,弹力的大小跟形变关系符合胡克定律:F= kx .式中k叫 弹簧的劲度系数 ,单位:N/m.k由弹簧本身的性质决定(与弹簧的材料、粗细、直径及原长都有关系).

②其他情况下的弹力计算,要根据物体所处的运动状态,由平衡条件或动力学规律来求.

3.滑动摩擦力

(1)定义:一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体 的力,这种力叫做滑动摩擦力.

(2)产生条件:①有接触 ② 接触面粗糙 ③ 有弹力 ④有相对运动 .

(3)滑动摩擦力的方向:总跟 相切,并且跟 相反.

①滑动摩擦力的方向可以与运动方向相同或相反 ②滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力 ③滑动摩擦力的方向与物体所受其他力无关

(4)滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力跟 成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的 力成正比.公式:F= ,F表示滑动摩擦力大小,N表示正压力的大小 ,μ叫 .

说明:①N表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定.

②μ与接触面的材料、接触面的粗糙情况有关,无单位. ③滑动摩擦力大小与相对运动的速度大小无关

4.静摩擦力

(1)定义:互相接触的两物体 而又保持 时,在接触面上产生的 的力,叫静摩擦力.

(2)产生条件:①有接触 ② 接触面粗糙 ③ 有弹力 ④有相对运动趋势 (3)静摩擦力的大小:

①静摩擦力的大小随着相对运动趋势强弱变化而在 之间变化,跟相对运动趋势强弱程度有关,但跟接触面相互挤压力N无直接关系.由受力物体所处的运动状态根据平衡条件或牛顿第二定律来计算.

②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等.

(4)静摩擦力的方向:与相对运动趋势的方向相反 ①假设光滑法

②运动状态法

③反作用力法

重难点: 一.弹力

1.在图1中,A、B均处于静止状态,则A、B之间一定有弹力的是( B )

图1

2.如图2所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球。小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力(D )

A.大小为2 N,方向平行于斜面向上 B.大小为1 N,方向平行于斜面向上 C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上 D.大小为2 N,方向竖直向上

3.如图3所示,弹簧测力计和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力G=10 N,则弹簧测力计A和B的读数分别为( B )

A.10 N,20 N B.10 N,10 N C.10 N,0 D.0,0

4.如图4所示的四个图中,M、N两方形木块处于静止状态,它们相互之间一定没有弹力作用的是( D )

图4

5.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图4所示。下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( D )

图5

A.沿v1的方向 B.沿v2的方向

C.先沿v1的方向后沿v2的方向 D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向

6.如上图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧。在这个过程中,下面木块移动的距离为( C )

A.

m1gm2g B. k1k2

C.

m1g k2

D.

m2g k1

7.图7为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像。根据图像判断,错误的结论是( A )

A.弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为100 N/m C.弹簧的原长为6 cm

D.弹簧伸长0.02 m时,弹力的大小为2 N

8.如图8所示,轻弹簧的两端各受20 N拉力的作用,弹簧平衡时 伸长了5 cm(在弹性限度内),那么下列说法正确的是( C ) A.弹簧所受的合力为40 N B.该弹簧的劲度系数k=200 N/m C.该弹簧的劲度系数k=400 N/m

D.根据公式k=F/x,弹簧的劲度系数k会随弹簧弹力F的增大而增大

9.如图10所示,一根弹簧没有悬挂重物时,其自由端B正对齐刻度尺的零度线,挂上

100 N重物时,正对着刻度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刻度是多少? (2)若自由端所对刻度是18,这时弹簧下端挂了多重的重物?


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