【物理】2020届一轮复习人教版重力　弹力　摩擦力学案 17页

第二单元相 互 作 用 课时1　重力　弹力　摩擦力 见《自学听讲》P17‎ ‎　　 1.力 ‎ ‎(1)力是物体之间的相互作用。‎ ‎(2)力的作用效果是改变物体的运动状态或者使物体发生形变。‎ ‎(3)力的特点:‎ ‎①力不能够离开物体而独立存在,每个力必须同时联系两个物体。‎ ‎②力的作用是相互的,它们互为施力物体和受力物体。‎ ‎③力是矢量,不仅有大小还有方向。‎ ‎　　2.重力 ‎ ‎(1)重力是由于地球吸引而使物体受到的力。‎ ‎(2)重力的大小G=mg;重力的方向竖直向下。‎ ‎(3)从效果上看,我们可以认为物体各部分所受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。‎ ‎①质量均匀、形状规则的物体重心在它的几何中心。‎ ‎②质量不均匀、形状不规则的物体重心可采用二次悬挂法测得。‎ ‎③物体的重心不一定在物体上,可以在物体内部也可以在物体外部。‎ ‎3.弹力 ‎ ‎(1)发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。‎ ‎(2)两物体相互接触和发生弹性形变是弹力产生的两个必备条件,缺一不可。‎ ‎(3)弹力的方向与施力物体恢复形变的方向相同。‎ ‎(4)胡克定律:在弹性限度内,弹簧的弹力大小F和弹簧的形变量x成正比,即F=kx。k为弹簧的劲度系数,只与弹簧本身有关。 ‎ ‎　　4.摩擦力 ‎ ‎(1)产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上会产生阻碍其相对运动或者相对运动趋势的力。‎ ‎(2)产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或者相对运动趋势。‎ ‎(3)大小:滑动摩擦力Ff=μFN,静摩擦力:0≤Ff≤Ffmax。‎ ‎(4)方向:与相对运动或者相对运动趋势的方向相反。‎ ‎1.(2018福建厦门10月考试)(多选)杂技节目表演中,一位杂技小丑穿着很长的大皮鞋,站在水平舞台上向观众鞠躬致意,双脚不动上身没有躬下,而是整个身子笔直缓慢向前倾斜却不倒下。下列说法正确的是(　　)。‎ A.小丑的鞋子可能很重,有助于降低重心 B.小丑的鞋子长,支撑面扩大了,使重心在支撑面以内 C.小丑重心所在的竖直线不一定经过小丑脚与地面接触处 D.小丑对地面的压力与地面对小丑的支持力大小不相等 答案　AB ‎2.(2018广东汕头五校联考)足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱。如图所示为四种与足球有关的情景。下列说法正确的是(　　)。‎ A.图甲中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它所受的重力 B.图乙中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力 C.图丙中,踩在脚下且静止在光滑地面上的足球受到脚的弹力方向竖直向下 D.图丁中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变 答案　C ‎3.(2018湖南衡阳八中月考)(多选)四个完全相同的弹簧测力计的外壳通过绳子分别与四个完全相同的物体相连,挂钩一端施加沿轴线方向的恒力F,下列四种情况中关于弹簧秤示数的说法正确的是(　　)。‎ ‎　‎ A.如果图甲中的物体静止在水平地面上,那么弹簧测力计的示数可能小于F B.如果图乙中的物体静止在斜面上,那么弹簧测力计的示数一定等于F C.如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上,那么弹簧测力计的示数一定等于F D.如果已知图丁中水平地面光滑,则由于物体的质量未知,无法判定弹簧测力计的示数与F的大小关系 答案　BC ‎4.(2018北京西城区模拟)下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正确的是(　　)。‎ 答案　B ‎5.(2018贵州毕节开学考试)如图所示,在图甲中,小孩用80 N的水平力推木箱,木箱不动,设木箱此时受到的静摩擦力大小为f1;在图乙中,小孩用至少100 N的水平力推木箱,木箱才能被推动,设木箱与地面间的最大静摩擦力大小为f2;在图丙中,小孩把木箱推动了,若此时木箱与地面间的摩擦力大小为90 N,木箱对地面的压力大小为200 N,设木箱与地面间的动摩擦因数为μ,则f1、f2、μ依次为(　　)。‎ A.0、80 N、0.45　　　　　　　　　　　　B.80 N、100 N、0.90‎ C.80 N、100 N、0.45 D.80 N、80 N、0.90‎ 答案　C ‎1.(2017全国卷Ⅲ,17)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为 100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)(　　)。‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm 解析　设弹性绳的劲度系数为k,左、右两半段绳的伸长量ΔL=‎100-80‎‎2‎ cm=10 cm,由共点力的平衡条件可知,钩码的重力G=2kΔL‎10‎0‎‎2‎-8‎‎0‎‎2‎‎100‎=1.2kΔL,将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同一点时,钩码的重力G=2kΔL',解得ΔL'=0.6ΔL=6 cm,则弹性绳的总长度变为80 cm+2ΔL'=92 cm,B项正确。‎ 答案　B ‎2.(2016海南卷,2)如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则(　　)。‎ A.f1=0,f2≠0,f3≠0‎ B.f1≠0,f2=0,f3=0‎ C.f1≠0,f2≠0,f3=0‎ D.f1≠0,f2≠0,f3≠0‎ 解析　取a为研究对象,a有沿b的表面下滑的运动趋势,故f1≠0;取a、b整体为研究对象,a、b整体有沿斜面下滑的运动趋势,故f2≠0;取a、b、P整体为研究对象,a、b、P整体相对地面没有运动趋势,故f3=0,C项正确。‎ 答案　C 见《自学听讲》P19‎ 一 弹力有无的判断方法和弹力方向的确定 ‎　　1.弹力有无的判断“四法”‎ ‎(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。‎ ‎(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力。‎ ‎(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。‎ ‎(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力。‎ ‎2.弹力的方向 弹力的方向与施力物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上,几种常见情况如表:‎ 类　型 方　向 图　示 接触方式 面与面 垂直公共接触面 点与面 过点垂直于面 点与点 垂直于切面 轻绳 沿绳收缩方向 轻杆 可沿杆 可不沿杆 轻弹簧 沿弹簧形变的反方向 ‎　　‎ 例1　如图甲所示,AC为轻绳,BC为弯曲的硬杆(质量忽略不计),B端铰链接于竖直墙上,且AB=AC。在C端挂一质量为m的物体,系统处于静止状态,关于杆在C点受到的弹力方向和绳AC的拉力大小,下列说法中正确的是(　　)。‎ A.沿BC的连线且由B指向C,拉力大小为2mg B.沿BC的连线且由C指向B,拉力大小为mg C.沿C点切线方向向上,拉力大小为‎1‎‎2‎mg D.沿C点切线方向向下,拉力大小不能确定 ‎ ‎ 解析　以 C点为研究对象,作出C点的受力图如图乙所示。物体对C点向下的拉力大小等于重力mg,绳AC的拉力T沿绳指向A,硬杆对C点的弹力为FN,由于硬杆的质量不计,故杆的弹力FN方向沿BC的连线方向,同时有几何关系∠ABC=∠BCA。图中的T和mg的合力与FN是一对平衡力,且合力方向与T方向和mg方向的夹角均相同,由三角形知识可得T=mg ,所以B项正确。‎ 答案　B 变式1　(多选)如图所示,一小球用三根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1、3倾斜,绳2恰好竖直,则小球所受的作用力个数可能是(　　)。‎ A.1　　　　　B.2　　　　　C.3　　　　　D.4‎ 解析　绳2恰好竖直,小球处于平衡状态,则由平衡条件可知,若绳1对小球没有作用力,则绳3对小球也没有作用力,小球受到重力和绳2的拉力两个力作用,B项可能;若绳1有力,则绳3也有力,且两力的合力与绳2方向相同,绳2可受力可不受力,故C、D两项均可能。‎ 答案　BCD 二 轻绳、轻杆和弹簧模型 ‎　　1.绳子上的弹力沿着绳,指向绳收缩的方向,一根绳子上的弹力处处相等,绳子上面的弹力可以发生突变。‎ ‎2.杆上的弹力不一定沿着杆,可以与杆成任意角度,有轴的杆杆上的弹力一定沿着杆,无轴的杆杆上的弹力方向不确定。‎ ‎3.弹簧的弹力沿着弹簧指向弹簧原长位置处,弹簧上面的弹力只能逐渐变化,不能发生突变。‎ 例2　(多选)如图所示,将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点上,一物体通过动滑轮悬挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子间的夹角为θ1,绳子张力为F1;将绳子从B端移至C点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为θ2,绳子张力为F2;将绳子B端移至D点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为θ3,绳子张力为F3,不计摩擦力,则(　　)。‎ A.θ1=θ2=θ3 B.θ1=θ2<θ3‎ C.F1>F2>F3 D.F1=F2