1、1第 1讲 重力 弹力 摩擦力选考导航历次选考统计知识内容 考试要求 2016/042016/102017/042017/112018/042018/11重力、基本相互作用 c 2 3 7弹力 c 14 5摩擦力 c 20 2020、5、19 19 11力的合成 c 10力的分解 c 13 7 5共点力平衡条件及应用 c 5实验 2 探究求合力的方法 17 17(1)知识排查重力 基本相互作用1.重力产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。2.重力大小：与物体的质量成正比，即 G mg。可用弹簧测力计测量重力。3.重力方向：总是竖直向下的。4.重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。5.四种基本
2、相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。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恢复原状的形变。(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形状，这个限度叫弹性限度。2.弹力(1)定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。(2)产生条件：物体相互接触且发生弹性形变。(3)方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。23.胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小 F跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x成正比。(2)表达式： F kx。 k是弹簧的劲度系数，
3、单位为 N/m； k的大小由弹簧自身性质决定。 x是形变量，但不是弹簧形变以后的长度。滑动摩擦力、静摩擦力（3）摩擦力的大小 ,静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即 0mg，方向可能沿杆向上，选项 D错误。答案 C4.如图 4所示，质量均为 m的物体 A、 B通过一劲度系数为 k的轻质弹簧相连，开始时 B放在地面上， A、 B都处于静止状态，现通过细绳将 A加速向上拉起，当 B刚要离开地面时，A上升距离为 L，假设弹簧一直在弹性限度范围内，则( )图 4A.L B.Lmgk 2mgkC.Lmgk 2mgk解析 对于初态，以 A为研究对象进行
4、受力分析可知弹簧处于压缩状态，设压缩量为 x1，则 kx1 mg，可求得 x1 ，对于末态( B刚要离开地面时)，以 B为研究对象进行受力分析mgk可判断弹簧处于伸长状态，设伸长量为 x2，则 kx2 mg，可得 x2 ， A上升的距离就是弹mgk簧变长的长度，则 L x1 x2 ，B 正确。2mgk答案 B摩擦力的分析和计算1.明晰“三个方向”名称 释义运动方向 一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向相对运动方向指以其中一个物体为参考系，另一个物体相对参考系的运动方向相对运动趋势方向由两物体间静摩擦力的存在导致，能发生却没有发生的相对运动的方向2.静摩擦力的有无及方向的判断方法8(1
5、)假设法(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。(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方向。3.摩擦力的计算(1)在确定摩擦力的大小之前，首先分析物体所处的状态，分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)滑动摩擦力有具体的计算公式，而静摩擦力要利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等计算。(3)滑动摩擦力的大小可以用 F F N计算，也可以用平衡条件或牛顿第二定律计算。4.计算摩擦力大小时的“三点注意”(1)公式 F F N中的 FN是两个物体接触面上的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，它不
6、一定等于物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定。(2)滑动摩擦力 F的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关。(3)该公式适用于滑动摩擦力大小的计算。求静摩擦力的大小时，该公式不成立。【典例 1】 如图 5所示，在水平桌面上有一向右运动的物体，其质量为 20 kg，与桌面间的动摩擦因数 0.1。物体在运动过程中，还受到一个方向水平向左的大小为 10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为( g10 m/s 2)( )图 5A.10 N，水平向右 B.10 N，水平向左C.20 N，水平向右 D.20 N，水平向左解析 题中物体与水平面间的摩擦力是滑动摩擦力，其方向与相对运
7、动方向相反，即水平向左，大小可根据 Ff F N mg 求解，代入数据得 Ff20 N，D 正确。答案 D【典例 2】 如图 6所示，物体 A、 B在力 F作用下一起以相同速度沿 F方向匀速运动，关于物体 A所受的摩擦力，下列说法正确的是( )9图 6A.甲、乙两图中物体 A均受摩擦力，且方向均与 F相同B.甲、乙两图中物体 A均受摩擦力，且方向均与 F相反C.甲、乙两图中物体 A均不受摩擦力D.甲图中物体 A不受摩擦力，乙图中物体 A受摩擦力，方向和 F相同解析 用假设法分析：甲图中，假设 A受摩擦力，与 A做匀速运动在水平方向合力为零不符，所以 A不受摩擦力；乙图中，假设 A不受摩擦力，
8、A将相对 B沿斜面向下运动，则知A受沿 F方向的摩擦力。选项 D正确。答案 D1.如图 7所示，质量为 m的木块 P在质量为 M的长木板 ab上滑行，长木板放在水平面上一直处于静止状态。若 ab与地面间的动摩擦因数为 1，木块 P与长木板 ab间的动摩擦因数为 2，则长木板 ab受到地面的摩擦力大小为( )图 7A. 1Mg B. 1(m M)gC. 2mg D. 1Mg 2mg解析 木块 P对长木板的滑动摩擦力大小为 F 2mg，长木板始终静止，则地面对长木板的静摩擦力大小为 F F 2mg，故选项 C正确。答案 C2.用如图 8所示的方法可以测定木块 A与长木板 B之间的滑动摩擦力的大小。
9、把木块 A放在长木板 B上，长木板 B放在光滑水平面上，在恒力 F作用下，长木板 B在水平面上运动，水平弹簧测力计的示数为 FT。下列说法中正确的是( )图 8A.木块 A受到的滑块摩擦力的大小等于 FTB.木块 A受到的滑动摩擦力的大小等于 FC.若长木板 B以 2v的速度匀速运动时，木块 A受到的摩擦力的大小等于 2FTD.若用 2F的力作用在长木板 B上，木块 A受到的摩擦力的大小等于 2F10解析 木块 A受到的摩擦力与长木板 B的受力及运动状态无关，只要木块 A处于静止状态，长木板 B对木块 A的摩擦力都等于 FT，故选项 A正确，选项 B、C、D 错误。答案 A3.(201811月
10、浙江选考)小明在观察如图 9所示的沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。小明测出这堆沙子的底部周长为 31.4 m，利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为 0.5，估算出这堆沙的体积最接近( )图 9A.60 m3 B.200 m3 C.250 m3 D.500 m3解析 沙堆的底部周长为31.4 m，由 l2 R，可知底面半径为R5 m，由图可知当沙堆不能再堆高时，即 tan 0.5，所以沙堆高 h Rtan 2.5 m，故沙堆的的体积为 V R2h65.4 13m3，故选项 A最接近。答案 A计算摩擦力时的三点注意(
11、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 F F N计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。(2)公式 F F N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)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面积的大小也无关。摩擦力的突变问题1.“静静”突变11物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。2.“静动”突变或“动静”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩
12、擦力将“突变”成滑动摩擦力。3.“动动”突变某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生“突变” 。【典例 1】 如图 10所示，物体 A静止在粗糙水平面上，左边用一轻质弹簧和竖直墙相连，弹簧的长度大于原长。现用从零开始逐渐增大的水平力 F向右拉 A，直到 A被拉动，在 A被拉动之前的过程中，弹簧对 A的弹力 F1的大小和地面对 A的摩擦力 Ff大小的变化情况是( )图 10A.F1减小 B.F1增大C.Ff先减小后增大 D.Ff始终减小审题关键点 A静止在粗糙水平面上。弹簧的长度大于原长。从零开始逐渐增大的水平力 F向右拉 A。直到 A被拉动。解析 在 A被
13、拉动之前的过程中，弹簧仍处于原状，因此弹力 F1不变，静止时弹簧的长度大于原长，则弹簧对 A的拉力向左，由于水平面粗糙，因此物体受到水平向右的静摩擦力Ff。当再用一个从零开始逐渐增大的水平力 F向右拉 A，直到把 A拉动前过程中，物体 A受到的静摩擦力 Ff从向右变为水平向左，所以 Ff大小先减小后增大，故选项 C正确，A、B、D 错误。答案 C【典例 2】 长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角 变大)，另一端不动，如图 11所示。则铁块受到的摩擦力 Ff随角度 的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图 1112解析
14、设木板与水平面间的夹角增大到 时，铁块开始滑动，显然当 kb，即 a的劲度系数比 b的大，B 正确，C 错误； a、 b两图线与 l轴的交点为弹簧的原长，则 a、 b的原长分别为 l1和 l2，从图象看出 l1l2，故 A错误；弹力 F与弹簧的长度 l是线性关系而不是正比关系，故 D错误。答案 BB组 能力提升10.如图 10所示，楔形物块 a固定在水平地面上，在其斜面上静止着小物块 b。现用大小一定的力 F分别沿不同方向作用在小物块 b上，小物块 b仍保持静止，如下图所示，则a、 b之间的静摩擦力一定增大的是( )19图 10解析 未加力 F前对 b进行受力分析可知， b受沿斜面向上的静摩擦
15、力。A 中加力 F后，静摩擦力一定增大，A 正确；B、C 中加力 F后，静摩擦力可能减小，B、C 错误；D 中加力 F后，静摩擦力不变，D 错误。答案 A11.如图 11所示，质量为 m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为 ，当传送带分别以 v1、 v2的速度做逆时针运动时( v1v2)，绳中的拉力分别为 F1、 F2，则下列说法正确的是( )图 11A.物体受到的摩擦力 Ff1Ff2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1 F2D.传送带速度足够大时，物体受到的摩擦力可为 0解析 物体的受力如图所示，滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，选项 B错误；设
16、绳与水平方向成 角，则 Fcos F N0， FN Fsin mg0，解得 F ， 不 mgcos sin 变， F恒定不变，选项 C正确；滑动摩擦力 Ff Fcos ，也不变，选 mgcos cos sin 项 A、D 错误。答案 C12.如图 12所示，放在水平桌面上的木块 A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg，弹簧测力计的读数为 2 N，若轻轻取走盘中的部分砝码，使砝码和托盘的总质量20减少到 0.3 kg时，将会出现的情况是( g取 10 N/kg，不计滑轮摩擦)( )图 12A.弹簧测力计的读数将变小B.A仍静止不动C.A对桌面的摩擦力不变D.A对桌面的摩擦力将变大
17、解析 当砝码和托盘的总质量 m10.6 kg时， A处于静止状态， A所受摩擦力为Ff1 m1g F14 N，方向向左，则最大静摩擦力 Fmax4 N，当 m1减小到 0.3 kg时，m2g F11 N Fmax，故 A仍静止不动，弹簧测力计读数不变， A对桌面的摩擦力为 1 N，方向向左，B 正确。答案 B13.如图 13所示，水平地面上质量为 m的物体，在推力 F作用下做匀速直线运动。已知sin 370.6，cos 370.8，木块与地面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g，木块受到的摩擦力为( )图 13A.0.8F B.0.6FC. (mg0.6 F) D.mg解析 物体在合外力的作用
18、下做匀速直线运动，所以物体受力平衡。在水平方向上， F水平方向的分力等于物体所受摩擦力，有 f Fcos 370.8 F；在竖直方向，地面对物体的支持力等于 F竖直方向的分力与重力的合力，有 FN mg Fsin 37，则滑动摩擦力f F N (mg0.6 F)。答案 A14.如图 14所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为 m的物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是( )图 14A.在竖直方向上，车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡21B.在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力C.若车厢的加速度变小，车厢壁对物块的弹力不变D.若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力也变大解析 对物块 m受力分析如图所示。由牛顿第二定律，在竖直方向：Ff mg；水平方向： FN ma，所以选项 A正确，C、D 错误；车厢壁对物块的弹力和物块对车厢壁的压力是一对相互作用力，故 B错误。答案 A
