高中物理力与平衡

第一节重力弹力摩擦力

一、重力、弹力

1．重力

(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．

(2)大小：G＝mg. (3)方向：总是竖直向下．

(4)重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．

2．弹力

(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用．

(2)产生的条件

①两物体相互接触；②发生弹性形变．

(3)方向：与物体形变方向相反．

3．胡克定律

(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹簧的弹力大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．

(2)表达式：F＝kx.

①k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．

②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．

1.判断正误

(1)自由下落的物体所受重力为零．() (2)重力的方向不一定指向地心．()

(3)弹力一定产生在相互接触的物体之间．()

(4)相互接触的物体间一定有弹力．() (5)F＝kx中“x”表示弹簧形变后的长度．()

(6)弹簧的形变量越大，劲度系数越大．()

(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质决定．()

二、摩擦力

2.动摩擦因数

F f(1)定义：彼此接触的物体发生相对运动时，摩擦力和正压力的比值，即μ＝.

F N(2)决定因素：接触面的材料和粗糙程度．

2.判断正误

(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势．()

(2)受滑动摩擦力作用的物体，可能处于静止状态．()

(3)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用．()

(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用．()

(5)两物体接触处的弹力增大时，接触面间的静摩擦力大小可能不变．()

F f(6)根据μ＝可知动摩擦因数μ与F成正比，与F成反比．()

Nf F N弹力的分析与计算

1．弹力的判断

(1)弹力有无的判断方法

此方法多用来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．①条件法：

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．若状态不变，则此处不存在弹力；若状态改变，则此处一定有弹力

③状态法：根据物体的状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．

(2)弹力方向的判断

①根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断．

②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．

2．弹力大小计算的三种方法

(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．

一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，

点沿支架缓点，另一端从B.现将轻绳的一端固定于支架上的A质滑轮悬挂一重物G)

．则绳中拉力大小变化的情况是(点与点靠近(CA点等高)慢地向C B．先变小后不变．先变

小后变大 A ．先变大后不变D．先变大后变小C

判断弹力有面面接触、点面接触、球面接触、球球接触的弹力垂直于接触公切面1．，无时常用假设法来判断．同一根绳，，弹力方向一定沿绳收缩的方向．当绳中无结点或通过滑轮绕时对轻绳．2张力不一定相等．则当两段绳处理，上张力相等；若有结点，

弹力方，若端点用铰链连接，弹力方向一定沿杆的方向；若端点固定连接对轻杆，．3由端点物体所受其他力的合力及物体的状态判断和计算．，向不一定沿杆方向

需注意方向的多样弹力满足胡克定律且既能产生拉力也可产生支持力，4．对轻弹簧，与其运动

状态无关，轻弹簧两端受力始终大小相等，性．弹簧的弹力不能发生突变．

弹力的有无及方向判断考向1角的细绳拴接一．如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成1α)

(小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是

A．细绳一定对小球有拉力的作用

B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用

C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力

D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力

考向2胡克定律的应用

2．如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：

①弹簧的左端固定在墙上；②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用；③弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动．若认为弹簧质量都为零，以L、L、L、L依次表示四个弹簧的伸长量，则有()

4132

A．L＞L B．L＞L 3412D．L＝L ＞C．LL 4321摩擦力的分析与计算

【知识提炼】

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程序如下：

(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(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．

2．摩擦力大小的计算

(1)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F＝ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，f则F＝ma，先求合力再求静摩擦力．合(2)滑动摩擦力大小的计算：滑动摩擦力的大小用公式F＝μF来计算，应用此公式时Nf要注意以下几点：

①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；F为两接触面间N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．

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