2019-2020学年高中物理新同步粤教版必修1学案：第3章+习题课2 物体受力分析+Word版含解析
广东省高中物理粤教版必修一教学案(教师版)：第3章 第3节 力的等效和替代 [ 高考]
![广东省高中物理粤教版必修一教学案(教师版)：第3章 第3节 力的等效和替代 [ 高考]](https://img.taocdn.com/s3/m/4ff9702c02020740bf1e9b0d.png)
第三章研究物体间的相互作用第三节力的等效和替代1．等效与替代：如果一个力F的跟另外几个力F1、F2、F3…的共同相同,那么这个力与另外几个力可以等效和相互替代。
等效替代是重要的科学思维方法之一,它可以使复杂问题变成简单问题.2.合力与分力：一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的，而那几个力就叫这个力的，合力与分力之间是效果上的等效“替代”关系.3.力的合成与分解：在物理学中，通常从相同这一点出发，根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
求几个力的合力的过程或求合力的方法叫,求一个力的分力叫.4. （单选）关于合力与其两个分力的关系，下列说法中正确的是()A．合力的大小一定大于小的分力，小于大的分力B．合力的大小随分力夹角的增大而增大C．合力的大小一定大于任意一个分力D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力5.（单选）两个大小和方向都确定的共点力，其合力的()A．大小和方向都确定B．大小确定，方向不确定C．大小不确定，方向确定D．大小和方向都不确定【自主学习】参考答案：1．作用效果，作用效果2.合力，分力3．作用效果，力的合成，力的分解。
4.解析：根据平行四边形定则可知，两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力，如图甲所示，也不一定小于大的分力，如图乙所示；合力的大小也不随夹角的增大而增大，如图丙所示，并且也不一定大于任意一个分力．故选项D正确．5.解析：由平行四边形定则可知，当两个分力的大小和方向确定后，则其对角线的大小和方向也确定了，故选项A正确．答案：A如图3-3-1所示，同样一桶水，一个人提和两个人共同提，感觉是不一样的，一个人把它提起来，感觉很重，给桶施加了个向上的拉力；两个人共同提起来，感觉很轻松，给桶施加了个力．一个人提和两个人提都是将桶提了起来，作用效果是的．1.合力与分力：一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力，合力与分力之间是效果上的等效“替代”关系.2.力的合成与分解：在物理学中，通常从作用效果相同这一点出发，根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
2019-2020学年高中物理新同步粤教版必修1学案：第3章 章末复习课 Word版含解析
姓名，年级：时间：①接触②弹形性变③垂直接触面④沿绳收缩的方向⑤F＝kx⑥挤压⑦相对运动⑧相对运动趋势⑨粗糙⑩相对运动⑪相对运动趋势⑫二力平衡⑬f＝μF N⑭等效替代⑮平行四边形定则⑯三角形法则⑰大小相等⑱方向相反⑲同一条直线上⑳静止匀速直线运动F x合＝0F y合＝0[学思心得］情况，是研究力学问题的关键．是必须掌握的基本能力．1．整体法与隔离法的选取（1）方法错误!(2）选择错误!2．分析受力情况的顺序（1)先分析重力和已知力．地球表面的宏观物体都要受到重力的作用．作用点画在物体的重心上．(2)其次分析接触力(弹力和摩擦力）．绕研究对象逆时针(或顺时针）观察一周，看研究对象跟其他物体有几个(N个)接触点（或面)，则最多有几个(N个）弹力．某个接触点(或面）有挤压，则画出弹力；若还有相对运动(或相对运动趋势)，则画出摩擦力．(3）画完受力图后再进行检查,看是否多画了力或漏力的现象,物体的受力情况和运动状态是否相符，然后加以纠正．3．受力分析注意问题(1)分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力，不要分析研究对象对周围物体施加的力，也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递"作用在研究对象上．（2）受力分析时，不要多画不存在的力或漏力,要注意确定每个力的施力物体和受力物体，在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当作是物体受到的力．(3）如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析．（4）物体受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时要根据学到的知识通过计算确定．（5）受力分析须严密,外部作用看整体，互相作用要隔离．找施力物体防“添力"，顺序分析防“漏力”；分力和合力避免重复,性质力、效果力避免重记．【例1】如图所示,用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来．今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力，并对小球b持续施加一个向右偏上30°的同样大小的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是（)A [表示平衡状态的图是哪一个，关键是要求出两条轻质细绳对小球a和小球b 的拉力的方向，只要拉力方向找出后，图就确定了．先以小球a、b及连线组成的整体为研究对象，系统共受五个力的作用，即两个重力（m a＋m b)g，作用在两个小球上的恒力F a、F b和上端细线对系统的拉力T1。
精品物理新学案同步粤教版必修一讲义：第三章研究物体间的相互作用第四节
第四节力的合成与分解[学习目标]1.熟练掌握力的合成与分解所遵循的平行四边形定则.2.会用作图法和计算法进行合力与分力的计算.3.能够在实际问题中按照力的实际作用效果进行力的合成与分解.4.能运用力的正交分解法求解问题.一、力的平行四边形定则1.定义：如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.2.理解：在平行四边形中，两条邻边表示分力的大小和方向，这两条邻边所夹的对角线表示合力的大小和方向.二、合力的计算物体受到的两个力的作用，根据力的平行四边形定则，可以求出这两个力的合力.三、分力的计算1.分力的计算就是合力运算的逆运算.2.分解的多解性：如果没有限制，同一个力可分解为无数对大小和方向都不同的分力.3.分解的实效性：在进行力的分解时，一般先根据力的作用效果来确定分力的方向，再根据平行四边形定则来计算分力的大小.判断下列说法的正误.(1)合力总比分力大.(×)(2)一个力F分解为两个力F1、F2，则F1、F2共同作用的效果与F相同.(√)(3)当两个力的大小不变时，它们的合力大小也不变.(×)(4)力的合成遵循平行四边形定则，而力的分解不遵循平行四边形定则.(×)一、合力与分力的关系(1)假设两个学生用大小均为100 N的力一起拎起一桶水，则两个学生对水桶的合力一定是200 N吗？(2)要想省力，两个学生拉力间的夹角应大些还是小些？为什么？答案(1)不一定.当两个学生所施加的拉力成一夹角时，这两个拉力的合力小于200 N.(2)夹角应小些.提水时两个学生对水桶拉力的合力大小等于一桶水所受的重力，合力不变时，两分力的大小会随着两个分力之间夹角的减小而减小，因此夹角越小越省力.合力与分力的关系两分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，随θ的减小而增大.(1)两分力同向(θ＝0°)时，合力最大，F＝F1＋F2，合力与分力同向.(2)两分力反向(θ＝180°)时，合力最小，F＝|F1－F2|，合力的方向与较大的一个分力的方向相同.(3)合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.合力可能大于某一分力，可能小于某一分力，也可能等于某一分力.例1两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F.以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越小B.合力F可能比任何一个分力都小C.合力F总比任何一个分力都大D.如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大。
2019-2020年粤教版高中物理必修一3-3 力的等效与替代教学设计
2019-2020年粤教版高中物理必修一3-3 力的等效与替代教学设计【知识与技能】1、了解力的图示法，区别力的图示和力的示意图。
2、理解力的等效与替代的关系。
3、掌握力的平行四边形定则。
【过程与方法】通过实验探究方案的设计实施，在探究过程中理解等效替代的科学研究思想.【情感态度与价值观】1.通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法。
2.学生在自主寻找规律的过程中体会到学习的乐趣。
在科学探究中形成严谨、务实的态度。
【教学重点】1、力的等效与替代的关系2、平行四边形定则【教学难点】实验方案的设计与实施【教学方法】问题情境法、多媒体辅助法、实验法【学法】见“物”：学生对日常生活的观察，提出有价值的物理问题。
建“理”：通过自己的分析、归纳、类比、整理等方法从这些现象中总结出物理科学知识。
教学过程【导入新课】情景引入：请同学讲述“曹冲称象”故事问题1：为什么可以用石头的重代替大象的重？问题2：如何判断它们是等效的呢？生活链接：列举生活中由于等效而可以相互替代的例子1.钱币的等值替换2.电阻的等效代换学生总结：钱币、电阻之间的作用效果相同，可以相互替代。
【讲授新课】情景1：两位学生提水与一人提水，桶处于什么状态，一个力与两个力之间什么关系？情景2：十六匹马对马德堡半球作用与两头大象作用，球处于什么状态，两对力间什么关系？F=F1+F2方向F≠F1+F2方向学生总结：力之间的作用效果相同，互为等效力，可以相互替代。
【力的图示】问题1：什么是力？力是物体与物体间的相互作用问题2：如何准确描述力？用力的图示法表示力的三要素：大小、方向、作用点小试身手：一个人用大小为60N、方向与水平面夹角为30°的斜向上的力拉小车，请在图中用力的图示法画出这个力.大小：方向：作用点：【寻找等效力】（由浅入深）实验与探究1：方向相同两个力的等效与替代实验设计：学生汇报实验设计方案，如何找到方向相同两个力的等效力。
精品物理新学案同步粤教版必修一讲义：第三章研究物体间的相互作用微型专题两种性质的力及物体的受力分析
微型专题两种性质的力及物体的受力分析
[学习目标] 1.进一步熟练判定弹力的方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.
2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法.
3.学会对物体进行受力分析的方法.
一、弹力有无及方向的判断
1.条件法：根据物体是否直接接触并发生形变来判断，常用于形变明显的情况.
2.对于形变不明显的情况通常有以下三种方法
(1)假设法：可以假设将与所研究物体接触的其他物体撤去.看所研究物体还能否保持原来的状态，若能则无弹力，若不能，则存在弹力.
(2)状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力.
(3)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，若替换后能发生形变，则表示原接触处有弹力存在；若替换后不能发生形变，则表示原接触处无弹力存在.
例1在图1中画出物体A所受弹力的示意图.
图1
答案如图
解析用假设法判断.甲图中，若拿走B球，A球将向右运动，说明A、B间有弹力；乙图中，若拿走A球，B球将向下运动，说明A、B间有弹力；将容器左壁或底拿走，A球会运动，说明容器左壁和底部对A也会有弹力作用；丙图中杆给重物的弹力F为支持力，方向沿杆向
上；丁图中杆给重物的弹力F并不沿着杆的方向，根据假设法判断F的方向应竖直向上.。
粤教版高中物理必修一第三章探究物体间的相互作用学案
第三章第一节探究形变与弹力的关系学习目标1、知道常见的形变种类；2、了解弹性、弹性形变和弹性限度3、掌握弹力的三种效果力及其方向判断方法；4、掌握胡克定律学习过程一、预习指导：1、认识形变⑴形变：在力的作用下，物体或发生变化。
⑵形变的种类：形变、形变、形变、形变等四种⑶形变的特点：任何物体在力的作用下都可发生形变，只是有的形变很，而有些形变很。
2、弹性与弹性限度⑴弹性：发生形变的物体能的性质⑵弹性形变：发生形变的物体，撤去外力后，能原状的形变⑶弹性限度：如果形变超出一定的限度，撤去外力后物体不能原来的形状，这个限度即为弹性限度。
3、弹力⑴定义：发生的物体，由于要，会对跟它的其它物体产生力的作用，这个力叫弹力。
⑵种类：、、（从力的效果分类）⑶方向：弹力的方向与两物体的接触面。
其中压力方向垂直指向的物体；支持力方向垂直指向的物体；拉力方向总是绳子指向绳子的方向。
4、胡克定律⑴内容：在弹性限度内，弹簧的弹力F的大小与弹簧的（或）量X成正比。
⑵定义式：其中K为二、课堂导学：※学习探究1、认识形变2、弹性与弹性限度弹力⑴定义：发生的物体，由于要，会对跟它的其它物体产生力的作用，这个力叫弹力。
⑵种类：、、⑶大小：与物体形变程度有关。
一般来说，同一物体，形变程度越产生的弹力越大，⑷方向：弹力的方向与两物体的接触面。
压力方向垂直指向的物体；支持力方向垂直指向的物体；拉力方向总是绳子指向绳子的方向。
⑸弹力产生的条件BA ① ② 两个条件缺一不可⑹胡克定律【实验与探究】探究弹簧弹力F 与弹簧的伸长量（或缩短量）X 之间的关系实验步骤：①器材：铁架台、两根相同的弹簧、刻度尺、钩码若干②按图安装好器材，用刻度尺量度弹簧的原长L 0并记录③先在弹簧下端挂一个钩码，稳定后量度弹簧的长度并在表3-1-1中记录有关数据④再在弹簧下端增加一个钩码，稳定后量度弹簧的长度并在表3-1-1中记录有关数据⑤在弹性限度内依次增加钩码，并且每次增加钩码后都在表3-1-1中记录有关数据结论定义式： ，用来计算弹簧弹力的大小 ，K 为 ，单位是 。
物理新学案同步粤教版必修一讲义：第三章 研究物体间的相互作用 第三节
第三节力的等效和替代[学习目标]1.知道共点力、合力和分力的概念并理解合力和分力的等效替代关系.2.理解力的合成与分解实质上就是等效替代的科学研究方法.3.能用实验探究求合力的方法.一、共点力如果几个力都作用在物体的同一(填“同一”或“不同”)点上，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力.二、力的等效替代1.合力与分力：如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，那么这个力与另外几个力等效或可以相互替代，这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力.2.力的合成与分解：从作用效果相同这一观点出发，根据具体情况进行力的替代，称为力的合成与分解.3.力的合成：求几个力的合力的过程或求合力的方法.4.力的分解：求一个力的分力的过程或方法.三、寻找等效力1.将一根橡皮筋的一端固定在木架上，另一端与两根细绳相连.2.如图1所示，分别在细绳下悬挂等量(填“等量”或“不等量”)的钩码，使橡皮筋与细绳的结点伸长至点O，将画有间隔相等同心圆的纸片置于橡皮筋与细绳的后面，其圆心与点O重合.在纸的边缘记下两绳与纸边的交点C、D，同时记录两绳上悬挂钩码的数量.图13.如图2所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，同样使结点伸长至点O，记下弹簧测力计的读数以及细绳与纸边的交点J.图24.取下纸片，连接OC、OD、OJ，用力的图示(填“图示”或“示意图”)法作出三个力，如图3所示.图35.改变钩码的数量，重复上述实验步骤.判断下列说法的正误.(1)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，则这两个力一定是共点力.(×)(2)合力与原来那几个力同时作用在物体上.(×)(3)合力的作用可以替代原来那几个力的作用，它与那几个力是等效替代关系.(√)一、合力与分力的关系一个大人能够提起一桶水，两个小孩共同用力也可以提起这桶水.那么大人用的力和两个小孩共同用的力有什么关系？哪个是合力？哪些是分力？答案效果相同，可以等效替代；大人的力是两个小孩作用力的合力，两个小孩的作用力是分力.合力与分力的关系1.等效性：合力与分力产生的效果相同，可以等效替代.2.同体性：各个分力是作用在同一物体上的.作用在不同物体上的力不能求合力.例1(多选)关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是()A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B.两力F1、F2一定是同种性质的力C.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力答案AC解析只有同一个物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成.合力是对原来几个分力的等效替代，两力可以是不同性质的力，但合力与分力不能同时存在，所以选项A、C正确.合力与分力是等效替代关系，作用在同一个物体上，其作用效果相同，并不是指物体同时受到合力和分力的作用.针对训练(多选)如图4所示，同一吊灯分别按两种方式悬挂，第一种方式吊灯只受一个A 绳拉力的作用，第二种方式吊灯受到B绳和C绳的共同作用，两灯均处于静止状态，则下列说法正确的是()图4A.A绳对灯的拉力与灯的重力是等效的B.B、C两绳对灯的拉力与A绳对灯的拉力等效C.B绳对灯的拉力和C绳对灯的拉力可以看做A绳对灯的拉力的分力D.A绳的拉力大小等于B绳的拉力大小和C绳的拉力大小的和答案BC二、探究合力与分力的关系(1)先将橡皮筋一端固定，将两个力F1、F2作用在另一端并使其伸长一定长度到达某一位置；再用另一个力F作用于橡皮筋的同一点，使其伸长相同的长度到达同一位置，那么，F与F1、F2的效果就相同.(2)若记下F1、F2的大小和方向，画出各个力的图示，就可以研究F与F1、F2的关系了.2.结论求两个力的合力时，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向.(1)结点O同一次实验中橡皮筋拉长后的O点必须保持不变.(2)拉力①要保证橡皮筋、细绳位于与纸面平行的同一平面内.②两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小.(3)作图①在同一次实验中，选定的比例要相同；②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力.例2李明同学在做“探究求合力的方法”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O 以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图5(a)所示.图5(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力.(2)有关此实验，下列叙述正确的是()A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图(b)所示是张华和李明两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)答案(1)如图所示(2)AC(3)张华的实验比较符合实验事实例3在做“探究求合力的方法”的实验时，先将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时，需要两次拉伸橡皮筋，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮筋，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮筋.(1)实验对两次拉伸橡皮筋的要求中，下列说法正确的是________.A.将橡皮筋拉伸相同长度即可B.将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮筋和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下讨论，其中对减小实验误差有益的说法是________.A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些答案(1)BD(2)BD1.(共点力的理解)关于共点力，下列说法中错误的是()A.作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，则这两个力一定是共点力B.作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力C.作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力D.作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线交于同一点，则这几个力是共点力答案 A解析共点力是指同时作用在物体上的同一点或作用线相交于同一点的几个力，故A错误，B、C、D正确.2.(实验原理及步骤)某同学做“探究求合力的方法”实验时，主要步骤有：A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B.用图钉把橡皮筋的一端固定在方木板上的A点，在橡皮筋的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮筋使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F.比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________；(2)遗漏的内容分别是____________________________和__________________________.答案(1)C E(2)C中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮筋的结点拉到同一位置O”解析(1)根据“探究求合力的方法”实验的操作过程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.(2)在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮筋的结点拉到同一位置O.3.(实验原理及步骤)在“探究求合力的方法”实验中，如图6所示，某同学进行实验的主要步骤是：将橡皮筋的一端固定在A点，另一端(活动端)拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计.沿着两个相互垂直的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，通过标记a、b两点来记录两力的方向，并由弹簧测力计的示数记录两个拉力F1、F2的大小.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉至O点，测出其拉力F′大小并确定方向.图6(1)在图上以每格1 N为标度，作出拉力F1、F2及合力F的图示.(2)在本实验中，采用下列哪些方法可以减小实验误差()A.实验前，先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动，检查读数是否相同B.两个分力F1和F2的大小要适当大些C.两个分力F1和F2的夹角要尽量小些D.拉橡皮筋的绳套要适当长一些答案(1)见解析图(2)ABD解析(1)弹簧测力计F1＝4.80 N，F2＝3.60 N.作图如图所示(2)实验前，先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动，检查读数是否相同，故A正确；为了减小测量的误差，两个分力的大小要适当大一些，夹角适当大一些，故B正确，C错误；拉橡皮筋的绳套要适当长一些，故D正确.一、选择题考点一共点力1.如图1所示，对共点力的说法正确的是()图1A.甲图中钩子受的力是共点力B.乙图中扁担受的力是共点力C.丙图中相框受的力不是共点力D.三个图中物体受到的力都不是共点力答案 A解析甲图中钩子受到的几个力作用于一点，是共点力，A项正确，D项错误；丙图中相框受到的两个拉力和重力的延长线交于一点，是共点力，C项错误；乙图中扁担受的力延长线不交于一点，不是共点力，B错误.考点二探究合力与分力的关系2.在“探究求合力的方法”的实验中，用一只弹簧测力计拉橡皮筋时要和用两只弹簧测力计拉时结点的位置重合，这样操作主要采用的科学方法是()A.控制变量的方法B.等效替代的方法C.理论推导的方法D.理想实验的方法答案 B解析本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法.3.在做“探究求合力的方法”的实验中，以下说法中正确的是()A.用两只弹簧测力计拉橡皮筋时，两细绳之间的夹角必须为90°，以便求出合力的大小B.用两只弹簧测力计拉橡皮筋时，结点的位置必须与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合C.若用两只弹簧测力计拉时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉时拉力的图示F′不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的D.同一实验过程中，结点O的位置允许变动答案 B解析理论上，细绳之间的夹角是任意的，不需要计算，A错误；前后两次结点的位置相同，力的作用效果才相同，B正确，D错误；由于测量和作图存在误差，F′和F的方向不一定重合，实验可以证明，在误差允许的范围内，平行四边形定则总是成立的，C错误.4.(多选)在做“探究求合力的方法”实验时，使用弹簧测力计必须注意()A.测量前检查弹簧测力计的指针是否指在零点B.实验中只需要记录弹簧测力计的读数C.在用弹簧测力计拉橡皮筋时，使弹簧测力计外壳与纸面平行D.两根细绳必须等长答案AC解析A选项是为了读数准确，A正确；实验中需记录弹簧测力计的读数，拉力的方向以及结点O的位置，B错误；C可以保证准确的测出拉力的大小，C正确；细绳的作用是能显示出力的方向，所以不要求必须等长，D错误.5.(多选)在做“探究求合力的方法”的实验时，先用两个弹簧测力计拉橡皮筋，再用一个弹簧测力计拉橡皮筋，两次须使橡皮筋的结点达到同一位置，这样做是为了()A.便于测量力的大小B.使两个分力和它的合力产生相同的效果C.使两个分力和它的合力有相同的作用点D.便于画出分力与合力的方向答案BC解析两次使橡皮筋沿同一方向伸长相同的长度，表明第一次对橡皮筋所加的两个力与第二次对橡皮筋所加的一个力是等效力，其次，本实验是共点的两个力的合成，所以拉到同一位置也满足了共点的条件，故选B、C.二、非选择题6.(实验步骤)有同学利用如图2所示的装置来做“探究求合力的方法”实验：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB和F T OC，回答下列问题：图2(1)改变钩码个数，实验能完成的是________.A.钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B.钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C.钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D.钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________.A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图3中________(选填“甲”或“乙”)是正确的.图3答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)对O点受力分析如图所示，OA、OB、OC分别表示F T OA、F T OB、F T OC的大小，由于三个共点力平衡，所以F T OA、F T OB 的合力大小等于F T OC，且F T OC<F T OA＋F T OB，即|F T OA－F T OB|<F T OC<F T OA＋F T OB，故B、C、D 能完成实验.(2)为探究求合力的方法，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，应从力的三要素角度出发，要记录钩码的个数、标记结点O的位置和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故A 正确，B、C、D错误.(3)以O点为研究对象，F3的实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的合力的理论值与实际值可能有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际.7.(实验原理和实验步骤)某同学用如图4所示的实验装置来探究求合力的方法.弹簧测力计A 挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线方向.图4(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.(2)下列不必要的实验要求是________.A.应测量重物M所受的重力B.弹簧测力计应在使用前校零C.拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法.①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.答案(1)3.6(2)D(3)①改变弹簧测力计B拉力的方向和大小；②减小重物M的质量；③将A更换成较大量程的弹簧测力计(任选其二)解析(1)由弹簧测力计可读出数据为3.60 N；(2)因为只要O点受力平衡，三个力的合力为零即可，没有必要每次都要使O点静止在同一位置，故选D；(3)减小重物M的质量，可使弹簧测力计的读数减小，将A更换成较大量程的弹簧测力计或改变弹簧测力计B拉力的方向和大小.8.(探究求合力的方法)小明通过实验探究求合力的方法：(1)实验所用的一只弹簧测力计如图5甲所示，在用它测力前应对它进行的操作是____________.图5(2)在测出F1、F2和对应的合力F后，他在纸上画出了F1、F2的图示，如图乙所示.请你帮助他在图中画出合力F的图示.(测得F＝4.9 N，图中a、b为记录F方向的两点)(3)小明用虚线把F的箭头末端分别与F1、F2的箭头末端连接起来；观察图形后，他觉得所画的图形很像平行四边形.至此，为正确得出求合力的一般方法，你认为小明接下来应该做些什么？(写出两点即可)①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.答案(1)调零(2)见解析图(3)①验证该图形基本就是平行四边形；②得出求合力的一般方法；③改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，验证猜想；④与同学交流，得出合理结论(任选其二)解析(1)该实验所用弹簧测力计开始时指针不在零位置，故在用它测力前应对它进行的操作是调零.(2)根据力的三要素作出合力F的图示如图所示：(3)根据所画的图形很像平行四边形这一事实，小明接下来应该做以下事情：①验证该图形基本就是平行四边形；②得出求合力的一般方法；③改变F1、F2的大小和方向，重复上述实验，验证猜想；④与同学交流，得出合理结论.。
物理新学案同步粤教版必修一讲义：第三章 研究物体间的相互作用 第一节
第一节探究形变与弹力的关系[学习目标]1.知道常见形变和弹性形变.2.知道弹力产生的原因和条件.3.知道压力、支持力和拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出力的图示及示意图.4.掌握胡克定律，会用F ＝kx分析、解决有关问题.一、认识形变1.形变：物体形状发生变化.2.分类：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等.3.任何物体都能发生形变.有时形变比较明显，有时很微小，需要借助仪器才能观察到.二、弹性与弹性限度1.弹性：弹簧具有恢复原状的性质.2.弹性形变：任何物体受到外力作用后都会产生形变，撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变.3.弹性限度：如果外力过大，撤去外力后，物体形状不能完全恢复，我们称这种现象为超过了物体的弹性限度.三、探究弹力1.弹力：产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力.2.弹力是由施力物体(填“受力物体”或“施力物体”)发生形变而产生的.3.几种弹力的方向(1)压力或支持力的方向：压力的方向垂直于支持面指向被压的物体；支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体.(2)绳子对物体的拉力方向：沿绳子指向绳子收缩的方向.4.胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比.(2)公式：F＝kx.k为弹簧的劲度系数，单位为N/m，不同的弹簧，其劲度系数不同.四、力的图示1.力的示意图：用一带箭头的线段表示.2.力的图示：用线段的长度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点.1.判断下列说法的正误.(1)只要两物体接触就一定产生弹力.(×)(2)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.(×)(3)绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.(√)(4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.(√)(5)由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.(×)2.弹簧的原长为10 cm，它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长为12 cm，则该弹簧的劲度系数为N/m.若在它下面挂一个重为6 N的物体，则弹簧的伸长量为cm.(弹簧始终处于弹性限度内)答案200 33.小明用20 N的水平力推桌子(如图1所示)，作出此力的图示和力的示意图.图1答案一、形变和弹力1.如图2所示，取一个玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？图2答案用手捏玻璃瓶，管中水面上升.说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了.2.用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？答案橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).3.如图3所示，被拉长的弹簧对手有一个拉力的作用，这个拉力是如何产生的？图3答案弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力.1.弹性形变和非弹性形变弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变.非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变.发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度(弹性限度)，会变成非弹性形变.2.弹力的产生必须同时具备两个条件：(1)两物体直接接触；(2)两物体接触处发生弹性形变. 例1关于弹力的产生，下列说法正确的是()A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到细竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的答案 D解析木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变.桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B错；木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错；电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对.二、力的图示如图4所示是足球撞击球网的瞬间.图4若足球对球网的作用点为图中的A点，且作用力F方向水平向右，大小为50 N，请画出该力的图示和力的示意图.答案如图所示力的图示力的示意图力的图示和力的示意图的区别力的图示可以表示力的三个要素，即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素，即方向和作用点.例2在图5甲中木块P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木块；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示.图5答案如图所示力的图示与力的示意图的画法三、弹力有无的判断 弹力方向的确定(1)试分析图6中半圆柱体上A 、B 、C 三点所受的弹力方向.图6(2)如图7所示，小球放于固定的两个平滑的木板之间，且与两木板接触.图7①试画出小球受到的作用力(重力和弹力)；②两相互接触的物体间一定有弹力吗？答案(1)如图所示(2)①如图所示②两相互接触的物体间不一定有弹力，例如A处无弹力.1.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，几种常见情况如下：(1)压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切面；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图8所示.图8(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.2.弹力有无的判断(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生条件直接进行判断.(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间可能无弹力作用；否则，有弹力作用.②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.如图9中，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力.(接触面均光滑)图9例3在如图10所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.图10答案见解析图解析题图甲中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；题图乙中A、B两点都是球面与平面的接触点，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；题图丙中绳的拉力应沿着绳指向绳收缩的方向，因此绳的弹力方向沿绳向上；假设斜面B对小球P有弹力作用，小球P则不能保持静止，所以题图丙中小球不受斜面弹力的作用.题图丁中A点属于杆与球面的接触点，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B 点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.它们所受弹力的示意图如图所示.判断弹力有无的两个误区1.误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一条件——发生弹性形变.2.误认为有形变一定有弹力，而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别.针对训练在图11中画出物体A所受弹力的示意图.图11答案见解析图解析支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，物体A所受弹力的示意图如图所示.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断四、胡克定律对于同一根弹簧，被拉得越长，弹簧的弹力越大，关于弹簧弹力的大小，甲说：弹簧弹力大小与其长度成正比；乙说：弹簧弹力的变化量ΔF与弹簧形变的变化量Δx成正比.哪个同学说法正确？答案甲错，乙对.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，即F＝kx，也有ΔF＝k·Δx.胡克定律1.成立条件：在弹性限度内.2.对F＝kx的理解(1)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度.(2)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长(或缩短)量x无关.(3)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图12所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图12(4)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.例4一根轻质弹簧一端固定，用大小为50 N的力压弹簧的另一端，平衡时长度为L1＝20 cm；改用大小为25 N的力拉弹簧，平衡时长度为L2＝35 cm；若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度系数.答案30 cm500 N/m解析设弹簧原长为L0，劲度系数为k.由胡克定律得：F1＝k(L0－L1) ①F2＝k(L2－L0) ②联立①②两式得：L0＝0.3 m＝30 cm，k＝500 N/m.1.轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向沿弹簧的轴线方向.2.如果题目中只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或只告诉弹簧弹力的大小，并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态，就要分别进行讨论.3.轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等.1.(对弹力概念的理解)(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图13所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是()图13A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的答案BC【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解2.(弹力方向的判断)在图14中画出物体A所受弹力的示意图.图14答案如图所示【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断3.(弹力有无的判断)下列各图中P 、Q 两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)( )答案 A解析 A 图中两球间若有弹力则小球Q 将向右运动，所以P 、Q 间无弹力；B 图中两球间若无弹力，则两球将向大圆弧底部运动，所以P 、Q 间有弹力；C 图中两球间若无弹力则小球P 将向下运动，所以P 、Q 间有弹力；D 图中两球间若无弹力则小球P 将向右下运动，所以P 、Q 间有弹力.故选A.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力有无的判断4.(胡克定律的应用)如图15所示，锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm ，某人用600 N 的力把它们拉长至1.6 m ，则( )图15A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为150 NC.每根弹簧的劲度系数为93.75 N/mD.每根弹簧的劲度系数为500 N/m答案 B解析 每只手的拉力均为600 N ，故A 错误；每根弹簧的弹力为6004N ＝150 N ，故B 正确；每根弹簧的劲度系数k ＝F Δx ＝150 N (1.6－0.4) m＝125 N/m ，故C 、D 错误. 【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用5.(胡克定律的应用)由实验测得某弹簧所受弹力F 和弹簧的长度l 的关系图象如图16所示，求：图16(1)该弹簧的原长为多少？(2)该弹簧的劲度系数为多少？答案 (1)15 cm (2)500 N/m解析 (1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为l 0＝15 cm.(2)据F ＝kx 得劲度系数：k ＝F x ＝ΔF Δl，由题图可知，该弹簧伸长Δl ＝25 cm －15 cm ＝10 cm 时，弹力ΔF ＝50 N.所以k ＝ΔF Δl ＝5010×10－2N /m ＝500 N/m. 【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用一、选择题考点一 物体的形变和弹力1.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1所示为三种与足球有关的情景.下列说法正确的是( )图1A.甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中，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.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变D.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变答案 D解析静止在草地上的足球受到的弹力，与重力相平衡，但不是它的重力，故A错误；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，B错误；足球撞到网上，球网被撑开，由于球网的形变，而使足球受到了弹力，故C错误，D正确.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解2.(多选)玩具汽车停在模型桥面上，如图2所示，下列说法正确的是()图2A.桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C.汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了形变D.汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变答案AC解析因为施力物体发生形变而产生弹力，故桥受向下的弹力是因为汽车发生了形变，汽车受到向上的弹力是因为桥梁发生了形变.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解考点二弹力的有无及其方向的判断3.(多选)如图3所示，图中的物体A均处于静止状态，关于物体A受到弹力作用的说法正确的是()图3A.图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用C.图丙中斜面B对A无弹力的作用D.图丁中斜面光滑，A不受B对它的弹力作用答案BD解析题图甲中对B进行受力分析，B球受重力和地面的弹力的作用，二力平衡，B球静止，不可能再受到A对它的弹力作用；B选项中采用假设法，若去掉左侧的斜面，A将运动，若去掉右侧的斜面，A也将运动，所以球A对两斜面均有力的作用；C选项中假设斜面B不存在，则小球A无法在原位置保持静止，故题图丙中小球受到斜面的弹力.D选项中假设斜面B 对小球A有弹力作用，则小球A不能保持静止，所以题图丁中小球不受斜面弹力的作用.4.一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是()答案 D解析弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，D对.5.如图4所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是()图4A. 球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下答案 C解析由于球A对挡板和斜面接触挤压，挡板和斜面都产生弹性形变，它们对球A产生弹力，而且弹力的方向垂直于接触面，所以挡板对球A的弹力方向水平向右，斜面对球A的弹力方向垂直于斜面向上.故球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上.6.如图5所示，是我国极地考察破冰船——“雪龙号”.为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度.则船体对冰块的弹力示意图正确的是()图5答案 C解析船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断考点三 胡克定律7.(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是( )A.由F ＝kx 可知，在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B.由k ＝F x可知，劲度系数k 与弹力F 成正比，与弹簧的形变量成反比 C.弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小 无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小答案 ACD解析 在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F ＝kx ，A 正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定，与弹力F 及形变量x 无关，B 错误，C 正确；由胡克定律得k ＝F x，可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k 相等，D 正确.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的理解8.(多选)弹簧原长为10 cm ，当挂上一个50 g 的钩码时，弹簧的长度变为12 cm ，当在原钩码下再挂一个同样的钩码时，弹簧仍处于弹性限度内，下列说法中正确的是(取g ＝10 m/s 2)( )A.弹簧长度变为24 cmB.弹簧劲度系数为25 N/mC.弹簧伸长了4 cmD.弹簧伸长了2 cm答案 BC解析 由题可知，F 1＝mg ＝0.5 N ，x 1＝2 cm ，根据胡克定律F ＝kx ，得k ＝0.50.02N /m ＝25 N/m.当拉力F 2＝1 N 时，由胡克定律得x 2＝125×102 cm ＝4 cm ，所以弹簧的长度L ＝x 2＋L 0＝4 cm＋10 cm＝14 cm，选项B、C正确，A、D错误.二、非选择题9.(力的图示和力的示意图)如图6所示，叠放的物体A、B静止在水平地面上，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图.图6答案见解析图解析画力的图示：①选定标度：此题用2 mm长的线段表示2 N的力.②从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小画出，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10 mm)的线段；③在线段上加箭头表示力的方向.画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明F N＝10 N即可，如图丙所示.10.(胡克定律)如图7所示为一轻质弹簧的弹力F大小和长度L的关系图象，试由图线求：图7(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧伸长0.10 m时，弹力的大小.(弹簧在弹性限度内)答案(1)10 cm(2)200 N/m(3)20 N解析(1)由题图知，当弹簧的弹力F＝0时，弹簧的长度L＝10 cm，这就是弹簧的原长. (2)由题图知，当弹簧的长度L1＝15 cm，即伸长量x1＝L1－L＝5 cm时，弹簧的弹力F1＝10 N.由胡克定律得F1＝kx1，则k＝10 N0.05 m＝200 N/m.(3)当弹簧伸长0.10 m时，F＝kx2＝200 N/m×0.10 m＝20 N. 【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用。
【同步】高中物理粤教2019版必修一课件：第3章第1节重力
[解析] 均匀矩形薄板的重心在对角线的交点上，悬挂时悬线的 延长线应过重心．应注意 O 点不是 AB 的中点，E 点才是 AB 的中点．要 根据几何关系求出 OE 及 O′E 的长度，再根据 OE 与 O′E 互相垂直 来计算夹角．如图所示，AE＝30 cm，AO＝35 cm，所以 OE＝5 cm．由 BC＝10 cm 可得 O′E＝5 cm．由此可见 OE＝O′E＝5 cm，又因为 OE 与 O′E 互相垂直，所以 α＝45°．
4．(新情境题，以“轰－6N”为背景考查重力)(多选)如图为轰 －6N 新型远程战略轰炸机，关于轰－6N 的说法正确的是( )
A．轰－6N 受到的重力指向地心 B．轰－6N 受重力的同时，它也对地 球产生引力 C．轰－6N 受到重力的施力物体是地球 D．轰－6N 匀速飞行时，它不受重力
BC [轰－6N 的重力方向竖直向下，不一定指向地心，故选项 A 错误；由于地球对轰－6N 的引力而产生重力，同时轰－6N 对地球 也产生引力，故选项 B 正确；轰－6N 的施力物体是地球，故选项 C 正确；地球附近的任何物体都受到重力，故选项 D 错误．]
考点 1 重力 1．重力及其测量 (1)重力的大小和方向 ①在同一地点，重力的大小与质量成正比． ②在不同地点，某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置 有关，在纬度越高的位置，所受重力越大；其重力的大小还与物体 的海拔高度有关，在同一地点，位置越高，重力越小．
③重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无 关．
重力方向总是竖直向下，垂直于水平面．
1．(1)重力的大小会随位置变化，方向总是竖直向下，所
以方向不变．
()
(2)同一物体在地球上和在月球上质量是一样的，但重力不同．
(3)g＝9.8 N/kg＝________m/s2．
粤教版高中物理必修一：第三章章末复习课+Word版含答案.doc
第三章章末复习课[知识体系]研究物体间的相互作用⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧弹力⎩⎪⎨⎪⎧产生条件：一是两个物体直接① ；二是两个物体发生②方向：总是指向弹性形变恢复的方向（1）在接触面上产生的弹力方向与接触面③ （2）软绳产生的弹力方向沿绳指向绳④ 的方向大小：在弹性限度内，弹簧弹力的大小用胡克定律来计算，即⑤摩擦力⎩⎪⎨⎪⎧静摩擦力⎩⎪⎨⎪⎧产生条件：（1）物体接触且挤压；（2）接触面粗糙；（3）有相对滑动趋势方向：沿着接触面的⑥ ，与相对滑动趋势的方向⑦ 大小：0＜f ≤f m滑动摩擦力⎩⎪⎨⎪⎧产生条件：（1）物体接触且挤压；（2）接触面粗糙；（3）有相对滑动方向：沿着接触面的⑧ ，与相对滑动方向⑨ 大小：f ＝μFN 力的合成与分解⎩⎪⎨⎪⎧合力与分力：等效替代关系遵守的定则：平行四边形定则、三角形定则合力范围：|F 1－F 2|≤F ≤F 1＋F 2共点力的平衡⎩⎪⎨⎪⎧平衡状态：静止或匀速直线运动平衡条件：F 合＝0作用力与反作用力⎩⎪⎨⎪⎧相互性：作用力与反作用力总是相互的、成对出现的同时性：两力⑩ 、⑪同性质：作用力和反作用力一定是同种性质的力异体性：两力作用在两个不同的物体上，不能互相抵消主题1 弹力和摩擦力下列说法正确的是( )A ．前轮受静摩擦力，方向向后B ．前轮受静摩擦力，方向向前C ．后轮受静摩擦力，方向向后D ．后轮受静摩擦力，方向向前解析：本题采用假设法，对后轮，假设地面光滑，后轮不受静摩擦力，后轮是主动轮，人用力蹬车时，后轮一定打滑，与地面接触的点必向后滑动，故有向后的滑动趋势．实际情况是后轮并不打滑，说明后轮一定受地面施给它向前的摩擦力，以保持后轮不打滑，此力正是自行车的动力．对于前轮，也可假设前轮光滑，前轮不受摩擦力，由于前轮是被动轮，人用脚蹬车时，整个车要向前运动，前轮若不受地面施给的摩擦力，则前轮会向前滑动而不转动．而实际情况前轮是转动的，故有向前的滑动趋势，这正说明前轮受到向后的静摩擦力．正确的答案是A 、D.答案：AD 针对训练1.如图所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态．若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为( )A．μ1Mg B．μ1(m＋M)gC．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg解析：长木板ab未动即地面对长木板ab的摩擦力为静摩擦力，由于P在长木板ab上滑动，即P对长木板ab的摩擦力大小为μ2mg.由平衡条件，可知地面对ab的静摩擦力大小为μ2mg，即只有C正确．答案：C主题2 物体的受力分析1．准确把握力学中常见三种不同性质力的产生的条件，并结合物体的运动状态对物体进行受力分析．2．按重力、弹力、摩擦力和其他力的顺序进行受力分析，做到不漏力；通过寻找施力物体，防止添力和漏力．3．合力与分力是等效替代关系，不能同时存在，不要重复出现．4．摩擦力产生条件之一是接触面有弹力，没有弹力的接触面不存在摩擦力．【典例2】L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为( )A．3 B．4 C．5 D．6解析：P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力．木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，所以选项C正确．答案：C针对训练2．(多选)一质量为m的物块能在倾角为θ的斜面上匀速下滑．现同时对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示．则物块( )A．施加F后，物体受到四个力的作用B．仍沿斜面匀速下滑C．沿斜面减速下滑D．沿斜面加速下滑解析：物体在未加F前受重力、支持力及摩擦力作用而处于平衡状态，合外力为零，加上F 后，可看作增加了重力，增大了对斜面的压力，也增大了摩擦力，仍可处于平衡状态．选AB.答案：AB主题3 共点力的平衡问题1．平衡状态、平衡力．物体在几个力作用下处于静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态，这几个力叫做平衡力(或其中的一个力叫其余几个力的平衡力)．2．共点力作用下物体的平衡条件：合外力为零，即F合＝0或F合x＝0，F合y＝0.3．平衡条件的应用．(1)当物体受两个共点力的作用而处于平衡状态时，则这两个力必然大小相等，方向相反，作用在同一直线上．(2)当物体受三个共点力的作用而处于平衡状态时，则这三个力的作用线必相交于同一点，其中任意两个力的合力，一定与第三个力等值反向；画出力的平行四边形后，应用直角三角形的边角关系、正弦定理或余弦定理或者相似三角形对应边成比例等方法求解．(3)当物体受三个以上共点力的作用而处于平衡状态时，常用正交分解法．【典例3】如图所示，物体甲重20 N，物体乙重100 N，乙与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，物体甲、乙均处于静止状态．(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？(2)设甲的重力可变，为使乙物体保持静止，求甲最重不能超过多少？解析：(1)以O点为研究对象，由受力分析可知：轻绳OA受到的拉力F2＝Gcos 37°＝25 N，轻绳OB 受到的拉力F 1＝G tan 37°＝15 N.(2)当乙与水平桌面间的摩擦力达到最大30 N 时，甲可以加到最重为G ′，此时OB 绳拉力F ＝30 N ，则G ′＝Ftan 37°＝40 N.答案：见解析针对训练3．如图所示，质量为2 kg 的直角三棱柱A 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角θ为37°.质量为1 kg 的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A 和B 都处于静止状态，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？⎝⎛⎭⎪⎫g 取10 N/kg ，sin 37°＝35，cos 37°＝45解析：设小球和斜面体的质量分别为m 、M ，小球受力如图甲所示，因球处于静止状态，由平衡条件知：N 2cos θ＝mg ，N 2sin θ＝N 1，解得N 1＝mg tan θ＝7.5 N ，把小球和斜面体当作一整体，受力如图乙所示，由平衡条件知，地面对斜面体的支持力F N ＝mg ＋Mg ＝30 N ，地面对斜面体的摩擦力f ＝N 1＝mg tan θ＝7.5 N.答案：见解析统揽考情本章知识是历年高考的重点，主要考查力的有无和方向的判断．常考受力分析方法及共点力的平衡，考查的题型一般为选择题，在动力学中也常在计算题中被考查到．真题例析(2015·广东卷)(多选)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有( )A ．三条绳中的张力都相等B ．杆对地面的压力大于自身重力C ．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D ．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析：由于杆保持静止，则杆在水平方向受力平衡，三条绳子水平方向分力的合力为零，但由于各水平分力间的夹角不确定且三条绳与地面夹角也不同，因此无法比较三条绳的拉力，A 错误，C 正确；竖直方向杆的重力、地面的支持力、绳的拉力三力平衡，故B 正确，D 错误．答案：BC针对训练跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落．已知运动员和他身上装备的总重力为G 1，圆顶形降落伞的重力为G 2，有8根相同的拉线，一端与飞行员相连(拉线重力不计)，另一端均匀分布在伞面边缘上，如图所示(图中没有把拉线都画出来)，每根拉线和竖直方向都成30°，那么每根拉线上的张力大小为( )A.3（G 1＋G 2）12B.3G 112C.G 1＋G 212D.G 14解析：以一根拉线为例，每根拉线上的拉力竖直向上的分力为F 1＝F cos 30°＝32F ；由共点力的平衡条件，可知8F 1＝G 1，解得F ＝3G 112，故选B. 答案：B1．如图所示，在水平力F 作用下，木块A 、B 保持静止．若木块A 与B 的接触面是水平的，且F ≠0，则关于木块B 的受力个数可能是( )A．3个或4个B．3个或5个C．4个或5个D．4个或6个解析：木块B静止，受到重力、斜面的支持力、A给的压力作用，木块A必受到B施加的向右的摩擦力作用，则A对B施加向左的摩擦力作用，斜面与B之间的摩擦力的有无要根据B所受其他力的大小情况判断，故C正确．答案：C2．作用在一个物体上的两个力，F1＝30 N、F2＝40 N，它们的夹角是90°，要使物体沿F1的方向做匀速直线运动，必须再施加一个力F3，它的大小是( )A．30 N B．35 N C．50 N D．70 N解析：由力的平衡条件，可知F3与前两个力的合力大小相等，方向相反，即50 N，与物体速度方向无关．答案：C3．(多选)如图所示，物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮．A静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B竖直悬挂．已知质量m A＝3m B，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，下列说法正确的是( )A．弹簧的弹力大小不变B．物体A对斜面的压力将减少C．物体A受到的静摩擦力将减小D．弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变解析：弹簧的弹力F始终等于物体B的重力，故弹力大小不变，A正确；物体A对斜面的压力等于斜面对A的支持力，即N＝m A g cos θ，斜面倾角减小，压力将增大，B错误；物体A沿斜面的合力为零，有f＝m A g sin θ－m B g，由于m A g sin 30°＞m B g，故随着角度的减小，摩擦力依旧沿斜面向上，大小逐渐减小，C正确，D错误．答案：AC4.如图所示，一个半球形碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的．一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α＝60°.则两小球的质量之比m2m1为( )A.33 B.23 C.32 D.22解析：对质量为m 1的小球，由F N 与F T 水平方向合力为零可知，F N ＝F T ；竖直方向有2F T cos 30°＝m 1g .对质量为m 2的小球，有F T ＝m 2g ，从而得到2m 2g ×32＝m 1g ，解得m 2m 1＝33. 答案：A5．如图所示，A 、B 两球完全相同，质量均为m ，用两根等长的细线悬挂在O 点，两球之间固连着一根劲度系数为k 的轻弹簧，静止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为2θ，重力加速度为g ，已知下列各情况中，弹簧与A 、B 两球心连线始终共线．(1)系统静止时，弹簧的长度被压缩了多少？(2)现在B 上施加一水平向右的恒力，其大小为F ，使得OA 线竖直绷紧，求系统静止时弹簧的形变量．(3)求上述(2)中OB 细线张力的大小． 解析：(1)对A 球受力分析，可知kx 1＝mg tan θ，解得x 1＝mg tan θk.(2)当OA 线处于竖直状态时，A 球受到重力，竖直向上的拉力，弹簧中的弹力应为零，所以有x 2＝0.(3)小球B 受力如图所示． 有T ＝（mg ）2＋F 2. 答案：(1)mg tan θk(2)0 (3)（mg ）2＋F 2经典语录1、最疼的疼是原谅，最黑的黑是背叛。
粤教版高中物理必修一第3章-第2节.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）1．关于滑动摩擦力，下列说法中正确的是()A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反D．相对于地面静止的物体，不可能受到滑动摩擦力的作用【解析】阻力是指阻碍物体运动的力，这个运动是相对于地面而言的，滑动摩擦力的方向跟运动方向没有必然的联系，因此滑动摩擦力既可以是阻力，也可以是动力，滑动摩擦力的方向也可能和运动方向垂直．但是，滑动摩擦力的方向一定和物体的相对运动方向相反，所以滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但不一定阻碍物体的运动．【答案】 C2．关于由滑动摩擦力公式f＝μF N推出的μ＝fF N，下面说法正确的是()A．动摩擦因数μ与摩擦力f成正比，f越大，μ越大B．动摩擦因数μ与正压力F N成反比，F N越大，μ越小C．μ与f成正比，与F N成反比D．μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定【解析】μ为动摩擦因数，与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与f、F N无关．【答案】 D3．如图3－2－12运动鞋的底面凹凸不平，汽车的轮胎制作出花纹，这样做的目的是()图3－2－12A．美观大方，取悦消费者B．增大与地面的接触面积C．增大与地面接触的粗糙程度，增大摩擦力D．减少与地面接触的粗糙程度，减小摩擦力【解析】运动鞋底部凹凸不平，轮胎制作花纹都是为了增大接触面的粗糙程度从而达到增大摩擦力的作用，故C项正确．【答案】 C4．(双选)如图3－2－13所示，用手握住一个酒瓶(瓶始终处于竖直方向)，下列说法正确的是()图3－2－13A．瓶中酒越多，手必须握得越紧B．手握得越紧，酒瓶受到的摩擦力越大C．不管手握得有多紧，酒瓶受到的摩擦力总是一定的D．以上说法都正确【解析】手握住酒瓶，酒瓶不掉落下来，表明手对酒瓶竖直向上的静摩擦力跟酒瓶受到的重力平衡——静摩擦力的大小由瓶及瓶内酒的重力(大小)决定；酒瓶变重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应的最大静摩擦力值也就大一些，才能保证酒瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于酒瓶及酒的重力，酒瓶就会掉下来．所以选项A正确．手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力值也越大；但这时酒瓶受到的是静摩擦力，是与酒瓶及酒重力平衡的，是一个定值．可见，选项B错误，C 正确．显然D也不正确．【答案】AC5．(2012·清远高一检测)如图3－2－14所示，甲图中小孩用80 N的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为f1；乙图中，小孩用100 N的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为f2；丙图中，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力大小为f3.若木箱对地面的压力大小为200 N，木箱与地面间动摩擦因数为μ＝0.45，则f1、f2、f3的大小分别为()图3－2－14A．80 N、100 N、90 N B．80 N、100 N、45 NC．80 N、80 N、90 N D．0、80 N、45 N【解析】甲图中小孩推木箱没推动，木箱受到的是静摩擦力，由二力平衡可知f1＝80 N；乙图中恰能推动木箱，木箱受到的是最大静摩擦力，f2＝100 N；丙图中木箱受到的是滑动摩擦力f3＝μF N＝0.45×200 N＝90 N，故正确答案为A.【答案】 A6．如图3－2－15所示，物块一定受到摩擦力的有()甲乙丙丁图3－2－15A．甲中物体沿粗糙竖直面下滑B．乙中物体沿光滑斜面向上滑动C．丙中物体A随B一起向右匀速运动(只研究物块A)D．丁中物体在斜面上静止不动【解析】A项中无弹力，B项中斜面光滑，C项中A相对于B无相对运动的趋势，D项中物体与斜面间有弹力且有沿斜面下滑的趋势，有摩擦力，故只有D项正确．【答案】 D7．如图3－2－16所示，在水平地面上放一物块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F＝kt(k为常量)拉着物块沿地面运动，则物块所受的摩擦力随时间变化的图象正确的是()图3－2－16【解析】在开始的一段时间内，F＝kt＜f max，物块静止不动，此时物块受到静摩擦力作用，由二力平衡知识可知f＝F＝kt.当F＞f max时，物块开始滑动，物块与地面之间属于滑动摩擦力，由于正压力、动摩擦因数都恒定不变，故滑动摩擦力大小不变且略小于最大静摩擦力，故B项正确．【答案】 B8．(2012·盐城高一检测)如图3－2－17所示，两条黑白毛巾交替折叠地放在地面上．白毛巾中部用线与墙壁相连，黑毛巾中部用线拉住．设线均水平，若每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及毛巾与地面之间的动摩擦因数均为μ.欲将黑白毛巾分离开来，则将黑毛巾匀速拉出需加的水平拉力F为()图3－2－17A．2μmg B．4μmgC．5μmg D．6μmg【解析】 将黑毛巾匀速拉出时，黑毛巾的四个面都要受到滑动摩擦力的作用，根据滑动摩擦力公式f ＝μN ，可知：从上而下，黑毛巾所受的四个滑动摩擦力分别为：0.5μmg 、1μmg 、1.5μmg 、2μmg ，它们之和为5μmg ，方向向左，所以将黑毛巾匀速拉出需加水平向右的水平拉力为5μmg ，故选C.【答案】 C9．(2013·佛山一中检测)如图3－2－18所示，两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止，设每一个木块的质量为m ，则两木块之间的摩擦力大小为( )图3－2－18A ．0B.12mg C ．mgD ．2mg 【解析】 以A 、B 整体为研究对象，竖直方向上的受力如图甲所示，由平衡条件得2F ′＝2mg ，即F ′＝mg .再以A 为研究对象，竖直方向的受力如图乙所示，因F ′＝mg ，所以A 、B 间的摩擦力为0，A 正确．甲 乙【答案】 A10．(2012·江苏苏州高一检测)如图3－2－19所示，质量为1 kg 的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t ＝0开始以初速度v 0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F ＝1 N 的作用，取g ＝10 m/s 2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f 随时间变化的图象是( )图3－2－19【解析】【答案】 A11．风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力．现将一套有小球的细直杆置于风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，当杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，如图3－2－20所示，这时小球所受的风力等于小球重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．图3－2－20【解析】对小球受力分析如图则竖直方向有F N＝mg，水平方向有F＝f又由f＝μF N解得μ＝fF N＝0.5mgmg＝0.5【答案】0.512．用弹簧秤测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有如图3－2－21所示的两种装置．(a)(b)图3－2－21(1)为了能够用弹簧秤读数表示滑动摩擦力，图示装置的两种情况中，木块A 是否都一定要做匀速运动？(2)若木块A做匀速运动，图(a)中A、B间的摩擦力大小是否等于拉力F a的大小？(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N，图(a)中当物体A被拉动时，弹簧秤的读数为60 N，拉力F a＝110 N，求A、B间的动摩擦因数μ.(4)哪个实验方案更合理？【解析】(1)图(a)装置中只要A相对B滑动即可，弹簧秤的示数即是B受到的滑动摩擦力大小，木块A不必做匀速直线运动；图(b)装置中要使弹簧秤的拉力大小等于A受到的摩擦力大小，A必须做匀速直线运动，即处于平衡状态．(2)图(a)中A受B和地面的滑动摩擦力而使A处于匀速运动状态，应是这两个滑动摩擦力大小之和等于拉力F a的大小．(3)N＝G B＝150 N，B所受滑动摩擦力大小等于此时弹簧秤读数，即为f＝60 N，则由f＝μN可求得μ＝0.4.(4)比较这两种方案，图(a)只要相对运动即可，显然与F a的大小无关，而图(b)必须控制物体做匀速运动，而物体匀速运动是难以控制的，显然图(a)实验方案优于图(b)装置的方案．【答案】见解析【备课资源】(教师用书独具)滑雪板火车，速度快又节能冬天来了，雪地上又出现了滑雪爱好者飞驰的身影．几位美国科学家在滑雪时灵机一动，把滑雪板和火车联系起来，也许能发明出像滑雪板一样的火车，不过积雪是用羽毛来代替的．如果运动的物体不受到地面的摩擦力或者其他阻力的作用，它将按照原有的速度一直运动下去．摩擦力越小，速度的损失就越小．在地球上所有的运动中，速度的降低大多是地面摩擦力在作怪．研究表明，积雪表面存在的液态水层，会降低滑雪时的摩擦力；并且当滑雪板滑过积雪时，也会挤压出原先填充在下方雪冰晶孔隙中的空气，这些气体亦能造成向上的压力作用在滑雪板上，使滑雪板就像滑行在气垫上，可大大地降低摩擦力．研究小组发现，只要滑雪板的速度足够快，就不会让蓬松的积雪立即下陷，这样它们也可以不断地获得挤压积雪而产生的很高的瞬间气压，这个气压把滑雪板顶起来，让滑雪板与积雪之间的摩擦力变得很小，这样滑雪者就能保持高速前进．因此，也可以根据滑雪的原理来制造低摩擦力的火车和路面．不过，积雪受地域、气温和季节的限制不能直接用于铺设火车轨道，但可以用类似积雪的材料来制造低摩擦、长寿命的火车路面．用宽2米、下方装填10厘米厚羽毛的路面取代火车轨道，可以支持一节长25米、50吨重的火车几乎毫无摩擦力地滑行在平台上，不过，火车必须是以超过136千米/小时的速度前进才行．目前运营的轨道列车为了克服轨道的摩擦力需要耗费巨大的能量，而新型的“滑雪板火车”不但可以提速，更重要的是可以减少火车所需的燃料，降低运营成本．。
2019最新粤教版必修一第三章《研究物体间的相互作用》教案03
2019最新粤教版必修一第三章《研究物体间的相互作用》教案03研究物体间的相互作用》单元测试题（测试时间,90分钟,评价分值：100分）学校_____________班级__________姓名___________学号______得分_________一、选择题（本大题共12小题：每小题4分,共48分·有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或多选的得0分）1. (2007年山东）如下图所示,物体A 靠在竖直墙面上,在力F 作用下,A,B 保持静止．物体B 的受力个数为（ ）A. 2B. 3C. 4D. 52.下列哪种情况是因为摩擦力太小的缘故（ ）A.在沙漠（或沙坑）上走路比在柏油路上费力B.在冰面上走很容易跌倒C.船在水上缓慢行驶D.数钞票时,如果手不沾水会滑3.将一个力F 分解为两个不为零的分力F 1、F 2时不可能的是（）A. F 1、F 2都垂直于FB. F l 、 F 2与F 都在同一直线上C. F 1或F 2的大小等于FD. F 1或F 2的大小、方向都与F 相同4.一铁块m 被竖直悬挂的磁性黑板紧紧吸住不动,如右图所示．下列说法正确的是（ ）A.铁块受到四个力作用,其中有三个力的施力物体均是黑板B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力—互相吸引的磁力和相互作用的弹力C.磁力和弹力是互相平衡的力D.磁力大于弹力,黑板才能吸住铁块不动5.如右图所示,某物体在四个力的作用下处于静止状态,若F 4的方向沿逆时针方向转过90 而保持其大小不变,其余三个力的大小和方向保持不变,则此时物体所受的合力大小为（ ） A. 2 F 4 B. 2F 4 C. F 4 D. 2 2F 4 6.如右图所示,F 1=F 2=1N,分别作用于A 、B 两物体上,且A 、B 均保持静止,则A 和B 、B 和地面之间的摩擦力分别为（ ）A. 1N 、0B. 2 N 、0C. 1 N 、1 ND. 2N 、1N7.物体在互成角度的三个力的作用下处于平衡状态,下列说法正确的是（ ）①三个力必然在同一平面内,但三个力不一定共点 ②三个力必然共点,但三个力不一定在同一平面内 ③三个力必是共点力,三个力也一定在同一平面内 ④任意一个力必然与另外两个力的合力大小相等、方向相反A.①②B.①③C.①④．D.③④8.下列关于物体的平衡状态的说法中,正确的是（ ）A.物体静止不动时,处于平衡状态B.物体运动时,物体一定不处于平衡状态C.运动的物体也可能处于平衡状态D.物体保持静止或者匀速直线运动状态都叫做平衡状态9.一条轻绳能承受的最大拉力1000 N,若用此绳进行拔河比赛,两边的拉力大小都是600 N,则绳子（ ）A一定会断B一定不会断C.可能断,也可能不断D.只要绳子两边的拉力大小相等,合力总为零,绳子永远不会断10.下列说法正确的是（）A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感觉到痛,说明甲对乙施加了力,而乙未对甲施加力B.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的C.磁铁吸引铁钉时,磁铁不需要与铁钉接触,说明力可以脱离物体而存在D.网球运动员用力击球,网球受力飞后,网球受力的施力物体不再是人11.水平地面上的物体受一水平力F作用,如右图所示,现将作用力F保持大小不变,沿逆时针方向缓慢转过180 ,在转动过程中,物体一直向右运动,则在此过程中,物体对地面的正压力N和地面对物体的摩擦力f的变化是（）A. N先变小后变大.,f不变B. N不变,f先变小后变大C.N、f都是先变大后变小D. N、 f都是先变小后变大12. (2007年单科）如下图所示,用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O,并用第三根细线连接A、B两小球,然后用某个力F作用在小球A上,使三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态．则该力可能为图中的（）A. F lB. F2C. F3D. F4二、填空及实验题（本大题共4小题,共20分．把正确答案填在题中的横线上或按要求作图）13. (6分）验证力的平行四边形定则的实验是____________（验证性、测量性、技能训练性、探索性）实验,它的实验目的是_____________________________．该实验中所需的器材除方木板、量角器、三角板、两只弹簧秤、橡皮条、铅笔、刻度尺、几个图钉外,还需要_________和_________。
【2020】最新物理新学案粤教版必修一讲义：第三章 研究物体间的相互作用 第二节
3.滑动摩擦力的大小由公式f＝μFN计算(也可以由二力平衡来求解) (1)FN是两个相接触的物体间的正压力，它不一定等于重力，FN的大小可以与重力G大小相等，也可以不等.(2)动摩擦因数μ的大小由接触面的材料和接触面的粗糙程度决定，与FN无关.(3)滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，与物体间相对运动速度的大小无关.例1 下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是( )A.有压力一定有滑动摩擦力B.有滑动摩擦力一定有压力C.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反D.只有运动物体才受滑动摩擦力答案B 解析产生滑动摩擦力的条件有三个：正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动，缺一不可.由产生条件可知，A错误，B正确.滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，C错误.滑动摩擦力发生于相对滑动的两物体之间，两个物体中可能有一个相对地面是静止的，故D错误.【考点】滑动摩擦力【题点】对滑动摩擦力的理解及滑动摩擦力的方向二、静摩擦力(1)把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平方向向右拉木块，如图3所示.图32.方向与相对运动趋势方向相反，与物体运动方向无直接关系，既可与运动方向相同，也可与运动方向相反或成某一夹角.3.大小(1)范围：0＜f≤fmax.(2)计算：物体匀速运动或静止时，根据二力平衡条件求解.(3)静摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比.例2 关于静摩擦力的说法，正确的是( )A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度D.静摩擦力一定是阻力答案C 解析当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力，A错；受静摩擦力作用的物体有可能是运动的，比如人正常走路时，受到的就是静摩擦力，B错；物体间压力一定时，静摩擦力的大小可以变化，但有一个限度，这个限度就是最大静摩擦力，C对；静摩擦力可能是阻力也可能是动力，D错.例3 (多选)如图5所示，一质量为m的木块靠在粗糙的竖直墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是( )图5A.若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B.若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C.若木块静止，当F增大时，最大静摩擦力随之增大D.若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受摩擦力作用答案ACD 解析若木块静止，则木块受到的静摩擦力与mg平衡，大小为mg，方向竖直向上，故A正确，B错误；最大静摩擦力与正压力成正比，故C正确；当撤去F时，墙壁与木块间无弹力，则木块不受摩擦力作用，故D正确.【考点】静摩擦力【题点】静摩擦力的大小及计算1.静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反.2.静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用.3.物体静止或匀速直线运动时，静摩擦力的大小可由平衡条件求得.三、摩擦力大小的计算例4 如图6所示，一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝13 N，F2＝6 N.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：图6(1)木块所受的摩擦力的大小和方向；(2)当将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向.答案(1)7 N 水平向左(2)6 N 水平向右(3)8 N 水平向左人走路要利用鞋底与地面间的摩擦，为了增大摩擦，鞋底上有凹凸不平的花纹，使接触面粗糙些.要使制动后的汽车快点停下来，就要利用轮胎与地面间的摩擦力，下雪天路滑，摩擦力小，刹车时不容易停住，因而发生交通事故.为了减少这类事故的发生，人们在轮胎上弄了凹凸不平的花纹，在下雪时还在马路上撒上灰渣，以增大摩擦，防止车子打滑.以上都是有益摩擦对人们的帮助，所以我们要合理利用并要想办法增大这些有益摩擦.事物都是一分为二的，有时候摩擦力也确实给我们增加了一些麻烦，如在现代汽车中，20%的功率要用来克服摩擦；飞机上的活塞式发动机因摩擦损耗的功率要占10%，就是最先进的涡轮喷气发动机也要为克服摩擦损耗2%的功率.因此，减小这些摩擦所带来的损耗，是我们需要一直研究的问题.由以上可以看出，摩擦力可能是物体运动的阻力，也可能是物体运动的动力.上述足球运动过程中受到的摩擦力是足球运动的阻力，而传送带将货物运到高处的过程中，货物受到的摩擦力便是货物运动的动力.典题如图9所示，在平直公路上有一辆汽车，车厢中装有一木箱.试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向，并说明摩擦力是动力还是阻力.图9(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车厢无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱在车上滑动时.。
物理新学案同步粤教版必修一讲义：第三章 研究物体间的相互作用 第一节
第一节探究形变与弹力的关系[学习目标]1.知道常见形变和弹性形变.2.知道弹力产生的原因和条件.3.知道压力、支持力和拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出力的图示及示意图.4.掌握胡克定律，会用F ＝kx分析、解决有关问题.一、认识形变1.形变：物体形状发生变化.2.分类：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等.3.任何物体都能发生形变.有时形变比较明显，有时很微小，需要借助仪器才能观察到.二、弹性与弹性限度1.弹性：弹簧具有恢复原状的性质.2.弹性形变：任何物体受到外力作用后都会产生形变，撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变，称为弹性形变.3.弹性限度：如果外力过大，撤去外力后，物体形状不能完全恢复，我们称这种现象为超过了物体的弹性限度.三、探究弹力1.弹力：产生形变的物体由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力.2.弹力是由施力物体(填“受力物体”或“施力物体”)发生形变而产生的.3.几种弹力的方向(1)压力或支持力的方向：压力的方向垂直于支持面指向被压的物体；支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体.(2)绳子对物体的拉力方向：沿绳子指向绳子收缩的方向.4.胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比.(2)公式：F＝kx.k为弹簧的劲度系数，单位为N/m，不同的弹簧，其劲度系数不同.四、力的图示1.力的示意图：用一带箭头的线段表示.2.力的图示：用线段的长度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点.1.判断下列说法的正误.(1)只要两物体接触就一定产生弹力.(×)(2)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.(×)(3)绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.(√)(4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.(√)(5)由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.(×)2.弹簧的原长为10 cm，它下面挂一个重为4 N的物体时，弹簧长为12 cm，则该弹簧的劲度系数为N/m.若在它下面挂一个重为6 N的物体，则弹簧的伸长量为cm.(弹簧始终处于弹性限度内)答案20033.小明用20 N的水平力推桌子(如图1所示)，作出此力的图示和力的示意图.图1答案一、形变和弹力1.如图2所示，取一个玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？图2答案用手捏玻璃瓶，管中水面上升.说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了.2.用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的泥土上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？答案橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).3.如图3所示，被拉长的弹簧对手有一个拉力的作用，这个拉力是如何产生的？图3答案弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢复原状，对手就产生了拉力.1.弹性形变和非弹性形变弹性形变：撤去外力后能恢复原状的形变.非弹性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变.发生弹性形变的物体，外力过大，超过一定的限度(弹性限度)，会变成非弹性形变.2.弹力的产生必须同时具备两个条件：(1)两物体直接接触；(2)两物体接触处发生弹性形变.例1关于弹力的产生，下列说法正确的是()A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上，木块没有形变，所以对桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到细竹竿的弹力，这是由于木头发生形变而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的答案D解析木块和桌面相互作用，都会发生微小的形变.桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力；木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力，A、B错；木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的，C错；电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的，D对.二、力的图示如图4所示是足球撞击球网的瞬间.图4若足球对球网的作用点为图中的A点，且作用力F方向水平向右，大小为50 N，请画出该力的图示和力的示意图.答案如图所示力的图示力的示意图力的图示和力的示意图的区别力的图示可以表示力的三个要素，即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素，即方向和作用点.例2在图5甲中木块P点，用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木块；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示.图5答案如图所示力的图示与力的示意图的画法作图步骤力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)画线段从作用点开始沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段标方向在线段的末端标出箭头，表示方向在线段的末端标出箭头，表示方向三、弹力有无的判断弹力方向的确定(1)试分析图6中半圆柱体上A、B、C三点所受的弹力方向.图6(2)如图7所示，小球放于固定的两个平滑的木板之间，且与两木板接触.图7①试画出小球受到的作用力(重力和弹力)；②两相互接触的物体间一定有弹力吗？答案(1)如图所示(2)①如图所示②两相互接触的物体间不一定有弹力，例如A处无弹力.1.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，几种常见情况如下：(1)压力、支持力的方向：总是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切面；若接触面是球面，弹力方向的延长线或反向延长线过球心，如图8所示.图8(2)绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向.2.弹力有无的判断(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生条件直接进行判断.(2)对于不明显形变的情况，可利用假设法进行判断，具体有下列两种方法：①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态则说明物体间可能无弹力作用；否则，有弹力作用.②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力.如图9中，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力.(接触面均光滑)图9例3在如图10所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图，各图中物体P均处于静止状态.图10答案见解析图解析题图甲中P与斜面的接触面为平面，P受到的支持力垂直于斜面向上；题图乙中A、B两点都是球面与平面的接触点，弹力应垂直于平面，且必过球心，所以A点弹力方向水平向右，B点弹力方向垂直于斜面指向左上方，且都过球心；题图丙中绳的拉力应沿着绳指向绳收缩的方向，因此绳的弹力方向沿绳向上；假设斜面B对小球P有弹力作用，小球P则不能保持静止，所以题图丙中小球不受斜面弹力的作用.题图丁中A点属于杆与球面的接触点，弹力应垂直于球面的切面斜向上，且必过球心O，B 点属于点与杆相接触，弹力应垂直于杆向上.它们所受弹力的示意图如图所示.判断弹力有无的两个误区1.误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用，而忽视了弹力产生的另一条件——发生弹性形变.2.误认为有形变一定有弹力，而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别.针对训练在图11中画出物体A所受弹力的示意图.图11答案见解析图解析支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，物体A所受弹力的示意图如图所示.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断四、胡克定律对于同一根弹簧，被拉得越长，弹簧的弹力越大，关于弹簧弹力的大小，甲说：弹簧弹力大小与其长度成正比；乙说：弹簧弹力的变化量ΔF与弹簧形变的变化量Δx成正比.哪个同学说法正确？答案甲错，乙对.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，即F＝kx，也有ΔF＝k·Δx.胡克定律1.成立条件：在弹性限度内.2.对F＝kx的理解(1)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度.(2)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长(或缩短)量x无关.(3)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图12所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图12(4)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.例4一根轻质弹簧一端固定，用大小为50 N的力压弹簧的另一端，平衡时长度为L1＝20 cm；改用大小为25 N的力拉弹簧，平衡时长度为L2＝35 cm；若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度系数.答案30 cm500 N/m解析设弹簧原长为L0，劲度系数为k.由胡克定律得：F1＝k(L0－L1)①F2＝k(L2－L0)②联立①②两式得：L0＝0.3 m＝30 cm，k＝500 N/m.1.轻弹簧有压缩和拉伸形变，既能产生压力，又能产生拉力，方向沿弹簧的轴线方向.2.如果题目中只告诉弹簧的形变量，并没有指出是伸长还是压缩，或只告诉弹簧弹力的大小，并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态，就要分别进行讨论.3.轻弹簧的一端空载时弹力为零，不空载时两端弹力必然相等.1.(对弹力概念的理解)(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图13所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是()图13A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的答案BC【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解2.(弹力方向的判断)在图14中画出物体A所受弹力的示意图.图14答案如图所示【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断3.(弹力有无的判断)下列各图中P 、Q 两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)( )答案 A解析 A 图中两球间若有弹力则小球Q 将向右运动，所以P 、Q 间无弹力；B 图中两球间若无弹力，则两球将向大圆弧底部运动，所以P 、Q 间有弹力；C 图中两球间若无弹力则小球P 将向下运动，所以P 、Q 间有弹力；D 图中两球间若无弹力则小球P 将向右下运动，所以P 、Q 间有弹力.故选A.【考点】弹力方向和弹力有无的判断 【题点】弹力有无的判断4.(胡克定律的应用)如图15所示，锻炼身体用的拉力器，并列装有四根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 cm ，某人用600 N 的力把它们拉长至1.6 m ，则( )图15A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为150 NC.每根弹簧的劲度系数为93.75 N/mD.每根弹簧的劲度系数为500 N/m 答案 B解析 每只手的拉力均为600 N ，故A 错误；每根弹簧的弹力为6004 N ＝150 N ，故B 正确；每根弹簧的劲度系数k ＝F Δx ＝150 N(1.6－0.4) m ＝125 N/m ，故C 、D 错误.【考点】胡克定律 【题点】胡克定律的应用5.(胡克定律的应用)由实验测得某弹簧所受弹力F 和弹簧的长度l 的关系图象如图16所示，求：图16(1)该弹簧的原长为多少？ (2)该弹簧的劲度系数为多少？ 答案 (1)15 cm (2)500 N/m解析 (1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为l 0＝15 cm. (2)据F ＝kx 得劲度系数：k ＝F x ＝ΔFΔl ，由题图可知，该弹簧伸长Δl ＝25 cm －15 cm ＝10 cm 时，弹力ΔF ＝50 N.所以k ＝ΔF Δl ＝5010×10－2 N /m ＝500 N/m.【考点】胡克定律 【题点】胡克定律的应用一、选择题考点一 物体的形变和弹力1.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1所示为三种与足球有关的情景.下列说法正确的是( )图1A.甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中，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.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变D.丙图中，落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变答案D解析静止在草地上的足球受到的弹力，与重力相平衡，但不是它的重力，故A错误；静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触，但由于没有弹性形变，所以没有受到相互作用的弹力，B错误；足球撞到网上，球网被撑开，由于球网的形变，而使足球受到了弹力，故C错误，D正确.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解2.(多选)玩具汽车停在模型桥面上，如图2所示，下列说法正确的是()图2A.桥面受向下的弹力，是因为汽车发生了形变B.汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力C.汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了形变D.汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变答案AC解析因为施力物体发生形变而产生弹力，故桥受向下的弹力是因为汽车发生了形变，汽车受到向上的弹力是因为桥梁发生了形变.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解考点二弹力的有无及其方向的判断3.(多选)如图3所示，图中的物体A均处于静止状态，关于物体A受到弹力作用的说法正确的是()图3A.图甲中地面是光滑水平的，A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β，A对两斜面均有压力的作用C.图丙中斜面B对A无弹力的作用D.图丁中斜面光滑，A不受B对它的弹力作用答案BD解析题图甲中对B进行受力分析，B球受重力和地面的弹力的作用，二力平衡，B球静止，不可能再受到A对它的弹力作用；B选项中采用假设法，若去掉左侧的斜面，A将运动，若去掉右侧的斜面，A也将运动，所以球A对两斜面均有力的作用；C选项中假设斜面B不存在，则小球A无法在原位置保持静止，故题图丙中小球受到斜面的弹力.D选项中假设斜面B 对小球A有弹力作用，则小球A不能保持静止，所以题图丁中小球不受斜面弹力的作用.4.一杆搁在矮墙上，关于杆受到的弹力的方向，图中画得正确的是()答案D解析弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，D对.5.如图4所示，球A在斜面上，被竖直挡板挡住而处于静止状态，关于球A所受的弹力，以下说法正确的是()图4A. 球A仅受一个弹力作用，弹力的方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用，一个水平向左，一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上，一个竖直向下答案C解析由于球A对挡板和斜面接触挤压，挡板和斜面都产生弹性形变，它们对球A产生弹力，而且弹力的方向垂直于接触面，所以挡板对球A的弹力方向水平向右，斜面对球A的弹力方向垂直于斜面向上.故球A受两个弹力作用，一个水平向右，一个垂直斜面向上.6.如图5所示，是我国极地考察破冰船——“雪龙号”.为满足破冰航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度.则船体对冰块的弹力示意图正确的是()图5答案C解析船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断 考点三 胡克定律7.(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是( )A.由F ＝kx 可知，在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B.由k ＝Fx可知，劲度系数k 与弹力F 成正比，与弹簧的形变量成反比C.弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小 无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小 答案 ACD解析 在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F ＝kx ，A 正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定，与弹力F 及形变量x 无关，B 错误，C 正确；由胡克定律得k ＝Fx ，可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k 相等，D 正确. 【考点】胡克定律 【题点】胡克定律的理解8.(多选)弹簧原长为10 cm ，当挂上一个50 g 的钩码时，弹簧的长度变为12 cm ，当在原钩码下再挂一个同样的钩码时，弹簧仍处于弹性限度内，下列说法中正确的是(取g ＝10 m/s 2)( ) A.弹簧长度变为24 cm B.弹簧劲度系数为25 N/m C.弹簧伸长了4 cm D.弹簧伸长了2 cm 答案 BC解析 由题可知，F 1＝mg ＝0.5 N ，x 1＝2 cm ，根据胡克定律F ＝kx ，得k ＝0.50.02 N /m ＝25 N/m.当拉力F 2＝1 N 时，由胡克定律得x 2＝125×102 cm ＝4 cm ，所以弹簧的长度L ＝x 2＋L 0＝4 cm＋10 cm＝14 cm，选项B、C正确，A、D错误.二、非选择题9.(力的图示和力的示意图)如图6所示，叠放的物体A、B静止在水平地面上，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图.图6答案见解析图解析画力的图示：①选定标度：此题用2 mm长的线段表示2 N的力.②从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小画出，线段上加刻度，如图甲所示，也可以如图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10 mm)的线段；③在线段上加箭头表示力的方向.画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明F N＝10 N即可，如图丙所示.10.(胡克定律)如图7所示为一轻质弹簧的弹力F大小和长度L的关系图象，试由图线求：图7(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧伸长0.10 m时，弹力的大小.(弹簧在弹性限度内)答案(1)10 cm(2)200 N/m(3)20 N解析(1)由题图知，当弹簧的弹力F＝0时，弹簧的长度L＝10 cm，这就是弹簧的原长. (2)由题图知，当弹簧的长度L1＝15 cm，即伸长量x1＝L1－L＝5 cm时，弹簧的弹力F1＝10 N.由胡克定律得F1＝kx1，则k＝10 N0.05 m＝200 N/m.(3)当弹簧伸长0.10 m时，F＝kx2＝200 N/m×0.10 m＝20 N.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用。
【创新设计】高一物理粤教版必修1 课时作业：第三章 研究物体间的相互作用 Word版含解析[ 高考]
![【创新设计】高一物理粤教版必修1 课时作业：第三章 研究物体间的相互作用 Word版含解析[ 高考]](https://img.taocdn.com/s3/m/c8a3af921a37f111f1855bfe.png)
第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系1．产生形变的物体由于____________，会对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．弹力的产生有两个条件：____________和________________．如果形变过大，超过一定限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫____________．2．通常所说的压力和支持力都是弹力，压力和支持力的方向都________物体的接触面，分别指向被压和被支持的物体．绳子的拉力也是弹力，它的方向沿绳指向绳________的方向．3．在弹性限度内，弹簧发生弹性形变，弹簧弹力F的大小跟弹簧的伸长(或缩短)量x成________，表达式为F＝______，其中比例系数k叫____________，其单位是______．4．力的图示就是把一个力的______、______和________这三要素用一条带箭头的线段准确、形象地表示出来，线段的箭头指向表示力的________，线段的长度表示力的________，用箭尾(或箭头)表示力的________．5．物体静止在水平桌面上，物体对水平桌面的压力()A．就是物体的重力B．是由于物体的形变而产生的C．是由于桌面的形变而产生的D．是由于地球的吸引而产生的6．下面关于弹力的说法正确的是()A．只要物体相互接触，就一定有弹力产生B．两个物体不相互接触，有时也可以产生弹力作用C．压力和支持力的方向总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体D．微小的力不能使坚硬的物体发生形变7．在弹性限度之内，一轻弹簧受到10 N的拉力时，它的伸长量是4 cm，则该弹簧劲度系数是________N/m，当弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数是________ N/m，当弹簧两端受到拉力为10 N，弹簧的伸长量是____________ cm.【概念规律练】知识点一弹力的产生1．(双选)关于弹力，下面说法正确的是()A．两个弹性物体只要相互接触就一定会产生弹力B．静止在水平面上的物体，对水平面的压力就是物体的重力C．产生弹力的物体一定发生弹性形变D．弹力的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹力越大2．下列说法正确的是()①木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于桌面发生微小的形变而产生的②拿一根细竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿对它的弹力，是由于木头发生形变而产生的③挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小形变而产生的A．①②B．②③C．①②③D．①③知识点二弹力的方向3．按下列要求画出图1中弹力的方向：图1(1)搁在光滑竖直墙与水平地面间的棒在A、B两处受到的弹力；(2)搁在光滑半球形槽内的棒在C、D两处受到的弹力；(3)用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力．4．画出图2中各个静止物体A所受的弹力，各个接触面和点均光滑．图2知识点三胡克定律的应用5．关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是()A．与弹簧受的拉力有关B．与弹簧发生的形变有关C．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关D．与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关6．如图3所示，一根弹簧的原长为20 cm，竖直悬挂着，当用15 N的力向下拉弹簧时，量得弹簧长24 cm.若把它竖立在水平桌面上，用30 N的力竖直向下压时，弹簧长多少？图3知识点四力的图示和力的示意图7.图4如图4所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．【方法技巧练】一、判断有无弹力的方法8．如图5甲所示，木板AB和BC成120°固定角，BC板水平，光滑的金属球静止在BC板上，并与AB板接触，问木板AB和BC对球是否有弹力？如果同时将两板逆时针转过一个小角度，球仍静止，如图乙所示，此时木板AB和BC对球是否有弹力？图5二、利用图象分析弹簧弹力随形变量的变化9．(1)图6(2)写出曲线所代表的函数．(x用cm作单位)(3)解释函数表达式中常数的物理意义．1．(双选)关于弹力下述说法正确的是( ) A ．轻绳对物体的弹力总是沿绳方向 B ．轻杆对物体的弹力总是沿杆方向C ．用一根竹竿拨动水中的木头，木头受到竹竿的弹力是由于木头发生形变产生的D ．在弹性限度内，某一弹簧的弹力与其形变量的比值是常数 2．关于胡克定律，下列说法错误的是( )A ．由F ＝kx 可知，在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B ．由k ＝Fx可知，劲度系数k 与弹力F 成正比，与弹簧的长度改变量x 成反比C ．弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的因素决定的，与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小无关D ．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小 3.图7在半球形光滑容器内放置一细杆，如图7所示，细杆与容器的接触点分别为A 、B 两点，则容器上A 、B 两点对细杆的作用力方向分别为( ) A ．均竖直向上 B ．均指向球心C ．A 点处指向球心，B 点处竖直向上D ．A 点处指向球心，B 点处垂直于细杆向上4．一辆汽车停在水平地面上，下列说法中正确的是( )A ．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力B ．地面受到了向下的弹力，是因为地面发生了弹性形变；汽车受到了向上的弹力，是因为汽车也发生了形变C ．汽车受到向上的弹力，是因为地面发生了形变；地面受到向下的弹力，是因为汽车发生了形变D ．以上说法都不正确 5.图8如图8所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有()A．1个B．2个C．3个D．4个6．如图9所示，对静止于水平地面上的重为G的木块，施加一竖直向上的逐渐增加的力F，若F小于G，下列说法正确的是()图9A．木块对地面的压力随F增大而增大B．木块对地面的压力随F增大而减小C．木块对地面的压力和地面对木块的支持力是一对平衡力D．木块对地面的压力就是木块的重力7．如图10所示，弹簧秤和细线的重力不计，一切摩擦不计，重物的重力G＝10 N，则弹簧秤A和B的读数分别为()图10A．10 N,20 N B．10 N,10 NC．10 N,0 N D．0 N,0 N8．如图11所示，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是()图11A．重力、绳的拉力B．重力、绳的拉力、斜面的弹力C．重力、斜面的弹力D．绳的拉力、斜面的弹力9.图12如图12所示，弹簧的劲度系数为k，小球重力为G，平衡时小球在A位置．今用力F将小球向下拉长x至B位置，则此时弹簧的弹力为()A．kxB．kx＋GC．G－kx题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答案10.图13如图13所示，两根弹簧原长都是20 cm，劲度系数均为k＝20 N/m，小球质量为0.1 kg，若不计弹簧的质量和小球的大小，求悬点O到小球之间的距离．(g取10 N/kg)11.如图14所示，为一轻质弹簧的弹力F和长度l大小的关系图象，试由图线确定：图14(1)弹簧的原长；(2)弹簧的劲度系数；(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小．12．一根轻弹簧的伸长跟所受的外力(F)之间的关系如图15所示，试求：图15(1)弹簧的劲度系数k；(2)若弹簧原长l0＝60 cm，当把弹簧压缩到40 cm长时，需要多大的压力F?(3)如果用600 N的拉力(仍在弹性限度内，弹簧原长同上)，弹簧长度l是多少？第三章研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系课前预习练1．要恢复原状 直接接触 发生弹性形变 弹性限度 2．垂直于 收缩3．正比 kx 劲度系数 N/m4．大小 方向 作用点 方向 大小 作用点5．B [物体对水平桌面的压力是由于物体形变而产生的弹力，B 正确．]6．C [弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变，A 、B 错误；压力和支持力在性质上都是弹力，它们的方向总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体，C 对；微小的力也能使坚硬的物体发生形变，D 错．] 7．250 250 4解析 根据F ＝kx ，k ＝F x ＝100.04 N /m ＝250 N/m ，弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数仍然是250 N/m.当弹簧两端受到的拉力为10 N 时，和轻弹簧一端受到10 N 的拉力时一样，也伸长4 cm.课堂探究练1．CD [弹力产生的两个条件：①接触；②弹性形变，两者缺一不可，故A 错．弹力与重力性质不同，故B 错．C 、D 正确．]2．D [弹力是发生形变的物体对使其产生形变的物体的作用力，施力物体是发生形变的物体，受力物体是使其发生形变的物体．] 3．如下图所示解析 (1)棒在重力作用下对A 、B 两处都有挤压作用，因A 、B 两处的支持物都为平面，所以其弹力垂直平面分别向上和向右．(2)棒对C 、D 两处有挤压作用，因C 处为曲面，D 处为支持点，所以C 处弹力垂直其切平面指向被支持的物体——沿球半径指向球心；D 处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体——垂直于棒斜向上．(3)球在重力作用下挤压墙壁，拉紧绳子，所以墙产生的弹力垂直墙面指向球；绳子产生的弹力沿着绳子向上．点评 有些同学常把前面两图中A 点与C 点的弹力画成沿着棒的方向如下图所示是不正确的．因为弹力是被动力，它是在受到外力作用形变后产生的，在图中A 、C 两处棒使支持面形变的压力分别是垂直向下压向地面和沿半径方向压向槽壁的．4．见解析解析 作出图中各物体A 所受的弹力，如下图所示．由于各个接触点或面均光滑，所以甲图中台阶处无弹力(台阶处弹力的确定，可采用假设法)；丙图中斜壁对球无弹力，道理同甲．5．C6．12 cm解析当弹簧受向下的15 N的拉力作用时，由胡克定律知F1＝k(L2－L1)，即15＝k(0.24－0.2)．解得劲度系数为k＝150.04N/m＝375 N/m，当用30 N的力向下压时，设弹簧长为L3，由胡克定律知F2＝k(L1－L3)整理得L3＝L1－F2k ＝0.20 m－30375m＝0.12 m＝12 cm.7．见解析解析画力的图示，要严格按照以下步骤进行．(1)选定标度：此题选2 mm长的线段表示2 N的力．(2)从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如上图甲所示，也可以如上图乙所示，从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段；(3)在线段上加箭头表示力的方向．画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明F N＝10 N即可，如上图丙所示．点评作力的图示的具体步骤：(1)选定标度，即用某一长度的线段来表示一定大小的力，选标度应根据力的大小合理选取，一般情况下线段分2～5段，不能过多也不能太少．(2)从力的作用点沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度，并在线段上加上刻度．(3)在线段上沿力的方向加上箭头．8．在图甲中，木板AB对球无弹力，木板BC对球有弹力．在图乙中，木板AB和BC都对球有弹力．解析木板与球已经接触，是否有弹力就看接触处是否有微小形变；微小形变是看不出来的，只能借助于假设法判断．假设撤去木板AB，即假设球不受AB板的弹力，看球是否还能保持题设的“静止”状态．若能，说明球不受AB板的弹力作用；若不能，则说明球受AB板弹力的作用．因此，在图甲中，AB板对球无弹力，而BC板对球必有弹力．这就是说，相互接触的物体间不一定有弹力的作用．在图乙中，木板AB和BC也都与球接触，现在撤去AB和BC中的任何一个，球都不能保持原来的静止状态(因为光滑的球不可能自己在斜面上保持静止)，所以AB和BC板都对球有弹力．方法总结判断弹力的有无一般有以下两种方法：(1)根据产生条件来判断，即看物体是否存在弹性形变及弹性形变的方向．(2)根据弹力的效果来判断其有无及方向，如是否使物体平衡或使物体运动状态发生改变．①在有些情况下弹性形变不太明显或不能直观地看出是否有弹性形变，我们常常用假设法判断是否有弹力．可假设把与物体接触的面去掉，看物体还能否在原位置保持原来的状态，从而判断该物体是否受弹力作用．例如：如图所示，将甲图中与小球接触的斜面去掉，小球无法在原位置保持静止，而把乙图中的斜面去掉，小球仍静止，故甲图中小球受斜面的弹力，乙图中小球不受斜面的弹力．②假设有弹力，分析物体所处的状态是否与题给状态一致．例如：如图丙所示，一球静止在光滑水平面AC上且和AB面接触．如果AC面对球没有弹力，球将无法静止，故AC面对球的弹力是存在的．但是如果AB面对球有弹力，球就不能保持静止，与实际情况不符，故AB 面对球的弹力是不存在的．9．(1)见解析图(2)F＝0.2x N(3)表示使弹簧伸长(或压缩)1 cm所需的拉力为0.2 N解析(1)将x轴每一小格取为1 cm，y轴每一小格取为0.25 N，将各点描到坐标纸上，并连成直线，如下图所示．(2)由图象得：F＝0.2x N；(3)函数表达式中的常数表示使弹簧伸长(或压缩)1 cm所需的拉力为0.2 N.课后巩固练1．AD2．B[根据胡克定律可知：F∝x，其中x为弹簧的形变量，比例系数k称为劲度系数，是由弹簧本身决定的，与弹簧的形变量x无关，故选项A、C、D对，B错．]3．D4．C[汽车停在水平地面上，汽车受到的弹力是因为地面发生形变而又要恢复原状时对阻碍恢复的物体(汽车)产生的作用；地面受到的弹力是由于汽车发生了形变又要恢复原状时对阻碍恢复的物体(地面)产生的作用，故C 正确，A 、B 、D 错误．] 5．B 6．B [对物体进行受力分析如右图所示，由平衡状态可知G ＝F N ＋F ，在F 增大的过程中，G 不变，所以地面对物体的支持力F N 减小，即木块对地面的压力随F 增大而减小，A 错，B 对；木块对地面的压力与地面对物体的支持力的受力物体不同，不能称为平衡力，且压力与重力是两种不同性质的力，所以C 、D 都错．]7．B [弹簧秤的示数显示的是左右两边物体对弹簧秤的拉力，物体都处于静止状态，拉力大小就等于物体所受重力大小，所以选项B 正确．]8．B [小球在任何情况下都受到重力的作用，由于绳子斜拉，故小球和斜面有挤压，受到斜面给的弹力作用，也受到绳的拉力作用，缺少哪个力，它都不可能静止．]9．B [对此题，易错选A 项，其原因是：x 不是弹簧变化后的长度与原长的差值．小球在A 位置时弹簧已经伸长了(设此时伸长量为Δx ), 这样F B ＝k (Δx ＋x )＝kx ＋k Δx ，小球在A 位置平衡，即G ＝k Δx ，所以F B ＝kx ＋G ，故选项B 是正确的．] 10．50 cm解析 由胡克定律F ＝kx 可知，弹簧的形变量大小取决于弹簧的弹力．由平衡条件可知，弹簧1和2的弹力都等于mg .则x 1＝mg k ＝5 cm ，x 2＝mgk ＝5 cm.所以悬点O 到小球之间的距离d＝2l 0＋x 1＋x 2＝50 cm.11．(1)10 cm (2)200 N/m (3)20 N 解析 读懂图象是求解本题的关键：(1)当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长状态，由图可知原长l 0＝10 cm.(2)当弹簧长度为15 cm 时，弹力大小为10 N 对应弹簧的伸长量为Δl ＝(15－10)cm ＝5×10－2 m ，由胡克定律F ＝kx 得k ＝F Δl ＝105×10－2N /m ＝200 N/m. (3)当弹簧长为0.20 m 时，弹簧伸长量为： Δl ′＝(0.20－0.10) m ＝0.10 m 由胡克定律F ＝kx 得F ′＝k ·Δl ′＝200×0.10 N ＝20 N.12．(1)k ＝1 500 N/m (2)F ＝300 N (3)l ＝100 cm第二节 研究摩擦力1．两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍____________________或________________的力，这种力叫摩擦力．2．两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦．在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力，叫滑动摩擦力，滑动摩擦力的方向跟物体相对滑动的方向________，滑动摩擦力的公式是________，其中______叫动摩擦因数，只与相互接触的两个物体的________、接触面的____________有关，与____________大小无关．3．当物体具有____________的趋势，物体间产生的摩擦叫静摩擦力．静摩擦力的方向总是和接触面相切，并且跟物体相对滑动趋势的方向________(填“相同”或“相反”)．4．关于摩擦力产生的条件，下列说法正确的是()A．相互压紧的粗糙的物体之间总有摩擦力作用B．相对运动的物体之间总有摩擦力作用C．只有相互压紧并有相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用D．只有相互压紧并有相对运动的物体之间才有摩擦力作用5．(双选)关于摩擦力的方向，下列说法正确的是()A．滑动摩擦力的方向，总是和物体运动的方向相反B．滑动摩擦力的方向，总是和物体运动的方向相同C．物体所受摩擦力的方向总是和接触面相切D．物体所受摩擦力的方向和物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反6．关于摩擦力与弹力的关系，下列说法正确的是()A．有弹力一定有摩擦力B．有摩擦力一定有弹力C．弹力越大，摩擦力越大D．摩擦力越大，弹力一定越大7．(双选)图1如图1所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是()A．人受到的摩擦力的方向是向下的B．人受到的摩擦力的方向是向上的C．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大D．若手握旗杆的力增加，人受的摩擦力仍保持不变【概念规律练】知识点一摩擦力产生的条件1．下列说法中正确的是()A．相互压紧的两物体间有弹力作用也一定有摩擦力作用B．相对运动的物体间总有摩擦力的作用C．只有相互压紧且发生相对运动的物体间才有摩擦力的作用D．只有相互压紧且发生相对运动或有相对运动趋势、不光滑的物体间才有摩擦力的作用2．(双选)下列说法中正确的是()A．相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B．两物体间有摩擦力，则其间必有弹力C．两物体间有弹力，则其间必有摩擦力D．两物体间无弹力，则其间必无摩擦力知识点二滑动摩擦力3．(双选)关于滑动摩擦力和动摩擦因数，下列说法正确的是()A．由滑动摩擦力公式f＝μF N可知，f与μ成正比，与F N成正比B．滑动摩擦力与物体间的接触面积有关，接触面积越大，滑动摩擦力越大C．由μ＝fF N可知，μ与f成正比，与F N成反比D．动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定4.图2如图2所示，在μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个水平向左大小为10 N的拉力F作用，则物体受到滑动摩擦力为(g取10 N/kg)() A．10 N，水平向右B．10 N，水平向左C．20 N，水平向右D．20 N，水平向左知识点三静摩擦力5．(双选)关于静摩擦力，下列说法中正确的是()A．两个运动的物体之间可能有静摩擦力的作用B．静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反C．当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时，可以用f＝μF N计算静摩擦力D．静摩擦力的大小与接触面的性质及正压力有关6．(双选)图3如图3所示，物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下，静止于水平地面上，则物体所受摩擦力f的大小和方向为()A．F1>F2时，f＝F1－F2，方向水平向右B．F1<F2时，f＝F2－F1，方向水平向右C．F2＝F1，f＝0D．根据摩擦力计算公式可知，f为定值μmg【方法技巧练】一、摩擦力有无的判断方法7.图4如图4所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙水平地面上，现用水平力F作用在B 上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是()A．A受到B摩擦力的作用B．B受到A、C摩擦力的作用C．B只受C摩擦力的作用D．C只受地面摩擦力的作用二、摩擦力方向的判断方法8．如图5所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向：图5(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车之间无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱在车上滑动时．三、摩擦力大小的计算9．质量为2 kg的物体，静止在水平地面上．物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平拉力．(g取10 N/kg)(1)当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当拉力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(3)此后若将拉力减小为5 N(物体仍在滑动)，地面对物体的摩擦力是多大？(4)若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多大？1．(双选)下列关于摩擦力的方向的说法，正确的是()A．摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反C．摩擦力的方向可能与物体运动的方向垂直D．摩擦力的方向一定与接触面平行2．关于静摩擦力，下列说法正确的是()A．运动的物体不可能受到静摩擦力的作用B．静摩擦力总是与物体的相对运动趋势的方向相反C．受静摩擦力的物体一定是静止的D．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用3.图6用手握瓶子，瓶子静止在手中，如图6所示，瓶始终处于竖直方向，则下列说法正确的是() A．手对瓶子的压力等于瓶子所受的重力B．手对瓶子的摩擦力等于瓶子所受的重力C．手握得越紧，手对瓶子的摩擦力越大D．手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力4．如图7所示，甲、乙两位同学做一种特殊的“拔河图7”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧水平收回手掌以达到拖拉凳子的目的．如果甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳子上面放四块砖，则下列判断正确的是()A．凳子向甲方移动B．凳子向乙方移动C．凳子在原地不会被拉动D．凳子向体重大的同学一方移动5．如图8所示，一小孩用80 N的水平力推重力为200 N的木箱，木箱不动；当小孩用100 N 的水平力推木箱，木箱恰好能被推动．当木箱被推动之后，小孩只要用90 N的水平推力就可以使木箱沿地面匀速前进，以下是对上述过程作出的计算和判断，其中正确的是()图8A．木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.45B．木箱与地面间的最大静摩擦力大小为90 NC．木箱与地面间的摩擦力大小始终为80 ND．木箱与地面间的滑动摩擦力大小为100 N6.图9如图9所示，质量为m的木块放在水平传送带上，随传送带一起向前运动，木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是()A．当传送带匀速运动时，木块受向前的摩擦力，大小为μmgB．当传送带匀速运动时，木块不受摩擦力作用C．当传送带向前加速运动时，木块受向前的摩擦力，大小为μmgD．无论传送带做何运动，木块受摩擦力均为μmg7．(双选)三个形状相同、材料不同的物体叠放在水平面上，B物体受到水平拉力的作用，但三个物体都处于静止状态，如图10所示，下列判断正确的是()图10A．各个接触面一定都是粗糙的B．A与B的接触面可能是光滑的C．C与水平面的接触面可能是光滑的D．B与C、C与水平面的接触面一定是粗糙的8．(双选)2008年9月6日，2008残奥会在北京开幕，我国著名残疾跳高运动员侯斌用一种震撼人心的方式点燃了主圣火．如图11所示是侯斌匀速攀升时的一幅照片，关于侯斌攀升过程中，下列说法正确的是()图11A．侯斌受到绳的静摩擦力，方向向上B．侯斌受到绳的滑动摩擦力，方向向下C．攀升时侯斌受到的合外力为零D．以上说法均无道理9.图12如图12所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法错误的是()A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C．若木块沿墙壁向下运动，则墙壁对木块的摩擦力大小为μFD．若开始时木块静止．当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用10．(双选)如图13所示，皮带运输机将物体匀速地送往高处．下列结论正确的是()图13A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用B．传送的速度越大，物体受到的摩擦力也越大C．物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关D．若匀速向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下的长度l1＝12 cm.若在木板上加上一个质量m＝5 kg的铁块，仍用原弹簧拉住它沿水平桌面做匀速运动，弹簧的长度l2＝14 cm，则木板与水平桌面间的动摩擦因数μ为多少？。
【同步】高中物理粤教2019版必修一学案：第3章第3节摩擦力
第三节摩擦力1．通过分析摩擦现象，理解摩擦力产生的条件，会区分滑动摩擦力、静摩擦力．2．会根据相对运动(趋势)方向判断摩擦力的方向，并会计算摩擦力的大小．3．知道生产生活中增大或减小摩擦力的实例，有将摩擦力相关知识应用于生产和生活的意识．知识点一滑动摩擦力1．定义：在滑动摩擦中，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力，叫作滑动摩擦力．2．方向：总是与物体相对运动的方向相反，与它们的接触面相切．3．大小：f跟压力F N成正比，还跟接触面的性质有关，即f＝μF N．其中μ叫动摩擦因数，它与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关．“物体相对运动方向”不等同于“物体运动方向”．1．(1)有压力一定有滑动摩擦力．( )(2)有滑动摩擦力一定有压力．( )(3)滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直．( )(4)只有运动的物体才受滑动摩擦力．( )(5)将一木块放在粗糙的斜面上处于静止状态，这一木块所受的力是________、________和________．[答案] (1)×(2)√(3)√(4)×(5)重力弹力摩擦力知识点二静摩擦力1．定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时，物体间产生的摩擦叫作静摩擦，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力．2．大小：静摩擦力的大小是可变(选填“不变”或“可变”)的，但有一个最大值，这个最大值叫作最大静摩擦力．3．方向：总是与物体相对运动趋势的方向相反，与它们的接触面相切．受静摩擦力作用的物体也可以是运动的，但不是“相对运动”．2．(1)两个相互接触的物体都运动时，不会产生静摩擦力．( )(2)静摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关．( )(3)最大静摩擦力的大小跟物体间正压力的大小有关．( )(4)最大静摩擦力的大小跟接触面的材料有关．( )[答案] (1)×(2)×(3)√(4)√很多学校里都有猫，同学们也比较喜欢逗着小猫玩．右图是一种常见现象．请探究：(1)猫从树上匀速滑下受什么方向的摩擦力？(2)猫匀速滑下时摩擦力大小是多少？(3)若猫从树上一步步缓慢滑下，受到的摩擦力是多大？是静摩擦力还是动摩擦力？提示：(1)因是匀速滑动，受向上的滑动摩擦力．(2)滑动摩擦力大小与猫所受重力大小相等．(3)等于重力大小，是静摩擦力．考点1 滑动摩擦力1．“相对运动”的意义：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，“相对运动”可能是因为两个物体一个静止，另一个在运动；可能是因为两个物体一个运动得快，另一个运动得慢；还可能是因为两个物体运动方向相反．所以发生相对运动的物体不一定都处于运动状态，可能是因为另一个物体在运动造成的．2．滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触且挤压．(2)物体间的接触面不光滑．(3)两物体间存在相对运动．3．实验探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的定量关系：(1)实验原理①控制变量．(ⅰ)保持木块与平板小车间的粗糙程度不变，在木块上方依次增加砝码，以改变压力，探究f与F N的关系．(ⅱ)保持压力不变，改变接触面的粗糙程度，探究f与μ的关系．②两个力的测量方法．(ⅰ)压力的测量用弹簧测力计测量出木块的重力大小，即为木块对平板小车的压力．(或木块重力加上砝码重力之和)．(ⅱ)滑动摩擦力的测量当小车向左缓慢匀速运动，此时弹簧测力计的读数就是木块受到的滑动摩擦力的大小．(2)实验器材带滑轮的长木板、电动机、平板小车、毛巾、木块、砝码、细线、弹簧测力计等．(3)实验与探究①实验装置如图所示，用电动机带动平板小车向左缓慢匀速运动，注意观察弹簧测力计，当示数稳定时，读出示数，即为木块所受滑动摩擦力大小．记录表格中．②保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变，在木块上方依次增加砝码，重复上述步骤4次，把读数记录到表格中．③保持压力不变，把毛巾平铺在平板小车上表面，重复上面的步骤5次，将弹簧测力计读数记录在表格中．实验数据记录表实验次数n 1234 5压力F N/N接触面1：弹簧测力计的示数f/N接触面2：弹簧测力计的示数f/N④根据表格中的两组实验数据，用纵坐标表示滑动摩擦力f，用横坐标表示压力F N，作出fF N图像，从而得出f与F N的关系．⑤实验结论：同一接触面图线为一条倾斜的直线，直线斜率为fF N为一定值，说明f与F N的大小成正比．对不同接触面fF N不同，fF N越大，表示接触面越粗糙，把fF N的值定义为动摩擦因数．(4)实验数据的处理方法：以f为纵坐标，F N为横坐标，作出图线，图线是过原点的一条倾斜直线，就能说明f与F N成正比．且有动摩擦因数：μ1<μ2．(5)实验注意事项①桌面要水平，平板小车上表面要平整．②要使平板小车向左缓慢匀速运动．③读数时，要等弹簧测力计示数稳定后再读数．④用图像法处理数据，作图时应使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点尽可能分布在所作直线的两侧，偏离直线太远的点应舍弃掉．4．大小(1)特点：滑动摩擦力的大小f跟压力F N成正比，还跟接触面的性质有关．(2)表达式：f＝μF N．说明：①μ叫作动摩擦因数，它只与接触面的材料、粗糙程度有关，μ没有单位．动摩擦因数的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关；②公式f＝μF N中的F N是两个物体接触面间的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定．5．方向：滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动，故滑动摩擦力的方向跟接触面相切，并跟物体相对运动方向相反．角度1 滑动摩擦力的大小和方向【典例1】如图所示，在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 m/s2)( )A．10 N，向右B．10 N，向左C．20 N，向右D．20 N，向左思路点拨：①物体相对水平面向右运动，受滑动摩擦力作用．②物体质量为20 kg，对水平面的压力大小为200 N．D[滑动摩擦力大小f＝μF N＝μmg＝0.1×20×10 N＝20 N，方向与相对运动方向相反，即向左．]求解滑动摩擦力的有无及大小的计算(1)判断滑动摩擦力的有无：根据接触面的性质和物体间是否产生相对运动，确定物体之间是否存在滑动摩擦力．(2)求解方法的选取．①可根据公式f＝μF N求解滑动摩擦力的大小．②如果物体做匀速直线运动，可根据二力平衡法求解．角度2 测定动摩擦因数【典例2】某同学用图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图乙中弹簧测力计的示数读出．砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55f4 2.93甲乙丙回答下列问题：(1)f 4＝________N ；(2)在图丙的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f m 图线；(3)f 与m 、木块质量M 、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g 之间的关系式为f ＝________，f m 图线(直线)的斜率的表达式为k ＝________；(4)g 取9.80 m/s 2，由绘出的f m 图线求得μ＝____(保留2位有效数字)． [解析] (1)弹簧测力计的读数为2.75 N ．(2)在图像上添加(0.20 kg,2.75 N)这个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答图所示．(3)由实验原理可得f ＝μ(M ＋m )g ，f m 图线的斜率为k ＝μg ． (4)根据图像求出k ＝3.9 N/kg ，代入数据得μ≈0.40． [答案] (1)2.75 (2)如图所示 (3)μ(M ＋m )g μg (4)0.40[跟进训练]1．(角度1)如图所示，水平拉力F ＝40 N 时，质量m ＝10 kg 的木块可以在水平面上匀速前进，g 取10 m/s 2．求：(1)木块所受滑动摩擦力的大小和方向； (2)木块与水平面间的动摩擦因数μ．[解析] (1)由木块匀速运动知，木块受力平衡． 根据二力平衡滑动摩擦力F f ＝F ＝40 N ，方向水平向左． (2)由F f ＝μF N 得，μ＝F fF N又F N ＝mg 所以μ＝0.4．[答案] (1)40 N ，水平向左 (2)0.42．(角度2)如图，某个实验小组的同学设计了一个测量动摩擦因数的实验．把弹簧测力计的一端固定在墙上，另一端与一物块P 相连，用力F 拉水平向左拉物块下面的金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，弹簧测力计的读数为________N，物块P受到金属板的滑动摩擦力的大小是________N；若用弹簧测力计测得物块P的重力为13 N，则物块P与金属板间的动摩擦因数为________．[解析] 由图示弹簧测力计可知，其最小分度值是0.1 N，其读数F＝2.60 N；由二力平衡条件得：滑动摩擦力F f＝F＝2.60 N．根据F f＝μF N＝μmg，解得动摩擦因数μ＝0.2．[答案] 2.60 2.60 0.2考点2 静摩擦力1．静摩擦力产生的条件(1)接触面是粗糙的．(2)两物体相对静止但存在相对运动趋势．(3)两物体在接触面上有正压力(弹力)．2．静摩擦力的方向(1)在接触面上，与接触面相切，且与物体相对运动趋势的方向相反．(2)与物体运动的方向可能相同，也可能相反．3．静摩擦力的大小(1)大小的范围：0<f≤f max．(2)计算：物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时，根据二力平衡条件求解．(3)最大静摩擦力f max＝μ0F N．(μ0为静摩擦因数，最大静摩擦力f max略大于滑动摩擦力，一般情况下，为了分析问题方便，可认为二者相等)4．实验探究最大静摩擦力(1)实验目的：粗测最大静摩擦力．(2)实验原理：①状态分析：水平桌面上，受拉力作用的物块开始运动前，处于静止状态．②二力平衡：根据二力平衡，物块所受静摩擦力大小与弹簧测力计的拉力相等．(3)实验设计：①选用弹簧测力计，获得静摩擦力大小的数据．②根据弹簧测力计数据的变化情况，分析静摩擦力大小的变化规律．③在物块上添加砝码，改变压力，研究静摩擦力的变化规律．④观察记录物块刚开始滑动时，弹簧测力计示数的变化情况．⑤比较两种情况下，弹簧测力计所显示的最大静摩擦力大小与压力的关系．(4)实验结论：①最大静摩擦力f max与物体之间正压力F N成正比．②最大静摩擦力比滑动摩擦力略大．【典例3】质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F(g取10 m/s2)．(1)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？(2)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？思路点拨：①判断物体所处的状态及摩擦力特点．②选取合理的方法或公式计算相应摩擦力的大小．[解析] 在地面上，F N＝mg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力f max)大小为F max＝μF N＝μmg ＝0.5×2×10 N＝10 N．(1)当推力F＝5 N时，F<F max，物体静止，则由二力平衡知：地面对物体的静摩擦力的大小F静＝F＝5 N．(2)当推力F＝12 N时，F>F max，物体滑动．则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑＝μF N ＝μmg＝10 N．[答案] (1)5 N (2)10 N求解静摩擦力大小的步骤(1)确定研究对象，判断静摩擦力的有无．(2)确定物体是否处于平衡状态．(3)根据平衡法求大小：当物体受力处于平衡状态时，根据受力平衡，求解静摩擦力的大小．上题中若物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？[解析] 运动过程中把推力去掉，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小F′滑＝10 N．[答案] 10 N[跟进训练]3．静止在水平地面上的物体受到一个水平拉力作用，但物体仍然保持静止，这表明( )A．拉力小于静摩擦力B．拉力与静摩擦力大小相等C．拉力越大，静摩擦力越小D．拉力大小变化时，静摩擦力大小不变[答案] B1．下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是( )A．静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B．静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C．静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反D．静止物体所受静摩擦力一定为零[答案] C2．以下关于滑动摩擦力的说法中，正确的是( )A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动C．滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反D．两个相互接触的物体发生相对滑动时，它们都要受到滑动摩擦力的作用C[滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，但与物体的运动方向既可能相同，也可能相反，既可能促进物体的运动，也可能阻碍物体的运动，A、B错误，C正确；摩擦力的产生必须具备三个条件，两个相互接触的物体发生相对滑动时，接触面间相互挤压和粗糙的条件不一定具备，此时物体间不一定有摩擦力，D错误．]3．如图所示，静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力F f的作用．已知F1＝10 N，F2＝2 N，则木块受到的摩擦力大小为( )A．2 N B．10 NC．8 N D．12 NC[木块在F1、F2和摩擦力F f的共同作用下处于平衡状态，合外力等于零，则木块受到的静摩擦力大小为F f＝F1－F2＝8 N．故选C．]4．(新情境题：以“机械臂”为背景，考查静摩擦力)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域．如图，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直．探究：(1)小球受到的摩擦力大小和方向是怎样的？请作出解释．(2)若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力会如何变化？[解析] (1)小球受到的摩擦力大小始终与小球的重力相等，方向竖直向上．(2)若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力大小仍然与小球重力相等，方向不变．[答案] 见解析回归本节知识，自我完成以下问题：1．滑动摩擦力的方向如何？大小如何计算？提示：滑动摩擦力的方向跟物体相对滑动的方向相反，大小计算公式f＝μF N．2．静摩擦力的大小范围如何？提示：0<f≤f max．3．最大静摩擦力的公式如何？提示：f max＝μ0F N．关于摩擦本质的两种学说1．凹凸啮合说这是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论，啮合说认为：摩擦是由于相互接触的物体表面粗糙不平产生的，两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合，如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相碰撞，产生断裂，磨损，就形成了对运动的阻碍．2．粘附说这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论，最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出，他认为两个表面磨得很光的金属，摩擦会增大．这个现象可以利用两个表面充分接触时它们的分子引力将增大来解释．20世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，产生了新的摩擦粘附论．新的摩擦粘附论认为：两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度来看都是粗糙的，上面有许多微小的凸起．把这样的两个表面放在一起，微凸的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触间有10－8 m或更大的间隙，这样接触的微凸起的顶部就承受了接触面上的法向压力．如果这个压力很小，微凸起部分发生弹性形变．如果法向压力较大，超过了材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶．这时互相接触的两物体间距离变小，小到分子(原子)引力发生作用的范围．于是，两个压紧的接触面上产生了原子性粘合，这时要使两个彼此接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服原子(分子)间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦．上述理论中的粘附理论提出的机理比啮合理论更普遍，但在不同的材料上，两种机理的表现有所偏向，对金属材料、产生的摩擦以粘附作用为主，而对木材，产生的摩擦以啮合作用为主．(1)凹凸啮合说和粘附说都一定完全正确吗？提示：部分正确．(2)粘附说认为摩擦力的实质是什么？提示：原子间的引力．。