弹力和摩擦力专题

弹力：(1)形变：物体的形状或体积的改变叫做形变。

形变的原因是物体受到了外力。

能够恢复原来形状的形变，叫做弹性形变。

弹簧、木板、泡沫塑料等发生的形变属于这一种。

不能够恢复的形变，叫做塑性形变。

棉线，橡皮泥等发生的形变属于这一种。

以后重点研究弹性形变，不加说明就指这种弹性形变。

弹簧拉木块时，弹簧伸长后产生对木块的弹力。

(2)弹力：发生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。

讨论：弹力产生条件：接触并且物体发生形变。

判断弹力存在的方法：弹力的大小：跟物体发生的形变有关，跟形变物体的弹性有关。

弹力的方向：垂直于接触面，跟物体恢复形状的方向一致。

（一）弹力的判断：下列各图中，物体A静止。

画出物体A所受弹力的示意图。

（判断弹力有几个的方法：有几个接触面，就会有几个弹力）判断物体A是否受到弹力的方法：设想,如果撤去与A接触的这个面,如果A物体会“动”,则有弹力,否则就没有.（二）弹力的方向各种接触面间的弹力方向A、曲面与平面接触曲面与平面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体B、点与平面接触点与平面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体C、曲面与曲面接触曲面与曲面间弹力方向：与过接触点的公切面垂直并指向受力物体小结：几种物体模型的弹力比较：轻绳：沿着绳并指向绳的收缩方向轻杆：不一定沿杆轻弹簧：沿弹簧方向例1 有关弹力的说法中正确的是 （ ）A ．弹力的大小总是与形变成正比B ．弹力的反作用力不一定是弹力C ．弹力的平衡力一定是弹力D ．桌子上的铅笔给桌子的压力是由于铅笔发生形变而产生的〖解析〗弹力的的大在弹性限度内与物体的形变成正比，其A 错误。

根据牛顿第三定律可知弹力的反作用力一定是弹力，故B 错误。

作用在同一物体的大小相等、方向相反，作用在同一直线上，就构成一对平衡力，而跟力性质无关，故C 错误。

弹力形成的原因是由于发生施力物体的形变而对受力物体施加弹力作用，故D 正确。

例2 在图2-2-1中，a 、b （a 、b 均处于静止状态）间一定有弹力的是（ ）〖解析〗A 选项中，a 、b 间的如果存在弹力，则b 给的弹力水平向左，则a 将向左侧加加速运动，显然与题设要求不符，故A 选中的a 、b 间无弹力作用。

同理对于C 选项，也可假设a 、b 存在弹力，判断中b 不可处于静止存在，而判断出a 、b 间没有弹力。

同理，对于D ，也可以假设a 、b 间有弹力，则a （斜面）对b 的弹力，将垂直于斜面向上，因此，b 的合外力不为零，即b 不可能处于静止状态。

对于B 选项，假设b 对a 没有弹力，则a 所受的合外力不为零，将不可能静止，故a 、b 必须存在弹力。

综合上所述，选择B 。

图2-2-1A B C D例3 图2-2-2中a 、b 、c 为三个物块，M 、N 为两个轻质弹簧R 为跨过定滑轮的轻绳，它们连接如图2.1.2并处于平衡状态．A ．有可能N 处于拉伸状态而M 处于压缩状态B ．有可能N 处于压缩状态而M 处于拉伸状态C ．有可能N 处于不伸不缩状态而M 处于拉伸状态D ．有可能N 处于拉伸状态而M 处于不伸不缩状态〖解析〗由于轻绳只能拉而不能压缩弹簧，故N 不能处于压缩状态，只能处于位伸或不伸不缩状态，则B 选项错误．若N 处于拉伸状态，则轻绳对N 的拉力必不为零，因而绳子R 对物体块a 的拉力也不必不零，即a 必受R 作用于它的向上拉力T 作用，对a受力分析得T +F －m a g = 0，弹簧对a 的作用力F = m a g －T ，F >0表示竖直向上，F <0表示竖直向下，F = 0表示弹簧M 不伸不缩状态，显然不与a 重力有关．综合上述分析可知A 、D 选项正确．例4 原长为16cm 的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N 的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm ；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N 的拉，这时弹簧长度变为 ___________cm ，此弹簧的劲度系数为 ___________ N/m ．〖解析〗由胡克定律可知100：200 = (18—16)：(l —16)，解得l = 20cm ．由胡克定律可弹簧劲度系数k = x F ∆∆= 210)24(100200-⨯--N/m = 5×103N/m ．练习1．书放在水平桌面上，桌面会受到弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是：（ ）A ．书的形变B ．桌面的形变C ．书和桌面的形变D ．书受到的重力2．一物体静止在斜面上时，正确表示斜面对物体的作用力 F 的方向的图中：（ ）3．木箱重G 1，人重G 2，人站在木箱里用力F 向上推木箱，如图所示，则有：（ ）A ．人对木箱底的压力大小为(G 2 + F )B ．人对木箱底的压力大小为(G 2—F )C ．木箱对地面的压力大小为(G 2 + G 1—F )D ．木箱对地面的压力大小为(G 1 +G 2)4．如图所示，两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为k a = 1×103N/m 、k b = 2×103N/m ，原长分别为l a = 6cm 、l b = 4cm ，在下端挂一个物体G ，物体受到的重力为10N ，平衡时，下列判断中正确的是 （ ）A ．弹簧 a 下端受的拉力为 4 N ，b 的下端受的拉力为 6 NB ．弹簧 a 下端受的拉力为 10 N ，b 的下端受的拉力为 10 NC ．弹簧 a 长度变为 7cm ，b 的长度变为 4.5 ND ．弹簧 a 长度变为 6.4cm ，b 的长度变为 4.3 N5．如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为300的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N 的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（ ） a c b M N R 图2-2-2A B CDA ．大小为2N ，方向平行于斜面向上B ．大小为1N ，方向平行于斜面向上C ．大小为2N ，方向垂直于斜面向上D ．大小为2N ，方向竖直向上6．如图所示，A 、B 是两个物块的重力分别为3N 、4N ，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直向方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F = 2N ，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（ ）A ．天花板所受的拉力为1N ，地板受的压力为6NB ．天花板所受的拉力为5N ，地板受的压力为6NC ．天花板所受的拉力为1N ，地板受的压力为2ND ．天花板所受的拉力为5N ，地板受的压力为2N7．如图所示，重力为G 的均匀光滑球体放在互成1200的两个光滑平面间，平面ON 是水平的，于与OM 面的接触点为A ，与ON 的接触点为B ，则球对OM 的压力为 （ ）A ．23G B ．0 C ．21G D ．G 8．如图所示，一条轻绳跨过两个光滑定滑轮，绳的两端挂着砝码，每个砝码的重力均为50N ．把滑轮间的绳剪断后接入一个弹簧秤．试求弹簧秤的读数是多少．（弹簧秤的重力忽略不计）摩擦力1． 静摩擦力的产生条件是两个处于相对静止的物体之间存在着相互作用的弹力、接触面粗糙、且有相对运动趋势。

静摩擦力的方向与接触面相切、且与物体间相对运动趋势方向相反。

静摩擦力的大小可以在0与最大静摩擦力f m 之间变化，静摩擦力的大小与物体间的压力大小无关，但物体间的最大静摩擦力与物体间的压力有关。

2． 滑动摩擦力的产生条件是两个接触的物体之间存在着相互作用的弹力、接触面粗糙、且有相对运动。

滑动摩擦力的方向与物体接触面相切，且与物体相对运动方向相反。

滑动摩擦力的大小与物体间的动摩擦因数μ，及物体的弹力F N 有关，即f = μF N 。

3． 对物体进行受力分析的一般步骤：首先确定研究对象；然后根据力的概念，从物体处所的环境与其他物体的联系，按重力、弹力、摩擦力及其他力等顺序依次分析，最后检查分析结果能否使物体处于题目中所给的运动状态．例题精讲例1 如图2-3-1所示，用细绳拴着一个小球，小球静止在光滑的斜面上．试作出小球所受的弹力示意图． 图2-3-1例2 下列关于摩擦力的说示中正确的是：（ ）A ．阻碍物体运动的力称为摩擦力B ．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C ．静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D ．接触面上的摩擦力总是与接触面平行例3 如图2-3-3所示，质量为m 、横截面为直角三角形的物块ABC ，α=∠ABC ，AB 边靠在竖直墙面上，F 是垂直于斜面BC 的推力．现物块静止不动，则摩擦力大小为 ___________．〖解析〗对三角形物块进行受力分析，如图2-3-3(解)所示．由平衡条件可以有：f mg -αsin F -=0、N αcos F -=0解得摩擦力f = mg + F sin α．变式迁移1．长为L 的轻杆A 一端固定一个质量为m 的小球B ，另一端固定在水平轴O 上，杆随转轴在O 竖直平面内匀速转动，角速度为ω，某时刻杆与水平方向成α角，如图2-3-4所示。

则此时刻杆对小球的作用力方向在图中哪个范围内（ ）A ．竖直向上B ．沿OB 方向C ．图中区域ID ．图中区域II2．如图2-3-5所示，板A 的质量为m ，滑块B 的质量是2m ，板A 用轻绳拴住，绳与斜面平行，滑块B 沿斜面角为θ的斜面在A 板中间一段匀速下滑，若AB 之间以及B 与斜面之间的动摩擦因数相同，求动摩擦因数． 能力跃迁1．如图所示，A 、B 、C 三个物体叠放在水平桌面上，A 受到一竖直向下的压力F 作用，则除了重力之外，物体C 还受到几个竖直向下的作用力 （ ）A ．1个力B ．2个力C ．3个力D ．4个力2．在水平路面上，一辆卡车上放着一只集装箱，下列分析正确的是 （ ）A ．当卡车启动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动，方向向前B ．卡车匀速运动时，卡车对集装箱的静摩擦力使集装箱随卡车一起运动，方向向前C ．当卡车匀速运动时，卡车对集装箱的摩擦力为零D ．当卡车刹车时，卡车对集装箱的静摩擦力为零3．把一重为G 的物体，用一个水平推力F = kt （k 是为恒量，t 为时间）压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示．从t = 0开始物体所受的摩擦力f 随时间t 的变化关系是图下图2-3-3(解) A C F mg N B f A B C F 图2-3-3 图2-3-1(解)图2-3-5图2-3-4图中的：（）4．手握直立的瓶子处于静止状态，下列说法中正确的是（）A．握力增大时，瓶子受到的静摩擦力也增大B．握力增大时，瓶子受到的最大静摩擦力也增大C．握力增大时，瓶子受到的静摩擦力却保持不变D．向瓶中倒入水时，瓶子受到的静摩擦力将随之增大5．运动员用双手握住竖直的竹秆匀速攀上和匀速下滑时，他所受到的摩擦力分别为F1和F2，那么它们的关系是：（）A．F1向上，F2向下，F1 = F2B．F1向下，F2向上，F1 > F2C．F1向上，F2向上，F1 = F2D．F1向上，F2向下，F1 > F26．如图所示，放在水平地面上的物体a上叠放着物体b，a和b间用轻质弹簧相连，已知弹簧处于压缩状态，整个装置处于静止状态，则关于a、b的受力分析正确的是：（）A．b受到向右的摩擦力B．a受到m对它的向左的摩擦力C．地面对a的摩擦力向右D．地面对a无摩擦力作用7．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如图甲所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动右端，这时所受摩擦力大小为F2，如图乙所示．则F1、F2的大小关系满足（）A．F1 = F2B．F1 < F2C．F1 > F2D．上述三种情况都有可能8．用弹簧秤测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有图示的两种装置．(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是否都一定都要作匀速运动？(2) 若木块A做匀速运动，甲图中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100N和150N，甲图中当物体A被拉动时，弹簧秤的读数为60N，拉力F a = 110N，求A、B间的动摩擦因数μ．9．如图所示，重力为G1 = 10N的物体A与重力为G2 = 50N的物体B用跨过定滑轮的轻绳连接，B放在水平桌面上，且绳BO呈水平状态，AO段处于竖直状态．已知B与水平桌面间的最大摩擦力F m= 8N，为了使A、B均保持静止状态，则可对B施加一个水平向左的拉力F，试确定拉力F的大小应满足的条件．10．如图所示，两块轻质竖直平行板A、B之间夹着一块重力为6N的长方体木块C，此时A、B对C的压力均为10N。