2013高中物理基础复习课件：2[1].1重力、弹力、摩擦力

考点2
重力
1.重力是地球对物体的吸引而产生的，但不能说重力就是 地球对物体的吸引力。当物体处在地球两极时，物体的重力与 万有引力相等；在地球上其他位置，由于物体随地球自转，重 力是万有引力的一个分力。 2.重力的大小随纬度的升高而增大，随高度 的增大而减小；同一地方，物体重力的大小与运 动状态无关。重力的大小可以小于或等于万有引 力的大小，如图所示，万有引力的方向一定指向 地心，但重力的方向不一定指向地心。只不过由 于F向引起的重力变化不大，一般情况下可以不考 虑地球的自转效应，近似认为重力等于万有引力。
如图所示，小球B放在真空容器A内，球 B的直径恰好等于正方体A的边长，将它 们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法中 正确的是( B D ) A.若不计空气阻力，上升过程中，A对B 有向上的支持力 B.若考虑空气阻力，上升过程中，A对B的压力向下 C.若考虑空气阻力，下落过程中，B对A的压力向上 D.若不计空气阻力，下落过程中，B对A没有压力
1.物体受到滑动摩擦力时，物体不一定是运动的，也可 能是静止的，但一定发生了相对运动，如图甲所示，水平传 送带以速度v运动，放上初速为零的物体，此时物体受到的是 滑动摩擦力。
2.同样，物体受到静摩擦力时，物体不一定是静止的， 也可能是运动的，但一定是相对静止的。如图乙所示，物体 随传送带一起以速度v向上运动，物体相对传送带静止，物 体虽然运动受到的却是静摩擦力。
小车向左以加速度a运动时，根据牛顿第 二定律知小球受重力mg和杆对球的作用力F的 合力大小为ma，方向水平向左。 根据力的合成，这三力构成图所示矢量 三角形，由图得F= ( ma ) ( mg ) ，方向斜向 左上方，与竖直方向的夹角为'=arctan(a/g)。
2 2
【答案】 D
杆产生的弹力方向可能沿杆，也可能不沿杆，需结合物体的其他受 力情况、运动情况，由平衡条件或F合=ma确定。
1.重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点。 2.质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关， 有规则几何形状的均匀物体，它的重心的位置在它的几何中 心，如实心铅球的重心就在球心。 3.质量分布不均匀的物体，重心的位置与物体的形状有关， 还跟物体质量的分布有关。悬挂物静止时，悬线所在直线必 过重心，两次悬挂找悬线的交点，即为重心位置。 4. 物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外，例 如一块平板的重心在板上，而一个铁环的重心就不在铁环上。 5.重心的位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关， 但一个物体的质量分布发生变化时，其重心的位置也发生变 化。
【例4】如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质 弹簧 的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压在上面的弹簧上 (但不拴接)，整个系统处于平衡状态。现缓慢地向上提上面 的木块，直到它刚离开上面的弹簧，求这个过程中下面木块 移动的距离。
胡克定律的应用
【答案】m1g/k2
【解析】根据题意，向上提上面木块前，有 k2x2=(m1+m2)g ① 向上提上面木块后，有k2x2′=m2g ② 下面木块向上移动的距离为：x2=x2-x2′ ③ ①②③联立，得x2=m1g/k2。

关于重力的大小，下列说法中正确的是( B ) A.物体的重力大小总是恒定的 B.同一地点，物体的重力与物体的质量成正比 C.物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受的重 力 D.物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力
考点3
弹力
1.弹力有无的判断方法 (1)根据弹力产生的条件直接判断 根据物体间是否直接接触并发生弹性形变来判断，此方法多用来判断形变较明显 的情况。 (2)利用假设法判断 对于形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力存在，再根据所受其它力和运动 情况来判断弹力的有无。 (3)根据物体的运动状态分析 静止(或匀速直线运动)的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面 上弹力是否存在的依据。 2.弹力方向的判断方法 (1)根据物体产生形变的方向判断 物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反，与自身形变方向相同。 (2)根据物体的运动状态判断 根据物体的运动状态，由共点力平衡条件或牛顿第二定律列方程，确定弹力方向。
(1)杆的弹力方向可能沿着杆，也可能不沿着杆。 (2)绳子只能产生拉力，且拉力方向沿着绳收缩的方向。
弹力的方向
【例3】如图所示，支架固定在小车上，斜杆与竖直杆的夹角 为，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球 的作用力F的判断中，正确的是( ) A.小车静止时，F=mgcos，方向沿杆向上 B.小车静止时，F=mgcos，方向垂直杆向上 C.小车向右以加速度a运动时，一定有F=ma/sin 2 2 ( ma ) ( mg ) D.小车向左以加速度a运动时，F= ，方向斜向左上方，与竖直方向 的夹角为arctan(a/g) 【解析】小车静止时，由物体的平衡条件可知，此时杆对球的作用力方向竖直 向上，且大小等于球的重力mg。 小车向右以加速度a运动时，设小球受杆的作用力方向 与竖直方向的夹角为，如图所示，根据牛顿第二定律有： Fcos=mg ① Fsin=ma ② ①②联立解得tan=a/g. 可见,只有当球的加速度a=gtan时，杆对球的作用力才沿杆的方向，此时才有 F=ma/sin。
(3)几种常见模型中弹力方向的确定
弹力 弹簧两端的弹力 弹力的方向 与弹簧中心轴线重合，指向弹簧恢复原状的方向
轻绳的弹力
面与面接触的弹力
沿绳指向绳收缩的方向
垂直于接触面而指向受力物体 过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力 物体 在接触点与球心的连线上并指向受力物体
点与面接触的弹力
球与球接触的弹力
本题的关键是对受力物体的分析上，如果有力，一定要有受力物体， 谁是受力物体呢？本题要求学生掌握力的内涵与外延，理解力的作用的相 互性与物质性。
如图所示，静止木块对桌面的压力为6 N，试画压力的图示，说明施力物体和 受力物体，并画出木块所受重力和支持 力的示意图。
【答案】压力的图示如图甲，重力、支持力的示意图如 图乙或图丙所示；压力的施力物体是木块，受力物体是 桌子。
重力与重心
【例2】运输货车的制造标准是：当货车侧立在倾角为30°的斜坡 上时，如图所示，仍不致翻倒。也就是说，货车受到的重力的 作用线仍落在货车的支持面(地面上，以车轮为顶点构成的平 面)以内，如果车轮间的距离为2 m，车身的重心不能高出地面 多少m？
【答案】1.7 m
【解析】重力的作用线在竖直方向，由题意知，要求重力 的作用线落在货车的支持面内，即要求重力作用线与斜坡的交 点应在车轮与中轴线之间，当交点位于车轮与斜坡的接触点时 ，对应的重心的位置即为满足条件的最高重心位置，作出示意 图，利用几何关系可求解。 作出如图所示的示意图，设重心离斜面的最高位置为x， A点是车轮与斜面的交点，B为中轴线与斜面的交点，由几何 关系可知，在ABO中，∠AOB=30°，有AB/x=tan30°，将 3 AB=1 m代入得x= m=1.7 m。 货车不翻倒的临界点就是货车的重力作用线不能落到它的支持面外。
【例1】甲、乙两拳击运动员竞技，甲一拳击中乙肩部，观众可认为甲运动员(的 拳头)是施力物体，乙运动员(的肩部)是受力物体，但是在甲一拳打空的情况 下，下列说法中正确的是( C) A.这是一种只有施力物体，没有受力物体的特殊情况 B.此时的受力物体是空气 C.甲的拳头、胳膊与自身躯干构成相互作用的物体 D.以上说法都不正确 【解析】力的作用是相互的，只要有力产生必然存在着施力物体与受力物 体，甲运动员击空了，但在其击拳过程中，其拳头、胳膊与躯干的组成的系 统内由于相互作用而产生力。选C。
解决此类问题的关键是明确初、末状态弹簧的弹力大小、伸长还是压 缩、端点和物体移动距离与形变量的关系，必要时辅以作图明示。
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中弹簧的左端固定在墙上； ②中弹簧的左端受大小也为F的拉力 作用；③中弹簧的左端拴一小物块， 物块在光滑的桌面上滑动；④中弹簧 的左端拴一小物块，物块在有摩擦的 桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为 零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧 的伸长量，则有( D ) A.l2>l1 B.l4>l3 C.l1>l3 D.l2=l4
考点4 摩擦力
1.区分两种摩擦力 静止的物体也可能受滑动摩擦力作用，运动的物体也可能受静摩擦力作 用；这里的静摩擦力的“静”和滑动摩擦力的“动”是针对接触面之间的相 对运动而言的，区分“运动”和“相对运动”、“相对运动趋势”是不同的。 2.摩擦力的方向可能和运动方向相同——充当动力，做正功；可能和运 动方向相反——充当阻力，做负功；也可能和运动方向成某一夹角。 3.静摩擦力的方向判断 (1)假设法：即假设接触面光滑。若两物体发生相对运动，则说明它们原 来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时的相 对运动的方向相同，然后根据静摩擦力方向跟物体相对运动趋势方向相反， 便可以确定静摩擦力的方向。 (2)结合物体的运动状态判断，由运动情况确定受力情况。
重力、弹力、摩擦力
考点1 力和四种基本相互作用
1.作力的图示时应注意：①不能用不同标度画同一物体所 受的不同力。②力的图示与力的示意图不同，力的图示要求严 格，而力的示意图着重于力的方向，不要求做出标度。 2.性质相同的力，效果可以相同，也可以不同；效果相同 的力，性质可以相同，也可以不同。
力与力的图示