高三一轮复习 第二章 第一讲 重力 弹力 摩擦力

思考感悟 重心的位置与哪些因素有关？ 提示：与质量分布和物体的形状有关．
三、弹力
恢复原状 1．定义：发生弹性形变的物体由于要_________，对 与它接触的物体产生力的作用． 2．产生的条件 相互接触 弹性形变 (1)两物体_________；(2)发生_________．
3．方向 相反 (1) 与物体形变方向_____． (2)几种常见模型的弹力方向 ①轻绳的拉力沿绳指向_________的方向． 绳收缩 垂直 ②点与平面、平面与平面接触处的弹力_____于接 触面(若是曲面则垂直于接触处的_____)指向被压或 切面 被支持的物体． 弹簧轴线 ③弹簧的弹力方向：总是沿_________指向变回原 长的方向． ④杆的弹力方向要依照平衡条件或牛顿定律判定．
二、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． 特别提示：(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直， 不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向也 就不同． (2)重力的方向不一定指向地心． (3)并不是只有重心处才受到重力的作用．
3．力的作用效果
使物体发生_____. 形变 两个效果 运动状态 改变物体的________.
4．力的图示和示意图 (1)力的图示：包含力的_____、_____、 大小 方向 ______三个要素． 作用点 (2)力的示意图：受力分析时，作出的表示物 体受到某一力的有向线段． 特别提示：同一性质的力可以产生不同的效 果；不同性质的力可以产生相同的效果．
2．弹力的方向的判断方法
(1)弹力的方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物
体发生形变的那个物体上．具体情况有以下几种：
弹力 弹簧两端的 弹力 轻绳的弹力 面与面接触 的弹力 点与面接触 的弹力 球与面接触 的弹力 球与球接触 的弹力 杆的弹力
弹力的方向 与弹簧测力计中心轴线相重合，指向弹簧 恢复原状的方向 沿绳指向绳收缩的方向 垂直于接触面指向受力物体
热点题型探究
题型归纳
题型一 【例 1】 对重力概念的理解 关于重力的说法正确的是( )
A．物体重力的大小与物体运动状态有关，当物体处于超 重状态时重力大，当物体处于失重状态时重力小 B．重力的方向跟支撑面垂直 C．重力的作用点是物体的重心 D．重力的方向是垂直向下
[解析] 物体无论是处于超重或失重状态，其重力不变， 只是视重发生了变化，物体的重力随在地球上的纬度变化而 变化，所以 A 错误；重力的方向是竖直向下，不可说为垂直 向下，垂直往往给人们一种暗示，与支撑面垂直，重力的方 向不一定跟支撑面垂直，如斜面上的物体所受重力就不跟支 撑面垂直，所以 B、D 错误；重心是重力的作用点，C 正确．
应用指导：(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推 力，且绳子弹力的方向一定沿着绳子并指向绳子收 缩的方向，这是由绳子本身的特点决定的． (2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方 向可以沿杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型 的最大区别．
考点诊断
1.下列关于力的说法中正确的是( )
A．物体受几个力作用时，状态一定改变 B．由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以 离开物体而独立存在 C．一个人练拳时用了很大的力，但没有击中物体，这个 力只有施力物体而没有受力物体 D．力的大小可以用弹簧秤测量
初态时，弹簧 k1(原长)的弹力 F1＝0 mg 末态时，弹簧 k1(伸长)的弹力 F1′＝ 3 弹簧 k1 的长度变化量 ΔF1 F1′－F1 mg Δx1＝ ＝ ＝ k1 k1 3k1 由几何关系知所求距离为 mgk1＋k2 Δx1＋Δx2＝ . 3k1k2
mgk1＋k2 答案 3k1k2
停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着摩擦 力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止， 摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始 终平衡．
答案 B
5．如图所示，劲度系数为 k2 的轻质弹簧，竖直放在桌面 上，上面压一质量为 m 的物块， 另 一劲度系数为 k1 的轻质弹簧竖直地 放在物块上面， 其下端与物块上表面 连接在一起， 要想使物块在静止时下 2 面弹簧承受物重的 ，应将上面弹簧 3 的上端 A 竖直向上提高多大的距离？
答案 ACD
4． 把一个重为 G 的物体， 用一个水平力 F＝kt(k 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，t＝0 时刻，物体静止，从 t＝0 开始物体所受的摩擦力 Ff 随 t 的变 化关系是下图中的哪一个( )
解析
由于物体受的水平推力为 F＝kt，由二力平衡得，
墙与物体间的压力 FN＝kt.当 F 比较小时，物体受的摩擦力 Ff 小于物体的重力 G，物体将沿墙壁下滑，此时物体间的摩 擦力为滑动摩擦力．由 Ff＝μFN 得，滑动摩擦力 Ff＝μkt，当 摩擦力 Ff 大小等于重力 G 时， 由于惯性作用， 物体不能立即
解析 选项 A 考查力的作用效果之一，使物体状态发生 改变，但当受几个力时效果可能相互抵消，状态不变，所以 A 错误；相距较远的磁铁有力的作用，仍需要有两个磁铁， 离不开物体，故 B 错误；施力物体和受力物体总是同时存在 的，练拳时，各部分肌肉发生相互作用，有受力物体，故 C 错误．正确选项应为 D.
考纲预览 1.滑动摩擦、静摩擦力、动摩擦因数(Ⅰ) 2．形变、弹性、胡克定律(Ⅰ) 3．矢量和标量(Ⅰ) 4．力的合成和分解(Ⅱ) 5．共点力的平衡(Ⅱ) 实验与探究 1．探究弹力和弹簧伸长的关系 2．验证力的平行四边形定则
热点提示 1.三种常见的力，特别是弹力，摩擦力的有无，方向判定 及大小计算 2．胡克定律及其应用 3．力的合成与分解，合力与分力的关系，共点力的平衡 4．物体的受力分析、共点力平衡中的动态问题、极值与 临界问题是学习的难点 5．本章学习的知识、规律及方法也常与牛顿运动定律、 能量及电磁学等知识相结合出题
[答案]
C
[点评] 重力的大小与物体的运动状态无关．
变式训练 1 下列说法中正确的是(
)
A．用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在 悬线所在的直线上 B． 重心是物体所受重力的作用点， 故重心一定在物体上 C．一对作用力和反作用力做功的代数和一定为零 D．弹力和摩擦力可以找到施力物体，重力则没有施力 物体
解析
用细线将物体悬挂起来，物体只受到细线的拉力
和重力，物体静止时两个力在一条直线上，物体的重心则一 定在该直线上，A 正确；重心是物体所受重力的等效作用点， 重心并不一定在物体上，例如圆环，B 错误；一对作用力和 反作用力做功的代数和可正、可负、可为零，C 错误；任何 力都和物体相对应，只要有力，一定有施力物体和受力物体， D 错误．正确答案是 A.
课堂互动讲练
一、弹力的有无及方向的判断方法 1．弹力有无的判断方法 (1)根据弹力产生的条件直接判断
根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存
在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况．
(2)利用假设法判断 对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存 在，即把与我们所研究的物体相接触的其他物体去 掉，看物体还能否保持原有的状态，若运动状态不 变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处 一定存在弹力． (3)根据“物体的运动状态”分析 由状态分析弹力，使物体的受力必须与物体的运动 状态符合， 依据物体的运动状态，由物体受力平衡 (或牛顿第二定律)列方程来判断物体间的弹力是否 存在．
答案
B
3．关于物体重心下列说法正确的是( A．重力的作用点是物体的重心
)
B．有规则形状的物体，重心即是其几何中心 C．物体的重心可能不在该物体上 D．物体的形状不变，当它被举高或倾斜时，重心在物 体上的位置不变
解析 重心就是指重力在物体上的作用点，A 正确．只 有质量分布均匀，形状规则的物体，重心才在其几何中心； 只有形状规则，其质量不一定分布均匀．物体的重心不随其 所在位置变化而变化，且可在物体上，也可能在物体外，如 均匀圆环、呼啦圈等．选项 A、C、D 正确．
答案 D
2．关于力的分类，下列说法中正确的是(
)
A．根据效果命名的同一名称的力，性质一定相同 B．根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同 C．性质不同的力，对物体的作用效果一定不同 D．性质相同的力，对物体的作用效果一定相同
解析
效果相同的力，性质可以不同，如把一个小球竖
直向上抛出，运动过程中空气对小球还有摩擦阻力作用，上 升过程中，空气对小球的摩擦力和球受到的重力产生效果相 同，它们都在阻碍小球的运动，根据力的效果命名，它们都 可以称为阻力，但它们的性质不同，故 A、C 错误；小球在 下降过程中，重力产生的效果与上升时恰巧相反，根据力的 效果命名，重力在上升和下降过程中分别称为阻力和动力， 所以 D 错误，B 正确．
4．大小 (1)弹簧类弹力在弹性限度内遵从胡克定律，其公式 为F＝kx； 平衡条件 (2)非弹簧类弹力大小应由_________或动力学规律 求得． 四、摩擦力 1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有 相对运动 相对运动趋势 _________或_____________时，在接触面上所受的 阻碍_________或_____________的力． 相对运动趋势 相对运动 粗糙 2．产生条件：接触面_____；接触面间有弹力；物 相对运动趋势 体间有_________或_____________． 相对运动
解析
末态时的物块受力分析如图所示，其中 F1′与
F2′分别是弹簧 k1、k2 的作用力，物块静止有
F1′＋F2′＝mg. 初态时，弹簧 k2(压缩)的弹力 F2＝mg， 2 末态时，弹簧 k2(压缩)的弹力 F2′＝ mg， 3 弹簧 k2 的长度变化量 ΔF2 F2－F2′ mg Δx2＝ ＝ ＝ k2 k2 3k2 2 由 F1′＋F2′＝mg，F2′＝ mg 3 mg 得 F1′＝ 3