高三一轮复习 第二章 第一讲 重力 弹力 摩擦力

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
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．
[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
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
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
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．
Байду номын сангаас
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
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．
答案 A
题型二
重心位置的理解和确定 一根密度和粗细均匀的直铜棒，它的重心在
【例 2】
何处？水平放置、竖直放置和倾斜放置时，它的重心位置是 否相同？为什么？如果把直铜棒变成弧形，它的重心位置是 否改变，为什么？
[解析] 直铜棒的重心在棒的几何中心； 当变换放置方式 时，重心位置相同；因为物体重心与物体形状和物体的质量 分布有关，铜棒变成弧形；形状发生了改变，所以，铜棒的 重心位置也发生改变．
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．
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？
基础知识梳理
一、力 相互 1．力的概念：物体与物体之间的_____作用． 2．力的性质 (1)物质性：力不能脱离_____而独立存在．没有 物体 不存在 “施力物体”或“受力物体”的力是_______的． 相互 (2)相互性：力的作用是_____的．施力(受力)物体 同时也是受力(施力)物体． 大小 方向 (3)矢量性：力是矢量，既有_____，又有_____． (4)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果， 无关 与这个物体是否受到其他力的作用_____．
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.
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.
3．大小：滑动摩擦力 Ff ＝______，静摩擦力： 0≤Ff≤Ffmax.
μFN
4．方向：与相对运动或相对运动趋势方向 相反 _____． 相对运动 5．作用效果：阻碍物体间的_________或 ___________． 相对运动趋势
特别提示：(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或 相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动． (2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦 力作用的物体不一定运动． (3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦 力方向总垂直，反之不一定成立．
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．
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
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．
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
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．
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
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，指向受力物体 垂直于过接触点的公切面，而指向受力物 体 可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具 体分析
(2)由物体的运动状态判断弹力的方向 物体的受力必须与物体的运动状态相符合．可根据 物体的运动状态，先假设一个弹力的方向，由共点 力的平衡条件或牛顿第二定律列方程，求出弹 力．若所得结果为正值，其方向与假设方向相同， 如果为负值，其方向与假设方向相反．