重力弹力摩擦力知识汇总与典型例题
高二物理《重力、弹力和摩擦力》练习题含答案
高二物理《重力、弹力和摩擦力》练习题含答案1.关于下列四幅图中的弹力说法正确的是()FA.甲图中,由于书的形变,对桌面产生向下的弹力1B.乙图中,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的长度成正比C.丙图中,碗对筷子的弹力沿筷子斜向上,如图中箭头所示D.丁图中,绳的拉力不一定沿着绳而指向绳收缩的方向【答案】A【详解】A.1F为桌面受到的压力,是由于书的形变,对桌面产生向下的弹力,A正确;B.根据胡克定律可知,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的形变量成正比,B 错误;C.图中碗底对筷子的弹力应垂直该处碗的切面斜向上,即接触点与碗心的连线向上,C 错误;D.绳的拉力一定沿着绳而指向绳收缩的方向,D错误。
故选A。
2.图中各物体均处于静止状态,图中画出了小球A所受弹力的情况,其中正确的是()A.B.C.D.【答案】C【详解】A.球受重力和弹力,根据平衡条件,杆对小球的力应竖直向上,A错误;B.2F应为零,该绳没有发生形变,否则球不能平衡,B错误;C .球受重力、下面球的弹力和墙壁的支持力,两个支持力均垂直于接触面,C 正确;D .A 还受大半圆对它的支持力N F ,方向沿过小球A 与圆接触点的半径,指向大半圆圆心,D 错误。
故选C 。
3.如图所示,一轻弹簧上端固定在天花板上,现将一质量为m 物块悬挂在弹簧下端,平衡时弹簧的长度为1l ,已知弹簧的原长为0l ,重力加速度大小为g ,则弹簧的劲度系数为( )A .mgl B .1mgl C .01mgl l - D .10mgl l - 【答案】D【详解】由题意可知,弹簧处于拉伸状态,物体处于平衡状态,根据平衡条件可得10()k l l mg -=解得10mgk l l =- 故选D 。
4.在实验室中,同学将两根相同的轻弹簧串接在一起,下面挂两个相同的钩码,如图甲所示,此时两根轻弹簧的总伸长量为x 。
若该同学将两个钩码按照图乙方式挂在两轻弹簧上,则两根轻弹簧的总伸长量为( )A .2xB .34xC .xD .32x【答案】B【详解】根据胡克定律可得,按图甲所示连接时,两轻弹簧的伸长量为224mg mg mgx k k k=+=按图乙所示连接时,两轻弹簧的伸长量为23mg mg mgx k k k'=+= 联立解得34x x '= 故选B 。
第一讲重力、弹力、摩擦力(原卷版+解析)
第一讲重力、弹力、摩擦力➢知识梳理一、力1.力的概念:力是物体对物体的作用。
2.力的三要素:力的大小、方向、作用点。
3.力的表示方法:力的图示或力的示意图。
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:总是竖直向下的。
4.重心: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,这一点叫作物体的重心;质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心上,形状不规则或质量分布不均匀的薄板,重心可用悬挂法确定。
三、弹力1.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。
(2)产生的条件①物体间直接接触。
②接触处发生弹性形变。
(3)方向:总是与物体形变的方向相反。
2.胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
k是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是N/m,x是弹簧长度的改变量,不是弹簧形变以后的长度。
四、摩擦力1.静摩擦力(1)定义:两个物体之间只有相对运动趋势,而没有相对运动时的摩擦力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动趋势。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动趋势的方向相反。
(4)大小:0<F≤F max。
2.滑动摩擦力(1)定义:一个物体在另一个物体表面滑动时,受到另一物体阻碍它们相对滑动的力。
(2)产生条件:接触面粗糙;接触处有弹力;两物体间有相对运动。
(3)方向:沿两物体的接触面,与相对运动的方向相反。
(4)大小:F=μF N,μ为动摩擦因数,其值与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
➢知识训练考点一、弹力1.弹力有无的判断(1)条件法:根据弹力产生的两个条件——接触和形变直接判断。
(2)假设法:假设两个物体间弹力不存在,看物体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,则此处一定有弹力。
高考中有关重力、弹力、摩擦力的常见题型归纳#
重力 弹力 摩擦力(1)1.关于物体所受的重力,以下说法中正确的是A.物体只有在地面静止时才受到重力作用B.物体在自由下落时所受的重力小于物体在静止时所受到的重力C.物体在向上抛出时受到的重力大于物体在静止时所受到的重力D.同一物体在同一地点,不论其运动状态如何,它所受到的重力都是一样大2.关于相互接触的两物体之间的弹力和摩擦力,下列说法正确的是 A.有摩擦力一定有弹力 B.摩擦力的大小与弹力成正比C.有弹力一定有摩擦力D.弹力是动力,摩擦力是阻力3.如图所示,两根相同的轻弹簧S 1、S 2,劲度系数皆为k =4×102N/m ,悬挂的重物的质量分别为m 1=2 kg 和m 2=4 kg.若不计弹簧质量,取g =10 m/s 2,则平衡时弹簧S 1、S 2的伸长量分别为A. 5 cm ,10 cmB.10 cm ,5 cmC.15 cm ,10 cmD. 10 cm ,15 cm4.)如图所示,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力为F b =5 N ,F c =10 N 分别作用于物体b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止.以F f 1、F f 2、F f 3分别表示a 与b 、b 与c 、c 与桌面的静摩擦力的大小,则A.F f 1=5 N, F f 2=0, F f 3=5 NB. F f 1=5 N, F f 2=5 N, F f 3=0C. F f 1=0, F f 2=5 N, F f 3=5 ND. F f 1=0, F f 2=10 N, F f 3=5 N5.一铁块m 被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动,如图所示,下列哪一说法是错误的 A.铁块受到四个力作用,其中有三个力的施力物体是黑板B.铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——互相吸引的磁力和互相推斥的弹力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6.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连结起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为μ.现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是A.L +kμm 1g B.L +kμ (m 1+m 2)g C.L +kμm 2g D.L +kμ (2121m m m m +)g7..如图所示,两木块的质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为A.11k gm B.12k g m C. 21k gm D.22k gm8.质量为2 kg 的物体放在水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3 cm ,当拉着物体前进时,弹簧伸长2 cm ,已知弹簧的劲度系数为k = 200 N/m(g =10 N/kg),求:(1)物体所受的最大静摩擦力为多少? (2)物体和地板间的动摩擦因数.重力 弹力 摩擦力(2)1.关于摩擦力,下列说法正确的是:()A.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用,且摩擦力的方向总与相对应的弹力方向垂直B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力作用C.具有相对运动的两物体间一定存在滑动摩擦力作用D.摩擦力的方向与物体运动方向相反,摩擦力的大小与正压力大小成正比E.静摩擦力可以作为动力、阻力,而滑动摩擦力只能作为阻力 2.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:( )A.两物体间的接触面积越大,滑动摩擦力就越大B.物体的运动速度越大,滑动摩擦力就越大C.两接触面间的滑动摩擦力越大,说明两接触面越粗糙D.滑动摩擦力大小不仅与两接触面的粗糙程度有关,还与它们间的正压力有关,而与接触面积的大小无关 3.关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是:()A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ=0B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数仅决定于两接触面的粗糙程度4.如图所示,用力F 把铁块压在竖直墙上不动,那么,当F 增大时,关于铁块对墙的压力N ,铁块受墙的摩擦力f ,下列判断正确的是:( )A.N 增大,f 不变 B.N 增大,f 增大 C.N 变小,f 不变 D.N 不变,f 不变5.(多选)如图所示,物块A 放在木板上处于静止状态,现将木块B 略向右移动一些,使倾角α减小,则下列结论正确的是:()A.物块A 与木板间的正压力减小 B.物块A 所受的摩擦力减小 C.物块A 仍可保持静止状态 D.木板对A 的作用力减小6.运动员双手紧握竹竿匀速攀升和匀速下滑时,所受的摩擦力分别是f 1和f 2,则:()A. f1向下, f2向上,且f1= f2B. f1向下, f2向上,且f1> f2C. f1向上, f2向上,且f1= f2D. f1向上, f2向下,且f1> f27..(多选)放在水平地面上的物体M上表面有一物体m,m与M之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图所示,则关于M和m受力情况的判断,正确的是:( )A.m受到向右的摩擦力B.M受到m对它向左的摩擦力C.地面对M的摩擦力方向右D.地面对M不存在摩擦力作用8.如图所示,A、B的重力分别为5N和8N,各接触面间的动摩擦因数均为0.2,则要能从A下方拉出B所需的最小水平拉力F=_____N,这时系A的水平绳中的张力大小为_____N10.如图所示,在水平桌面上放一个重G A=20N的木块A,A与桌面间的动摩擦因数μ1=0.4,在A上放有重G B=10N 的木块B,B与A接触面间的动摩擦因数μ2=0.1,求:(1)使A和B一起匀速运动的水平拉力F(2)若水平力F作用在B上,使B匀速运动时水平面给A的摩擦力多大有关重力、弹力、摩擦力的常见题型归纳一、单项选择题1.如图1所示,质量为m的小物块静止地放在半径为R的半球体上,小物块与半球体间的动摩擦因数为μ,小物块与球心连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是()A.小物块所受摩擦力大小为μmg sinθB.小物块对半球体的压力大小为mg cosθC.小物块所受摩擦力大小为mg sinθD.小物块所受摩擦力大小为mg cosθ2.如图所示,物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是()3.如图3所示,完全相同的质量为m 的A 、B 两球, 用两根等长的细线悬挂在O 点,两球之间夹着一根劲度系数为k 的 轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ.则弹簧的长度被压缩了( ) A.mg tan θk B.2mg tan θk庆栅祯攤奪藪腳鯪針骖C.mg tan θ2kD.2mg tanθ2k總墮鞏擄赜鏝執骐奧肤遞惩锾骈谄輸奋螢橋鋰4.如图5所示,重80 N 的物体A 放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm 、劲度系数为1000 N/m 的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A 后,弹簧长度缩短为8 cm ,现用一测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N ,当弹簧的长度仍为8 cm 时,测力计读数不可能为( )A .10 N B .20 N C .40 N D .60 N二、双项选择题(在每小题给出的四个选项中,只有两个选项正确)5.如图6所示,物块M 在静止的传送带上以速度v 匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v ,则传送带启动后 ( )A .M 静止在传送带上 B .M 可能沿斜面向上运动 C .M 受到的摩擦力不变 D .M 下滑的速度不变6.如图8所示,放在水平桌面上的木块A 处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg ,弹簧测力计读数为2 N ,滑轮摩擦不计.若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减少到0.3 kg 时,将会出现的情况是(g =10 m/s 2)( )A.弹簧测力计的读数将变小B.A仍静止不动C.A对桌面的摩擦力不变D.A所受的合力不变7.如图9所示,体重为60 kg的武术运动员,两脚蹬在两堵墙上且保持静止状态,若运动员的脚与墙面间的动摩擦因数为0.5,两堵墙之间的距离和运动员的腿长相等.关于运动员与墙之间的压力大小,正确的是(取g=10 m/s2)()A.一定等于600 N B.可能等于600 NC.可能大于600 N D.可能小于600 N8.木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上,如图11所示,求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小.9.如图12所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧A、B的劲度系数分别为k1和k2,若在m1上再放一质量为m0的物体,待整个系统平衡时,m1下降的位移为多少?最新文件仅供参考已改成word文本。
重力弹力摩擦力(带答案)
重力、弹力、摩擦力1.下列关于重力和重心的说法正确的是( C )A .物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B .重力的方向总是指向地心C .用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D .重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上2.如图所示,某一弹簧秤外壳的质量为m ,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计。
将其放在光滑水平面上,现用两水平拉力F 1、F 2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧秤的示数,下列说法正确的是( C )A .只有F 1>F 2时,示数才为F 1B .只有F 1<F 2时,示数才为F 2C .不论F 1、F 2关系如何,示数均为F 1D .不论F 1、F 2关系如何,示数均为F 23.如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k 1、k 2,它们一端固定在质量为m 的物体上,另一端分别固定在Q 、P 上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为2m 的物体(弹簧的长度不变,且弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x ,则x 为( A )A.mg k 1+k 2B.k 1k 2mg (k 1+k 2)C.2mg k 1+k 2D.k 1k 22mg (k 1+k 2)4.玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是( C )A .桥面受向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变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,是因为桥梁发生了弹性形变D .汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变5.如图所示,将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐,使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上。
当弹簧下端挂一个50 g 的砝码时,指针示数为L 1=3.40 cm ,当弹簧下端挂两个50 g 的砝码时,指针示数为L 2=5.10 cm 。
高中物理《重力、弹力、摩擦力》精选练习题 含答案
高中物理《重力、弹力、摩擦力》精选练习题(含答案)1. 一个物体沿着水平面匀速运动,受到的摩擦力大小为2N,物体的重力为10N,求物体受到的弹力大小。
答案:由于物体匀速运动,所以合力为0,即弹力大小等于摩擦力大小加重力大小,即F弹=F摩+F重=2N+10N=12N。
2. 一个物体在水平面上受到一个恒定的水平拉力,物体的质量为2kg,受到的摩擦力大小为4N,求物体的加速度。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=拉力-摩擦力=ma,即a=(拉力-摩擦力)/m=(F-L摩)/m=(F-4N)/2kg。
3. 一个物体在水平面上受到一个恒定的水平拉力,物体的质量为2kg,受到的摩擦力大小为4N,物体的加速度为2m/s^2,求拉力大小。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=ma+摩擦力=2kg×2m/s^2+4N=8N,即拉力大小为F=8N。
4. 一个物体沿着水平面匀加速运动,受到的摩擦力大小为2N,物体的重力为10N,求物体受到的弹力大小。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=ma+摩擦力=12N,即弹力大小为F弹=F-F摩=12N-2N=10N。
5. 一个物体沿着水平面匀加速运动,受到的摩擦力大小为2N,物体的重力为10N,物体的加速度为2m/s^2,求物体受到的合力大小。
答案:由牛顿第二定律F=ma,可得物体受到的合力F=ma+摩擦力=2kg×2m/s^2+2N=6N。
1. 一个物体在水平面上受到2N的弹力和5N的摩擦力,物体的加速度大小为多少?答案:加速度大小为0.5m/s²。
解析:根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体的质量乘以加速度。
而合力等于弹力减去摩擦力,即2N-5N=-3N。
因此,物体所受合力为-3N,表示向左的力。
设物体质量为m,则有:-3N=m×a。
解得a=-3N/m。
根据题意可知,物体所受的弹力和摩擦力都是水平的,因此物体的加速度也是���平的,即a水平=a。
重力、弹力、摩擦力练习题及答案
弹力 重力 摩擦力习题1. 2013年,“嫦娥三号”将把我国自主研制的“中华牌”月球车送上月球。
“中华牌”月球车装有六个车轮,车轮上刻有螺旋形花纹是为了( A )A .增大摩擦B .减小摩擦C .减小压力D .增大压力2.小敏在观赏2010年世乒赛时,对乒乓球和球拍产生了下列四种想法,其中正确的是( )A.乒乓球在空中飞行时没有惯性( B )B.乒乓球改变运动方向是因为受到了力的作用C.乒乓球给球拍的力和球拍给乒乓球的力是一对平衡力D.接触时,乒乓球先给球拍一个力,球拍然后也给乒乓球一个力3小明在玩过山车时的情景。
下列对此过程中小明的状况叙述正确的是( C )A.质量不断改变 B .运动方向不变C .受到重力的方向始终竖直向下D .在运动中始终处于二力平衡状态4.小玲同学把两个50克的钩码挂到弹簧秤的挂钩上(如图甲),图乙是弹簧秤的示数。
下列有关说法错误的是( D )A .称量时弹簧秤中的弹簧在拉力的作用下发生了形变B .称量时钩码的重力势能减少,弹簧的弹性势能增加C .弹簧秤的示数为1牛D .钩码的质量与它受到的重力成正比 5.如图,用100牛的力把一个重为10牛的物体压在竖直墙壁上,物体处于静止状态。
当压力减为50牛时,物体沿竖直墙壁匀速下滑,则物体下滑时受到的摩擦力大小是( B )A.5牛B.10牛C.40牛D.50牛6.自行车是我们熟悉的交通工具。
从自行车的结构和使用来看,它涉及到不少有关摩擦的知识。
以下分析中,正确的是 ( C )A .脚踏凹凸不平是通过增大接触面积来增大摩擦的B .轮胎上制有花纹是通过改变接触面粗糙程度来减小摩擦的C .刹车时用力捏刹车把是通过增大压力来增大摩擦的D .在转动的部分加润滑油是通过变滑动为滚动来减小摩擦的7.如图所示,将带钩的木块放在粗糙程度相同的水平桌面上,小明( D )AC D 8.9.如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( B )乙 甲(第10题 矿泉水瓶盖上的行李箱可以滚动的轮子 C 鞋底凹凸不平的 花纹 A 自行车的 刹车装置 B11.实验室常用的弹簧秤如图甲所示,弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连,另一端固定在外壳上的O 点,外壳上固定一个圆环,整个外壳重为G ,弹簧和拉杆的质量忽略不计。
高中物理《重力、弹力、摩擦力》精选练习题(含答案)
《重力、弹力、摩擦力》精选练习题一、选择题1.如图所示,完全相同的A、B两球,质量均为m,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,静止不动时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩了()A.mg tanθkB.2mg tanθkC.mg tanθ2kD.2mg tanθ2k2.用水平力把一个重量为G的长方体物块,压在足够高的竖直墙上,水平力的大小从零开始随时间成正比地逐渐增大,物块沿墙面下滑,则物块所受摩擦力随时间变化的图线是图中的()3.如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的左端通过轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上,用力F向右拉动木板B,使它以速度v 匀速运动,这时弹簧秤示数为F1,已知木块与木板之间、木板和地面之间的动摩擦因数相同,则下面的说法中正确的是()A.木板B受到的滑动摩擦力的大小等于F1B.地面受到的滑动摩擦力的大小等于F1C.若木板B以2v的速度运动,木块A受到的摩擦力的大小等于2F1D.若用2F的力作用在木板B上,木块A受到的摩擦力的大小仍为F14.如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.3-1B.2- 3C.32-12D.1-3 25.如图所示,A物体重2 N,B物体重4 N,中间用弹簧连接,弹力大小为2 N,此时吊A物体的绳的张力为T,B对地的压力为F N,则T、F N的数值可能是()A.7 N0B.4 N 2 NC.0 N 6 ND.2 N 6 N6.如图所示,两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂,弹簧下端用光滑细绳连接,并有一光滑的轻滑轮放在细绳上.当滑轮下端挂一重为G的物体时,滑轮下滑一段距离,则下列结论正确的有()A.两弹簧的伸长量相等B.两弹簧的弹力相等C.重物下降的距离为G k1+k2D.重物下降的距离为G(k1+k2) 4k1k27.如图所示,质量为m,横截面为直角三角形的物块ABC,AB边靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数为μ.F是垂直于斜面BC的推力,物块沿墙面匀速下滑,则摩擦力的大小为()A.mg+F sinαB.mg-F sinαC.μmgD.μFcosα8.如图所示质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m 的小球B置于斜面上,整个系统处于静止状态,已知斜面倾角及轻绳与竖直方向的夹角均为θ=30°.不计小球与斜面间的摩擦,则()A.轻绳对小球的作用力大小为33mgB.斜面体对小球的作用力大小为2mg C.斜面体对水平面的压力大小为(M+m)gD.斜面体与水平面间的摩擦力大小为36mg二、非选择题9.(1)如图所示,光滑但质量分布不均的小球的球心在O点,重心在P点,静止在竖直墙和桌边之间,试画出小球所受弹力.(2)如图所示,重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止,试画出杆所受的弹力.10.如图所示,水平面上有一重为40 N的物体,受到F1=13 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物体所受的摩擦力的大小与方向.(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何?11.如图所示,A是一质量为M的盒子,B的质量为M2,用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角为α的斜面上,B悬于斜面之外,处于静止状态.现在向A中缓慢地加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中()A.绳子拉力大小不变,恒等于12MgB.A对斜面的压力逐渐增大C.A所受的摩擦力逐渐增大D.A所受的摩擦力先增大后减小.12.如图所示,质量为m的物体A压在放于地面上的竖直轻弹簧B上,现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处于水平位置且右端位于a点时,弹簧C刚好没有发生变形,已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦,将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有发生变形,求:(1)当弹簧C的右端位于a点时,弹簧B的形变量;(2)a、b两点间的距离.《重力、弹力、摩擦力》参考答案一、选择题1.解析:选C.小球A 受重力mg 、绳子的拉力F 1和弹簧的水平向左的弹力F 2三个力的作用.根据平衡条件可知,F 2=mg tan θ2;再由胡克定律F 2=kx ,得x=F 2k =mg tan θ2k ,选项C 正确.2.解析:选D.物体开始沿墙面下滑,受滑动摩擦力,其大小与压力成正比,当滑动摩擦力大于重力后,物体将做减速运动直到速度变为零,此后物体所受的摩擦力为静摩擦力,与重力平衡,大小为G .3.解析:选D.B 匀速运动,根据平衡条件可知,B 所受A 的摩擦力与地面对B 的摩擦力的和与拉力F 平衡,A 项错;对A 做受力分析,A 保持静止,故A 所受摩擦力与弹簧弹力平衡,即A 、B 之间的摩擦力为F 1,结合对B 的受力分析可知,地面对B 的摩擦力为F -F 1,B 项错;A 、B 间的摩擦力为滑动摩擦力,与相对速度无关,故C 项错,D 项正确.4.解析:选 B.当用F 1拉物块时,由平衡条件可知:F 1cos60°=μ(mg -F 1sin60°);当用F 2推物块时,又有F 2cos30°=μ(mg +F 2sin30°),又F 1=F 2,求得μ=cos30°-cos60°sin30°+sin60°=2-3,B 正确. 5.答案:BC6.解析:选BD.因为系统静止,每根弹簧的拉力都等于G /2,设两根弹簧的伸长量分别为x 1、x 2,则重物下降的距离应为Δx =x 1+x 22①x1=G 2k 1②x2=G 2k2③将②③两式代入①得:Δx=G(k1+k2) 4k1k2.7.解析:选AD.物块ABC受到重力、墙的支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡,由平衡条件不难得出摩擦力大小为f=mg+F sinα,f=μF N=μF cosα.8.解析:选AD.对小球受力分析可知轻绳拉力与斜面体对小球的支持力大小相等,所以竖直方向上:mg=2F cos30°,解得:F=33mg,选项A正确、B错误;将A、B两物体视为整体,受力分析可知:竖直方向上:(M+m)g=F N+F cos30°,解得F N=(M+m2)g,选项C错误;水平方向上f=F sin30°=36mg,选项D正确.二、非选择题9.解析:(1)面与面、点与面接触处的弹力方向垂直于面;点、曲面接触处的弹力方向,则垂直于接触点的切面.如图所示,在A点,弹力F1应该垂直于球面并沿半径方向指向球心O;在B点弹力F2垂直于墙面,也沿半径指向球心O.本题中,弹力必须指向球心,而不一定指向重心.又由于F1、F2、G为共点力,重力的作用线必须经过O点,因此P和O必在同一竖直线上.(2)如图所示,A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向,因此沿绳向斜上方;B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上.答案:见解析10.解析:(1)静摩擦力的大小为f1=13 N-6 N=7 N,方向水平向右.(2)最大静摩擦力等于滑动摩擦力为f m=μF N=μmg=0.2×40 N=8 N只将F1撤去,F2<f m,物体仍然静止,物体所受静摩擦力的大小为f2=F2=6 N,方向水平向左.(3)若撤去F2,因F1>f m,所以物体开始向左滑动,物体受到的摩擦力的大小为f滑=μmg=8 N,方向水平向右.答案:见解析11.解析:选AB.对加入沙子前和加入沙子后两种情况,分别隔离A和B进行受力分析知:绳子拉力T总等于B的重力12Mg,A正确;A对斜面压力FN A′=FN A=M′g cosα.加入沙子后A质量M′增大,故FN A′增大,B正确.;角大小未知,加入沙子前A受f的方向未知,故加入沙子的过程中f怎么变化不能确定,C、D错.12.解析:(1)当弹簧C的右端位于a点时,细绳没有拉力,A物体受力如图:由二力平衡,可知弹簧弹力F1=mg由胡克定律,弹簧B压缩量Δx1为:F1=k1Δx1上两式联立解得Δx1=mg k1.(2)当弹簧C的右端位于b点时,B弹簧没弹力,此时细绳有拉力,A物体受力如图.由二力平衡,可知绳的拉力T=mg则C弹簧弹力F2为:F2=T=mg由胡克定律,弹簧B伸长量Δx2为:F2=k2Δx2解得Δx2=mg k2故a、b之间的距离为Δx1+Δx2=(1k1+1k2)mg.答案:见解析。
高中物理第一节 重力、弹力、摩擦力 知识总结 高考真题25练
重力弹力摩擦力知识点总结【基本概念、规律】一、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.二、弹力(1)k(2)x1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0≤F f≤F fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【重要考点归纳】考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法: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)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动考点二(2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:定是阻力.考点三(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.【思想方法与技巧】物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型只能发生微小形变柔软,只能发生微小形变,各处张力大小相等既可伸长,也可压缩,各处弹力大小相等不一定沿杆,可以是任意方向只能沿绳,指向绳收缩的方向一定沿弹簧轴线,与形变方向相反可提供拉力、推力可以提供拉力、推力可以发生突变一般不能发生突变重力、弹力、摩擦力真题练习1.(2019·山西大学附中模拟)下列关于常见力的说法中正确的是()A .弹力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性质命名的B .有规则形状的物体,其重心就在物体的几何中心C .两接触面间有摩擦力存在,则一定有弹力存在D .力是一个物体就可以产生的,不需要其他物体的存在【答案】C故D 错误.2.(2019·其上放一球,是()A .球在aB .球在aC .球有aD .球在a 【答案】则球在a 3.(2019·辽宁阜新实验中学模拟)一轻质弹簧原长为8cm ,在4N 的拉力作用下伸长了2cm ,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为()A .40m/NB .40N/mC .200m/ND .200N/m【答案】D【解析】由胡克定律得劲度系数k =F x=200N/m ,D 项正确.4.(2019·哈尔滨市第六中学模拟)如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的()欢迎关注“高中物理”公众号(gaozhongwuli100)免费获取三年物理学习资料,知识点精讲、解题技巧分享,大小考真题押题详解等A .OA 方向B .OB 方向C .OC 方向D .OD 方向【答案】D 【解析】根据牛顿第二定律,物体所受的合外力方向和加速度方向相同,小球随小车一起向右做匀加速运动,加速度沿OD 方向,所以合外力沿OD 方向,D 选项正确.5.(2019·江苏无锡一中模拟)如图所示为某新型夹砖机,它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起,大大提高了工作效率.已知某夹砖机能夹起质量为m 的砖,两支“手臂”对砖产生的最大压力为FA .mg F max 6.A C 可得F fB =m B 7.(2019·挂钩一端施加沿轴线方向的恒力F ,以下四种情况中关于弹簧测力计读数的说法正确的是()A .如果图甲中的物体静止在水平地面上,那么弹簧测力计的读数可能小于FB.如果图乙中的物体静止在斜面上,那么弹簧测力计的读数一定等于FC.如果图丙中的物体静止在粗糙水平地面上,那么弹簧测力计的读数一定等于FD.如果已知图丁中水平地面光滑,则由于物体的质量未知,无法判定弹簧测力计的读数与F的大小关系【答案】BC【解析】题图甲中的物体静止在水平地面上,根据平衡原理,弹簧测力计的读数等于F,故A错误;不论物体静止在斜面上,还是静止在粗糙水平地面上,由平衡条件可知,弹簧测力计的读数一定等于F,故B、C正确;已知题图丁中水平地面光滑,虽然物体的质量未知,但是弹簧测力计的读数与F的大小仍相等,故D错误.8.(2019·()AC【答案】m总g≤μF始终为零,D9.(2019·部O′处(OAC.轻弹簧对小球的作用力大小为32mg D.弹簧原长为R+mgk【答案】BD【解析】容器和小球组成的系统与水平面间的摩擦力为零,没有相对水平面的运动趋势,A错误;容器对小球的弹力沿半径指向球心O,B正确;由F N sinθ+F sinθ=mg,F N cosθ=F cosθ,可得:F=F N=mg,C错误;由F=kx可得弹簧的压缩量x=mgk,弹簧的原长L0=L O′P+x=R+mgk,D正确.10.(2019·江西九江一中模拟)如图9甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A 物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。
重力、弹力、摩擦力知识点总结与典例
重力、弹力、摩擦力知识点总结与典例【知识点梳理】知识点一力1.定义:力是物体与物体间的相互作用.2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度).3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.知识点二重力1.产生:由于地球吸引而使物体受到的力.注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力.2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的.3.方向:总是竖直向下.注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.4.重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.(1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.(2)不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.知识点三弹力1.弹力:(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力.(2)产生条件:①物体间直接接触;②接触处发生弹性形变.(3)方向:总是与施力物体形变的方向相反.2.胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成正比.(2)表达式:F=kx.①k是弹簧的劲度系数,国际单位是牛顿每米,用符号N/m表示;k的大小由弹簧自身性质决定.②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.知识点四滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力1.静摩擦力、滑动摩擦力名称静摩擦力滑动摩擦力项目定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力产生条件①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动趋势①接触面粗糙②接触处有压力③两物体间有相对运动大小0<F f≤F fm F f=μF N方向与受力物体相对运动趋势的方向相反与受力物体相对运动的方向相反作用效果总是阻碍物体间的相对运动趋势总是阻碍物体间的相对运动2.动摩擦因数(1)定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力和正压力的比值.μ=F fF N.(2)决定因素:接触面的材料和粗糙程度.【考点分类深度解析】考点一弹力的分析与计算【典例1】如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止、一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力【答案】D【解析】若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.【变式1】完全相同且质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连,置于带有挡板C的固定斜面上.斜面的倾角为θ,弹簧的劲度系数为k.初始时弹簧处于原长,A恰好静止.现用一沿斜面向上的力拉A,直到B 刚要离开挡板C,则此过程中物块A的位移大小为(弹簧始终处于弹性限度内)()A.mgk B.mg sin θk C.2mgk D.2mg sin θk【答案】D【解析】初始时弹簧处于原长,A 恰好静止,根据平衡条件,有:mg sin θ=F f ,其中F f =μF N =μmg cos θ,联立解得:μ=tan θ.B 刚要离开挡板C 时,弹簧拉力等于物块B 重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力之和,即kx =mg sin θ+F f ,解得:x =2mg sin θk . 考点二 摩擦力的分析与计算【典例2】如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。
初中物理重力、摩擦力、弹力知识点总结含典型例题
初中物理重力、摩擦力、弹力知识点总结含典型例题重力一、重力1.重力:地面附近的物体,由于地球的吸引而受到的力叫重力;重力的符号是G,单位是N。
地球附近的所有物体都受到重力的作用.2.重力区别于其他力的基本特征是:(1)地面附近的一切物体,无论固体、液体、气体都受地球的吸引。
(2)重力特指地球对物体的吸引。
(3)重力的施力者是地球,受力者是物体。
二、重力的三要素1.重力的大小:通常把重力的大小叫重量。
物体所受重力大小跟它的质量成正比,计算公式: G=mg其中G表示重力,单位是牛顿,符号N;m表示质量,单位是千克,符号kg;g表示重力与质量的比值,单位是牛每千克,符号N/kg,其中g=9.8N/kg,粗略计算的时候g=10N/kg。
g的物理意义:表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。
2.重力的方向:竖直向下(指向地心),建筑工人在砌墙时常利用铅垂线来确定竖直的方向.3.铅垂线:4.重力的作用点——重心:(1)对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点就叫做物体的重心。
我们通常把物体的重心当作重力在物体上的作用点。
质地均匀、外形规则物体的重心,在它的几何中心上。
如球的重心在球心。
方形薄木板的重心在两条对角(2)线的交点。
不规则的物体,我们可以采用支撑法和悬挂法来确定它的重心。
※ 重心的位置不一定总在物体上,如圆环的重心在圆心,空心球的重心在球心。
5.稳度稳度就是物体的稳定程度,稳度越大,物体就越不容易倾倒。
提高稳度的方法:一是增大支持面,二是降低重心。
典型例题如图所示是同学们在老师指导下探究重力方向的实验装置。
(1)将该装置放在水平桌面上后,逐渐改变木板M与桌面的夹角α,会观察到悬线OA的方向(变化/不变);(2)剪断悬线OA,观察小球下落的方向是;(3)从以上实验现象分析可得出:重力方向,建筑工人经常使用的就是该原理的应用。
重力弹力摩擦力知识汇总与典型例题
重力弹力摩擦力知识汇总与典型例题力的概念与性质(1)力是物体间的相互作用.其国际单位是牛顿(),简称牛,符号是N.(2)力有四个基本属性,即物质性、相互性、瞬时性和方向性.①力的物质性:物质性指力不能离开施力物体和受力物体而独立存在,即只要有力,必须同时存在施力物体和受力物体.一个力应对应两个物体.注意:力的作用可以是直接作用也可以是间接作用,两个物体不一定要接触.②力的相互性:相互性指力是物体与物体间的相互作用,施力物体同时也是受力物体.注意:力总是成对出现的:物体间的作用是相互的,这两个力同时产生,同时消失,而且性质相同.这一对力称为一对相互作用力或称为一对作用力与反作用力.③力的瞬时性:瞬时性指物体间的相互作用(力)随这种相互作用的施加与否而瞬时同步有无.④力的方向性:方向性指力是有大小和方向的物理量,我们把这种既有大小又有方向的物理量称为矢量,所以力是矢量.1.力的作用效果可以分为两种:(1)静力效果——使物体的形状发生变化(形变),如把物体拉伸、压缩、转、剪切等.(2)动力效果——改变物体的运动状态,如使物体从静止开始运动,从运动变为静止(或使物体的运动速度从小变大、从大变小);或使物体的运动方向发生变化等.分析物体是否受力:有作用效果说明力存在.物体受力分解.注意:力的作用效果和力的大小、作用点、方向有关.2.力的分类(1)按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力……(按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用:引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用.宏观物体间只存在前两种相互作用,且大部分都是电磁力)(2)按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……注意:同一性质的力,效果可能不同。
如:摩擦力、弹力(3)按产生条件分:非接触力,重力,分子力,电场力,磁场力.接触力,弹力(拉力,压力,支持力,张力,浮力),摩擦力.力的图示与示意图【例1】关于力的概念,下列说法正确的是()A.没有相互接触的物体间也可能有力的作用B.力是使物体位移增加的原因C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力并使之压缩,弹簧压缩后再反过来给手一个弹力D.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力作用【例2】关于动力和阻力,下列说法中正确的是()A.物体在运动中所受的力均为阻力B.与物体运动方向相同的力均为动力,与物体运动方向相反的力均为阻力C.作用力较大的是动力,作用力较小的是阻力D.动力和阻力不可能是同一性质的力重力(1)重力是由于地球吸引而产生的,但重力不是地球对物体的吸引力,地球对物体的吸引力是万有引力,重力是万有引力的一个分量.(2)重力的大小:G mgg=)g与地球密切相关,在地球上的不同地点,g=(9.8N/kg的大小不同.(3)重力的方向:竖直向下.(4)重力的作用点:重心.决定因素——质量分布和形状.质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心处(均匀细直棒、均匀三角形、均匀球体、均匀圆柱体、均匀长方体等).物体重心位置可由实验法确定:悬挂法.注意:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外【例3】下列说法正确的是()A.物体的重力大小总是恒定的B.在空中飞行的物体不受重力作用C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受重力的大小与方向都不变【例4】关于物体的重心,下列说法不正确的是()A.物体的重心不一定在物体上B.用线竖直悬挂的物体静止时,线的方向一定通过重心C.一砖块平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变D.舞蹈演员在做各种优美的动作时,其重心在体内位置不变弹力(1)形变与其种类:①定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变.有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变.如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状.这个限度叫做弹性限度.②形变的种类:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变.(2)弹力的产生条件:①物体直接接触②发生弹性形变.(3)弹力的大小:①弹簧弹力:胡克定律F kx .②根据物体所处的状态利用力学规律来计算(平衡条件、牛顿运动定律).胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变.(4)弹力的方向:与接触面(或切面)垂直,与施力物体的形变方向相反.轻绳:弹力方向沿绳且指向绳收缩方向轻杆:与轻绳不同,轻杆的弹力可以指向任意方向点和杆:弹力垂直于杆点和平面:弹力过接触点垂直于平面点和曲面:弹力过接触点垂直于曲面的切面面和面:弹力垂直于接触面球和球:弹力沿两球球心连线“判断弹力有无假设法:去掉与研究对象接触的物体,看研究对象能否保持原状态,若能则说明此处弹力不存在,若不能则说明弹力存在.如图:球A静止在平面B和平面C之间,若小心去掉B,球静止,说明平面B对球A无弹力,若小心去掉C,球将运动,说明平面C对球有支持力.【例5】在图所示的各物体A上画出所受弹力的示意图.此时,物体A处于静止状态.【例6】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.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【例7】原长为16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18;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,此弹簧的劲度系数为.如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是()A.F123B.F12<F3C.F13>F2D.F3>F1>F2300【例8】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2N如图所示,原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下.两弹簧之间有一个质量为m1的物体,最下端挂着质量为m2的另一物体.整个装置处于静止状态,这时两个弹簧长度为.用一个质量为m 的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,这时平板受到下面物体的压力大小等于.摩擦力(1)摩擦力产生条件:①相互接触且挤压 ②接触面粗糙 ③物体间有相对运动或相对运动的趋势.有相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力,有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力.(2)摩擦力大小①滑动摩擦力:N F F μ=,μ是动摩擦因数,与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面的大小无关.N F 表示压力大小,可见,在μ一定时,N F F ∝.②静摩擦力:其大小与引起相对运动趋势的外力有关,根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力max F 之间,即max 0F F ≤≤.静摩擦力的大小与N F 无关,最大静摩擦力的大小与N F 有关.(3)摩擦力方向:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反.(4)判断静摩擦力的有无:在接触面粗糙,两物体接触且互相挤压的条件下,可使用下列方法②假设法:假设没有静摩擦力,看物体是否发生相对运动,若发生,则存在相对运动趋势,存在静摩擦力.②反推法:根据物体的状态和受力分析推出静摩擦力的大小和方向.如图所示,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,是动力还是阻力。
第6天 重力、弹力、摩擦力(解析版)
第6天重力、弹力、摩擦力(复习篇)1.理解重力及重心的概念,会用二力平衡知识确定重心. 会用力的图示和力的示意图表示力.2. 知道形变的概念及产生弹力的条件. 知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向.3. 知道滑动摩擦力的概念及产生条件,会判断滑动摩擦力的方向. 知道滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关,会求滑动摩擦力.4. 知道静摩擦力的概念及产生条件,会判断静摩擦力的方向. 知道最大静摩擦力的概念,及静摩擦力大小的取值范围.1.杯子放在水平桌面上,如图所示,下列说法正确的是()A.杆子受到三个力作用,分别是重力、支持力和压力B.杯子受到的重力就是它对桌面的压力C.杯子受到的支持力是由于桌面的形变产生的D.杯子受到的支持力是由于杯子的形变产生的答案C解析杯子放在水平桌面上,受到重力和支持力两个力的作用,故A错误;杯子受到的重力受力物体是杯子,它对桌面的压力受力物体是桌面,这两个力不是一个力,故B错误;杯子受到的支持力是由于桌面的形变产生的,故C正确,D错误.2.图甲中小明用60 N的水平力推木箱,此时木箱受到的摩擦力为F1;乙图中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为F2;丙图中小明把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为F3.已知木箱对地面的压力为300 N,木箱与地面间动摩擦因数为0.3,则F1、F2、F3的大小分别为()A.0 N,100 N,300 N B.60 N,100 N,90 NC.60 N,100 N,300 N D.0 N,100 N,90 N答案B解析用60 N的水平力没推动,木箱受力平衡,静摩擦力等于推力,F1=60 N;用100 N的水平力恰好能推动,此时木箱受到的静摩擦力达到最大值,即F2=100 N;木箱运动之后,木箱受到的滑动摩擦力F3=μF N=90 N,故选B.一、重力1.重力的大小(1)重力的大小G=mg,只与物体的质量m和重力加速度g有关,与物体的运动状态无关.(2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关,在赤道处,g最小,在两极处,g最大(同一高度);同一纬度,海拔越高,g越小,海拔越低,g越大.2.重力的方向:竖直向下.竖直向下是指垂直于水平面向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心.3.重力的作用点——重心(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是只有物体的重心才受到重力作用.(2)重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关,如图甲所示.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心,如图乙所示.重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.(3)悬挂法确定薄板状物体的重心.①原理:二力平衡时,两个力等大反向.②方法:薄板状物体的重心位置可用悬挂法确定,如图所示,先在A点把薄板状物体悬挂起来,物体静止时,物体所受的重力与悬绳的拉力在同一竖直线上,所以物体的重心一定在通过A点的竖直线AB上.然后在C点把物体悬挂起来,同理知,物体的重心一定在通过C点的竖直线CD上,AB 和CD的交点O就是薄板状物体的重心位置.二、力的图示与力的示意图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条线段,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条适当长度的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、1.弹力的成因:施力物体发生形变且要恢复原状.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.3.几种常见弹力的方向注意:每个接触面最多只能产生一个弹力.四、滑动摩擦力1.滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压(即有弹力).(2)物体间的接触面粗糙.(3)两物体间存在相对运动.2.滑动摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反.(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反,滑动摩擦力既可以是动力,也可以是阻力.3.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式F f=μF压计算.①正压力F压是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,F压的大小根据物体的受力情况确定.②动摩擦因数μ与接触面的材料和粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关.(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解.五、静摩擦力1.静摩擦力的产生条件(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力). (2)接触面粗糙.(3)两物体间有相对运动的趋势. 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)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,与使物体产生相对运动趋势的外力方向相反. 说明: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,所以静摩擦力既可以是动力,也可以是阻力. 3.静摩擦力的大小 (1)范围:0<F ≤F max .(2)计算:物体做匀速直线运动或静止时,根据二力平衡条件求解. (3)静摩擦力大小与正压力无关. 六、胡克定律1.对胡克定律F =kx 的理解(1)适用范围:弹簧的形变必须在弹性限度内.(2)x 的意义:x 是弹簧的形变量,即弹簧的伸长量(l -l 0)或压缩量(l 0-l ).(3)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 的大小和形变量x 无关.2.F -x 图像是一条过原点的倾斜直线(如图所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k .即k =ΔFΔx.3.推论式ΔF =k Δx :弹簧弹力的变化量ΔF 与形变量的变化量Δx 成正比.一、弹力有无的判断方法例题1. (多选)如图所示,各接触面是光滑的,A 、B 处于静止状态,则A 、B 间无弹力作用的是( )答案AC解析对于A、C选项来说,假设物体A和B之间存在弹力,则物体均无法保持静止,故A、B之间无弹力;对于B、D选项来说,假设拿走B物体,A物体都会开始运动,故A、B间存在弹力.故选A、C.解题归纳:弹力有无的判断方法条件法根据物体间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图中弹力带与手直接接触,弹力带发生形变,手与弹力带之间一定存在弹力假设法方法一假设两物体间不存在弹力,看物体能否保持原有的状态,若状态不变,则不存在弹力;若状态改变,则存在弹力斜面光滑,细绳竖直假设斜面对小球无弹力,则小球在拉力和重力作用下能保持静止状态,则斜面对小球无弹力方法二假设两物体间存在弹力,看物体的受力情况是否与物体的运动状态相符合,若不符合,则无弹力如图甲,若墙壁对小球有弹力,受力情况如图乙,小球不能处于静止状态,则F N2不存在二、判断滑动摩擦力方向例题2.如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动.下列判断正确的是()A.若v1<v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B.若v1<v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C.若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力D.若v1>v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力答案B解析若v1<v2,则货物A相对汽车B向右运动,故汽车B对货物A施加向左的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力,故A错误,B正确;若v1>v2,则货物A相对汽车B向左运动,故汽车B对货物A施加向右的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力,故C、D错误.解题归纳:判断滑动摩擦力方向的步骤(1)确定发生相对运动的两个物体;(2)将一个物体选作参考系(视作静止);(3)判断另一个物体的运动方向;(4)根据滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动方向相反,判断滑动摩擦力的方向.(建议用时:30分钟)一、单选题1.如图所示,足球运动员准备罚点球时,一只脚用力踩在足球上面,让足球保持静止.下列说法正确的是()A.如果足球气打得足一点,足球可能不发生形变B.地面对足球的支持力是由于足球的下部发生形变引起的C.足球对地面的压力是由于足球的下部发生形变引起的D.脚对足球的压力是由于足球的上部发生形变引起的答案C解析再小的力都可以使物体发生形变,足球气打得足一点,受力后,依然会发生形变,故A错误;弹力是由施力物体发生形变而产生的,地面对足球的支持力是由于地面发生形变引起的,足球对地面的压力是由于足球的下部发生形变引起的,脚对足球的压力是由于脚发生形变引起的,C正确,B、D错误.2.如图所示,甲、乙两根完全相同的轻质弹簧,甲弹簧一端固定在天花板上,另一端悬挂一质量为m的物块;乙弹簧一端固定在水平地面上,另一端连接一质量也为m的物块.两物块静止时,测得甲、乙两根弹簧的长度分别为l1和l2.已知重力加速度为g,两弹簧均在弹性限度内.则这两根弹簧的劲度系数为()A.mgl1-l2B.2mg l1-l2C.mgl1+l2D.2mg l1+l2答案B解析设弹簧的劲度系数是k,原长为l0,对甲弹簧,甲弹簧的伸长量为Δx1=l1-l0,弹簧受到拉力为F1=kΔx1=k(l1-l0)=mg,对乙弹簧,乙弹簧的压缩量为Δx2=l0-l2,弹簧受到的压力为F2=kΔx2=k(l0-l2)=mg,联立解得k=2mgl1-l2,B正确.3.所受重力为500 N的雪橇,在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动.如果雪橇再载重500 N的货物,那么,雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力大小是() A.10 N B.20 NC.510 N D.500 N答案B解析由题意可知,μ=F fF N=Fmg=10500=0.02如果雪橇再载重500 N的货物,则雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力F f′=μ(mg+m′g)=0.02×1 000 N=20 N.故选B.4.如图,物体在大小为10 N、方向水平向左的拉力F作用下,沿水平面向右运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=3 kg,g取10 m/s2,可知物体所受摩擦力为()A.10 N,水平向右B.6 N,水平向右C.10 N,水平向左D.6 N,水平向左答案D解析根据滑动摩擦力公式可得物体所受摩擦力大小为F f=μmg=6 N,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,即水平向左,D正确.二、多选题5.(多选)关于重心,下列说法中正确的是()A.用线竖直悬挂的物体静止时,线所在的直线一定通过重心B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上C.风筝升空后,越升越高,说明风筝的重心相对风筝的位置也越来越高D.舞蹈演员在做各种优美动作的时候,其重心相对身体的位置不断变化答案AD解析用线竖直悬挂的物体静止时,由于只受重力和绳子拉力作用,二力平衡,等大反向,因此线所在的直线一定通过重心,A正确;质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在其几何中心上,不一定在物体上,B错误;重心是物体各个部分所受重力的等效作用点,风筝升空后,越升越高,只能说风筝的重心升高了,但是重心相对风筝的位置是不变的,C错误;舞蹈演员在做各种优美动作的时候,其重心相对身体的位置是不断变化的,D正确.6.(多选)如图所示,人握住竖直的旗杆匀速上爬,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.若人匀速滑下,则人受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小等于匀速上爬的摩擦力答案BD解析人匀速上爬,受力平衡,则人所受摩擦力与重力大小相等、方向相反,手握旗杆的力增加,但人所受摩擦力不变,选项B正确,选项A、C错误;当人匀速滑下时,人受到的摩擦力为滑动摩擦力,且仍与重力平衡,选项D正确.三、解答题7.一根轻质弹簧在10.0 N的拉力作用下,其长度由原来的5.00 cm伸长为6.00 cm.求:(弹簧始终在弹性限度内)(1)当这根弹簧长度为4.20 cm 时,弹簧受到的压力是多大? (2)当弹簧受到15.0 N 的拉力时,弹簧的长度是多少? 答案 (1)8.00 N (2)6.50 cm解析 (1)弹簧原长L 0=5.00 cm =5.00×10-2 m在拉力F 1=10.0 N 的作用下伸长到L 1=6.00 cm =6.00×10-2 m ,根据胡克定律得F 1=kx 1=k (L 1-L 0),解得弹簧的劲度系数k =1.00×103 N/m ,设当压力大小为F 2时,弹簧被压缩到L 2=4.20 cm =4.20×10-2 m ,根据胡克定律得,压力大小F 2=kx 2=k (L 0-L 2)=1.00×103× (5.00-4.20)×10-2 N =8.00 N.(2)设弹簧的弹力大小F =15.0 N 时弹簧的伸长量为x . 由胡克定律得x =F k =15.01.00×103 m =1.50×10-2 m =1.50 cm 此时弹簧的长度为L =L 0+x =6.50 cm.8.如图所示,质量为m =2 kg 的木块放在水平地面上,受到水平方向的作用力F =kt ,已知k =2N/s ,木块与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g =10 m/s 2.求:(1)水平地面对木块的支持力大小; (2)t =1.5 s 时,木块受到的摩擦力大小; (3)t =10 s 时,木块受到的摩擦力大小. 答案 (1)20 N (2)3 N (3)4 N 解析 (1)木块受到的重力 G =mg =2×10 N =20 N水平地面对木块的支持力大小等于重力, 即F N =G =20 N.(2)木块与水平地面之间的最大静摩擦力 F max =μF N =0.2×20 N =4 N t =1.5 s 时,水平方向的作用力 F 1=kt =2×1.5 N =3 N F 1<F max ,木块处于静止状态所以t =1.5 s 时,木块受到的摩擦力F f =F 1=3 N. (3)t =10 s 时,水平方向的作用力 F 2=kt =2×10 N =20 N F 2>F max ,木块处于运动状态所以t =10 s 时,木块受到的摩擦力F f ′=μF N =0.2×20 N =4 N.。
力、重力、弹力、摩擦力-2023年中考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练(全国通用)(解析版)
专题09 力、重力、弹力、摩擦力目录【典例分析】下列过程,力的作用效果与其他三个不同的是()。
A.篮球受重力从篮筐内竖直下落;B.滚动的足球受阻力缓缓停下;C.用力将实心球掷出;D.把橡皮泥捏成不同造型【答案】D【解析】A.篮球受重力从篮筐内竖直下落,速度越来越快,属于力改变物体的运动状态;B.滚动的足球受阻力缓缓停下,足球由运动变为静止,力改变了足球的运动状态;C.用力将实心球掷出,实心球由静止变为运动,属于力改变物体的运动状态;D.把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形状发生变化,属于力使物体发生形变,故D与其他不同,符合题意。
故选D。
【提分秘籍】1.力:力是物体对物体的相互作用。
(1)力的性质:物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反,作用在不同物体上)。
两物体相互作用时,施力物体同时也是受力物体,反之,受力物体同时也是施力物体。
(2)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状。
物体的运动状态是否改变一般指:物体的运动快慢是否改变(速度大小的改变)和物体的运动方向是否改变。
(3)力的单位:国际单位制中力的单位是牛顿简称牛,用N表示。
2.力的三要素:力的大小、方向和作用点叫力的三要素。
3.力的示意图:用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来。
【变式演练】1.(2022·湖南湘西·统考中考真题)头球是足球比赛中的技术动作,运动员以头顶球的过程中,下列说法错误..的是()A.头球过程中足球运动状态发生了改变B.头球过程中足球发生了形变C.足球在空中飞行的过程中没有受到力的作用D.头球过程中运动员头部受到足球冲击是因为力的作用是相互的【答案】C【解析】A.运动员以头顶球的过程中,足球受到力的作用,速度大小、运动方向发生变化,使球的运动状态发生了改变,故A正确,不符合题意;B.运动员以头顶球的过程中,足球受到力的作用,凹陷进去,发生了形变,故B正确,不符合题意;C.足球在空中飞行的过程中受到重力和空气阻力的作用,故C错误,符合题意;D.头球过程中运动员头部对足球施加力的同时,因为力的作用是相互的,头部也受到足球施加的力,即头部受到冲击,故D正确,不符合题意。
力弹力重力摩擦力专题
力弹力重力摩擦力专题一.易错知识点1.受力分析的步骤:确定研究对象;找重力;找接触物体;判断和接触物体之间是否有压力、支持力、摩擦力、拉力等其它力。
2. 1Kg≠9.8N。
两个不同的物理量只能用公式进行变换。
3.月球上弹簧测力计、天平都可以使用,太空失重状态下天平不能使用而弹簧测力计还可以测拉力等除重力以外的其它力。
4.压力增大摩擦力不一定增大。
滑动摩擦力跟压力有关,但静摩擦力跟压力无关,只跟和它平衡的力有关。
5.两个物体接触不一定发生力的作用。
还要看有没有挤压,相对运动等条件。
6.摩擦力和接触面的粗糙程度有关,压强和接触面积的大小有关。
7.力是物体对物体的作用,且物体间的力是相互的。
力的作用效果是①改变物体的运动状态,②改变物体的形状。
力的单位是牛顿,简称牛。
符号是N。
测量力的工具是测力计,实验室常用的是弹簧测力器。
弹簧测力器的工作原理是:弹簧的伸长跟所受的拉力成正比(不能说所受的拉力跟弹簧的伸长成正比)。
(在弹性范围内)8.力的大小、方向和作用点叫力的三要素。
用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的图示法。
要会画力的示意图。
9.由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力,重力的施力物体是地球。
方向:竖直向下,作用点:重心。
10. 重力跟质量成正比(不能说质量跟重力成正比),它们之间的关系是G=mg,其中g=9.8N/kg。
11.两个相互接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生一种阻碍相对运动的力叫摩擦力。
摩擦分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。
滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关,又跟接触面的粗糙程度有关。
12.物体重力的大小随地理位置而改变.重力是物体由于地球的吸引而受到的力,这个力的大小与物体距地心的距离有关. 距离越大,地球对物体的吸引力越小,物体受到的重力也越小. 因此,同一物体放在赤道上比放在南北极受到的重力小,物体在地面比在高山上受到的重力大. 如果我们乘飞船逐渐远离地球,受到的重力就会越来越小,一旦脱离地球的吸引,也就不再受重力的作用.13.摩擦力的方向是否总与物体运动的方向相反?不是的. 摩擦力有时阻碍运动,有时有利于运动. 但无论是哪种情况,必与相对运动(或相对运动趋势)方向相反. 如人走路时,地面给鞋底的摩擦力方向是指向人的运动方向的.14.摩擦是否总有害?摩擦有时有害,有时有益. 如机器齿轮的摩擦是有害的,汽车刹车时,轮子和地面的摩擦却是有益的.二、经典例题例1下列摩擦属于滚动摩擦的是().A. 汽车刹车时在滑行过程中车轮与地面间的摩擦B. 用卷笔刀削铅笔时,铅笔与转孔间的摩擦C. 用粉笔在黑板上写字时,粉笔与黑板间的摩擦D. 滚动轴承滚珠与轴承间的摩擦点评区别滑动摩擦和滚动摩擦的关键是注意物体间的接触面是否变化.例2关于地球上的物体,下列说法中正确的是()A.在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用B.物体只有落向地面时才受到重力作用C.将物体竖直向上抛出,物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小D.物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关例3如图所示,使一薄钢条下端固定,现分别用不同的力去推它,使其发生甲、乙、丙、丁各图所示的形变。
高考物理全国卷专题(05)重力-弹力-摩擦力(解析版)
2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练专题(05)重力弹力摩擦力(解析版)考点一弹力的分析与计算1.弹力(1)方向(2)计算弹力大小的三种方法①根据胡克定律进行求解.①根据力的平衡条件进行求解.①根据牛顿第二定律进行求解.2.弹力有无的判断“三法”(1)假设法:假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变.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.(2)替换法:用细绳替换装置中的轻杆,看能不能维持原来的力学状态.如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力;否则,提供的是支持力.(3)状态法:由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程,求解物体间的弹力.题型1接触面上弹力的分析与计算【典例1】(多选)如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心.下列说法正确的是()A.铁球一定受墙水平向左的弹力B.铁球可能受墙水平向左的弹力C.铁球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D.铁球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上【答案】BC【解析】铁球在重力作用下有向下运动的趋势,受到垂直于斜面的支持力作用.墙与铁球间是否存在弹力作用可用“假设法”判断.F 的大小合适时,铁球可以静止在无墙的斜面上,F 增大时墙才会对铁球有弹力,所以选项A 错误,B 正确;斜面必须有垂直斜面向上的弹力才能使铁球不下落,所以选项C 正确,D 错误.【变式1】 历经一年多的改造,2017年10月1日,太原迎泽公园重新开园,保持原貌的七孔桥与新建的湖面码头,为公园增色不少.如图乙是七孔桥正中央一孔,位于中央的楔形石块1,左侧面与竖直方向的夹角为θ,右侧面竖直.若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块1左、右两侧面所受弹力的比值为( )A.1tan θB .sin θ C.1cos θD.12cos θ【答案】C【解析】对石块1受力分析如图,则石块1左、右两侧面所受弹力的比值F 1F 2=1cos θ,故C 正确.题型2 轻绳(轻杆)弹力的分析与计算【典例2】 (多选)如图所示,杆BC 的B 端用铰链固定在竖直墙上,另一端C 为一滑轮.重物G 上系一绳经过滑轮固定于墙上A 点处,杆恰好平衡.若将绳的A 端沿墙缓慢向下移(BC 杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计),则( )A .两段绳中的拉力大小相等,且保持不变B .两段绳中的拉力大小相等,但发生变化C .BC 杆对C 端的弹力沿杆方向由B 指向CD .BC 杆受绳的压力增大【答案】ACD【解析】同一根不计质量的绳子绕过光滑的滑轮被分成两段,则这两段绳子中的拉力大小相等,始终等于重物所受的重力,故A 项正确,B 项错误;选取绳子与滑轮的接触点为研究对象,对其受力分析,如图所示,由于BC 杆可以绕B 端自由转动,所以平衡时BC 杆对C 端的弹力沿杆方向由B 指向C ,故C 项正确;绳中的弹力大小相等,即F T1=F T2=G ,C 点处于三力平衡状态,将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形,如图中虚线所示,设AC 段绳子与竖直墙壁间的夹角为θ,则根据几何知识可知F =2G sin θ2,当绳的A 端沿墙缓慢向下移时,绳的拉力不变,θ增大,F 也增大,根据牛顿第三定律知,BC 杆受绳的压力增大,故D 项正确.【变式2】如图所示,质量为m 的小球套在竖直固定的光滑圆环上,轻绳一端固定在圆环的最高点A ,另一端与小球相连.小球静止时位于环上的B 点,此时轻绳与竖直方向的夹角为60°,则轻绳对小球的拉力大小为( )A .2mg B.3mg C .mg D.32mg 【答案】C【解析】对B 点处的小球受力分析,如图所示,则有F T sin 60°=F N sin 60°F T cos 60°+F N cos 60°=mg解得F T =F N =mg ,故C 正确.【提 分 笔 记】 轻杆弹力的特点 杆既可以产生拉力,也可以产生支持力,弹力的方向可以沿着杆,也可以不沿着杆.(1)“活杆”:即一端由铰链(或转轴)相连的轻质活动杆,它的弹力方向一定沿杆的方向.(2)“死杆”:即轻质固定杆,它的弹力方向不一定沿杆的方向,需要结合平衡条件或牛顿第二定律求得.(3)轻杆的弹力大小及方向均可以发生突变.题型3轻弹簧(弹性绳)弹力的分析与计算【典例3】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点.则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86 cm B.92 cm C.98 cm D.104 cm【答案】B【解析】轻质弹性绳的两端分别固定在相距80 cm的两点上,钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm,以钩码为研究对象,受力如图所示,由胡克定律F=k(l-l0)=0.2k.由共点力的平衡条件和几何知识得F=mg2sinα=5mg6;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,设弹性绳的总长度变为l′,由胡克定律得F′=k(l′-l0),由共点力的平衡条件F′=mg2,联立上面各式解得l′=92 cm,选项B正确.【变式3】如图所示,小球a的质量为小球b的质量的一半,分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态.轻弹簧A与竖直方向的夹角为60°,轻弹簧A、B的伸长量刚好相同,则下列说法正确的是()A.轻弹簧A、B的劲度系数之比为1①3B.轻弹簧A、B的劲度系数之比为2①1C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为2①1D.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为3①2【答案】D【解析】设轻弹簧A、B的伸长量都为x,小球a的质量为m,则小球b的质量为2m.对小球b,由平衡条件知,弹簧B中弹力为k B x=2mg;对小球a,由平衡条件知,竖直方向上,有k B x+mg=k A x cos 60°,联立解得k A=3k B,选项A、B错误;水平方向上,轻绳上拉力F T=k A x·sin 60°,则F Tk A x=32,选项C错误,D正确.【变式4】如图所示,与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定,另一端固定一个质量为m 的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹力大小为34mg (g 表示重力加速度),则轻杆对小球的弹力大小为( )A.53mgB.35mgC.45mgD.54mg【答案】D【解析】小球处于静止状态,其合力为零,对小球受力分析,如图所示,由图中几何关系可得F =mg 2+⎝⎛⎭⎫34mg 2=54mg ,选项D 正确. 【提 分 笔 记】弹簧既可能处于压缩状态,也可能处于拉伸状态,无论处于哪种状态,只要是在弹性限度内,胡克定律都适用.如果题目中只告诉弹簧的形变量,或只告诉弹簧弹力的大小,而没有指出弹簧处于拉伸状态还是压缩状态,则要分情况进行讨论. 考点二 摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的分析(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小.(2)物体有加速度时,若只受静摩擦力,则F f =ma .若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则F 合=ma ,先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力的分析滑动摩擦力的大小用公式F f =μF N 来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N 为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.3.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判断物体的状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F合=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.题型1摩擦力有无与方向的判断【典例4】如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,小物体B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态,则()A.B受C的摩擦力一定不为零B.C受地面的摩擦力一定为零C.C有沿地面向右滑的趋势,一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断而B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力水平向左【答案】C【解析】分析B的受力,当绳的拉力等于B的重力沿斜面方向的分力时,摩擦力等于零,A错误;以B、C 为研究对象,由于绳子对整体有斜向右上方的拉力,所以地面对C一定存在向左的摩擦力,B错误,C正确;剪断细绳后,地面对C不存在摩擦力,D错误.【变式5】水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F1和地面对它的摩擦力F2的作用,当物体一直处于静止的状态下,下面各种说法中正确的是()A.当F1增大时,F2随之减小B.当F1增大时,F2保持不变C.F1和F2是一对作用力和反作用力D.F1和F2的合力为零【答案】D【解析】物体始终处于静止状态,摩擦力随外力的变化而变化,则F1和F2同时增大,同时减小,A、B错误;F1和F2是一对平衡力,合力为零,C错误,D正确.【提分笔记】静摩擦力的分析静摩擦力的大小和方向都具有不确定性、隐蔽性和被动适应性的特点,如果受力或运动情况不同,它们会随着引起相对运动趋势的外力的变化而变化,且大小在0~f max范围内变化.因此对于静摩擦力问题,必须根据题意认真分析.题型2摩擦力的分析与计算【典例5】如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2- 3 B.36 C.33 D.32【答案】C【解析】解法一:设物块的质量为m,据平衡条件及摩擦力公式有拉力F水平时,F=μmg①拉力F与水平面成60°角时,F cos 60°=μ(mg-F sin 60°)①联立①①式解得μ=33.故选C.解法二:受力变化时,物块和桌面间的动摩擦因数不变,不妨假设摩擦力和支持力的合力方向与支持力的夹角为θ,则有tan θ=fF N=μ,因μ不变,故θ角不变,即F与mg的合力方向不变.由图可知,当F由水平变为与水平面夹角为60°时,F大小不变,θ=30°,再由μ=tan θ得μ=tan 30°=33,选项C正确.【变式6】(多选)如图所示,有一方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F必须逐渐增大D.水平力F可能不变【答案】AD【解析】由题知,容器始终保持静止状态,受力平衡,所受的摩擦力等于容器和水的总重力,现缓慢地向容器内注水,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,选项A正确,B错误;容器和水在竖直方向上受力平衡,若容器与墙面间的最大静摩擦力大于盛满水时容器的总重力,力F可能不变,选项D正确,C错误.【变式7】如图,两个倾角相同的斜面体甲、乙静止在粗糙水平面上,质量为m的物块分别在竖直向下和沿斜面向下的外力F作用下沿斜面匀速下滑,整个过程斜面体始终静止,则()A.甲受地面向左的摩擦力B.乙受地面的摩擦力为零C.甲与m间的动摩擦因数小于乙与m间的动摩擦因数D.乙对m的合力方向竖直向上【答案】C【解析】整体受力分析可知,甲不受地面的摩擦力,选项A错误;乙受地面向右的摩擦力,选项B错误;对物块受力分析可得甲与m间的动摩擦因数小于乙与m间的动摩擦因数,选项C正确;对乙斜面上的物块受力分析可知,乙对m的合力与拉力和重力的合力大小相等、方向相反,选项D错误.【变式8】(多选)如图所示,物块A放在直角三角形斜面体B上面,B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始没有外力时A、B静止;现用力F沿斜面向上推A,但A、B并未运动,下列说法正确的是()A.A、B之间的摩擦力可能大小不变B.A、B之间的摩擦力一定变小C.B与墙之间可能没有摩擦力D.弹簧弹力一定不变【答案】AD【解析】开始时物体A受重力、B对A的支持力和静摩擦力,斜面与水平方向的夹角为θ,根据平衡条件可知,A所受静摩擦力大小为m A g sin θ,施加力F后,物体A仍然处于静止状态,若F=2m A g sin θ,则A所受摩擦力沿斜面向下,大小为m A g sin θ,则A、B之间的摩擦力大小不变,选项A正确,B错误;对A、B整体分析,开始时弹簧的弹力等于A、B的总重力,施加力F后,由于A、B整体不动,弹簧的形变量不变,弹簧的弹力不变,A、B总重力不变,根据平衡条件可知,B与墙之间一定有摩擦力,选项C错误,D正确.【变式9】如图所示,在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块,图中木块倾角为θ,木块与水平面间动摩擦因数为μ,木块所受重力为G,现用一水平恒力F推木块,使木块由静止开始向左运动,则木块所受的摩擦力大小为()A.F B.μGcos θC.μG D.μ(G sin θ+F cos θ)【答案】C【解析】若木块做加速直线运动,则F>f,故A错误;不管木块做什么运动,根据滑动摩擦力的定义可得f =μG,故C正确,B、D错误.【变式10】如图所示,水平面上有一重为40 N的物体,受到F1=13 N和F2=6 N的水平力的作用而保持静止,F1与F2的方向相反.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,设最大的静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(1)若只撤去F1,物体所受摩擦力的大小和方向;(2)若只撤去F2,物体所受摩擦力的大小和方向.【答案】(1)6 N方向水平向左(2)8 N方向水平向右【解析】物体所受最大静摩擦力f m=μG=8 N.(1)只撤去F1,因为F2=6 N<f m,物体保持静止故所受静摩擦力f2=F2=6 N,方向水平向左.(2)只撤去F2,因为F1=13 N>f m,所以物体相对水平面向左滑动故物体受到的滑动摩擦力f3=μG=8 N,方向水平向右.【提分笔记】计算摩擦力时的几点注意(1)首先分清摩擦力的性质,因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式F=μF N计算,静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解.(2)公式F=μF N中,F N为两接触面间的压力,与物体的重力没有必然关系,不一定等于物体的重力.(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面面积的大小也无关.(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反,但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反,也可能不共线.考点三摩擦力的“突变”问题1.静—静“突变”物体在摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,物体虽然仍保持相对静止,但物体所受的静摩擦力发生突变.2.静—动“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力.3.动—静“突变”在滑动摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不再受滑动摩擦力作用,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力.4.动—动“突变”指滑动摩擦力大小与方向变化,例如滑块沿斜面下滑到水平面,滑动摩擦力会发生变化.题型1静—静“突变”【典例6】一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右C.2 N,方向向右D.0【答案】C【解析】当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N,方向向左,可知最大静摩擦力F fmax≥8 N,当撤去力F1后,F2=2 N<F fmax,物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向,选项C正确.题型2静—动“突变”【典例7】(多选)将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上.如图甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律.一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态.在滑块与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的Ft图象如图乙所示.则()A.2.5 s前小车慢慢滑动B.2.5 s后小车做变加速运动(假设细沙仍在加注中)C.2.5 s前小车所受摩擦力不变D.2.5 s后小车所受摩擦力不变【答案】BD。
重力、弹力、摩擦力 典型例题
300【例13】如图所示,重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止,试画出杆所受的弹力。
【例14】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 .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 类型题: 弹力大小的确定【例15】.如图所示,弹簧秤和细绳重力不计,不计一切摩擦,物体重G =10N ,弹簧秤A 和B 的读数分别为( )A .10N ,0NB .10N ,20NC .10N ,10ND .20N ,10N【例16】.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹 簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F 与弹簧的形变量x 作出F-x 图线,如图所示.由图可知弹簧的劲度系数为____,图线不过坐标原点的原因是_________________.【例17】.如图6所示为一轻质弹簧的长度l 和弹力F 大小的关系图像,试由图线确定: (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【例18】.一弹簧的两端各用10N 的外力向外拉伸,弹簧伸长了6cm ,现将其中的一端固定于墙上,另一端用5N 的外力来拉伸它,则弹簧的伸长量应为 ( ) A.6cm B.3cm C.1.5cm D.0.75cm【例19】.如图所示,两木块质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在弹簧上(但不拴接),整个系统处于静止状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧,在这过程中下面木块移动的距离为 A.m 1g/k 1 B.m 2g/k 1 C.m 1g/k 2 D.m 2g/k 2类型题: 对摩擦力的正确认识 【例20】、下列说法正确的是( )A.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C.两物体间如果有了弹力,就一定有摩擦力D.两物体间有摩擦力,就一定有弹力【例21】.关于摩擦力,下列说法正确的是 ( )A.静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,滑动摩擦力产生在两个相对运动的物体之间B.静摩擦力可以作为动力、阻力,而滑动摩擦力只能作为阻力C.有摩擦力一定存在弹力,且摩擦力的方向总与相对应的弹力方向垂直D.滑动摩擦力的大小与正压力大小成正比【例22】.下列关于静摩擦力的说法,正确的是 ( )A.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用,并且受静摩擦力作用的物体一定是静止的B.静摩擦力方向总与物体的运动趋势方向相反C.静摩擦力的大小可以用公式F=μN 直接计算D.在压力一定的条件下静摩擦力的大小是可以变化的,但有一个限度 【例23】.关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是 ( )A.两物体间没有摩擦力产生,说明两物体间的动摩擦因数μ=0B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数仅决定于两接触面的粗糙程度类型题: 摩擦力有无的确定【例24】物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,物体的质量为M 。
高中物理 必修一【重力 弹力 摩擦力】典型题(带解析)
高中物理【重力 弹力 摩擦力】典型题1.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )A .细绳一定对小球有拉力的作用B .轻弹簧一定对小球有弹力的作用C .细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力D .细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力解析:选D .若小球与小车一起做匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a =g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D 正确.2.一轻质弹簧原长为8 cm ,在4 N 的拉力作用下伸长了2 cm ,弹簧未超出弹性限度.则该弹簧的劲度系数为( )A .40 m/NB .40 N/mC .200 m/ND .200 N/m解析:选D .由F =kx 知,弹簧的劲度系数k =F x =40.02N/m =200 N/m ,选项D 正确. 3.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,如图所示的情况就是一个实例.当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是( )A .跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B .运动员受到的支持力,是运动员的脚发生形变而产生的C .此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D .此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力解析:选D .发生相互作用的物体均要发生形变,故A 错误;发生形变的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,B 错误;在最低点,运动员虽然处于瞬间静止状态,但接着运动员要加速上升,故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力,C错误,D 正确.4.如图所示为武警战士用头将四块砖顶在墙上苦练头功的照片.假设每块砖的质量均为m ,砖与墙面、砖与头间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.要使砖恰好静止不动,则武警战士的头对砖施加的水平力为( )A .mg μB .2mg μC .3mg μD .4mg μ 解析:选B .以四块砖为研究对象,进行受力分析.砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等,即f 1+f 2=4mg ,又f 1=f 2=μF ,联立两式可得F =2mg μ,即武警战士施加的水平力为F =2mg μ,选项B 正确. 5.如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2- 3B .36C .33D .32解析:选C .当拉力水平时,物块做匀速运动,则F =μmg ,当拉力方向与水平方向的夹角为60°时,物块也刚好做匀速运动,则F cos 60°=μ(mg -F sin 60°),联立解得μ=33,A 、B 、D 项错误,C 项正确.6.如图所示,两木块的质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧,在此过程中下面木块移动的距离为( )A .m 1g k 1B .m 2g k 1C .m 1g k 2D .m 2g k 2 解析:选C .在此过程中,压在下面弹簧上的压力由(m 1+m 2)g 减小到m 2g ,即减少了m 1g ,根据胡克定律可断定下面弹簧的长度增长了Δl =m 1g k 2,即下面木块移动的距离为m 1g k 2,选项C 正确.7.如图所示,有8个完全相同的长方体木板叠放在一起,每个木板的质量为100 g ,某人用手在这叠木板的两侧加一水平压力F ,使木板水平静止.若手与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.5,木板与木板之间的动摩擦因数为μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10 m/s 2.则水平压力F 至少为( )A .8 NB .15 NC .16 ND .30 N解析:选B .先将所有的木板当成整体,受力分析,竖直方向受重力和静摩擦力,则二力平衡有2μ1F ≥8mg ;再对除两外侧木板剩余木板受力分析,竖直方向受重力和静摩擦力,由二力平衡有2μ2F ≥6mg ;联立解得F ≥15 N ;故B 正确,A 、C 、D 错误.8.(多选)轻杆的一端安装有一个小滑轮P ,用手握住杆的另一端支撑着悬挂重物的轻绳,如图所示.现使杆和竖直方向的夹角缓慢减小,则杆对滑轮P 的作用力( )A .大小变大B .大小不变C .方向发生变化,但始终沿杆方向D .方向始终在P 两侧轻绳的夹角的角平分线上,不一定沿杆解析:选BD .滑轮P 受到两侧轻绳的拉力和杆的作用力,其中两侧轻绳的拉力大小相等,且等于重物的重力,使杆和竖直方向的夹角缓慢减小时,两拉力的方向不变,则其合力也不变,方向始终在P 两侧轻绳夹角的角平分线上,因滑轮P 受力平衡,故杆对滑轮P 的作用力大小不变,方向始终在P 两侧轻绳夹角的角平分线上,不一定沿杆,选项B 、D 正确.9.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ab 在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 .μ1MgB .μ1(m +M )gC .μ2mgD .μ1Mg +μ2mg解析:选C .木块P 对长木板ab 的滑动摩擦力大小为F =μ2mg ,长木板ab 始终静止,则地面对长木板ab 的静摩擦力大小为F ′=F =μ2mg ,故选项C 正确.10.如图所示,在竖直平面内固定一直杆,将轻环套在杆上.不计质量的滑轮用轻质绳OP 悬挂在天花板上,另一轻绳通过滑轮系在轻环上,不计所有摩擦.现向左缓慢拉绳,当环静止时,与手相连的绳子水平,若杆与地面间夹角为θ,则绳OP 与天花板之间的夹角为( )A .π2B .θC .π4+θ2D .π4-θ2解析:选C .当轻环静止不动时,PQ 绳对轻环的拉力与杆对轻环的弹力等大、反向、共线,所以PQ 绳垂直于杆,由几何关系可知,绳PQ 与竖直方向之间的夹角是θ;对滑轮进行受力分析如图,由于滑轮的质量不计,则OP 绳对滑轮的拉力与两个绳子上拉力的合力大小相等、方向相反,所以OP 绳的方向一定在两根绳子之间的夹角的角平分线上,由几何关系得OP 绳与天花板之间的夹角α=12β=12⎝⎛⎭⎫π2+θ=π4+θ2,C 正确.11.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm.将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A .86 cmB .92 cmC .98 cmD .104 cm解析:选B .将钩码挂在弹性绳的中点时,由数学知识可知钩码两侧的弹性绳(劲度系数设为k )与竖直方向夹角θ均满足sin θ=45,对钩码(设其重力为G )静止时受力分析,得G =2k ⎝⎛⎭⎫1 m 2-0.8 m 2cos θ;弹性绳的两端移至天花板上的同一点时,对钩码受力分析,得G =2k ⎝⎛⎭⎫L 2-0.8 m 2,联立解得L =92 cm ,可知A 、C 、D 项错误,B 项正确.12.(多选)如图所示,将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁.开始时a 、b 均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力F f a ≠0,b 所受摩擦力F f b =0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )A .F f a 大小不变B .F f a 方向改变C .F f b 仍然为零D .F f b 方向向右解析:选AD .剪断右侧绳的瞬间,右侧绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以b 相对地面有向左的运动趋势,受到静摩擦力F f b 方向向右,C 错误、D 正确;剪断右侧绳的瞬间,木块a 受到的各力都没有发生变化,A 正确,B 错误.13.(多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中,设计了如图甲所示的演示装置,力传感器A 与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图象如图乙,则结合该图象,下列说法正确的是( )A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)解析:选ABC.t=0时刻,力传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2 N,由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N,A选项正确;t =50 s时刻摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5 N,同时小车启动,说明带有沙子的沙桶重力等于3.5 N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力,故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力,B、C选项正确;此后由于沙子和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N,故50 s后小车将做匀加速运动,D选项错误.14.(多选)如图所示,水平地面粗糙,A、B两同学站在地上水平推墙.甲图中A向前推B,B向前推墙;乙图中A、B同时向前推墙.每人用力的大小都为F,方向水平.则下列说法中正确的是()A.甲图方式中墙受到的推力为2FB.乙图方式中墙受到的推力为2FC.甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为FD.乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F解析:选BD.对于乙图,墙壁在水平方向所受到人的作用力如图(a)所示(俯视图),此时墙壁所受到的推力为F合=2F.根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力均为F f=F.故B、D正确.对于甲图,先以墙壁为研究对象,此时墙壁所受到的推力只有B对它的推力F,如图(b)所示.然后再以B为研究对象,B同学的受力情况如图(c)所示,B受到A的推力F和墙壁的反作用力F1′,由于F=F1′,所以此时B在水平方向不受摩擦力的作用.再以A为研究对象,A同学的受力情况如图(d)所示,根据牛顿第三定律可知由于A对B的作用力为F,所以B对A的反作用力F2′=F,根据力的平衡可知A所受地面的摩擦力F f=F,故A、C错误.。
(新)初中八年级物理《重力、弹力、摩擦力》知识梳理详解及典型考试题汇编
重力、弹力、摩擦力【考纲要求】1、掌握力的初步概念,理解力的三要素,掌握力的示意图;2、会正确使用弹簧秤;会用弹簧秤测力的大小;3、知道重力的概念,重力的大小、方向;4、知道静摩擦力和滚动摩擦,理解摩擦力的方向,滑动摩擦力的大小与压力接触面的粗糙度的关系。
【知识网络】【考点梳理】考点一、力1、概念:力是物体对物体的作用。
要点诠释:(1)从字面上看“物体对物体”说明有力的存在时,至少需要两个物体,力是不能脱离物体而存在的。
这就是力的物质性。
“对”字前面的物体,我们常把它叫施力物体(因为它施加了力),“对”字后面的物体,我们把它叫受力物体。
有力存在时,一定有施力物体和受力物体。
例如:人推车,人对小车施加了力,小车受到了力,所以人是施力物体,车是受力物体。
(2)物体间只有发生相互作用时才会有力,若只有物体,没有作用,也不会有力。
例如:人踢球,使球在草坪上滚动,人踢球时,人对球施加了力,人是施力物体,球是受力物体,当球离脚之后,人不再对球施力,球也就不再受踢力。
2、力的作用效果力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状。
(1)力可以改变物体的运动状态,物体运动状态的改变包括三种情况:①物体的运动方向不变,速度大小发生改变。
例如:刚驶出站台的火车,做变速直线运动。
②物体的速度大小不变,运动方向发生改变。
例如:匀速行驶的汽车拐弯了。
③物体的速度大小和运动方向同时发生改变。
例如,向斜上方抛出的铅球,速度的大小和方向都在发生变化。
(2)力可以改变物体的形状。
例如用力捏橡皮泥,使橡皮泥变成各种形状;用力拉弓,使弓张开;将尺变弯等。
都是在力的作用下,使物体的形状发生改变。
3、力的三要素和力的示意图(1)力的符号和单位①在物理学中,用字母“F”表示力,为了区分不同作用或性质的力,还常常用其他字母表示力,如重力—G。
②单位:牛顿,简称牛,符号N。
(2)力的三要素力的大小、方向、作用点,叫做力的三要素,它们都能影响力的作用效果。
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重力弹力摩擦力知识汇总与典型例题力的概念与性质(1)力是物体间的相互作用.其国际单位是牛顿(newton),简称牛,符号是N.(2)力有四个基本属性,即物质性、相互性、瞬时性和方向性.①力的物质性:物质性指力不能离开施力物体和受力物体而独立存在,即只要有力,必须同时存在施力物体和受力物体.一个力应对应两个物体.注意:力的作用可以是直接作用也可以是间接作用,两个物体不一定要接触.②力的相互性:相互性指力是物体与物体间的相互作用,施力物体同时也是受力物体.注意:力总是成对出现的:物体间的作用是相互的,这两个力同时产生,同时消失,而且性质相同.这一对力称为一对相互作用力或称为一对作用力与反作用力.③力的瞬时性:瞬时性指物体间的相互作用(力)随这种相互作用的施加与否而瞬时同步有无.④力的方向性:方向性指力是有大小和方向的物理量,我们把这种既有大小又有方向的物理量称为矢量,所以力是矢量.1.力的作用效果可以分为两种:(1)静力效果——使物体的形状发生变化(形变),如把物体拉伸、压缩、转、剪切等.(2)动力效果——改变物体的运动状态,如使物体从静止开始运动,从运动变为静止(或使物体的运动速度从小变大、从大变小);或使物体的运动方向发生变化等.------------分析物体是否受力:有作用效果说明力存在.------------物体受力分解.注意:力的作用效果和力的大小、作用点、方向有关.2.力的分类(1)按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力……(按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用:引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用.宏观物体间只存在前两种相互作用,且大部分都是电磁力)(2)按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……注意:同一性质的力,效果可能不同。
如:摩擦力、弹力(3)按产生条件分:非接触力,重力,分子力,电场力,磁场力.接触力,弹力(拉力,压力,支持力,张力,浮力),摩擦力.力的图示与示意图【例1】关于力的概念,下列说法正确的是()A.没有相互接触的物体间也可能有力的作用B.力是使物体位移增加的原因C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力并使之压缩,弹簧压缩后再反过来给手一个弹力D.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力作用【例2】关于动力和阻力,下列说法中正确的是()A.物体在运动中所受的力均为阻力B.与物体运动方向相同的力均为动力,与物体运动方向相反的力均为阻力C.作用力较大的是动力,作用力较小的是阻力D.动力和阻力不可能是同一性质的力重力(1)重力是由于地球吸引而产生的,但重力不是地球对物体的吸引力,地球对物体的吸引力是万有引力,重力是万有引力的一个分量.(2)重力的大小:G mg=(9.8N/kgg=)g与地球密切相关,在地球上的不同地点,g的大小不同.(3)重力的方向:竖直向下.(4)重力的作用点:重心.决定因素——质量分布和形状.质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心处(均匀细直棒、均匀三角形、均匀球体、均匀圆柱体、均匀长方体等).物体重心位置可由实验法确定:悬挂法.注意:重心的位置可以在物体上,也可以在物体外【例3】下列说法正确的是()A.物体的重力大小总是恒定的B.在空中飞行的物体不受重力作用C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受重力的大小与方向都不变【例4】关于物体的重心,下列说法不正确的是()A.物体的重心不一定在物体上B.用线竖直悬挂的物体静止时,线的方向一定通过重心C.一砖块平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变D.舞蹈演员在做各种优美的动作时,其重心在体内位置不变弹力(1)形变及其种类:①定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变.有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变.如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状.这个限度叫做弹性限度.②形变的种类:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变.(2)弹力的产生条件:①物体直接接触②发生弹性形变.(3)弹力的大小:①弹簧弹力:胡克定律F kx.②根据物体所处的状态利用力学规律来计算(平衡条件、牛顿运动定律).胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变.(4)弹力的方向:与接触面(或切面)垂直,与施力物体的形变方向相反.轻绳:弹力方向沿绳且指向绳收缩方向轻杆:与轻绳不同,轻杆的弹力可以指向任意方向点和杆:弹力垂直于杆点和平面:弹力过接触点垂直于平面点和曲面:弹力过接触点垂直于曲面的切面面和面:弹力垂直于接触面球和球:弹力沿两球球心连线“判断弹力有无假设法:去掉与研究对象接触的物体,看研究对象能否保持原状态,若能则说明此处弹力不存在,若不能则说明弹力存在.如图:球A静止在平面B和平面C之间,若小心去掉B,球静止,说明平面B对球A无弹力,若小心去掉C,球将运动,说明平面C对球有支持力.【例5】在图所示的各物体A上画出所受弹力的示意图.此时,物体A处于静止状态.【例6】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.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【例7】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.【例8】如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F 1、F 2、F 3,其大小关系是( )【例10】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2N【例11】如图所示,原长分别为L 1和L 2、劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下.两弹簧之间有一个质量为m 1的物体,最下端挂着质量为m 2的另一物体.整个装置处于静止状态,这时两个弹簧长度为________.用一个质量为m 的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,这时平板受到下面物体的压力大小等于_____.摩擦力(1)摩擦力产生条件:①相互接触且挤压 ②接触面粗糙 ③物体间有相对运动或相对运动的趋势.有相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力,有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力.(2)摩擦力大小 ①滑动摩擦力:N F F μ=,μ是动摩擦因数,与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关,与接触面的大小无关.N F 表示压力大小,可见,在μ一定时,N F F ∝.②静摩擦力:其大小与引起相对运动趋势的外力有关,根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力max F 之间,即max 0F F ≤≤.静摩擦力的大小与N F 无关,最大静摩擦力的大小与N F 有关.(3)摩擦力方向:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反.(4)判断静摩擦力的有无:在接触面粗糙,两物体接触且互相挤压的条件下,可使用下列方法② 假设法:假设没有静摩擦力,看物体是否发生相对运动,若发生,则存在相对运动趋势,存在静摩擦力.②反推法:根据物体的状态和受力分析推出静摩擦力的大小和方向.【例12】如图所示,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,是动力还是阻力。
【例13】(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面间无相对滑动);?【例14】(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);?【例15】(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);?【例16】(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;?【例17】(5)汽车突然加速,木箱在车上滑动时。
【例18】如图(a)所示,A物体放在水平面上,动摩擦因数为0.2,物体重10 N,设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5 N.若对A施加一个由零均匀增大到6N的水平推力F,请在图(b)中画出A所受的摩擦力F A?随水平推力F变化的情况.【例19】物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ,物体的质量为M.当物体沿着墙壁自由下落时,物体受到的滑动摩擦力为________.【例20】如图所示,A、B、C三个物体完全相同,且各接触面不光滑,现用水平力F拉B,三物体仍处于静止,下列说法正确的是()A.C物体共受四个力作用B.B物体共受四个力作用C.A物体共受三个力作用D.B对C的摩擦力大小为F,方向与F相同【例21】如图所示,物体B的上表面水平,B上面载着物体A,当它们一起沿斜面匀速下滑时,A物体受到的力()A.只有重力 B.只有重力和支持力C.只有重力、支持力和摩擦力 D.有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力【例22】人在自行车上蹬车前进时,车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向()A.都向前 B.都向后C.前轮向前,后轮向后; D.前轮向后,后轮向前【例23】如图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图,A与B、C与D分别是皮带与轮边沿相接触的一点,如果皮带不打滑,则下列判断错误的是()A.A与B、C与D处于相对静止状态;B.B点相对于A点运动趋势的方向与B点的运动方向相反;C.D点相对于C点运动趋势的方向与C点的运动方向相反;D.主动轮受的摩擦力是阻力,从动轮受的摩擦力是动力.【例24】如图所示,水平面上两物体m1、m2经一细绳相连,在水平力F的作用下处于静止状态,则连结两物体绳中的张力可能为()A.零 B.F/2 C.F D.大于F【例25】如右图所示,用一水平推力F=kt(k为常数,t为时间)把重为G的物体压在足够高的平直的竖直墙上,则从t=0开始,物体受到的摩擦力随时间的变化图像是下图中的()练习题 【例1】 如图所示,有4个质量都为m 的完全相同的木块被两块完全相同的板子夹住,在两块板子上分别施加水平压力F ,所有物体均处于静止状态,则下列说法中正确的是( )【例2】【例3】A .木块1与板子之间的摩擦力大小为mg 【例4】B .木块1与2之间的摩擦力大小为0 【例5】C .木块2与3之间的摩擦力大小为0 【例6】D .木块4与板子之间的摩擦力大小为2mg 【例7】 如图所示,一个空心均匀球壳里面注满水,球的正下方有一小孔,在水由小孔缓慢流出的过程中,空心球壳和水的共同重心将会( )A .一直下降B .一直上升C .先升高后降低D .先降低后升高 【例8】 如图所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F 1、F 2、F 3,其大小关系是( )【例9】A .F 1=F 2=F 3B .F 1=F 2<F 3C .F 1=F 3>F 2D .F 3>F 1>F 2t F f 0 G D t F f 0 G C t F f 0 G B t F f0 GA【例10】如图所示,两只同样的弹簧测力计外壳重0.1N(其他部件重力不计),甲“正挂”,乙“倒挂”,在乙的下方挂上0.2N的砝码,则甲、乙弹簧秤的读数分别为()A.0.2N,0.3N B.0.3N,0.2N C.0.3N,0.3N D.0.4N,0.3N【例11】如图所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内,书对A4纸的压力为3N,A4纸与书之间的动摩擦因素为0.4,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为A.0.6N????????B.1.2NC.2.4N????????D.3N【例12】把一个重为G的物体,用一水平推力F=kt(k为常量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙面上,如图所示,从t=0开始,物体所受的摩擦力F f随时间t的变化关系是下图中的【例13】如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是【例14】A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向【例15】如图所示,一木板B放在水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上,用力F向左拉动B,使它以速度v做匀速运动,这时绳的张力为F?T?,下面说法正确的是()A.木板B受到的滑动摩擦力大小等于F?TB.水平面受到的滑动摩擦力大小等于F?TC.木块A受到的滑动摩擦力大小等于F?TD.若木板B以2v的速度匀速运动,则拉力等于2F【例16】如图所示是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图,主动轮的转动方向为顺时针方向,则关于主动轮上M点受到的静摩擦力方向和从动轮上N点受到的静摩擦力方向的判断正确的是()【例17】【例18】A.向下,向上 B.向下,向下C.向上,向下 D.向上,向上【例19】如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是()A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论传送带向上或向下运动,传送带对物体A的作用力均相同。