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

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 f

F 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.

mg

k B.

mg sin θ

k C.

2mg

k D.

2mg sin θ

k

【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。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N 。另一端与斜面上的物块M 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N ，直至悬挂N 的细绳与竖直方向成45°。已知M 始终保持静止，则在此过程中（ ）

A ．水平拉力的大小可能保持不变

B ．M 所受细绳的拉力大小一定一直增加

C ．M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D ．M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

【答案】BD

【解析】如图所示，以物块N 为研究对象，它在水平向左拉力F 作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F 逐渐增大，绳子拉力T 逐渐增大；

对M 受力分析可知，若起初M 受到的摩擦力f 沿斜面向下，则随着绳子拉力T 的增加，则摩擦力f 也逐渐增大；若起初M 受到的摩擦力f 沿斜面向上，则随着绳子拉力T 的增加，摩擦力f 可能先减小后增加。故本题选BD 。

【变式2】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 ．2－3 B.

36 C.33 D.32

【答案】C 【解析】物块在水平力F 作用下做匀速直线运动，其受力如图甲所示

由平衡条件：F＝f、F N＝mg

而f＝μF N＝μmg

即F＝μmg

当F的方向与水平面成60°角时，其受力如图乙所示由平衡条件：

F cos 60°＝f1

f1＝μF N1＝μ(mg－F sin 60°)

联立解得μ＝

3

3，选项C正确

考点三摩擦力的“突变”问题

【典例3】如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到一个沿斜面向上的力F作用，始终处于静止状态，F的大小随时间变化的规律如图乙所示．则0～t0时间内物体所受的摩擦力F f随时间t的变化规律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力F f的正方向)()

【答案】BCD

【解析】物体在斜面上始终处于平衡状态，沿斜面方向受力平衡方程为：

F－mg sin θ＋F f＝0，解得F f＝mg sin θ－F，

若初态mg sin θ＝F，则B项正确；

若初态mg sin θ＞F，则C项正确；

若初态mg sin θ＜F，则D项正确．

【变式3】如图甲所示，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．从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．据此可求()

A．A、B之间的最大静摩擦力B．水平面与B之间的滑动摩擦力

C．A、B之间的动摩擦因数μAB D．B与水平面间的动摩擦因数μ