必修1第三章第1-5節(jié)重力基本相互作用;彈力;摩擦力

1、年 級高一學 科物理版 本人教新課標版課程標題必修1第三章 第1-3節(jié) 重力基本相互作用、彈力、摩擦力編稿老師趙淑霞一校黃楠二校林卉審核鄭炳松一、學習目標：1. 掌握重力、彈力、摩擦力產(chǎn)生的條件。方向的判斷及大小的計算。2. 熟練掌握胡克定律，以及滑動摩擦力的求解。3. 能準確的進行受力分析。二、重點、難點：重點：1. 力的概念、圖示以及力的作用效果。2. 重力的概念及重心的理解。3. 彈力有無的判斷、彈力方向的判斷和彈力大小的計算。4. 滑動摩擦力大小的計算以及方向的判斷，靜摩擦力有無的判斷以及方向的判斷。難點：1. 重心的概念和位置。2. 彈力有無的判斷及彈力方向的判斷。3. 靜摩擦力有無

2、的判斷、靜摩擦力方向的判斷。和靜摩擦力大小的簡單計算。三、考點分析：本節(jié)課所學知識是力學的基礎(chǔ)，單獨出題進行考查的情況不多，常和后面所學的物體的平衡、牛頓運動定律及運動等內(nèi)容結(jié)合起來綜合出題，是高考中的重點內(nèi)容。 內(nèi)容和要求考點細目出題方式重力，彈力，摩擦力重力的方向選擇題、計算題彈力有無的判斷，胡克定律的應用摩擦力方向的判斷，摩擦力大小的計算分析方法假設(shè)法 選擇題、計算題一、1. 力：物體與物體之間的相互作用（施力物體和受力物體）2. 四種基本相互作用作用對象特點作用范圍舉例萬有引力一切物體之間 力的作用隨距離增大而減弱 長程力 重力 電磁相互作用電荷間、磁體間 力的作用隨距離增大而減弱，但

3、比萬有引力要強長程力 彈力摩擦力強相互作用組成原子核的核子間 距離增大時，力的作用急劇減小 短程力 核力 弱相互作用基本粒子之間 距離增大時，力的作用急劇減小，且比強相互作用要小得多短程力 基本粒子間的力 3. 力的分類（力有許多種分類方式，比如力可以分成接觸力和非接觸力。但今天我們學習的是其他的分類方法） 按力的性質(zhì)分重力、摩擦力； 彈力、電場力、磁場力、分子力等（性質(zhì)力）。 按力的效果分引力、斥力； 壓力、支持力、浮力、動力、阻力、拉力等（效果力）。二、1. 重力：由于地球的吸引而使物體受到的力。（施力物體是地球，受力物體是有重力的物體）3. 重心：一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果

4、上看，我們可以認為物體各部分受到的重力作用集中于一點，這一點就叫做物體的重心。 物體的重心可能在物體中，也可能在物體之外。形狀規(guī)則，質(zhì)量分布均勻的物體，它的重心在其幾何中心處。 質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)。薄板狀物體重心的確定懸掛法三、1. 彈力：發(fā)生形變的物體，由于要恢復原狀，會對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。支持力、壓力、拉力、推力均屬于彈力。勻變速直線運動問題的解題思想（1）選定研究對象，分析各階段運動性質(zhì)；（2）根據(jù)題意畫運動草圖2. 彈力產(chǎn)生的條件：直接接觸發(fā)生形變注意：形變：是指物體的形狀或體積的改變，任何物體都能

5、發(fā)生形變。形變分類：彈性形變，非彈性形變。形變包含三層含義，一是“變形”；二是“恢復原狀”；三是“產(chǎn)生彈力”。 常見彈力的方向：*壓力、支持力的方向總是垂直于兩物體的接觸面。（1）點與平面接觸，彈力方向垂直于平面；點與曲面接觸，彈力方向垂直于曲面接觸點所在切面。（2）平面與平面接觸，彈力方向垂直于平面，且指向受力物體；球面與球面接觸，彈力方向沿兩球球心連線方向，且指向受力物體。*繩對物體的拉力（引力）總是沿著繩收縮的方向。 *桿對物體的彈力不一定沿桿的方向。 四. 摩擦力：特點產(chǎn)生條件方向大小作用點動摩擦有相對運動1相互接觸并擠壓2接觸面粗糙3有相對運動與接觸面相切，與物體相對運動方向相反FF

6、N接觸面靜摩擦有相對運動趨勢1相互接觸并擠壓2接觸面粗糙3有相對運動趨勢與接觸面相切，與物體相對運動趨勢方向相反根據(jù)運動狀態(tài)與受力情況來判斷0FFmax.滾動摩擦是一個物體在另一個物體表面滾動時產(chǎn)生的摩擦。當壓力相同時，滾動摩擦比滑動摩擦小很多增大摩擦的方法：（1）增大壓力（2）增大接觸面的粗糙程度（3）變滾動為滑動。減小摩擦的方法：（1）減小壓力（2）減小接觸面的粗糙程度（3）變滑動為滾動（4）分離摩擦面。五. 受力分析1. 受力分析的順序一般遵循由易到難（重力、彈力、摩擦力）或由已知到未知的原則。2. 受力分析的方法（1）隔離法（2）整體法3. 受力分析的步驟（1）確定研究對象（單個物體或

7、幾個物體組成的系統(tǒng)整體）（2）把研究對象與其他物體隔離（3）按一定的順序畫出外界物體對研究對象施加的力的示意圖。4. 注意事項（1）不能總認為物體在運動方向上一定受到力的作用。即在畫力的示意圖時要明確該力的施力物體是哪個。（2）受力分析是分析物體受到的力，不能把研究對象對外界物體施加的力也畫在受力圖上。（3）判斷彈力的有無時可假設(shè)把外界物體移走，通過物體的運動狀態(tài)是否變化來判斷接觸面處有沒有彈力。判斷靜摩擦力的有無及方向時可假設(shè)接觸面光滑，通過物體是否發(fā)生相對運動和相對運動的方向來判斷靜摩擦力的有無和方向。（4）用整體法進行受力分析時，可把系統(tǒng)以外的物體對系統(tǒng)內(nèi)任一物體的作用力都認為是系統(tǒng)受到

8、的力，系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力（內(nèi)力）不需要畫出來。（5）在課本范圍內(nèi)，我們只研究共點力的情況，所以不管是單個物體還是幾個物體組成的系統(tǒng)，在對它們進行受力分析時，都應把它們當作一個點（質(zhì)點）來處理，且所有力的作用點都是同一點。知識點一：常用的解題方法例1. 下列關(guān)于力的說法中正確的是（ ）A. 射出槍口的子彈，能打到很遠的距離，是因為子彈離開槍口后受到一個推力作用B. 甲用力把乙推倒，說明只是甲對乙有力的作用，乙對甲沒有力的作用C. 只有有生命或有動力的物體才會施力，無生命或無動力的物體只會受到力D任何一個物體，一定既是受力物體，也是施力物體正確答案：D解答過程：子彈在槍管內(nèi)受到火藥爆炸所產(chǎn)生的

9、強大推力，使子彈離開槍口時有很大的速度，但子彈離開槍口以后，只受重力和空氣阻力作用，并沒有一個所謂的推力，因為無法找到這個“推力”的施力物體；故不存在，所以A錯物體間力的作用總是相互的，甲推乙的同時乙也推甲，故說法B錯不論物體是否有生命或是否有動力，它們受到別的物體作用時，都會施力，馬拉車時，車也拉馬；書向下壓桌子，桌子也向上推書，故C錯由于自然界中的物體都是相互聯(lián)系的，找不到一個孤立的、不受其他物體作用的物體，所以每一個物體既是受力物體，又是施力物體，故說法D正確例2. 下列關(guān)于重力的說法，正確的是（ ） A. 重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力 B. 只有靜止的物體才受到重力 C. 同一物體在地球

10、上無論怎樣運動都受到重力 D. 重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的正確答案：CD解答過程：重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的，地球?qū)ξ矬w的吸引力產(chǎn)生兩個效果：一個效果是吸引力的一部分使物體繞地球轉(zhuǎn)動；另一個效果即另一部分力才是重力，也就是說重力通常只是吸引力的一部分。重力只決定于地球?qū)ξ矬w的作用，而與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，也與物體是否受到其他力的作用無關(guān)。例3. 在彈簧測力計秤鉤下掛一個靜止的小球，下列說法正確的是 A. 小球?qū)椈蓽y力計的拉力就是小球的重力 B. 小球所受拉力的施力物體是地球 C. 彈簧測力計對小球的拉力在數(shù)值上等于小球的重力 D. 小球?qū)椈蓽y力計拉力的施力物體是小球正確

11、答案：CD解答過程：對小球做受力分析，小球靜止故彈簧測力計對小球的拉力等于小球的重力，故C對；小球?qū)椈蓽y力計的拉力等于彈簧測力計對小球的拉力，也在數(shù)值上等于小球的重力，但并不是說就是小球的重力，故A錯；小球所受重力的施力物體是地球，對彈簧測力計拉力的施力物體是小球，故D對；小球所受拉力的施力物體是彈簧，故B錯。知識點二：彈力例4. 彈力有無的判斷如圖所示，細繩豎直拉緊，使小球和光滑斜面接觸，并處于靜止狀態(tài)，則小球受到的力是（ ） A. 重力、繩的拉力 B. 重力、繩的拉力、斜面的彈力 C. 重力、斜面的彈力 D. 繩的拉力、斜面的彈力正確答案：A解答過程：（1）兩物體接觸，不一定發(fā)生形變，產(chǎn)

12、生彈力；若物體間存在彈力，則物體接觸且一定發(fā)生形變.接觸、形變是產(chǎn)生彈力的充分必要條件.（2）對于不易觀察的形變，可以采用假設(shè)法來判斷即假設(shè)接觸物不存在，若物體的運動狀態(tài)不變化，則無形變；反之，有形變.也可以從物體的運動狀態(tài)與受力情況是否相符的角度，由力的平衡條件或牛頓運動定律來判斷彈力的有無，進而步推知形變的有無.（3）若無斜面，則小球仍保持靜止；若小球與斜面間存在彈力，則小球所受力的合力不為零，這與小球靜止矛盾，因此不存在彈力，正確答案為A。 例5. 彈力方向的確定畫出下圖中物體A和B所受重力、彈力的示意圖。（各接觸面均光滑）解答過程：若兩接觸面都是平面，彈力垂直于平面，指向受力物體。若一

13、個是平面，彈力垂直于平面，且指向受力物體。若一個或兩個是圓，則彈力過圓的接觸點和該圓圓心，指向受力物體。各圖中物體A和B受到的重力和彈力的示意圖如圖所示。解題后的思考：判斷彈力方向時，一定要注意接觸類型是哪種類型，并根據(jù)彈力的產(chǎn)生條件，去判斷有無彈力產(chǎn)生，并找出方向，畫出彈力示意圖，可根據(jù)情況將彈力的作用點移至重心?！就卣埂慨嫵鱿铝懈鲌D中物體A受到的彈力：正確答案：例6. 如圖所示，為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系. 根據(jù)圖象判斷，下列正確的結(jié)論是（ ） A. 彈簧的勁度系數(shù)為1Nm B. 彈簧的勁度系數(shù)為100 Nm C. 彈簧的原長為6 cm D. 彈簧伸長0.02 m時，彈力的大小為4

14、 N正確答案：BC解答過程：彈簧處于原長時，彈簧的彈力應為0，由此可知彈簧原長為6cm。由圖象可知：當彈簧拉長2 cm時，彈力為2 N，可得勁度系數(shù)為100 Nm，因此答案為BC解題后的思考：正確使用胡克定律，公式Fkx中的x為形變量。知識點三：摩擦力例7. 用手握住一個油瓶（瓶始終處于豎直方向）. 下列說法正確的是（ ）A. 瓶中油越多，手必須握得越緊B. 手握得越緊，油瓶受到的摩擦力越大C. 不管手握得多緊，油瓶受到的摩擦力總是一定的D. 以上說法都正確正確答案：AC解答過程：手握住油瓶，油瓶不掉落下來，表明手對油瓶豎直向上的靜摩擦力跟油瓶受到的重力平衡靜摩擦力的大小由瓶的重力（大?。Q定

15、；油瓶變重，它受到的靜摩擦力也會隨之增大，手握得緊一點，相應的最大靜摩擦力值也就大一些，才能保證油瓶不會掉落下來；如果手握得不夠緊，正壓力不夠大，最大靜摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就會掉下來，所以選項A正確。手握得越緊，手與瓶之間的正壓力越大，最大靜摩擦力值也越大；但這時油瓶受到的是靜摩擦力，且與油瓶受到的重力平衡，是一個定值等于油瓶的重力。可見，選項B錯誤，C正確；同時可以判斷出D也不正確。例8. 關(guān)于滑動摩擦力，下列說法正確的是（ ） A. 物體在支持面上的滑動速度越大，滑動摩擦力也一定越大 B. 滑動摩擦力的方向一定與物體相對支持面的滑動方向相反 C. 接觸面的滑動摩擦系數(shù)越大，滑動摩擦力

16、也越大 D. 滑動摩擦力的方向一定與物體運動方向相反正確答案：B解答過程：滑動摩擦力只與接觸面間的正壓力和摩擦系數(shù)兩個因素有關(guān)，與物體滑行速度無關(guān)，故A錯；C選項中只強調(diào)了其中一個因素，故也不對；滑動摩擦力的方向與物體相對運動方向相反，而不是與物體運動方向相反，故D錯，B對。例9. 質(zhì)量為M的木塊，置于水平面上，物體受到水平方向的恒力F14N，F(xiàn)28N處于靜止狀態(tài)，如圖所示，則（ ）A. 木塊受到的靜摩擦力方向水平向右B. 如果去掉F2，木塊一定處于靜止狀態(tài)C. 如果去掉F1，木塊可能處于靜止狀態(tài)D. 如果將F2增大到15N，木塊可能運動起來1F1F2正確答案：ABCD解答過程：由物體受力平衡

17、F1Ff F2可知摩擦力等于4N，方向水平向右，故A對；最大靜摩擦力Fm4N，當去掉F2后物體可以受到與F2相同的靜摩擦力來平衡F1，故B正確，最大靜摩擦力可能大于8N，故C對；最大靜摩擦力也可能小于15N，當外力大于最大靜摩擦力時，物體才可能運動，故D也正確。例10. 情景1：如圖1所示，甲、乙兩物體疊放在水平面上靜止不動。當甲受到水平向右的拉力F與乙一起勻速向右運動時，甲和乙是否受到摩擦力的作用？方向如何？情景2：如圖2所示，在一條水平的傳送帶上放著一個物體A，物體A隨著傳送帶一起向右做勻速直線運動，則此時物體A受到傳送帶對它的摩擦力方向如何？情景3：如圖3所示，在一條傾斜的傳送帶上放著一

18、個物體，物體隨著傳送帶一起斜向上做勻速直線運動，則此時物體受到傳送帶對它的摩擦力方向如何？解答過程：情景1剖析：由于甲物體相對于水平面向右運動，所以甲與水平面之間有摩擦力，且水平面對甲的摩擦力阻礙甲向右運動，方向水平向左。又因為乙和甲一起相對于水平面向右運動，所以甲和乙之間沒有發(fā)生相對運動，也沒有要發(fā)生相對運動的趨勢，所以乙不受摩擦力。情景2剖析：此情景初看比較復雜，很容易跟“剛開始運動”或“正在減速”的情景相混淆。如果物體A與傳送帶之間存在摩擦力，那么這個力必定在水平方向上，或水平向右，或水平向左。由于物體A做勻速直線運動，既沒有加速，也沒有減速，即物體A相對于傳送帶來說是靜止不動的，因此說

19、，它既沒有向前加速的趨勢，也沒有要停下來的趨勢，故物體A與傳送帶之間不存在摩擦力?？梢?，本題的關(guān)鍵語句是“物體A隨著傳送帶一起向右做勻速直線運動”。情景3剖析：可利用假設(shè)法判斷，若物體與傳送帶之間沒有摩擦力，物體將向下滑，要使物體能跟傳送帶一起勻速斜向上運動，則物體必須受到沿斜面向上的摩擦力。解題后的思考：摩擦力的方向可能和物體運動方向相同，也可能和物體運動方向相反。它只是和物體間相對運動方向相反或物體間相對運動趨勢方向相反。判斷兩物體間有無摩擦力時，必須選擇其中之一作為參照物。在不易看出兩物體間是否有相對運動趨勢時，可用假設(shè)法，即假設(shè)沒有摩擦力，想象一下兩物體間會有怎樣的相對運動。例11.

20、如圖所示，物體A重40N，物體B重20N，A與B、B與地面的動摩擦因數(shù)相同，將物體B用細繩系住，當水平拉力F32N時，才能將A勻速拉出，求其接觸面間的動摩擦因數(shù)。解答過程：以物體A為研究對象，其受力情況如圖所示：則物體B對其壓力為 地面對A的支持力因此A受B的滑動摩擦力為Ff 2FN 220，A受地面的摩擦力為Ff 1FN 1 60，又由題意得：，F(xiàn)32N，代入即可得到0.4。解題后的思考：要計算動摩擦因數(shù)，必須考慮到物體A上、下兩個表面都受到了滑動摩擦力的作用。知識點四：受力分析口訣：分析對象先隔離，已知各力畫上面。接觸點、面要找全，推拉擠壓彈力顯。糙面滑動動摩擦，欲動未動靜摩現(xiàn)。隔離體上力

21、畫全，不多不少展笑顏。 例12. 對下列物體進行受力分析：對物體A進行受力分析（并寫出各力的施力物體）正確答案：解題后的思考：按順序分析，一重、二彈、三摩擦、再其他。 1. 從三要素把握住重力的概念：重力的方向豎直向下，依此可制成重垂線；重力的大小可從測它的質(zhì)量的彈簧秤讀出，且重力大小跟物體的質(zhì)量成正比；重力的作用點在物體的重心上。2. 產(chǎn)生摩擦力的三個前提：兩個物體互相接觸且有壓力；要發(fā)生或已發(fā)生相對運動；接觸面粗糙?；瑒幽Σ亮Φ拇笮∨c壓力的大小、接觸面的粗糙程度及接觸面的性質(zhì)有關(guān)，靜摩擦力的大小及有無要從兩力平衡的方面去判定。3. 做受力分析時需注意：（1）先確定出所研究的物體，然后找出周

22、圍有哪些物體對它產(chǎn)生作用。 采用隔離法分析其他物體對研究對象的作用力，但不要找該物體施于其物體的力，譬如所研究的物體是A，那么就應該找出“甲對A”或“乙對A”或“丙對A”的力而“A對甲”或“A對乙”等的力就不是A所受的力。也不要把作用在其他物體上的力錯誤地認為是通過“力的傳遞”而作用在研究對象上。 （2）要養(yǎng)成按步驟分析的習慣。 先畫重力：作用點畫在物體的重心處。 然后畫接觸力（彈力和摩擦力）：繞研究對象逆時針（或順時針）觀察一周，看研究對象跟其他物體有幾個接觸點（面），對每個接觸點（面）若有擠壓，則畫出彈力，若還有相對運動或相對運動趨勢，則要畫出摩擦力。要熟記：彈力的方向一定與接觸面或接觸點

23、的切面垂直，摩擦力的方向一定沿著接觸面與物體相對運動（或相對運動趨勢）方向相反。分析完一個接觸點（面）后再依次分析其他的接觸點（面）。最后畫其他場力：看是否有電、磁場力作用，如有則畫出場力。一、預習新知必修1第三章 第45節(jié) 力的合成、力的分解二、預習點撥1. 什么是合力、分力、共點力，合力和分力之間是什么關(guān)系？2. 什么是力的合成和分解，力的平行四邊形定則是什么？求解時如何使用？（答題時間：45分鐘）1. 下列物體的重力最接近1N的是（ ）2. 2008年奧運會在我國北京召開，小明看到奧委會發(fā)布了許多有關(guān)福娃的張貼畫與我們所學的物理知識有關(guān)，他選擇了歡歡把足球踢向空中的一幅畫（如下圖所示），

24、讓同組的四個同學畫出足球在空中飛行時的受力圖，要求不計空氣阻力，用G表示重力，F(xiàn)表示腳對球的作用力，其中正確的是（）3. 在下圖中，能表示A、B兩小球相互間一定有彈力作用的圖是（ ）4. 小華寫完作業(yè)后，到廚房里幫媽媽干活。但當他走動時感到地面的瓷磚由于粘有油污而很滑，如果不小心很容易滑倒，聰明的小華想了想，利用自己學過的摩擦力的知識解決了這個問題。下列做法肯定錯誤的是（ ）A. 在廚房里穿有平底的塑料拖鞋B. 經(jīng)常用較干的抹布將地面擦干凈C. 建議爸爸將比較光滑的瓷磚換成有凹凸花紋的瓷磚D. 在瓷磚上鋪上幾張廢舊報紙5. 某同學在用彈簧測力計測量一個物體的重力時，錯將物體掛在拉環(huán)上，如下圖所

25、示，當物體靜止時，彈簧測力計的讀數(shù)為2.2N，則物體的重力（）A. 一定大于2.2N B. 一定小于2.2NC. 一定等于2.2N D. 以上判斷均不正確6. 關(guān)于摩擦力，下列敘述中正確的是 （ ）A. 物體受到的摩擦力與物體的重力無直接關(guān)系B. 一個物體在另一個物體表面滑動時一定受到摩擦力C. 物體在做勻速直線運動時一定不受到摩擦力，只有做變速直線運動時才受到摩擦力D. 摩擦力總是阻礙物體運動的7. 關(guān)于摩擦力的方向，下列敘述中不正確的是（ ）A. 靜摩擦力的方向，可能與物體運動的方向相同B. 靜摩擦力的方向總是跟物體相對運動趨勢的方向相反C. 滑動摩擦力的方向，可能與物體的運動方向相同D. 滑動摩擦力的方向總是與物體的運動方向相同8. 某物理研究性學習小組在探究物體所受重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系時，實驗記錄如下表：實測物體物體質(zhì)量m（kg）重力G（N）比值G/m（N/kg）比值G/m的平均值（N/kg）物體10.10.999.9物體20.21.969.8物體30.32.919.7（1）在探究過程中，需要的測量工具有 、 。（2）在上表空白處填出比值G/m的平均值。（3）分析表中實驗數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論是： 。9. 如果手邊只有一根橡皮條，一個10kg的砝碼和一把米尺，如何用這些東西粗略地測出兩手間的拉力？說說