專題二 研究物體間的相互作用

1、第三章 研究物體間的相互作用一、課標(biāo)要求課標(biāo)內(nèi)容要求通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦、靜摩擦的規(guī)律、能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力理解知道常見的形變，通過實(shí)驗(yàn)了解物體的彈性，知道胡克定律。了解通過實(shí)驗(yàn)，理解力的合成與分解，知道共點(diǎn)力的平衡條件，區(qū)分矢量與標(biāo)量，用力的合成與分解分析日常生活中的問題。掌握產(chǎn)生：物體直接接觸，接觸處物體發(fā)生了彈性形變方向：彈力的方向與施力物體的形變方向相反，與受力物體的形變方向相同在接觸面上產(chǎn)生的彈力的方向與面垂直；繩產(chǎn)生的彈力方向沿繩指向繩收縮的方向。二、知識(shí)體系產(chǎn)生：物體接觸且擠壓接觸面粗糙有相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向：沿著接觸面的切線與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反大?。篺=uN產(chǎn)生：物體接觸且擠壓接觸面

2、粗糙有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向：沿接觸面的切線，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反大?。? f fm滑動(dòng)摩擦力靜摩擦力摩擦力彈力兩種常見的力力的合成與分解合力與分力：等效代替關(guān)系遵守的定則：平行四邊形定則合力范圍：FF1+F2力-物體的平衡專題五 探究彈力與摩擦力一、自主測(cè)評(píng)1、彈力：發(fā)生形變的物體，由于要 恢復(fù)原狀 ，會(huì)對(duì) 跟它接觸 的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。2、彈力產(chǎn)生的條件： 物體間直接接觸 物體發(fā)生形變。3、彈力的方向：彈力的方向總與施力物體的形變方向 相反 ，總與受力物體的形變方向 相同 。壓力或支持力的方向總是 垂直 于接觸面而 指向 被壓或被支持的物體；繩的拉力的方向總是 沿繩 而指向 繩收

3、縮 的方向。4、由實(shí)驗(yàn)“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”，所得的結(jié)論：彈簧的彈力與 彈簧的形變量 成正比。稱為 胡克定律 ，關(guān)系式為 F=Kx ，或中k為彈簧的勁度系數(shù)。5、滑動(dòng)摩擦力：一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上 相對(duì)滑動(dòng) 的時(shí)候，要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng) 的力，這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。（1）滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件接觸面 粗糙 ；兩物體相互 接觸 且存在 彈力 ；兩物體間有 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 。（2）滑動(dòng)摩擦力的方向?？偸茄刂?接觸面切線方向 ，且與 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 的方向相反（3）滑動(dòng)摩擦力跟 壓力 成正比，也就是跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比。f= uN u為動(dòng)摩擦因數(shù)，取決于兩物體的 材料

4、和接觸面的 粗糙程度 與接觸面的面積 無關(guān) 。6、靜摩擦力：當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上有 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 時(shí)，所受到的另一個(gè)物體對(duì)它的阻礙作用，叫靜摩擦力。（1）靜摩擦力產(chǎn)生的條件接觸面 粗糙 ；兩物體 接觸 且存在 彈力 ；兩物體間有 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) （2）靜摩擦力的方向。沿著 接觸面的切線方向 跟物體 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 的方向相反。（3）靜摩擦力的大小隨著外力的增大而 變化 ，當(dāng)外力增大到使物體處于將動(dòng)未動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，靜摩擦力達(dá)到 最大值 ，故靜摩擦力隨著外力的變化而在 0f fm 的范圍內(nèi)變化，最大靜摩擦力與壓力成正比。二、典型例題例1如圖3-5-1所示，細(xì)繩豎直拉緊，小球和光滑斜面接觸，并處

5、于靜止?fàn)顟B(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、斜面的彈力解析：如果斜面對(duì)球有支持力，球靜止時(shí)，細(xì)繩不能緊直，所以本題中小球不受斜面的支持力，只受重力和繩的拉力作用。 圖 3-5-1答案：A。說明：判斷彈力是否存在常用的一種方法是假設(shè)法。例2. 如圖3-5-2所示，在光滑的水平面上，物體在彈簧的拉力下運(yùn)動(dòng)，則物體A的受力情況是（ ）A. 只受彈簧的拉力B. 受彈簧的拉力和重力C. 受彈簧的拉力、重力和支持力D. 受重力和支持力 圖3-5-2解答：A與彈簧、地面接觸，A在拉力作用下運(yùn)動(dòng)，所以A受重力、拉力、支持力共同作用，答案：C。

6、例3按下列要求畫出彈力的方向：（1）擱在光滑豎直墻與粗糙水平地面間的棒在A，B兩處受到的彈力（圖3-5-3）；（2）擱在光滑半球形槽內(nèi)的棒在C，D兩處受到的彈力（圖3-5-4）；（3）用細(xì)繩懸掛、靠在光滑豎直墻上的小球受到的彈力（圖3-5-5）圖3-5-3 圖3-5-4 圖3-5-5 解析：（1）棒在重力作用下對(duì)A，B兩處都有擠壓作用，因A，B兩處的支持物都為平面，所以其彈力垂直平面分別向上和向右 （2）棒對(duì)C，D兩處有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支承點(diǎn)，所以C處彈力垂直其切平面指向被支持的物體沿球半徑指向球心；D處彈力垂直跟它接觸的平面指向被支持的物體垂直棒斜向上（3）球在重力作用下擠壓墻

7、壁，拉引繩子，所以墻產(chǎn)生的彈力垂直墻面指向球；繩子產(chǎn)生的彈力沿著繩子向上答案：（1）A，B兩處彈力方向如圖3-5-6所示；（2）C，D兩處彈力方向如圖3-5-7所示；（3）小球受到的彈力方向如圖3-5-8所示 圖3-5-6例4一根彈簧在彈性限度內(nèi)，用3N的力拉時(shí)，其長(zhǎng)度為20cm；用5N的力壓時(shí)，其長(zhǎng)度為12cm，這彈簧的自然長(zhǎng)度是多少？解析： 設(shè)彈簧原長(zhǎng)為lo ，彈簧每受到1N的作用力變化的長(zhǎng)度為l，由題中給出的兩個(gè)條件可得：l1=20=l0+3ll2=12=l05l解得l1=17（cm）答案：17cm例5如圖3-5-9，在水平桌面上放一木塊，用從零開始逐漸增大的水平拉力F拉著木塊沿桌面運(yùn)動(dòng)

8、，則木塊所受到的摩擦力f隨拉力F變化的圖像（圖3-5-10）正確的是（ ） 圖3-5-9 圖3-5-10解析：當(dāng)木塊不受拉力時(shí)（F=0），桌面對(duì)木塊沒有摩擦力（f=0）當(dāng)木塊受到的水平拉力F較小時(shí)，木塊仍保持靜止，但出現(xiàn)向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，桌面對(duì)木塊產(chǎn)生靜摩擦力，其大小與F相等，方向相反隨著水平拉力F不斷增大，木塊向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)增強(qiáng)，桌面對(duì)木塊的靜摩擦力也相應(yīng)增大，直到水平拉力F足夠大時(shí)，木塊開始滑動(dòng)，桌面對(duì)木塊的靜摩擦力達(dá)最大值fm在這個(gè)過程中，由木塊水平方向二力平衡條件知，桌面對(duì)木塊的靜摩擦力f始終與拉力F等值反向，即隨著F的增大而增大.木塊滑動(dòng)后，桌面對(duì)它的阻礙作用是滑動(dòng)摩擦力，它小于最大靜

9、摩擦力，并且在木塊繼續(xù)滑動(dòng)的過程中保持不變答案：D例6重力為400N的木箱放在水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，如果分別用70N和150N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分別為多少？（設(shè)最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等）解析：Fm=uN=100N，要推動(dòng)木箱，推力必須大于或等于100N，當(dāng)推力為70N時(shí)，推力小于最大靜摩擦力，木箱沒動(dòng)，其受到的是靜摩擦力，由二力平衡條件知；摩擦力和推力大小相等，即摩擦力大小為70N，當(dāng)用150N的水平力推木箱時(shí)，推力大于最大靜摩擦力，木箱與地面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)木塊受到的是滑動(dòng)摩擦力，大小為100N。三、基礎(chǔ)訓(xùn)練1、關(guān)于物體對(duì)水平支持面的壓力N，下列說法正確的是（

10、 ）AN就是物體的重力BN是由于支持面發(fā)生微小形變產(chǎn)生的CN的作用點(diǎn)在物體上DN的作用點(diǎn)在支持面上答案：D2、下列說法正確的是（ ）A木塊放在桌面上受到向上的支持力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的B用一根細(xì)竹桿撥動(dòng)水中的木頭，木頭受到竹桿的推力，這是由于木頭發(fā)生形變而產(chǎn)生的C繩對(duì)物體的拉力方向總是豎直向上D掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是由于電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的答案：D3、下列關(guān)于彈力的說法不正確的是（ ）A通常所說的壓力、支持力和繩的拉力都是彈力B輕繩或輕桿上產(chǎn)生的彈力，其方向總是在沿繩或桿的直線上C兩物體相到接觸疔能有彈力存在D壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面答案：B4、一輛汽

11、車停在水平地面上，下列關(guān)于汽車和地面受力的說法中正確的是（ ）A地面受向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變，汽車未發(fā)生彈性形變，所以汽車不受彈力B地面受向下的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變；汽車受向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變C汽車受向上的彈力，是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了彈性形變，地面受向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變D以上說法均不正確答案：C5、關(guān)于靜摩擦力，下列說法正確的是（ ）A兩相對(duì)靜止的物體間一定存在靜摩擦力B受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的C靜摩擦力一定是阻力D在壓力一定的條件下，物體受到的靜摩擦力是可以變化的，但是一定限度答案：D6、如圖3-5-11，粗細(xì)均勻的直棒下端置于粗糙水

12、平地面上，上端用線拴著并被提起，線處于豎直方向，直棒靜止，則直棒下端受到地面的摩擦力為（ ）A零 圖3-5-11B有向左的摩擦力C有向右的摩擦力D不能確定答案：A7、下列說法中正確的是（ ）A兩個(gè)互相接觸的物體之間一定有彈力作用B一個(gè)物體靜止在另一個(gè)物體的表面上，它們之間一定不存在摩擦力的作用C兩物體之間如果有彈力的作用，就一定有摩擦力的作用D兩物體之間如果有摩擦力作用，就一定有彈力的作用答案：D8、彈簧原長(zhǎng)10cm，若它的下端掛500g的重物，則彈簧的長(zhǎng)度為12.5cm（未超過彈性限度），若把重物取去200g，彈簧的長(zhǎng)度是（ ）A4cm B9cm C10.5cm D11.5cm答案：D9、如

13、圖3-5-12所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F1=10N，F(xiàn)2=2N，則：（1）木塊受到摩擦力大小為（ ）A 10 N B . 8 N C. 2N D. 12N答案：B(2)若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力和摩擦力分別為:A10N，2N B2N，8N C2N，0N D0N，2N答案：D10、水平路面上，一輛卡車上放著一只集裝箱，那么（ ）A當(dāng)卡車啟動(dòng)時(shí)，卡車對(duì)集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車在一起運(yùn)動(dòng)，方向向后B當(dāng)卡車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，卡車對(duì)集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運(yùn)動(dòng)，方向向前C當(dāng)卡車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，卡車對(duì)集裝箱的靜摩

14、擦力為零D當(dāng)卡車剎車時(shí)，卡車對(duì)集裝箱的靜摩擦力為零答案：C11、當(dāng)擔(dān)心如圖3-5-13所示手中的瓶了掉下去時(shí)，總是努力把它握得更緊一些，這樣做的目的是（ ）A增大手對(duì)瓶的作用面積B增大手對(duì)瓶的摩擦力C增大手對(duì)瓶的最大摩擦力D增大瓶子的受的合外力圖3-5-13答案：C12在拔河比賽中，下列各因素中對(duì)獲勝有利的是（ ）A. 對(duì)繩的拉力大于對(duì)方B. 對(duì)地面的最大靜摩擦力大于對(duì)方C. 手對(duì)繩的握力大于對(duì)方D. 質(zhì)量大于對(duì)方答案：B四、能力提升 13物體A的質(zhì)量為1kg，置于水平地面上，物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，從t=0開體以一定的速度V0向右滑動(dòng)的同時(shí)，受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用，則反

15、映物體受到摩擦力F隨時(shí)間變化的圖像是圖3-5-14中的哪一個(gè)（取向右為正方向，g=10N/kg）（ ） 圖3-5-14答案：A14如圖3-5-15為皮帶傳送裝置，A為主動(dòng)輪，B為從動(dòng)輪，傳動(dòng)過程中皮帶不打滑，P、Q分別為兩輪邊緣上的兩點(diǎn)，下列說法正確的是（ ）AP、Q兩點(diǎn)摩擦力均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反BP點(diǎn)摩擦力方向與A輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，Q點(diǎn)摩擦力方向與B輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同 圖3-5-15CP點(diǎn)摩擦力方向與A輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，Q點(diǎn)摩擦力方向與B輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反DP、Q兩點(diǎn)摩擦力均與輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同答案：B15汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過變速器和后輪相連，當(dāng)汽車由靜止開始向前開動(dòng)時(shí)，前輪和后輪所受到的摩擦力的方向（ ）A前后輪

16、受到的摩擦力都向后B前后輪受到的摩擦力都向前C前輪受到的摩擦力向前、后輪向后D前輪受到的摩擦力向后、后輪向前答案：D16.運(yùn)動(dòng)員在練爬桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，若沿豎直桿勻速攀上又勻速滑下，設(shè)勻速攀上時(shí)他所受的摩擦力為f1，勻速滑下時(shí)他所受的摩擦力為f2，勻速滑下時(shí)他所受的摩擦力為f2，則（ ）Af1方向向上f2方向向下,f1f2 Bf1方向向下f2方向向上,f1 f2Cf1 f2方向均向上, f1f2Df1 f2方向均向下, f1 f2答案：C17.如圖3-5-16所示，物體A、B疊放在一起置于光滑的水平面上，在水平拉力F1=10N、F2=12N作用下運(yùn)動(dòng)，A、B相對(duì)靜止，已知mA=1kg、mB=6kg，則A受到摩擦力Ff 大小和方向?yàn)椋?）AFf =0BFf =0.2N,方向水平向右CFf =0.2N,方向水平向左DFf =10N,方向水平向左 圖3-5-16 解析：對(duì)A、B整體，a=（F1+F2）/（mA+mB）= 2.2m/s2 對(duì)A：F1-Ff=mAa 代入數(shù)據(jù)得： Ff =0.2N,方向水平向左答案：C18.如圖3-5-17所示，位于斜面上的物塊M，在沿斜面向上的力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力（ ）A方向不可能沿斜面向上B方向不可能沿斜面向下 圖3-5-17C大小不可能等于零D大小可能等于F 解析：只考慮物塊M在平行于斜面方向上的受力