彭J老师高一物理
第11讲生活中常见的力
知识解读
1、力
(1)定义:力是的作用。
由定义知道:只有一个物体不会有力,有受力物体必有施力物体。
(2)力的“三性,, ①物质性:力不能脱离物体而独立存在。
②相互性:作用力与反作用力同时存在。
③矢量性:力是矢量,既有大小又有方向
(3)力的作用效果:①使物体发生形变;②使物体产生加速度。
(4)力的三要素:大小、方向和作用点。
(5)力的图示:用一根带有箭头的线段来
表
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示力的三要素的
方法
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。(力的图示要求严格,一般只作力的示意图)。
(6)力的分类:
①按性质分:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力等;
②按效果分:压力、拉力、下滑力、动力、阻力、回复力、向心力等。
(7)测量工具:测力计(或弹簧秤)。
(8)单位:牛(N)。
2、重力
(l)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)大小:G=mg注意:①重力不一定等于地球对物体的万有引力。②重力的大小与物体的运动状态无关。③在地球上同一位置,物体重力的大小跟质量成正比。
(3)方向:竖直向下
(4)重心:物体各部分受到的重力作用的集中点,即重力的等效作用点。注意:①重心不一定在此物体上。②有规则形状的均匀物体,重心就在几何中心。③薄板的重心可用悬挂法找出。
3、弹力
(1)定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的力。
(2)产生条件:①相互接触;②发生弹性形变
(3)方向;与物体形变的方向相反;绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向、压力或支持力垂直接触面指向受力物体。
(4)大小:随形变的变大而增大。
4、胡克定律
弹簧在弹性限度内,弹力大小跟其长度的变化量成正比,即F=kx。其中k称为劲度系数,单位是N/m, x是弹簧长度的变化量
方法指导
(1)力的基本概念
例1:关于力的概念说法正确的是()
A.力是使物体产生形变和改变运动状态的原因
B.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体又是施力物体
C.只要两个力的大小相同,它们产生的效果一定相同
D.两个物体相互作用,其相互作用力可以是不同性质的力
(2)重力的知识
例2:关于重力,以下说法中正确的是()
A.重力是由于地球对物体的吸引而产生的
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B.重力的方向总是竖直向下的
C.物体所受重力的反作用力作用在地球上
D.重力的大小一定等于物体对支持面的压力
例3:下面关于重力、重心的说法中正确的是()
A.风筝升空后,越升越高,其重心也升高
B.质量分布均匀、形状规则的物体的重心一定在物体上
C.舞蹈演员在做各种优美动作的时,其重心位置不断变化
D.重力的方向总是垂直于地面
例4:一人站在体重计上称体重,保持立正姿势称得体重为G,当其缓慢地把一条腿平直伸出台面,体重计指针稳定后读数为G/,则()
A.G>G/
B.G
k2;
例13:.如右图S
a和b表示质量分别为m1和m2的两个小物块,m1>m2,将弹簧与物块按图
示方式悬挂起来,现要求两根弹簧的总长度最大应使()
A.S1在上,a在上
B.S1在上,b在上
C.S2在上,a在上
D.S2在上,b在上
习题精编
1、关于力的下述说法中正确的是()
A.力是物体对物体的作用B、自由下落的物体所受重力为零
C.力可以离开物体而独立存在D、力的大小可以用天平测量
2.关于物体的重心,以下说法中正确的是()
A.物体的重心不一定在物体上
B.用线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心
C.一块砖平放、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动作时,其重心的位置不变
3.下列关于力的说法中,正确的是()
A.力不能离开施力物体和受力物体而独立存在的
B.马拉车前进,马对车有拉力作用,但车对马没有拉力作用
C.根据效果命名的同一名称的力,性质也一定相同
D.只有两物体直接接触时才会产生力的作用
4.一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化()
A.把它从赤道拿到南极
B.把它送到月球上去
C.把它放到水里
D.改变它的运动状态
5.下列关于弹力的说法中正确的是()
A.直接接触的两个物体间必然有弹力存在
B.不接触的物体间也可能存在弹力
C.只要物体发生形变就一定有弹力
D.在直接接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力
6.下列说法中不正确的是()
A.书放在水平桌面上受到的支持力,是由于书发生了微小形变而产生的
B.用细木棍拨动浮在水中的圆木,圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的
C.绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向
D.支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体
7.三个相同的支座上分别搁着3个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c,支点P、Q
在同一水平面上,a的重心位于
球心,b、c的重心分别位于球
心的正上方和正下方,如图所
示,3球均处于平衡状态,支点
P对a球的弹力为N a,对另两
个球的弹力分别为N b和
N c,则()
A、N a=N b=N c B.N a>N b>N c
C、N aN b=N c
8.不倒翁之所以“不倒”,是因为它的重心设计巧妙,下列说法中正确的是()
A.重心在不倒翁的几何中心上
B.不倒翁的重心很高
C.不倒翁的重心很低
D.不倒翁的重心不在物体上
9.在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面
镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点P.用力压桌面,观察墙上
光点位置的变化.下列说法中正确的是()
A.F增大,P上移
B.F减小,P下移
C.F增大,P下移
D.F减小,P上移
10、如图所示,物体A靠在竖直墙面上,在力F作用下,A、B
两个物体都保持静止状态.则关于A、B两个物体间及墙面间弹力的说法正
确的是()
A.A、B两个物体间只是接触,没有弹力
B.A、B两个物体间不仅接触,一定有弹力的作用
C.物体A与墙面间只是接触,没有弹力
D.物体A与墙面之间不仅接触,一定有弹力的作用
11.如图所示的四个图中,M、N两方形木块处于静止状态,它们相互之间一定没有弹力作用的是()
12.如图所示,两根相同的轻质弹簧S1、S2,劲度系数皆为k=4×102N/m, 悬挂的重物的质量分别为m1=2kg和m2=4kg,若不计弹簧质量,则平衡时弹簧S1、S2的伸长量分别为()()
A、5cm
B、10cm
C、15cm
D、10cm
13.实验室常用的弹簧秤如图(a)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。现将该弹簧秤以如图(b)和(c)的两种方式固定在地
面上,并分别用同样的力F0(F0>G)竖直向上拉弹簧秤,则稳
定后弹簧秤的读数分别为()
A、(b)图读数为F0-G, (c)图读数为F0+G
B、(b)图读数为F0+G(c)图读数为F0-G
C、(b)图读数为F0,(c)图读数为F0-G
D、(b)图读数为F0-G, (c)图读数为F0
14.把一条盘放在地上的长为L的均匀铁链竖直向上刚好拉直时,
它的重心位置升高了。如图所示,把一个边长为L的质量分
布均匀的立方体,绕bc棱翻转使对角面AbcD处于竖直位置时,重心位
置升高了
15.如图所示,有一等边三角形ABC,边长为L,在B,C两点各放
一个质量为m和3m的小球,在A处放一个质量为2m的小球,求这三
个球所组成的系统的重心的位置.
16.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m,
它们的一端平齐并固定,另一端自由如图甲所示,当压缩此组合
弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图像如图乙所示,求这两
根弹簧的劲度系数k l和k2。
第12讲摩擦力、受力分析
知识解读
1、滑动摩擦
(1)定义:物体间由于在接触面上发生相对滑动而产生的阻碍相对滑动的力。
(2)产生条件:①接触面粗糙;②接触处有挤压力;③相对滑动
(3)方向:跟接触面相切,且跟物体的相对滑动方向相反。注意:滑动摩擦力的方向与物体的运动方向(对地)可能相反,也可能相同,还可成任意夹角。
(4)大小:滑动摩擦力的大小F由正压力F N和动摩擦因数μ决定,且F=μF N,而与相对运动的速度大小、接触面积的大小等因素无关。动摩擦因数μ与相互接触的两物体的材料及接触面的粗糙程度有关,与正压力F N无关,无单位。
2、静摩擦力
(l)定义:物体间由于具有相对运动趋势而产生的阻碍相对运动趋势的力。
(2)产生条件:①接触面粗糙;②接触处有挤压;③有相对运动趋势
(3)方向:跟接触面相切,且跟相对运动趋势方向相反。但跟物体的运动方向可能相同也可能相反,也可成任意夹角。
(4)大小:①静摩擦力的大小随着相对运动趋势强弱的变化而在O与最大静摩擦力F max之间变化。
3、物体的受力分析
(1)选择研究对象:把要研究的物体从相互作用的物体群中隔离出来。
(2)进行受力分析
①把已知力图示出来
②分析场力(重力、电场力、磁场力)
③分析接触力(先考虑是否有弹力然后分析是否有摩擦力)
(3)注意事项,
①物体所受的力都有其施力物体,否则该力不存在
②受力分析时,只考虑根据性质命名的力
③对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有相对运动或相对运动趋势
④合理隔离研究对象,整体法、隔离法合理选用,可使问题变得简单
考点解读
(1)滑动摩擦力
例1:如图所示,在水平桌面上放一个重G A=20N的木块A,已知木块与桌面间的动摩擦因数μA=0.4,那么:
(1)使木块A沿桌面做匀速直线运动时的水平拉力F拉为多大?
(2)如果再在木块A上加一块重G B=10N的木块B,如图所示。已知B与A之间的动摩擦因数为μB=0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,所需的水平拉力F拉’为多大?
例2:如图所示,人重400N,木板重100N。人用力拉绳使人和木
块相对静止一起匀速滑动,测得此时人的拉力为70N,则木块与地面间
的动摩擦因数μ= 。
例3:如图所示,位于水平桌面上的木板P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮
到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间动摩擦因数为μ,
P 与桌面之间的动摩擦因数为2μ,木板P与物块Q的质量都是m,
滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F拉P
使它做匀速运动,则F的大小为()。
A.3μmg B . 4μmg C.5μmg D、6μmg
例4:如图所示,两本书A和B逐页交叉叠放在一起,放在水平桌面上,设每页书(一张纸)的质量为5g,两本书均有100张纸,纸与纸间的动摩擦因数为0.3,若
要把书沿水平方向抽出至少需要施加多大的力?( g取10m/s2, )
例5:如图所示,两木板之间夹了一个质量为3kg的物体A,木块
上所加压力为50N,木板和A物体之间的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2 .
(1)若要使A物体被匀速地竖直向下抽出,则A物体所受的拉力
为多大?
(2)若要使A物体被匀速地竖直向上抽出,则A物体所受的拉力
为多大?
*(3)若要使A物体被匀速地水平抽出,则A物体所受的拉力为多大?
(2) 静摩擦力
例6:如图8所示,一个M=2 kg 的物体放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1 kg 的小桶相连,已知:M受到的最大静摩擦力f m=4.5 N,滑轮上的摩擦不计,g=10 N/kg,求在以下情况中,M受到的摩
擦力的大小。
(1)只挂m0处于静止状态时。
(2)只挂m0但在M上再放一个M′=3 kg 的物体时。
(3)只在桶内加入m1=0.33 kg的砂子时。
(4)只在桶内加入m2=0.5 kg 的砂子时。
例7:如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重G
=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10 N时木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大?
例8:一皮带传动装置,轮A , B均沿同方向转动,设皮带不打滑,a、b为两轮边缘上的点,某时刻a、b,O、O’位于同一水平面上,如图所示。设该时刻a、b所受摩擦力分别为fa、fb。则下列说法中,正确的是()
A、fa、fb都是动力,而且方向相同
B、fa、fb都是阻力,而且方向相反
C、fa若是动力,则fb一定是阻力,两力方向相反
D、fa若是阻力,则fb一定是动力,两力方向相同
例9:如图所示,一物体重量为G,用一水平力F将它压紧在墙上,开始时,重物从静止开始运动,力F从零开始随时间正比增大,那么,物体受到墙的摩擦力随时间的变化图线,哪一个是正确的?()
例10:如图所示,两个等大的水平力F分别作用在物体乙、丙上,物体甲、乙、丙都处于静止状态,各接触面与水平地面平行.物体甲、丙间的摩擦力大小为f1,物体乙、丙间的摩擦力大小为f2,物体丙与地面间的摩擦力大小为f3,则( )
A.f1=0,f2=0,f3=0
B.f1=0,f2=F,f3=0
C.f1=F,f2=0,f3=0
D.f1=0,f2=F,f3=F
( 3 ) 受力分析
例11:如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与
斜面体P连接,P与斜放其上的固定挡板MN接触且处于静止状态.则斜
面体P此刻所受到的外力个数有可能为()
A、2个
B、3个
C、4个
D、5个
例12:如图所示,一均匀直杆上端用倾斜细线悬于天花板上,下端
搁在水平地面上,处于静止状态。试分析杆的受力情况
例13:如图所示,a , b是质量均为饥的两块磁铁,c为水平放置的木板,静止时,a , b 间的弹力为F l , b,c间的弹力为F2,则()。
A、F l=mg,F2=2 mg
B、F l>mg,F2=2 mg
C、F lmg ,F2<2mg
例14:如图所示,物体以一定的初速度在粗糙斜面上向上滑行过程中,
关于物体的受力情况,下列说法中正确的是()
A.物体受到重力、斜面支持力
B.物体受到重力、斜面支持力、沿斜面向下的摩擦力
C.物体受到重力、斜面支持力、沿斜面向上的冲力
D.物体受到重力、斜面支持力、沿斜面向上的冲力、沿斜面向下的摩擦力
例15:A、B、C三块木块叠放在水平面上。用水平向右、大小为2F的力拉木块B,用水平向左、大小为F的力拉木块C,三木块均保持静止状态,如图所示。试分析A、B间,B、
C间及C与地面间的摩擦力情况。
重点练习
1.关于摩擦力,下列说法正确的是()
A.要产生摩擦力,两物体必须相互接触,且有相对运动或相对运动趋势
B.只要相互接触的物体发生相对运动或有相对运动的趋势,就有摩擦力产生
C.静摩擦力只作用在静止的物体上,运动物体不可能受到静摩擦力
D.静摩擦力(不包括最大静摩擦力)的大小与接触面上压力的大小无关
2.关于摩擦力,下面说法正确的是()
A.摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
B.相互压紧,接触面粗糙的物体之间总有摩擦力
C.相互接触的物体之间,压力增大,摩擦力一定增大
D.静止的物体受到静摩擦力的大小和材料的粗糙程度无关
3.当担心手中竖直握住的瓶子掉下去时,总是努力把它握得更紧一些,这样做的最终目的是()
A.增大手对瓶子的压力
B.增大手对瓶子的摩擦
C.增大手对瓶子的最大静摩擦力
D.增大瓶子摩擦力不变
4.驱动轮在后的汽车,在平直公路上匀速前进,则前后轮受到路面的摩擦力方向为()
A.均向后
B.前轮向后,后轮向前
C.前轮向前,后轮向后
D.均不受摩擦力
5.如图所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙、丁4个完全相
同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动,各物块受到摩擦力
的情况是()
A.甲物块受到一个摩擦力的作用
B.乙物块受到两个摩擦力的作用
C.丙物块受到两个摩擦力的作用
D.丁物块没有受到摩擦力的作用
6.如图所示,用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,当F
增大时()
A.墙对铁块的弹力增大
B.墙对铁块的摩擦力增大
C.墙对铁块的摩擦力不变
D.墙与铁块间的摩擦力减小
7.如图所示,物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在
斜面上,则关于物体A受力的个数,下列说法中正确的是()
A.物体A一定是受两个力作用
B.物体A一定是受四个力作用
C.物体A不是受两个力作用就是受四个力作用
D.物体A可能受三个力作用
8.如图所示,木块放在水平地面上,在F=8N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,速度为lm/s,则下列说法中正确的是()
A、以lm/s的速度做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力为8N
B、当木块以2m/s的速度做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力小
于8N
C、当水平拉力F=20N时,木块受到的摩擦力为20N
D、将水平拉力F撤去,木块速度越来越慢,是因为木块受到的摩擦力越来越大
9、如图所示,两块相同的竖直木板之间有质量均为m的四块
相同的砖,用两个大小为F的水平压力压木板,使砖块静止不动。
设所有接触面均粗糙,则第3块砖对第2块砖的摩擦力为()
A、0
B、0.5mg
C、mg
D、2mg
10.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右
滑行,木块同时受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态。
已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为
μ2,当木块在长木板上向右滑行的过程中,以下几种说法正确的是
()
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
11.如图所示,位于水平桌面上的物体P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面
之间的动摩擦因素都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑
轮上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,
则F的大小为()
A、4μmg
B、3μmg
C、2μmg
D、μmg
12.叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技。图示为六人叠成的三层静态造塑,假设每个人的重量均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为()
A B
C D
13.质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度认沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩
彭J 老师 高一物理
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擦力f 随时间变化的图像是图中哪一个( )
14.把一重为G 的物体,用一水平推力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。从t=0开始物体所受的摩擦力F f 随时间t 的变化曲线正确的是中( )
15.用如图所示的方法可以测定木块A 与长木板B 之间的滑动摩擦力的大小.把一个木块A 放在长木板B 上,长木板B 放在水平地面上,在恒力F 作用下,长木板B 以速度v 匀速运动,水平弹簧秤的示数为F T ,下列说法正确的是( )
A .木块A 受到的滑动摩擦力的大小等于F T
B .木块A 受到的滑动摩擦力的大小等于F
C .若长木板B 以2v 的速度匀速运动时,木块A 受到的摩擦力的大小等于2F T
D .若用2F 的力作用在长木板上,木块A 受到的摩擦力的大小等于2F
16.质量为5kg 的物体静止在水平桌面上,当受到20N 的水平推力作用时开始滑动,接着以18N 的水平推力可维持物体在水平桌面匀速直线运动,该物体受到的最大静摩擦力为 ,物体与桌面的动摩擦因数 ;当水平推力为15N 而物体仍运动时,物体受到的摩擦力为 ;当水平推力为15N 而物体静止时,物体受到的摩擦力为 ;当水平推力为40N 时,物体受到的摩擦力又为 。
17、如图所示,有两本完全相同的书A ,B ,书重均为5N ,将两本书等分成若干份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,并将书A 固定不动,用水平向右的力F 把书B 抽出,现测得一组数据如表所示。 试根据表中数据进行分析:
(1)若将两本书分成32份,水平拉力F 应为多大? (2)这两本书的总页数为多少?
(3)如果两本书的任意两张纸之间的动摩擦因数都是相同的,则任意两张纸之间的动摩擦因数μ为多大?
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