高考专题01 力重力弹力摩擦力.docx
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高考专题01力重力弹力摩擦力
专题一力重力弹力摩擦力
一、力:
是物体对物体的作用
(1)施力物体与受力物体是同时存在、同时消失的;力是相互的.
(2)力是矢量(什么叫矢量——满足平行四边形定则)
(3)力的大小、方向、作用点称为力的三要素
(4)力的图示和示意图
(5)力的分类:
根据产生力的原因即根据力的性质命名有重力、弹力、分子力、电场力、磁场力等;根据力的作用效果命名即效果力如拉力、压力、向心力、回复力等。
(提问:
效果相同,性质一定相同吗?
性质相同效果一定相同吗?
大小方向相同的两个力效果一定相同吗?
)
(6)力的效果:
1、加速度或改变运动状态2、形变
(7)力的拓展:
1、改变运动状态的原因2、产生加速度3、牛顿第二定律4、牛顿第三定律
二、常见的三种力
1重力
(1)产生:
由于地球的吸引而使物体受到的力,是万有引力的一个分力
(2)方向:
竖直向下或垂直于水平面向下
(3)大小:
G=mg,可用弹簧秤测量
两极引力=重力(向心力为零)
赤道引力=重力+向心力(方向相同)
由两极到赤道重力加速度减小,由地面到高空重力加速度减小
(4)作用点:
重力作用点是重心,是物体各部分所受重力的合力的作用点。
重心的测量方法:
均匀规则几何体的重心在其几何中心,薄片物体重心用悬挂法;重心不一定在物体上。
2、弹力
(1)产生:
发生弹性形变的物体恢复原状,对跟它接触并使之发生形变的另一物体产生的力的作用。
(2)产生条件:
两物体接触;有弹性形变。
(3)方向:
弹力的方向与物体形变的方向相反,具体情况有:
轻绳的弹力方向是沿着绳收缩的方向;支持力或压力的方向垂直于接触面,指向被支撑或被压的物体;弹簧弹力方向与弹簧形变方向相反。
(4)大小:
弹簧弹力大小F=kx(其它弹力由平衡条件或动力学规律求解)
1、K是劲度系数,由弹簧本身的性质决定
2、X是相对于原长的形变量
3、力与形变量成正比
(5)作用点:
接触面或重心
【例1】如图所示,两物体重力分别为G1、G2,两弹簧劲度系数分别为k1、k2,弹簧两端与物体和地面相连。
用竖直向上的力缓慢向上拉G2,最后平衡时拉力F=G1+2G2,求该过程系统重力势能的增量。
解析:
关键是搞清两个物体高度的增量Δh1和Δh2跟初、末状态两根弹簧的形变量Δx1、Δx2、Δx1/、Δx2/间的关系。
无拉力F时Δx1=(G1+G2)/k1,Δx2=G2/k2,(Δx1、Δx2为压缩量)
加拉力F时Δx1/=G2/k1,Δx2/=(G1+G2)/k2,(Δx1/、Δx2/为伸长量)
而Δh1=Δx1+Δx1/,Δh2=(Δx1/+Δx2/)+(Δx1+Δx2)
系统重力势能的增量ΔEp=G1Δh1+G2Δh2
整理后可得:
练习
1.关于两物体之间的弹力和摩擦力,下列说法中正确的是()
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
2.如图,两本书A、B逐页交叉后叠放在一起并平放在光滑的水平桌面上,设每张书页的质量为5g,每本书均是200张,纸与纸之间的动摩擦因数为0.3,问至少要用多大的水平力才能将它们拉开?
(g取10米/秒2)
3、弹簧秤的读数是它受到的合外力吗?
3、摩擦力
(1)产生:
相互接触的粗糙的物体之间有相对运动(或相对运动趋势)时,在接触面产生的阻碍相对运动(相对运动趋势)的力;
(2)产生条件:
接触面粗糙;有正压力;有相对运动(或相对运动趋势);
(3)摩擦力种类:
静摩擦力和滑动摩擦力。
静摩擦力
(1)产生:
两个相互接触的物体,有相对滑动趋势时产生的摩擦力。
(2)作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动趋势。
(3)方向:
与相对运动趋势的方向一定相反(**与物体的运动方向可能相反、可能相同、还可能成其它任意夹角)
(4)方向的判定:
由静摩擦力方向跟接触面相切,跟相对运动趋势方向相反来判定;由物体的平衡条件来确定静摩擦力的方向;由动力学规律来确定静摩擦力的方向。
(5)作用点
滑动摩擦力
(1)产生:
两个物体发生相对运动时产生的摩擦力。
(2)作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动。
(3)方向:
与物体的相对运动方向一定相反(**与物体的运动方向可能相同;可能相反;也可能成其它任意夹角)
(4)大小:
f=μN(μ是动摩擦因数,只与接触面的材料有关,与接触面积无关)
(5)作用点
【例2】小车向右做初速为零的匀加速运动,物体恰好沿车后壁匀速下滑。
试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系。
例题分析:
例3、下面关于摩擦力的说法正确的是:
A、阻碍物体运动的力称为摩擦力;
B、滑动摩擦力方向总是与物体的运动方向相反;
C、静摩擦力的方向不可能与运动方向垂直;
D、接触面上的摩擦力总是与接触面平行。
例4、如图所示,物体受水平力F作用,物体和放在水平面上的斜面都处于静止,若水平力F增大一些,整个装置仍处于静止,则:
A、斜面对物体的弹力一定增大;
B、斜面与物体间的摩擦力一定增大;
C、水平面对斜面的摩擦力不一定增大;
D、水平面对斜面的弹力一定增大;
例5、用一个水平推力F=Kt(K为恒量,t为时间)把一重为G的物体压在竖直的足够高的平整墙上,如图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力f随时间t变化关系是:
()
重力弹力摩擦力
1.
图2-1-12
如图2-1-12所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住.现用一个力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是( )
A.若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零
B.若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零
C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma
D.斜面对球的弹力不仅有,而且是一个定值
2.
图2-1-13
如图2-1-13所示,质量为2m的物体A经一轻质弹簧与地面上的质量为3m的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮,一端连物体A,另一端连一质量为m的物体C,物体A、B、C都处于静止状态.已知重力加速度为g,忽略一切摩擦.
(1)求物体B对地面的压力;
(2)把物体C的质量改为5m,这时C缓慢下降,经过一段时间系统达到新的平衡状态,这时B仍没离开地面,且C只受重力和绳的拉力作用,求此过程中物体A上升的高度.
3.如图2-1-14所示,一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成,其上放一球,球与水平面的接触点为a,与斜面的接触点为b.
图2-1-14
当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时,下列结论正确的是( )
A.球在a、b两点处一定都受到支持力
B.球在a点一定受到支持力,在b点处一定不受支持力
C.球在a点一定受到支持力,在b点处不一定受到支持力
D.球在a点处不一定受到支持力,在b点处也不一定受到支持力
4.关于重力以下说法正确的是( )
A.重力的方向总是垂直地面向下的
B.把空气中的物体浸入水中,物体所受重力变小
C.挂在绳上静止的物体,它受到的重力就是绳对它的拉力
D.同一物体在地球各处重力大小是不一定相同的
5.探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为( )
A.L0=0.02m k=500N/mB.L0=0.10m k=500N/m
C.L0=0.02m k=250N/mD.L0=0.10m k=250N/m
6.
图2-1-15
如图2-1-15所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力
7.下列叙述中正确的是( )
A.挂在电线下的电灯,受重力作用拉紧电线,使电线发生形变,对电灯产生向上的拉力
B.电灯挂在电线下,电灯和电线同时发生形变,电灯受到向上的拉力是由于电灯发生了形变
C.电灯挂在电线下,电灯对电线的拉力是由于电灯形变有向下恢复原状的趋势产生的
D.挂在电线下的电灯对电线的拉力就是电灯受到的重力
8.如图2-1-16所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:
①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )
图2-1-16
A.l2>l1B.l4>l3C.l1>l3D.l2=l4
9.
图2-1-17
如图2-1-17所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是( )
A.球一定受墙的弹力且水平向左
B.球可能受墙的弹力且水平向左
C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上
D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上
10.
图2-1-18
如图2-1-18所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别静止于水平地面的台秤P、Q上,他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端,稳定后弹簧秤的示数为F,若弹簧秤的质量不计,下列说法正确的是( )
A.甲同学处于超重状态,乙同学处于失重状态
B.台秤P的读数等于mg-F
C.台秤Q的读数为mg-2F
D.两台秤的读数之和为2mg
11.
图2-1-19
如图2-1-19所示,小车内有一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,小车在水平面上做直线运动,细绳始终保持竖直.关于小球的受力情况,下列说法正确的是( )
A.若小车静止,绳对小球的拉力可能为零
B.若小车静止,斜面对小球的支持力一定为零
C.若小车向右运动,小球一定受两个力的作用
D.若小车向右运动,小球一定受三个力的作用
12.
图2-1-20
如图2-1-20所示,汽车正在水平向右行驶,一轻杆的上端固定在车的顶部,另一端固定一个质量为m的小球,杆与竖直方向的夹角为θ.杆对球的弹力方向( )
A.可能竖直向上
B.不可能斜向左上方
C.可能斜向右上方,但不一定沿杆的方向
D.一定沿杆且与竖直方向的夹角为θ
13.
图2-1-21
如图2-1-21所示,质量相等的A、B两物体在平行于固定斜面的推力F的作用下,沿光滑斜面做匀速直线运动,A、B间轻弹簧的劲度系数为k,斜面的倾角为30°,则匀速运动时弹簧的压缩量为多少?
14.
图2-1-22
如图2-1-22所示,倾角为30°,斜面体固定在地面上,光滑斜面上放一辆小车.一根弹性杆的一端固定在小车上,另一端固定一个重为2N的小球.问:
(1)当由于外力作用使小车静止在斜面上时,杆对小球的弹力怎样?
(2)当小车由静止沿斜面下滑时,杆对小球的弹力又怎样?
15.如图2-2-11所示,斜面小车M静止
图2-2-11
在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,小车后来受力个数为( )
A.3B.4C.5D.6
16.
图2-2-12
装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图2-2-12所示,则在匀加速拖出的过程中( )
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变
17.
图2-2-13
如图2-2-13所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等,则物块和木板间的滑动摩擦因数为( )
A.1/2B.
/2C.
/2D.
/2
18.
图2-2-14
如图2-2-14所示,圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P,使圆柱体缓慢匀速转动,带动P从A点转到A′点,在这个过程中P始终与圆柱体保持相对静止.那么P所受静摩擦力f的大小随时间t的变化规律是( )
19.
图2-2-15
如图2-2-15所示,一根自然长度为l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接,弹簧的上端固定在天花板的O点上,P是位于O点正下方的光滑轻小定滑轮,已知OP=l0+a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连,滑块对地面有压力作用.再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动(弹簧的下端始终在P之上),对于滑块A受地面滑动摩擦力下列说法中正确的是( )
A.逐渐变小B.逐渐变大
C.先变小后变大D.大小不变
20.
图2-2-17
如图2-2-17所示,有一个重力不计的方形容器,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.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大
21.
图2-2-18
如图2-2-18所示,人竖直站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起匀速斜向下运动.以下分析正确的是( )
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到摩擦力的方向水平向左
C.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
D.人受到与速度方向相同的合外力
22.
图2-2-19
在机场货物托运处,常用传送带运送行李和货物,如图2-2-19所示,靠在一起的两个质地相同,质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行,下列说法正确的是( )
A.匀速上行时b受3个力作用
B.匀加速上行时b受4个力作用
C.若上行过程传送带因故突然停止时,b受4个力作用
D.若上行过程传送带因故突然停止后,b受的摩擦力一定比原来大
23.
图2-2-20
如图2-2-20所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面体C上静止不动,则P、Q对球B无压力.以下说法正确的是( )
A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则P点对球B有压力
B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对球B均无压力
C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力
D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,则Q点对球B有压力
24.
图2-2-21
如图2-2-21所示,在固定的斜面上叠放A、B两物体,若在B物体上加一水平向右的推力F(F≠0),两物体均静止,则B物体受力的个数为( )
A.一定是6个B.可能是4个
C.可能是5个D.可能是6个
25.
图2-2-22
重物A、B叠放在水平桌面上,物体m1、m2、m3分别通过细线跨过定滑轮水平系在物体A、B上,m1<m2+m3,A、B处于静止状态,如图2-2-22所示.现将m3解下放在物体A的上方,A、B仍处于静止,比较A、B间的摩擦力F1和B与桌面间的摩擦力F2的大小变化情况,下列说法正确的是( )
A.F1一定变小,F2可能变小B.F1一定变大,F2可能变大
C.F1不一定变小,F2可能变小D.F1可能变大,F2可能变大
26.
图2-2-23
如图2-2-23所示,甲物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上,乙物体静止在水平面上.现增大外力F,两物体仍然静止,则下列说法正确的是( )
A.乙对甲的摩擦力一定增大
B.乙对甲的摩擦力方向一定沿斜面向上
C.乙对地面的摩擦力一定增大
D.乙对地面的压力一定增大
27.
图2-2-24
如图2-2-24所示,粗糙的斜面体M放在粗糙的水平地面上,物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑,斜面体静止不动,若用平行斜面向下的力推动物块,使物块加速下滑,则斜面体( )
A.受地面的摩擦力的大小为零
B.受地面的摩擦力的方向水平向右
C.受地面的摩擦力的方向水平向左
D.在F作用下,斜面体可能沿水平地面向右运动
28.
图2-2-25
如图2-2-25所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体放在水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上,现一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块,拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态.下列说法中正确的是( )
A.小木块受到斜面的最大静摩擦力为
B.小木块受到斜面的最大静摩擦力为F+mgsinθ
C.斜面体受到地面的最大静摩擦力为F
D.斜面体受到地面的最大静摩擦力为Fcosθ
29.
图2-2-26
如图2-2-26所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:
(1)物体所受的摩擦力;(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)若用原长为10cm,劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?
(取g=10m/s2)
30.
图2-2-27
如图2-2-27所示,A、B两物体叠放在水平地面上,已知A、B的质量分别均为mA=10kg,mB=20kg,A、B之间,B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.一轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与竖直方向的夹角为37°,今欲用外力将物体B匀速向右拉出,求所加水平力F的大小,并画出A、B的受力分析图.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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