1、专题二 相互作用与物体平衡,第1讲 重力 弹力 摩擦力,考点 1,力,1.力的作用效果,运动状态,形变,(1)改变物体的_；(2)使物体发生_.,2.力的性质,物体,不存在,相互,(1)物质性：力不能脱离_而存在，没有“施力物体”或“受力物体”的力是_的.(2)相互性：力的作用是_的.施力(受力)物体同时也,是受力(施力)物体.,大小,方向,(3)矢量性：力是矢量，既有_，又有_.,有刻度的,有向线段,3.力的图示及示意图(1)力的图示：从力的作用点沿力的方向画出的_(包括力的三要素).(2)力的示意图：受力分析时画出的表示物体受到某一力的_(包括力的三要素).注意：平时画的都是力的示意图.,
2、有向线段,考点 2,重力,吸引,mg,弹性形变,1.定义：由于地球的_而使物体受到的力.2.大小：G_.,考点 3,形变和弹力,1.弹力发生_的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力.(1)产生的两个必要条件物体直接_；发生_.,(2)弹力的方向,接触,弹性形变,相反,弹力的方向总是与施力物体形变的方向_.,2.胡克定律,弹性形变,正比,kx,(1)内容：弹簧发生_时，弹力的大小 F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度 x 成_.(2)表达式：F_.k 是弹簧的_，单位为 N/m；k 的大小由弹,簧_决定.,劲度系数,自身,变化量,x 是弹簧长度的_，不是弹簧形变以后的长度
3、.,考点 4,滑动摩擦力和静摩擦力,1.定义两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生阻碍 _ 或_的力.,2.产生条件,相对运动,相对运动趋势,(1)接触面_；(2)接触处有_；(3)两物体间有_或_.,粗糙,弹力,相对运动,相对运动趋势,3.方向与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向_.,4.大小,相反,FN,0,F静max,(1)滑动摩擦力：f_.(2)静摩擦力：_v2，则 A 受到了 B 所施加的向左的滑动摩擦力C.若 v1v2，则 B 受到了 A 所施加的向左的滑动摩擦力,解析：v1v2 时，A、B 之间相对静止，则 A 与 B 间没有摩擦力，A 正
4、确；v1v2 时，A 相对 B 向右滑动，所以 A 受到 B 对其施加的向左的滑动摩擦力，根据相互作用力的特点，B 受到 A施加的向右的滑动摩擦力，B 正确，D 错误；v1v2 时，B 相对A 向右滑动，所以 B 受到 A 对其施加的向左的滑动摩擦力，C错误.,答案：AB,热点 3,摩擦力大小的计算,热点归纳1.静摩擦力(1)由运动状态来求，若物体平衡则由共点力平衡求解.(2)物体有加速度时，若只有静摩擦力，则 Ff ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则 F合 ma，先求合力再求静摩擦力.2.滑动摩擦力(1)滑动摩擦力的大小用公式 FfFN 来计算.(2)也可根据运动状态由共点力平衡和牛顿
5、第二定律求解.,【典题 5】如图 2-1-9 所示，质量为 m 的木块 P 在质量为M 的长木板 ab 上滑行，长木板放在水平面上一直处于静止状态.若 ab 与地面间的动摩擦因数为1，木块 P 与长木板 ab 间的动,),摩擦因数为2，则长木板 ab 受到地面的摩擦力大小为(图 2-1-9,A.1MgC.2mg,B.1(mM)gD.1Mg2mg,解析：木块 P 对长木板的滑动摩擦力大小为 f2mg，长木板始终静止，则地面对长木板的静摩擦力大小为 f f 2mg.C 正确.,答案：C,方法技巧：关于计算摩擦力大小的三点注意：(1)分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力.,(2)应用滑动摩擦力的计
6、算公式 FfFN 时，注意动摩擦因数，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，FN 为两接触面间的正压力，不一定等于物体的重力.,(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积,的大小无关.,【迁移拓展】(2015 年山东卷)如图 2-1-10 所示，滑块 A 置于水平地面上，滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A、B 接触面竖直)，此时 A 恰好不滑动，B 刚好不下滑.已知 A 与 B 间的动摩擦因数为1，A 与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与 B 的,质量之比为(,),图 2-1-10,答案：B,摩擦力突变模型,当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常发生突
7、变.摩擦力的突变，又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.,1.常见类型,(1)静摩擦力突变为滑动摩擦力.静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势.静摩擦力为零的状态是方向变化的临界状态；静摩擦力达到最大值是物体恰好保持相对静止的临界状态.,(2)滑动摩擦力突变为静摩擦力.滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变(摩擦力变为零或变为静摩擦力).,2.解题思路,解决摩擦力的突变问题的关键是找出摩擦力发生突变的临界条件，这也就是突变前后摩擦力的分界
8、点，再利用相应规律分别对突变前后进行分析求解.求解方法一般有两种：(1)以定理、定律(平衡条件或牛顿运动定律)为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解，然后分析、讨论其特殊规律和特殊解.,(2)直接分析、讨论临界状态和相应的临界值，求解出研究,问题的规律和解.,【典题 6】(多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，设计了如图 2-1-11 甲所示的演示装置，力传感器 A 与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙
9、桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态，实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合,该图象，下列说法正确的是(,),甲,乙,图 2-1-11A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第 50 秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上),解析：t0 时刻，传感器显示拉力为 2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为 2 N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于 2 N，A 正确；t50 s 时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力
10、为 3.5 N，同时小车开始运动，说明带有沙的沙桶重力等于 3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为 3 N 的滑动摩擦力，B、C 正确；此后由于沙和沙桶重力 3.5 N 大于滑动摩擦力 3 N，故第 50 s 后小车将加速运动，D 错误.,答案：ABC,易错警示：用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意事项1.题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题.有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态.2.静摩擦力是被动力，其存在及大小、
11、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值.存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值.,3.研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往,往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点.,【迁移拓展】如图 2-1-12 所示，把一重为 G 的物体，用一水平方向的推力 Fkt(k 为恒量，t 为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从 t0 开始物体所受的摩擦力 f 随 t 的变化关系是,下图中的(,),图 2-1-12,A,B,C,D,解析：物体在竖直方向上只受重力 G 和摩擦力 f 的作用.由于 f 从零开始均匀增大，开始一段时间 fG，物体加速下滑；当 fG 时，物体的速度达到最大值；之后 fG，物体向下做减速运动，直至减速为零.在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为 fNFkt，即 f 与 t 成正比，是一条过原点的倾斜直线.当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小 fG，所以物体静止后的图线为平行于 t 轴的线段，B 正确.,答案：B,