1、第第 5 讲讲 力力 重力重力 摩擦力摩擦力 课标要求 考试细则 【课程内容】 1.列举生活中常见的力(重力、摩擦 力、弹力)，并能说明其意义。 2.会用弹簧测力计测量力的大小， 并用示意图来表示力的三要素。 【活动建议】 1.用弹簧测力计测量力的大小，验 证重力大小与质量的关系。 2.探究滑动摩擦力的大小与哪些因 素有关。 1.力 (1)概述力是物体对物体的作用，知道力的单位，表述 力的作用效果。 (2)说明重力的概念，知道重力的方向，应用公式 G mg 进行有关计算。 (3)说明摩擦力的概念，说明增大摩擦和减小摩擦的方 法。 (4)知道弹力的概念。 (5)应用力的知识解释相关现象。 2.力
2、的测量及图示 (1)用弹簧测力计测量力的大小。 (2)描述力的三要素。 (3)能用力的示意图表示力的三要素。 一、 核心知识点 1力的概念：力是物体对物体的作用。在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)。力的作用 是相互的。物体间相互作用的一对力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，且同时产 生同时消失。 2力的作用效果：力能使物体的运动状态发生改变；力能使物体发生形变。 3力的示意图：在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末点画一个箭头表示 力的方向，线段的起点或终点表示的作用点。 4弹力：物体由于发生弹性形变而产生的力；弹力方向与物体形变方向相反。 5重力产生的原因：重力是由于地球吸
3、引而使物体受到的力。重力的施力物体是地球， 方向总是竖直向下。物体的重力与物体的质量成正比，可以用公式 Gmg 来表示。g 取 9.8 牛 顿/千克，物体位置不同，g 的大小也略有不同。 6摩擦力的产生：两个互相接触的物体，当它们要发生或发生了相对运动时，在接触处 会产生一个阻碍物体发生相对运动的力，这个力就叫摩擦力。 7滑动摩擦：当一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦叫滑动摩擦。在滑动摩 擦中产生的阻碍物体相对滑动的力叫滑动摩擦力。 滑动摩擦力的大小与物体表面的材料粗糙程 度和压力大小有关。在接触面相同的条件下，滑动摩擦力跟压力成正比；在压力相同时，表面 越粗糙，滑动摩擦力越大。 8静
4、摩擦：当两个互相接触的物体之间存在着相对运动趋势，但没有发生相对运动时， 物体间产生的摩擦叫静摩擦。 静摩擦力的大小会随着使物体产生相对运动趋势的力的增大而增 大，但存在着一个最大值，当超过这个最大值时，物体就会发生相对滑动。 9 滚动摩擦： 当一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦叫滚动摩擦。 相同条件下， 滚动摩擦比滑动摩擦小得多。 10(1)增大有益摩擦：增大压力或增大接触面粗糙程度。 (2)减小有害摩擦：减小压力或减小接触面粗糙程度；用滚动代替滑动；使两个相互接触 的摩擦面彼此离开(气垫)，在机器的转轴处加润滑剂。 二、 难点 1力的作用是相互的。 2弹簧测力计的刻度原理。 3摩擦力
5、的理解和应用。 三、 易错点 1在物体与物体接触时才会发生的相互作用可称为接触力，弹力和摩擦力都是接触力。 而重力、磁体间的相互作用力、电荷间的相互作用力都是非接触力。这些力都是通过“场”来 实现的。 2摩擦力存在的必要条件 (1)物体间接触并相互挤压； (2)物体间接触面粗糙； (3)相互接触的物体间有相对运动或相对运动趋势。 3压力、拉力、支持力本质都是弹力，是从力的效果来命名的。压力的方向总是与接触 面垂直，指向受力物体。拉力的方向总是沿着杆或线的方向，与形变方向相反。 4摩擦力的方向总是与接触面平行，与相对运动或相对运动趋势的方向相反。滑动摩擦 力是阻碍物体相对滑动的力，静摩擦力往往是
6、阻碍物体相对运动趋势发生的力。分析摩擦力是 否存在以及摩擦力大小时，要根据物体所处运动状态并结合受力平衡的条件来进行。 1. 下列有关力的说法正确的是( A ) A用力捏橡皮泥，橡皮泥发生形变，说明力可以改变物体的形状 B鸡蛋碰石头，鸡蛋碎了，说明鸡蛋受到的力大于石头受到的力 C用手提水桶时，只有手对水桶施加了力，而水桶对手没有力的作用 D放在桌面上的水杯对桌面的压力不是弹力 【试题解析】 鸡蛋碰石头， 鸡蛋受到的力与石头受到的力是一对相互作用力， 大小相等， 鸡蛋碎了是因为鸡蛋壳的硬度远小于石头的硬度。力的作用是相互的，用手提水桶时，手对水 桶施加了力，则水桶对手也有反作用力。压力、拉力、支
7、持力本质都是弹力，放在桌面上的水 杯对桌面的压力也是弹力。 【命题意图】 理解力的概念：力是物体对物体的作用，力的作用是相互的。能表述力的 作用效果，知道什么是弹力。 2. 如图所示，水平的地面上并排放着正方体木块 A 和小球 B，处于静止状态。问小球 B 受到哪几个力的作用？试画出 B 的受力示意图。 ,) 答图 【答案】 小球 B 只受到两个力的作用，一个是重力 G，一个是地面的支持力 N，其受力 示意图如图所示。 【试题解析】 小球 B 受到重力和地面对它的支持力的作用，这是显然的。小球 B 与正方 体 A 接触，是否受到 A 对它的作用力，这是很多人感到困惑的问题。对于这一点，我们不妨
8、 先假设小球 B 受到 A 对它的一个向右的压力， 那么， 小球 B 在水平方向只受到一个向右的力， 小球不能保持平衡，它要沿地面向右运动起来，这显然与小球所处的静止状态是不相符合的， 所以这个力是不存在的。我们还可以用实验来证明它，当我们小心地将正方体 A 移开，小球 B 仍然会静止在原来的位置上，表明 A 对 B 确实没有作用力。 【命题意图】 学会分析物体受力情况，进行受力分析。学会结合运动状态，判断是否存 在着相对运动或相对运动趋势，以确定它们之间是否存在着压力，存在着摩擦力。 3如图是一只小狗在太阳系不同行星上所受的重力大小。根据图中所给的信息，一名质 量为 50 千克的中学生在火星
9、上所受的重力大小为_191.25_牛，质量是_50_千克。 【试题解析】 物体的质量不随位置的变化而变化，50 千克的中学生在任一个星球上的质 量都是 50 千克。物体受到的重力与质量成正比，质量为 50 千克的中学生在地球上受到的重力 为：Gmg50kg10N/kg500N。由图可知，物体在火星上与在地球上受到的重力之比为： 15.3/400.3825，所以中学生在火星上受到的重力为 500N0.3825191.25N 【命题意图】 此题考查重力与质量的关系。学生必须清楚物体的质量不随位置的变化而 变化，再借助图中信息，发现物体受到的重力与质量成正比，以新的形式考查重力与质量的关 系。 4.
10、 一根弹簧上端固定，在它的下端挂一个 200 克的钩码时，它的长度是 0.10 米，在它的 下端挂 400 克钩码时，弹簧伸长到 0.12 米。问： (1)弹簧下不挂重物时的长度是多少？ 008 米 (2)若用手拉弹簧的下端使弹簧伸长到 0.15 米， 手对弹簧的拉力需多大？(均在弹性限度内) 686 牛 【试题解析】(1)设弹簧的原长为 l0，弹簧长 l10.10 米时，受到的拉力 F1m1g，其中 m1200 克；弹簧长 l20.12 米时，受到的拉力 F2m2g，其中 m2400 克。根据弹簧伸长与 受到的拉力成正比可得出： l1 l2 F1 F2， l1l0 l2l0 m1g m2g，
11、 0.10米l0 0.12米l0 0.2千克g 0.4千克g， 整理得 l00.08 米。 (2)设使弹簧伸长到 0.15 米时，手对弹簧的拉力为 F3， 由F1 F3 l1 l3， m1g F3 l 1l0 l3l0， 则 F3l 3l0 l1l0m1g 0.15米0.08米 0.10米0.08米0.2 千克9.8 牛/千克6.86 牛。 【命题意图】 此题考查弹簧测力计刻度原理是弹簧在弹性限度内，弹簧长度的变化量与 所受的外力成正比。 5. 如图所示，A 为长木板，A 表面和地面均粗糙，某时刻 A 在水平地面上以速度 v2向右 做直线运动，物块 B 在木板 A 的上面以速度 v1向右做直线
12、运动(v1、v2均以地面为参照物)，下 列判断正确的是( B ) A若 v1v2，A 与地面之间无滑动摩擦力 B若 v1v2，A 受到了 B 所施加的水平向右的滑动摩擦力 C若 v1v2，B 受到了 A 所施加的水平向左的滑动摩擦力 D若 v1v2，B 受到了 A 所施加的水平向右的滑动摩擦力 【试题解析】 滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反。若 v1v2，A、B 相对静止，A、 B 间没有摩擦力， 但 A 与地面之间有相对运动， 存在摩擦力。 若是 v1v2， B 相对 A 向右运动， 则 B 受到 A 水平向左的滑动摩擦力，力的作用是相互的，A 受到 B 水平向右的摩擦力。若 v1 v2，
13、B 相对 A 向左运动，则 B 受到 A 水平向右的滑动摩擦力，力的作用是相互的，A 受到 B 水平向左的摩擦力。 【命题意图】 此题考查内容为根据物体的运动状态，判断摩擦力存在与否，并确定摩擦 力的方向。 6. 如图所示是传送带传动示意图， O1是主动轮， O2是从动轮。 当主动轮顺时针匀速转动时， 重 10 N 的物体与传送带一起水平匀速 运动， 则物体所受传送带的摩擦力以及图中传送带上 P、 Q 两点所受的摩擦力的方向是( D ) A物体所受传送带的摩擦力方向向右，P 点受到向下的摩擦力、Q 点受到向下的摩擦力 B物体所受传送带的摩擦力方向向右，P 点受到向下的摩擦力、Q 点受到向上的摩
14、擦力 C物体不受摩擦力，P 点受到向上的摩擦力、Q 点受到向上的摩擦力 D物体不受摩擦力，P 点受到向下的摩擦力、Q 点受到向下的摩擦力 【试题解析】 物体和传送带一起做匀速直线运动，没有相对运动及相对运动趋势，故物 体与传送带之间没有摩擦力。O1为主动轮，若 P 点与轮之间没有摩擦力，P 点静止，相对轮 子向上运动， 因此， 轮子和 P 点之间存在相对运动趋势， P 点相对轮子有向上的相对运动趋势， 而静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，所以 P 点受到向下的静摩擦力。O2为从动轮，即 轮子是在传送带的带动下运动的，Q 点相对轮子有向上的运动趋势，所以 Q 点受到向下的静 摩擦力。此题也可以
15、用力能改变物体的运动状态来分析。 【命题意图】 此题考查内容为根据物体的运动状态，判断摩擦力存在与否，并确定摩擦 力的方向。 7. 小宇用如图甲所示的装置探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。实验中，用弹簧测力 计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，小华记录的部分实验数据如下表： 序号 木块放置情 况 接触面情况 接触面所受压力 F压/N 弹簧测力计 示数 F拉/N 1 平放 木板 4 1.2 2 平放 木板 6 1.8 3 平放 木板 8 2.4 4 平放 棉布 6 2.4 5 平放 毛巾 6 2.8 (1)在实验操作中，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，使其做匀速直线运动，这样做的 目的是木
16、块在水平方向上受力平衡，摩擦力等于弹簧测力计的拉力。 (2)分析序号为 1、2、3 的三组实验数据可得：滑动摩擦力 f 的大小与接触面所受压力 F压 大小的关系式是_f0.3F压_。 (3)通过分析序号为_2、4、5_的三组实验数据可得：滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程 度有关。 (4)某次实验中拉动木块由静止到匀速直线运动的过程中，弹簧测力计对木块的拉力 F 随 时间 t 的变化图像如图乙所示。其中 03 s 时，木块处于静止状态。分析图像可知：要使木块 由静止开始运动，至少要用_2.0_N 的水平拉力拉木块；如果实验时木块受的拉力是 1.8 N， 下列对木块所处状态的判断，正确的是_C_(填
17、字母)。 A始终静止 B始终做匀速直线运动 C静止或匀速直线运动 D条件不足，无法判断 (5)实验过程中，弹簧测力计的示数不容易稳定，可能的原因是_没有拉着物体做匀速直 线运动(或接触面粗糙程度不均匀)_。 【试题解析】 (2)通过分析实验 1、2、3 可知，在接触面的粗糙程度相同时，滑动摩擦力 f 的大小与接触面所受压力 F压成正比，比值为 0.3，用关系式表达为 f0.3F压。(4)分析图乙可 知，要使木块由静止开始运动，至少要用 2.0 N 的力；当木块受到的拉力是 1.8 N 时，木块可 能静止(还没拉动)， 也可能做匀速直线运动(已经拉动了， 且由图乙可知滑动摩擦力等于 1.8 N)， 故 C 正确。 【命题意图】 此题考查学生对“探究滑动摩擦力大小的因素”这一实验的掌握程度，运 动和力的关系，弹簧测力计使用时的注意事项等。
