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物理第二章相互作用第1节重力弹力摩擦力01基础再现夯实双基02多维课堂考点突破03达标检测巩固提能知识内容考试要求真题统计2016.102017.42017.112018.42018.112019.42020.11.重力、基本相互作用c37、101192.弹力c59、20133.摩擦力c75、2094.力的合成c131017115.力的分解c137实验：探究求合力的方法17(1)【基础梳理】弹性形变直接接触弹性形变相反弹性限度正比接触面粗糙接触处有弹力相对运动趋势0Ffm相反μFN相反粗糙程度【自我诊断】判一判(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用．()(2)物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反．()(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向．()(4)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同．()(5)滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关，与接触面的面积大小也无关．()(6)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用．()×√××√√做一做如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等，盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是()A．无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力提示：选A.先以盒子和小球组成的系统为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a＝gsinα，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始终保持相对静止，所以小球的加速度大小也是a＝gsinα，方向沿斜面向下，小球重力沿斜面向下的分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要盒子的左、右侧面提供弹力，故选项A正确．重力基本相互作用【题组过关】1．关于物体的重力和重心，下列说法正确的是()A．物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下B．同一物体在地球上的不同位置，当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同C．物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点D．形状规则的物体(如正方体)，其重心一定在其几何中心处解析：选C.重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下，选项A错误；同一物体在地球上不同位置所受重力不同，与弹簧测力计无关，选项B错误；重心为物体各部分所受重力的等效作用点，选项C正确；重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关，如果质量分布不均匀，仅有规则几何外形，其重心也不一定在几何中心上，选项D错误．2．(2020·金华调研)下列有关力的说法中正确的是()A．力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体，例如，一个人用很大的力挥动网球拍，却没击中球，有施力物体而没有受力物体B．力的产生离不开受力物体，但可以没有施力物体，例如物体冲上光滑斜面，在沿斜面上升过程中受到沿斜面向上的冲力，这个力没有施力物体C．力是物体对物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，说明这个力就不存在D．不接触的物体间也可以产生力的作用，例如，磁铁吸引铁钉，可见力可以离开物体单独存在解析：选C.力的产生离不开施力物体，也离不开受力物体．一个人用很大的力挥动网球拍，却没击中球，球拍对球并没有力的作用，故A错误；力的产生离不开受力物体和施力物体，物体冲上光滑斜面的过程中，并没有受到向上的冲力，故B错误；力是一个物体对另一个物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，说明这个力就不存在，故C正确；不接触的物体间也可以产生力的作用，磁铁吸引铁钉，是磁铁的磁场对铁钉产生的作用，不能说明力可以离开物体单独存在，故D错误．弹力【知识提炼】1．弹力的判断(1)弹力有无的判断(2)弹力方向的判断①五种常见模型中弹力的方向②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．2．弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解．(2)根据力的平衡条件进行求解．(3)根据牛顿第二定律进行求解．【题组过关】1.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子，如图所示，筷子与碗的接触点分别为A、B，则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()A．均竖直向上B．均指向球心OC．A点处指向球心O，B点处竖直向上D．A点处指向球心O，B点处垂直于筷子向上答案：D2．(2020·宁波六校联考)如图所示，一个球形物体静止于光滑水平面上，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接触点，则下列说法中正确的是()A．物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用B．物体受重力、B点的支持力作用C．物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用D．物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用解析：选B.假设没有光滑墙壁，物体也不会左右滚动，可见物体并未受到A点的弹力，A错误；B点对物体的支持力和地面对物体的弹力实为一个力，所以C错误；物体对地面的压力作用在地面上，并不是物体受到的力，受力分析时一定要明确研究对象，D错误；综上，B正确．摩擦力【知识提炼】1．判断静摩擦力的有无和方向的方法(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向．(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向．2．摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的计算：滑动摩擦力的大小用公式F＝μFN计算．应用此公式时要注意以下两点：①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．②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．(2)静摩擦力的计算①其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力FN无直接关系，因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依据物体的运动状态进行计算，若为平衡状态，静摩擦力可由平衡条件建立方程求解；若为非平衡状态，可由动力学规律建立方程求解．②最大静摩擦力Ffm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力，它的数值与FN成正比，在FN不变的情况下，滑动摩擦力略小于Ffm，而静摩擦力可在0～Ffm间变化．【典题例析】(2017·11月浙江选考)叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触．球与地面间的动摩擦因数均为μ，则()A．上方球与下方三个球间均没有弹力B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C．水平地面对下方三个球的支持力均为43mgD．水平地面对下方三个球的摩擦力均为43μmg[答案]C【题组过关】考向1静摩擦力有无及方向判断1.(2020·嘉兴质检)如图所示，某人用手握住一个保温杯，则下列说法中正确的是()A．若保持保温杯始终静止，则手握得越紧，保温杯受到的摩擦力越大B．握着保温杯匀速向上运动，保温杯所受的摩擦力向上C．握着保温杯匀速向下运动，保温杯所受的摩擦力向下D．握着保温杯水平匀速运动，保温杯不受摩擦力解析：选B.保温杯无论是静止，还是匀速向上或向下，或水平匀速运动，合力都为0，竖直向下的重力总是与向上的摩擦力二力平衡，所以B正确．考向2静摩擦力大小的计算2.如图所示，两个等大的水平力F分别作用在物体B和C上，物体A、B、C都处于静止状态．各接触面与水平地面平行，物体A、C间的摩擦力大小为Ff1，物体B、C间的摩擦力大小为Ff2，物体C与地面间的摩擦力大小为Ff3，则()A．Ff1＝0，Ff2＝0，Ff3＝0B．Ff1＝0，Ff2＝F，Ff3＝0C．Ff1＝F，Ff2＝0，Ff3＝0D．Ff1＝0，Ff2＝F，Ff3＝F解析：选B.首先从整体的角度考虑，由于是两个等大、反向的力分别作用在A、B、C组成的系统上，所以物体C与地面间的摩擦力大小Ff3＝0；其次分析物体A的受力情况，A物体静止于物体C上，所以物体A、C间的摩擦力大小Ff1也为零；最后分析物体B的受力情况，显而易见，物体B、C间的摩擦力大小Ff2＝F，B正确．考向3滑动摩擦力3．(2020·绍兴质检)如图所示，一质量为m的物体A恰能在倾角为α的斜面体上匀速下滑．若用与水平方向成θ角、大小为F的力推A，使A加速下滑，斜面体始终静止．下列关于斜面体受地面的摩擦力的说法正确的是()A．方向水平向右，大小为mgcosαsinαB．方向水平向左，大小为mgcosαsinαC．方向水平向左，大小为FcosθD．大小为0解析：选D.方法一：据题意，不加外力F时，物体受到的支持力N＝mgcosα，摩擦力f＝μmgcosα＝mgsinα；施加外力F后，物体受到的支持力N′＝(mg＋Fsinθ)cosα，摩擦力f′＝μ(mg＋Fsinθ)cosα＝(mg＋Fsinθ)sinα；此时再对斜面体受力分析，由于斜面体始终处于静止状态，则受到重力、压力、支持力、沿斜面向下的摩擦力，至于是否受到地面摩擦力，关键看压力和物体给的摩擦力在水平方向的合力是否为零，经过计算：f′＝μ(mg＋Fsinθ)cosα＝(mg＋Fsinθ)sinα和N′＝(mg＋Fsinθ)cosα，经过比较可知斜面体水平方向合力为零，则没有受到地面的摩擦力，故D项正确．方法二：物体A恰能匀速下滑，则支持力与摩擦力的合力与重力等值反向，竖直向上．其弹力与合力之间的夹角为定值tanα＝FfFN＝μ，等于斜面的倾角．由牛顿第三定律可知，斜面受到的压力与摩擦力的合力竖直向下，斜面在水平方向没有运动的趋势，故摩擦力等于零，当施加推力F后，物块A做加速运动，但所受的弹力与摩擦力的合力方向不变，仍竖直向上，故斜面所受的压力与摩擦力的合力仍竖直向下，与地面之间不存在摩擦力．故D项正确．摩擦力的突变【知识提炼】1．“静—静”突变：物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．2．“静—动”突变或“动—静”突变：物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将突变成滑动摩擦力．3．“动—动”突变：某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向变了，则滑动摩擦力方向发生突变．【典题例析】(多选)(2020·舟山调研)如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁．开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()A．Ffa大小不变B．Ffa方向改变C．Ffb仍然为零D．Ffb方向向右[审题指导]解答本题应注意两个条件：(1)粗糙水平面；(2)剪断瞬间．在瞬间变化时，轻绳的弹力可以发生突变，而弹簧的弹力不发生变化．[解析]剪断右侧绳的瞬间，右侧绳上拉力突变为零，而弹簧对两木块的拉力没有发生突变，与原来一样，所以b相对地面有向左的运动趋势，受到静摩擦力Ffb方向向右，C错误，D正确．剪断右侧绳的瞬间，木块a受到的各力都没有发生变化，A正确，B错误．[答案]AD【题组过关】考向1“静—静”突变1.一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图所示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()A．10N，方向向左B．6N，方向向右C．2N，方向向右D．0解析：选C.当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8N，方向向左．可知最大静摩擦力Ffmax≥8N．当撤去力F1后，F2＝2NFfmax，物体仍处于静止状态，由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变，且与作用在物体上的F2等大反向，选项C正确．考向2“动—静”突变2.(2020·丽水调研)如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，