【物理】2020届一轮复习人教版重力弹力摩擦力学案
第1讲 重力 弹力 摩擦力
一、力
1．力是物体对物体的作用，力的三要素：力的大小、方向、作用点。
2．力的性质
(1)力不能脱离物体而独立存在，没有施力物体或受力物体的力是不存在的。
(2)力的作用是相互的，施力物体同时也一定是受力物体。
3．力的表示方法
(1)力的图示。
(2)力的示意图。
二、重力
1．产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。
2．大小：与物体的质量成正比，即G＝mg。可用弹簧测力计测量重力。
3．方向：总是竖直向下的。
4．重心：其位置与物体的质量分布和形状有关。
三、弹力
1．弹力
(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力。
(2)产生的条件
①物体间直接接触。
②接触处发生弹性形变。
(3)方向：总是与物体形变的方向相反。
2．胡克定律
(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式：F＝kx。k是弹簧的劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是N/m，x是弹簧长度的改变量，不是弹簧形变以后的长度。
四、摩擦力
滑动摩擦力和静摩擦力的对比
名称
项目
静摩擦力
滑动摩擦力
定义
两相对静止的物体间的摩擦力
两相对运动的物体间的摩擦力
产生条件
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有相对运动趋势
①接触面粗糙
②接触处有压力
③两物体间有相对运动
大小、
方向
大小：0
v1，则( )
A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
解析 当小物块速度为零时，小物块离A处的距离达到最大，为t1时刻，A项错误；t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大，B项正确；0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，C项错误；0～t2时间内，小物块始终受到大小不变的滑动摩擦力作用，t2～t3时间内，由于小物块与传送带速度相同，二者相对静止，小物块不受摩擦力作用，D项错误。
答案 B
摩擦力方向与运动方向的三种关系
摩擦力方向与运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线，但一定与其相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
1．摩擦力方向与运动方向相同
【经典考题1】 (多选)如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变。物体被无初速度地放在皮带的底端A上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力( )
A．在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力
B．在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力
C．在BC段不受静摩擦力
D．在BC段受沿皮带向上的静摩擦力
解析 在AB段，物体相对皮带向下滑动，受到沿皮带向上的滑动摩擦力，A项正确；在BC段，物体相对皮带有向下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，D项正确。
答案 AD
2．摩擦力方向与运动方向相反
【经典考题2】 如图，在μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为40kg，在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为20N的推力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10N/kg)( )
A．40N，向右 B．40N，向左
C．20N，向右 D．20N，向左
解析 物体运动，受滑动摩擦力，f＝μFN＝0.1×400N＝40N，方向与相对运动方向相反，所以为水平向左，B项正确。
答案 B
3．摩擦力方向与运动方向不共线
【经典考题3】 如图所示，一木块受到一水平力F作用静止于斜面上，此力F的方向与斜面平行，如果将力F撤掉，下列对木块的描述正确的是( )
A．木块将沿斜面下滑
B．木块受到的摩擦力变大
C．木块立即获得加速度
D．木块所受的摩擦力方向改变
解析 设木块的重力为G，将木块所受的重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面向下方向，沿斜面向下的分力大小为Gsinθ，在斜面平面内受力如图甲。
力F未撤掉时，由图根据平衡条件得，静摩擦力大小f1＝，力F撤掉时，
重力分力Gsinθ＜，所以木块仍保持静止。由图乙，根据平衡条件得f2＝Gsinθ，所以木块受到的摩擦力变小。由图看出，木块所受的摩擦力方向发生了改变。故D项正确。
答案 D
必|刷|好|题
1.(多选)如图所示，质量为m的木块在水平推力F的作用下静止在竖直墙壁上，若推力F的大小增加到2F，则( )
A．木块所受墙面的弹力增加到原来的两倍
B．木块所受墙面的摩擦力增加到原来的两倍
C．木块所受墙面的摩擦力方向向下
D．木块所受墙面的摩擦力不变
解析 由于木块是静止的，所以木块与墙面之间的摩擦力为静摩擦力。木块在水平方向受到推力F和墙对它的弹力，它们是一对平衡力，即FN＝F，则当F增加到2F时，FN也增加到2F，A项正确；在竖直方向上，木块的重力与墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力，即木块受到墙面的静摩擦力大小恒等于木块的重力大小，方向与重力的方向相反，沿墙壁向上，B、C两项错误，D项正确。
答案 AD
2.如图所示为某运动员在100 m决赛途中的两个瞬间，其中图甲、乙分别表示运动员脚用力后蹬和前脚刚好接触地面，用f1、f2分别表示运动员在两瞬间所受到的摩擦力，则关于f1、f2的方向，以下说法正确的是( )
A．f1向后，f2向后 B．f1向前，f2向前
C．f1向前，f2向后 D．f1向后，f2向前
解析 奔跑过程中脚与地面接触时，脚与地面相对静止，受到静摩擦力。题图(甲)中，脚用力后蹬，相对地面有向后滑的趋势，受到向前的静摩擦力，f1向前，图
(乙)中脚接触地面时有相对地面向前滑的趋势，受到的静摩擦力向后，f2向后，C项正确。
答案 C
3.如图所示，均匀T形物块A质量为m，夹在两个相同的水平垫板中，A与垫板间的动摩擦因数为μ，当垫板B、C以相同的水平速率v1对称且匀速地向两侧退开时，若要使A以速率v2匀速前移，作用在A中央位置上与v2同向的水平拉力F的大小满足( )
A．F<μmg B．F＝μmg
C．F>μmg D．不能确定
解析 对A进行受力分析，可知A在水平方向受到B和C对A摩擦力的作用和拉力的作用，由于滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，所以A相对B的运动方向如图(实线)，滑动摩擦力的方向以及滑动摩擦力的分解如图中虚线，由对称性可知，B与C对A的支持力都是mg，则B对A的摩擦力f1＝μmg，由图可知，由于f1＝，所以f1y
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