新教材粤教版高中物理必修第一册第三章相互作用学案讲义知识点考点汇总及配套习题.pdf

第三章相互作用第一节 重力.-1-第二节 弹力.-12-第三节 摩擦力.-25-第 四 节 力 的 合 成.-37-第 五 节 力 的 分 解.-50-第六节 共点力的平衡条件及其应用.-63-第一节重力 核心素养明目标核心素养学习目标物理观念知道力是物体间的相互作用，重力概念、重力大小、方向及重心概念，能解释有关重力的自然现象.科学思维掌握重力的大小及方向，能对简单的力、重力进行分析、推理，能解决实际问题.科学探究通过对重力的探究，学会与他人合作交流，能解释探究的结果.科学态度与责任学会在处理重力问题中，培养实事求是的科学态度，激发学习科学的兴趣.知 识 点 一 重 力1 .定义：由于地球的吸引而使物体受到的力.2 .重力的大小：可用公式6=侬_ 计算得出，式 中g是自由落体加速度，g=9.8 N/k g.3 .重力的方向：总是竖直向下.建醒k重力方向总是竖直向下，不是垂直向下.性验k l ：重力的大小会随位置变化，方向总是竖直向下，所以方向不变.(X)(2)同一物体在地球上和在月球上质量是一样的，但重力不同.(J)(3)g=9.8 N/k g=9.8 m/s2.知 识 点 二 力 的 图 示1.力的示意图：用一带箭头的有向线段表示力的方向和作用点.2.力的图示：线段按一定比例(标度)画出，线段的运度表示力的大小，线段的箭头指向力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.知 识 点 三 重 心1 .重心：物体的各组成部分都受重力作用，从效果上看，可认为各部分所受到的重力作用集中于一点,这一点称为物体的重心.2.决定物体重心位置的因素(1)物体的形状.(2)物体的质量分布.3 .确定物体重心的方法(1)形状规则、质量分布均匀的物体，重心在几何轴对称中心.(2)薄板重心可用悬挂法来确定.提醒 1.物体的重心可以不在物体上.2.任何一个物体有且只有一个重心.12：(1)物体上只有重心处才受到重力作用.(X)(2)球体的重心一定在球心处.(X)(3)物体的稳定程度与重心高低有关.(J)(4)物体的重心位置与下列哪些因素有关酶.物体的形状 物体的受力情况 物体所在的位置物体的运动状态物体内质量的分布 考 点1重力畲 情 境探究李华同学携带一重要实验仪器，从广州坐动车到北京，若途中仪器保管妥善.请探究：仪器的质量发生了变化吗？(2)仪器的重力大小、方向有变化吗？提示：(1)没有.(2)有变化，因为纬度不同，g 的大小方向都不同，G=/g 也不同.归纳例证1.重力及其测量(1)重力的大小和方向在同一地点，重力的大小与质量成正比.在不同地点，某一物体的重力的大小与物体所处的纬度位置有关，在纬度越高的位置，所受重力越大；其重力的大小还与物体的海拔高度有关，在同一地点，位置越高，重力越小.重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关.重力的方向总是竖直向下，竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心.(2)重力的测量在实验室里，重力的大小可以用弹簧测力计测出.物体静止时弹簧测力计的拉力的大小等于物体受到的重力.用弹簧测力计测量重力时，物体必须保持静止或匀速直线运动状态.(3)重力和质量的区别与联系2.画力的图示和力的示意图的流程项目重力质量区别性质由于地球的吸引而使物体受到的力物体本身的一种属性变化情况随着地理位置的不同而发生变化不随地理位置的改变而发生变化测量工具弹簧测力计天平矢量与标量矢量标量联系G=mg画作用点明确力的方向明确受力物体明确力的大小选标度画线段【典例1】关于地面上物体的重力，下列说法正确的是（）A.只有静止时，物体才受重力B.物体对地面的压力就是物体的重力C.弹簧测力计和杆秤都能称量物体的重力大小D.同一地点，物体的重力与其质量成正比思路点拨：重力是由地球吸引而产生的，与物体运动状态无关.明确物体的重力和对地面的压力的施力物体和受力物体.D 物体是否受重力与物体运动状态无关，A错误；物体对地面的压力与物体的重力的施力物体和受力物体不同，故不是一个力，B错误；杆秤的原理是杠杆原理，只能测质量不能测重力，C错误；在同一地点g为常数，由3=加8可知，重力与质量成正比，D正确.【典例2】如图所示，甲中在木箱的P点，用一与水平方向成30。角斜向上的150 N的力拉木箱；乙中在木块的。点施一与竖直方向成60。角斜向上的20 N的推力，把木块抵在墙壁上.试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出丙中电灯所受重力和拉力的示意图.思路点拨：根据力的图示的画法，正确选取标度画出力的图示.解析（1）此题可按以下步骤对P点的拉力进行作图：选定一段长4 mm的线段表示50 N的力.从作用点P沿力的作用方向画一线段，根据选定的标度与力的大小确定线段的长度，并在线段上加刻度（即画出线段长度为3X4 mm=12 mm）,如图甲.在线段的尾端加上箭头表示力的方向.(2)可按同样的步骤画出。点推力的图示如图乙，作图时，注 意。点推力的方向.(3)画丙图中力的示意图时，可按以下步骤进行:选定电灯为研究对象.从作用点沿拉力方向(沿绳的方向)画出一适当长度的线段，在线段的末端标出箭头表示拉力的方向，这就是绳对电灯拉力的示意图.同样沿重力方向(竖直向下)画出一适当长度的线段，在线段的末端标出箭头表示重力的方向，这就是电灯所受重力的示意图，注意表示拉力与重力的线段长度应该相等，且在一条直线上,如图丙 所示.答案 见解析力的图示与力的示意图的作图技巧(1)画力的图示，要严格按以下步骤进行.选标度：以某一长度表示一定大小的力.画线段：从力的作用点沿力的方向画一线段，长短根据标度和力的大小确定.定刻度.画箭头.(2)力的图示一定要画在受力物体上，标度选取适当，所画线段的长度应是标度的整数倍.(3)力的示意图与力的图示不同，力的示意图是便于分析受力，画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性表示力的大小.跟进训练1.关于重力，以下说法正确的是)A.重力的方向总是垂直于支持面向下的B.重力的方向总是指向地心的C.同一物体在地球各处所受的重力相同D.重力的大小不总等于弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小D 重力的方向总是竖直向下的，与支持面无关，并不总是指向地心，只有在赤道和两极时，重力的方向才指向地心，A、B错误；由于重力加速度随纬度的增大而增大，故同一物体在地球各处所受的重力是不同的，C错误；重力的大小不总等于弹簧测力计下面竖直悬挂的物体受到的弹簧测力计的拉力的大小，只有在物体处于静止状态或做匀速直线运动时二者大小才相等，D正确.2.关 于 如 图 所 示 的 两 个 力 凡 和 下 列 说 法 正 确 的 是()，/1 -.,2,A.FI=F 2,因为表示两个力的线段一样长B.F F i,因为表示F 的标度大C.F F 2,因为为只有两个标度的长度，而22具有三个标度的长度D.无法比较，因为两个力的标度的大小未知D 在力的图示中，所表示的力的大小取决于图中标度的大小和线段的长短,不知标度的大小，仅由线段的长度无法比较尸I和尸2的大小，选 项D正 确.考 点2重心畲 情 境探究在地球上，由于物体受到地球引力的影响，都有向下运动的趋势，这是我们都熟知的自然现象.可是在中国科技馆中，却有这样一种物体，名叫双锥体，如图所示.将双锥体滚子移到导轨较低的一端，再放开双手，锥体将会自动上滚.也就是说，双锥体可以在没有外力的作用下，由低向高运动，双锥体会爬坡.我们看到的现象就是双锥体由低处向高处运动.请探究：(1)自己与小伙伴动手做一做.重心升高了吗？(2)试解释这种现象？提示：(1)重心仍是降低的.(2)物体在重力场中因受到重力的作用会自然降低重心位置.我们从表面上看到双锥体由低向高运动，这是由双锥体的形状、导轨不平行以及导轨两端高低不等造成的，是人在视觉上的一种错觉.如图甲、乙、丙所示分别是双锥体的截面图、导轨的俯视图、整个装置的侧视图.可见，实际上双锥体的重心自始至终还是由高向低运动的.归纳例证1.对重心的理解(1)重心的意义：重心是物体所受重力的作用点，任何物体都有重心，且只有一个重心.(2)重心的位置质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关.若物体的形状是中心对称的，对称中心就是重心.如：我们用的直尺、铅球、魔方等实心物体，以及篮球、排球等空心物体，它们的重心都在几何中心.而轴对称的碗、碟等，它们的重心在对称轴上，它们的重心可用二力平衡的方法找到.质量分布不均匀的物体，重心的位置由物体的形状和质量分布共同决定，可以用“支撑法”或“悬挂法”确定.2.重心与稳定(1)物体的稳定程度与物体重心的高低和物体底面积的大小有关系.物体的重心越低，物体的底面积越大，则物体越稳定.(2)物体倾倒的条件：作用在物体重心上的重力的作用线落在它的支持底面外侧时，物体将会自然倾倒.若要使物体不倾倒，应使作用在物体重心上的重力的作用线落在支持底面之内.【典 例3】矩形均匀长薄板AB边 长 为60 cm,BC边 长 为10cm.在。点以细线挂起并处于平衡状态.AO段长为35 c m,如图所示，则 悬 线 与 边 的 夹 角为.D思路点拨：由于本题中的薄板是均匀的，故其重心在几何中心上.由于薄板受拉力和重力而处于平衡状态，所以二力一定在同一直线上，即拉力的作用线的延长线一定经过重心.解析 均匀矩形薄板的重心在对南线的交点上，悬挂时悬线的延长线应过重心.应 注 意O点 不 是 的 中 点，E点 才 是 的 中 点.要 根 据 几 何 关 系 求 出OE及。E的长度，再根据OE与O E互相垂直来计算夹角.如图所示，AE=30cm,AO=35cm,所以 OE=5cm.由 BC=10cm 可得E=5 cm.由此可见 OE=O E=5 c m,又因为OE与O E互相垂直，所以a=45.D 答案45重心确定的方法质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心；形状不规则的物体的重心可用二力平衡的方法确定，包括支撑法和悬挂法.若不规则物体可分为几个规则物体，也可以将这几个规则物体的重心找到，再逐步确定整个物体重心的位置.跟进训练3.在体育运动中，人的身体重心位置随着姿势的变化而改变.下列各姿势中身体重心位于体外的是（）ABCDB A选项中若保持平衡，重力应与支持力在一条直线上，所以重心在脚的正上方，在身体上；C、D选项中，重力所在竖直线在两脚之间，也在身体上；B选项中重心位置应在身体正下方，在体外.随堂练习1.（多选）下列关于力的说法正确的是（）A.力是物体之间的相互作用B.没有施力物体的力有可能存在C.一个物体受到力的作用，一定有另一个物体直接接触它且施加了这种作用D.当两个物体间发生力的作用时，其中的任一物体既是施力物体，也是受力物体AD 力是物体之间的相互作用，离开了物体，力是不可能存在的，故A正确；力是物体间的相互作用，即一个物体受到力的同时，必对施力物体施加力的作用，受力物体和施力物体一定同时存在，故B错误；两个物体相互施加力时，不一定直接接触，如地球和太阳之间存在相互作用力，但地球与太阳并不直接接触；两块相距一定距离的磁铁之间存在相互作用的吸引力或排斥力，但两块磁铁并非直接接触，故C错误；两个物体间发生相互作用时，其中一个物体对另一个物体施加了力，同时另一个物体必对这个物体也施加了力，力的作用是相互的，不存在只对外界施加力而不受外界作用力的物体，即任意物体是施力物体的同时也是受力物体，故D正 确.2.关于重力的大小，下列说法正确的是（）A.由公式G=?g知，物体所受的重力一定等于其质量的9.8倍B.浮在水面上的大铁船，由于水的浮力作用，其所受重力变小了，才漂在水面上C.熟透的苹果往下落是因为受到重力作用，在天空飞行的飞机不掉下来，说明其所受重力等于零D.静止于水平地面上的物体对地面压力的大小不一定等于其重力大小D g值不一定都等于9.8N/kg,故A错；g值随位置的变化而变化，同一地理位置，物体重力不变，B错；地球附近的物体都受到地球的吸引，即都受重力作用，C错；若静止于水平地面上的物体还受到竖直方向上的拉力，其对地面的压力就不等于重力，故D对.3.有一圆形的均匀薄板，若将其中央再挖掉一个小圆板成为一个圆环，如图所示，下面说法正确的是（）A.重心向外侧偏移，重力减小B.重力和重心都没有变C.重力减小，重心位置没有变D.重力减小，重心位置不存在C 圆板和圆环均属于质量分布均匀、有规则形状的物体，其重心均在几何中心，故挖掉小圆板后，重力减小，重心的位置不变，故选项C正确.4.（新情境题，以“轰一6N”为背景考查重力）（多选）右 图 为2019年10月1日在阅兵中第一次亮相的轰-6 N新型远程战略轰炸机，关于轰一6 N的说法正确的是（）A.轰一6N受到的重力指向地心B.轰-6N受重力的同时，它也对地球产生引力C.轰一6N受到重力的施力物体是地球D.轰-6 N匀速飞行时，它不受重力BC 轰一6N的重力方向竖直向下，不一定指向地心，故选项A错误；由于地球对轰一6N的引力而产生重力，同时轰一6N对地球也产生引力，故选项B正确；轰一6N的施力物体是地球，故选项C正确；地球附近的任何物体都受到重力，故选项D 错误.5.(思维拓展)雅安是中国优秀旅游城市，“马踏飞燕”是“中国优秀旅游城市”标志，如图所示，飞奔的骏马三足腾空，只用一只蹄就能稳稳地踏在飞翔的我八、子 J 上 L ,问题：马的重心在飞燕上吗？(2)为什么马会稳稳地踏在飞翔的燕子上？答案(1)根据马的形态，马的重心不会在飞燕上.(2)马之所以能稳稳地踏在飞燕上，其重心位置一定和飞燕在一条竖直线上.回归本节知识，自我完成以下问题：1.重力就是地球对物体的吸引力吗？提不：不是.2.重力的方向一定指向地心吗？提示：不是.3.决定重心位置的因素有哪些？提示：形状和质量分布.第二节弹力 核心素养明目标核心素养学习目标物理观念知道弹性形变、弹性限度、范性形变及弹力的概念，理解胡克定律，能解释有关弹力的问题.科学思维掌握对弹力的分析和计算，会分析弹力的方向，能用胡克定律计算.科学探究通过探究微小形变、胡克定律，学会与他人交流，分析数据，得出结论.科学态度与责任学会在探究中尊重事实，认真分析原始数据，培养科学探索的学习态度，激发学习兴趣.知 识 点 一 形 变、弹性与弹性限度1 .形变(1)形变：物体发生谴或体积的变化.(2)形变的种类：压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等.2 .弹性与弹性限度(1)弹性：物体具有恢复原状的性质.(2)弹性形变：撤去外力后，物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变.(3)弹性限度:如果外力过大，撤去外力后物体形状不能完全恢复,我们称这种现象超过了物体的弹性限度.(4)范性形变：停止用力后，物体丕能恢复原状的形变叫范性形变.体 验1：(1)所有形变在撤去外力后都能恢复原来的形状.(X)(2)物体在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变.(J)(3)两个接触的物体，若它们间有弹性形变，则一定有弹力的作用.(J)知 识 点 二 认 识 弹 力、胡克定律1 .弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用，这种力称为弹力.2 .弹力的方向压力方向垂直于支持面指向被压的物体;(2)支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体；(3)绳子对物体的拉力方向沿绳子指向绳子收缩的方向.3.胡克定律(1)内容：在弹性限度内，弹簧弹力尸的大小与弹簧的伸长量(或压缩量)x成正比.(2)公式：F=k x,其 中2为弹簧的劲度系数,单 位：N/m,读作牛顿每米.不同的弹簧，其劲度系数不同.J S醒 弹力的方向与施力物体形变方向相反，指向受力物体.体 验2：弹簧劲度系数与施加的拉力大小有关.(X)(2)弹簧劲度系数与制作弹簧的材料有关.(J)(3)弹簧劲度系数与弹簧压缩的长度有关.(X)(4)一轻质弹簧原长为8 c m,在4N的拉力作用下伸长了 2 c m,弹簧未超出弹性 限 度.则 该 弹 簧的劲度系数为 迎N/m.G考 点1形变、弹性与弹性限度畲 情 境探究在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例.请探究：(1)李明同学说跳板发生了形变，脚没有发生形变，这个说法对吗？脚受的支持力的施力物体是什么？提示：(1)不正确，跳板和脚都发生了弹性形变.(2)支持力是由跳板发生弹性形变施加在脚上的，施力物体是跳板.归纳例证1.形变：物体在外力作用下形状或体积的变化叫作形变.如果外力撤去后物体能够完全恢复原状，这种形变叫作弹性形变，不能完全恢复原状的形变叫作范性形变.一般情况下，若无特别说明，形变通常指的是弹性形变.2.弹性限度：弹性体的形变不能无限增大，若超过一定的限度，撤去外力时物体就不能恢复原状，这个限度称为弹性限度(elastic limit),它是弹性形变的极限.【典 例1】(多选)下列各种形变属于弹性形变的是()A.物体放在水平桌面上，移去物体后，桌面恢复原状B.弹簧不挂重物时长10 c m,挂重物后再移去，弹簧长度变为10.8 cmC.用弹簧测力计称量一重物完毕后，指针位于零刻度处D.细钢丝被弯成弹簧思路点拨：能恢复原状的形变是弹性形变.AC 区分弹性形变和范性形变的关键是看物体受力后能不能恢复到原来的形状，题中A、C均可恢复是弹性形变；B、D不能恢复是范性形变.观测物体形变的方法(1)形变明显的，如弹簧伸长或缩短，橡皮条被拉长等，可以直接观察和测量.(2)有的形变量非常少，我们很难观察到，可以通过放大来观察微小的形变.跟进训练1.图中的两个实验所体现出的共同的物理思想方法是()观察桌面微小形变的装置手的压力能使玻璃瓶发生形变乙A.极限法 B.放大法C.控制变量法 D.等效替代法B 图甲是利用光的多次反射将微小形变放大；图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，故为放大法，B正确.考 点2弹力畲情境探究很多男生都很喜欢足球运动，一次甲同学把足球踢向空中，如图所示.请探究：(1)乙同学说足球此时受重力、脚对球的弹力和空气阻力三个力的作用，你认为他说的对吗？(2)如果有弹力，则应具备什么条件？提示：(1)不对，足球受重力和空气阻力，没有弹力.(2)弹力产生条件：接触、有弹性形变.归纳例证1.产生弹力必备的两个条件(1)两物体相互接触.(2)发生弹性形变.2.判断弹力有无的三种常见方法(1)直接判断：对于形变较明显的情况，可根据弹力产生条件直接判断.(2)利 用“假设法”判断：对形变不明显的情况，可假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力.(3)根据物体所处的状态判断：静止(或匀速直线运动)的物体都处于受力平衡状态，这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据.3.几种常见弹力的方向如下表类型方向图示平面产生的弹力垂直于平面指向受力物体工点产生的弹力过点垂直于和点接触的平面(或曲面的切面)A 1曲面产生的弹力垂直于曲面的切面轻绳产生的弹力沿绳指向绳收缩的方向F轻弹簧产生的弹力沿弹簧与形变方向相反_1 x/z.可沿杆F轻杆产生的弹力可不沿杆尸【典例2】如图所示，有一个楔形槽B A C,槽底边AC水平，一钢球置于槽内，现给钢球施加一个水平向左的推力E分析槽壁A3、AC对钢球的弹力是否存在，如果存在，方向如何.思路点拨：根据作用效果可判断有无弹力，点面处弹力垂直接触面.解析 钢球在水平推力作用下，与A 3和A C相互挤压，因而钢球与AB、AC间均有弹力产生.A 3对钢球的弹力垂直A 8向下，AC对钢球的弹力竖直向上.答案 见解析弹力有无的判断方法(1)条件法：对于发生明显形变的物体，可直接根据弹力产生的条件判断.(2)对于形变不明显的物体，通常采用以下方法：假设法：假设将与研究对象接触的物体撤去，判断研究对象的运动状态是否发生改变.若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力.替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能不能维持原来的力学状态.如将侧壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧（橡皮条）或细绳来替换.状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律（如二力平衡等）来判断物体间的弹力.一题多变在上题中，若将尸去掉，再分析槽壁AB、AC对钢球的弹力.解析 去掉推力后，钢球只与AC挤压，受到AC对钢球竖直向上的弹力.假设此时把AB“拿走”，钢球仍可静止于A C上，所 以A B与钢球虽接触但并未产生形变，AB与钢球间无弹力作用.答案 见解析.跟进训练2.在下图中，a、b表面均光滑且静止，天花板和地面均水平.a、b间一定有弹力的是（）B 图A中，。、匕间无弹力产生，因为八间无相互挤压，没有发生形变，A错误；图B中，若撤去。球，a球因重力作用要向右摆动，若撤走。球，8球因重力作用要向左摆动，则 人 相 互 挤 压，产生弹力，B正确；图C中，假 设a、b间有弹力存在，a对。的弹力方向向右，人将向右滚动，而题设条件为。是静止的，则。间不存在弹力，C错误；图D中，假 设 人 间 有 弹 力 存 在，a对b的弹力方向垂直于斜面向上，则h受三个力：竖直向下的重力、竖直向上的拉力和垂直于斜面向上的弹力，这三个力的合力不可能为零，即三个力不可能平衡，与题设条件矛盾，D错误.口 考 点3胡克定律1.探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系实验目的探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系.了解弹簧测力计的工作原理.(2)实验器材铁架台、带挂钩的弹簧、钩码、刻度尺.(3)实验原理与设计将已知质量的钩码悬挂于弹簧挂钩上，由二力平衡可知，弹簧对钩码的弹力大小等于钩码所受重力的大小.通过改变悬挂的钩码个数来改变弹簧弹力的大小，测出弹簧未挂钩码时的长度(弹簧原长)及挂钩码后的长度，可得出挂不同数量钩码情况下弹簧的伸长量.由此可进一步得出弹簧弹力的大小与弹簧伸长量的关系.(4)实验步骤按照图所示安装实验装置.用刻度尺测量弹簧原长.|在弹簧挂钩上依次挂下不同数量的钩码，并分别记下实验所挂钩 x码的总质量及弹簧长度.(5)数据分析将数据及计算结果填入表中.弹簧弹力的大小与伸长量的关系弹簧原长Zo=_cm次数1 2345钩码质量m/g弹簧弹力F/N弹簧长度/cm弹簧的伸长量x/cm在坐标纸上作出弹簧弹力大小随伸长量变化的图像，并进行分析讨论.(6)实验结论弹簧的弹力随伸长量的增大而增大.在误差允许范围内，弹簧的弹力大小与伸长量成正比.(7)注意事项所挂钩码总重不要太大，以免弹簧被过度拉伸，超出弹簧的弹性限度.每次所增加钩码的质量尽量大一些，从而使坐标图上描的点尽可能分布在较大区域上，这样作出的图线更精确.测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，以免增大误差.记录数据时要注意弹力大小及弹簧伸长量的对应关系及单位.(8)误差分析2.对胡克定律的理解(1)胡克定律成立的条件是：弹簧发生弹性形变，即必须在弹性限度内.误差种类产生原因减小方法系统误差弹簧自身重力的影响尽量选用质量较轻的弹簧偶然误差弹簧长度测量不准在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量；多测几次求平均值作图不准确坐标轴选取合适的标度；描点画线时一定要让尽量多的点落在图线上，不在图线上的点要均匀分布在图线的两侧(2*=日 中 的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长或缩短的长度，而不是弹簧的总长度.(3)/=息中的左为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力尸的大小和伸长量x无关.(4)由尸=依可知，弹 簧 弹 力 的 变 化 量 与 形 变 量 的 变 化 量Ax也成正比关系，即 b F=k M.，角度1探 究“胡克定律”【典 例3某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验时，实验装置如图甲所示，所用钩码每个质量是3 0 g.他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再 将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中.实验中弹簧始终未超过弹性限度，g取10 Msz.试根据这些实验数据在如图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力F与弹簧长度L之间的函数关系图线.Tips甲 乙钩码质量/g0306090120150弹簧总长/cm6.007.008.009.0010.0011.00(1)写出该图线的数学表达式：F=N.图 线 与 横 轴 的 交 点 的 物 理 意 义 是1 61.256 8 10 12A/(xl0-2 m)(4)图 线 延 长 后 与 纵 轴 的 交 点 的 物 理 意 义 是.解析 描点作图，得出弹簧弹力与其长度的关系图像，如图所示.(1)由图像可以得出该图线的数学表达式为F=(30-1.8)N.(2)图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F=0时弹簧的长度为6 c m,即弹簧的原长.(3)图线的斜率表示弹簧的劲度系数，即=30N/m.(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力，此时弹簧被压缩了 1 c m,即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力为0.3 N.答案(1)3(比-1.8(2)弹簧的原长为6 cm(3)30(4)弹簧被压缩了 1 cm时的弹力为0.3 N，角度2胡克定律的应用【典例4】一根轻质弹簧一端固定，用大小为50 N的力压弹簧的另一端，平衡时长度为Li=20 cm；改用大小为25 N的力拉弹簧,平衡时长度为心=35 cm；若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，求弹簧的原长和劲度系数.思路点拨：弹簧受压力时的压缩量为(Lo 心).弹簧受拉力时的伸长量为(七一口).解析 设弹簧原长为L o,劲 度 系 数 为 由 胡 克 定 律 得:FI=RLLLI)F2=k32Lo)联立、两式得 Lo=O.3m=3Ocm,k=500N/m.答案 30 cm 500 N/m弹力大小的计算(1)公式法：利用公式/=区 计算(适用于弹簧这样的弹性体弹力的计算).(2)平衡法：如果悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态，求解细绳的拉力时,可由二力平衡知拉力的大小等于物体重力的大小(目前主要分析二力平衡的情况).跟进训练3.(角度1)(1)某次研究弹簧所受弹力尸与弹簧长度L 关系实验时，得到如图a 所示的R L 图像，由图像可知：弹簧原长)=c m,求得弹簧的劲度系数 k=N/m.按如图b 的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1 N),使(1)中研究的弹簧压缩，稳定后指针指示如图b,则指针所指刻度尺示数为 c m.由此可推测图b 中所挂钩码的个数为 个.解析(1)由胡克定律尸=处1一 )，结合题图a 中数据得:Lo=3.Ocm,Z=200N/m.(2)由题图b 知指针所示刻度为1.50cm,由/=A(LoL),可求得此时弹力为：F=3 N,故所挂钩码的个数为3 个.答案(1)3.0 200(2)1.50 34.(角度2)如图所示，两木块的质量分别为加和加2,两轻质弹簧的劲度系数分别为M和比，上面木块压在上面的弹簧上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧，求在这一过程中下面木块移动的距离.解析 开始时，设下面弹簧压缩的长度为X 2,则有m ig +M 2g=%2 X 2,得到X2=（）与当上面的木块刚离开上面弹簧时，设下面弹簧压缩的长度为X2，则 有m2g=以2 ，得 到X 2=管.所以在这一过程中 下 面 木 块 移 动 的 距 离 为h/3=工2一 及=.答案 赞1.一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为（）A.竖直向上B.竖直向下C.垂直树枝斜向上D.沿树干方向C 支持力的方向总是垂直于接触面指向被支持的物体，故选项C正确.2.下列画出的弹力Bv的示意图，合理的是（）A B C DD fA图中弹力Bv的方向应指向球心；B图中弹力Rv的方向应竖直向上；C图中弹力FN的方向应竖直向上；D图 中Bv的方向应垂直于杆斜向上，故 选 项D正确.3.（多选）关于胡克定律，下列说法正确的是（）A.由尸=丘可知，在弹性限度内弹力尸的大小与弹簧伸长（或缩短）量x成正比B.由=可知，劲度系数人与弹力尸成正比，与弹簧的长度改变量成反比C.弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹力尸的大小和弹簧伸长（或缩短）量x的大小无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧单位长度所受弹力的大小AC 在弹性限度内，弹簧的弹力与伸长量（或压缩量）遵守胡克定律产=依，故选项A正确；弹簧的劲度系数由弹簧本身的性质决定，与弹力口及弹簧伸长（或缩短）量x无关，故选项C正确，B错误；由胡克定律尸=丘得上=,可理解为弹簧每伸长（或缩短）单位长度时弹力的值与攵值相等，故选项D错误.4.（多选）一倾角为45。的斜面固定于竖直墙上，为了使一光滑铁球静止，需用一水平推力厂作用于球上，F的方向通过球心，如图所示，则（）A.球一定受到斜面的弹力B.球一定受到墙壁的弹力C.球可能受到斜面的弹力D.球可能受到墙壁的弹力AD 用假设法解此题.假设将斜面去掉，因为球受重力，有向下运动的趋势，因此球不会保持静止状态，所以球一定受到斜面的弹力作用，所 以A正确，C错误；假设去掉竖直墙壁，如果尸的大小合适，球和墙之间可以没有弹力，所以D正确，B错 误.5.（新情境题：以“拉力器”为背景，考查胡克定律）如图，锻炼身体用的拉力器，并列装有五根相同的弹簧，每根弹簧的自然长度都是40 c m,某人用600 N的力把它们拉长至160 cm.(1)每根弹簧产生的弹力大小为多少？(2)每根弹簧的劲度系数为多少？解析(1)每 根 弹 簧 的 弹力 大 小 为 尸=里 詈=120 N.(2)根据胡克定律F=k x可得,k=F 120 Nx 1.6 m0.4 m=100 N/m.答案(1)120 N(2)100 N/m回归本节知识，自我完成以下问题：1.形变和弹性形变相同吗？提示：不同.2.弹力产生的条件有哪些？提示：两物体接触；接触面上发生弹性形变.3.胡克定律公式产=入中，x的意义是什么？提示：x是弹簧的形变量，指伸长量或缩短量.第三节摩擦力 核心素养明目标核心素养学习目标物理观念知道滑动摩擦力、动摩擦因数及静摩擦力的概念，能够解释相关摩擦力的问题.科学思维理解公式尸B v，及静摩擦力的范围，能进行相关计算和推理判断，掌握分析方法解决实际问题.科学探究通过对两个实验的探究，学会与他人合作与探究，提高实验能力.科学态度与责任掌握控制变量法，实事求是，在实验中能正确处理实验误差，培养科学探索精神.知识点一滑动摩擦力1.定义：在滑动摩擦中，在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力,叫作滑动摩擦力.2 .方向：总是与物体相对运动的方向相反,与它们的接触面相切.3.大小：f跟压 力FN成正比,还跟接触面的性质有关，即 尸 处.其 中 叫动摩擦因数,它与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关.避 醒L”物体相对运动方向”不等同于“物体运动方向”.体 验1：(1)有压力一定有滑动摩擦力.(X)(2)有滑动摩擦力一定有压力.(J)(3)滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直.(J)(4)只有运动的物体才受滑动摩擦力.(X)(5)将一木块放在粗糙的斜面上处于静止状态，这一木块所受的力是重力、建力和摩擦力.知 识 点 二 静 摩 擦 力1 .定义：当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时，物体间产生的摩擦叫作静摩擦，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力.2 .大小：静摩擦力的大小是亘变(选填“不变”或“可变”)的，但有一个最大值，这个最大值叫作最大静摩擦力.3.方向：总是与物体相对运动趋势的方向相反,与它们的接触而相切.避醒h 受静摩擦力作用的物体也可以是运动的，但不是“相对运动”.体 验 2：(1)两个相互接触的物体都运动时，不会产生静摩擦力.(X)(2)静摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度有关.(X)(3)最大静摩擦力的大小跟物体间正压力的大小有关.(J)(4)最大静摩擦力的大小跟接触面的材料有关.(J)考点1 滑动摩擦力令情境探究很多学校里都有猫，同学们也比较喜欢逗着小猫玩.右图是一种常见现象.请探究：(1)猫从树上匀速滑下受什么方向的摩擦力？(2)猫匀速滑下时摩擦力大小是多少？提示：(1)因是匀速滑动，受向上的滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力大小与猫所受重力大小相等.归纳例证1.“相对运动”的意义：滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，“相对运动”可能是因为两个物体一个静止，另一个在运动；可能是因为两个物体一个运动得快，另一个运动得慢；还可能是因为两个物体运动方向相反.所以发生相对运动的物体不一定都处于运动状态，可能是因为另一个物体在运动造成的.2 .滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触且挤压.(2)物体间的接触面不光滑.(3)两物体间存在相对运动.3 .实验探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的定量关系：(1)实验原理控制变量(i)保持木块与平板小车间的粗糙程度不变，在木块上方依次增加祛码，以改变压力，探究了与网 的关系.(i i)保持压力不变，改变接触面的粗糙程度，探究了与的关系.两个力的测量方法(i)压力的测量用弹簧测力计测量出木块的重力大小，即为木块对平板小车的压力.(或木块重力加上祛码重力之和).(i i)滑动摩擦力的测量当小车向左缓慢匀速运动，此时弹簧测力计的读数就是木块受到的滑动摩擦力的大小.(2)实验器材带滑轮的长木板、电动机、平板小车、毛巾、木块、祛码、细线、弹簧测力计等.(3)实验与探究实验装置如图所示，用电动机带动平板小车向左缓慢匀速运动，注意观察弹簧测力计，当示数稳定时，读出示数，即为木块所受滑动摩擦力大小.记录表格中.保持木块与平板小车间接触面的粗糙程度不变，在木块上方依次增加祛码,重复上述步骤4次，把读数记录到表格中.保持压力不变，把毛巾平铺在平板小车上表面，重复上面的步骤5次，将弹簧测力计读数记录在表格中.实验数据记录表实验次数1 2 3 4 5压 力FN/N接 触 面1：弹簧测力计的示数/N接触面2：弹簧测力计的示数力N根据表格中的两组实验数据，用纵坐标表示滑动摩擦力力用横坐标表示压力FN,作出EN图像，从而得出了与心的关系.f/7NFN/N实验结论：同一接触面图线为一条倾斜的直线，直线斜率为为一定值，r N说明了与FN的大小成正比.对不同接触面看不同，看越大，表示接触面越粗糙，把小的值定义为动摩擦因数.r N(4)实验数据的处理方法：以/为纵坐标，尺为横坐标，作出图线，图线是过原点的一条倾斜直线，就能说明了与FN成正比.且有动摩擦因数：.2.(5)实验注意事项桌面要水平，平板小车上表面要平整.要使平板小车向左缓慢匀速运动.读数时，要等弹簧测力计示数稳定后再读数.用图像法处理数据，作图时应使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点尽可能分布在所作直线的两侧，偏离直线太远的点应舍弃掉.4.大小(1)特点：滑动摩擦力的大小/跟压力匹成正比，还跟接触面的性质有关.(2)表达式：/=人.说明：叫作动摩擦因数，它只与接触面的材料、粗糙程度有关，没有单位.动摩擦因数的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关;公式尸HN中 的FN是两个物体接触面间的压力，称为正压力(垂直于接触面的力)，性质上属于弹力，它不是物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定.5.方向：滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动，故滑动摩擦力的方向跟接触面相切，并跟物体相对运动方向相反.角度1滑动摩擦力的大小和方向【典 例1 如图所示，在动摩擦因数=0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20 k g,在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 m/s2)()A.1 0 N,向右 B.1 0 N,向左C.20 N,向右 D.20 N,向左思路点拨：物体相对水平面向右运动，受滑动摩擦力作用.物体质量为20 k g,对水平面的压力大小为200 N.D 滑动摩擦力大小/=EN=帆g=0.1X 20X 10N=20N,方向与相对运动方向相反，即向左.求解滑动摩擦力大小的思路(1)判断滑动摩擦力的有无：根据接触面的性质和物体间是否产生相对运动，确定物体之间是否存在滑动摩擦力.(2)求解方法的选取如果物体做匀速直线运动，可根据二力平衡法和公式法求解滑动摩擦力大小.如果物体做非匀速直线运动，可根据公式尸Ev求解滑动摩擦力的大