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1、力的概念及常见的三种力专题知识内容考试要求必考加试相互作用重力、基本相互作用cc弹力cc摩擦力cc一、力1概念(1)力是物体间的相互作用,力总是成对出现的,这一对力的性质相同。不接触的物体间也可以有力的作用,如重力、电磁力等。(2)力是矢量,其作用效果由大小、方向和作用点三个要素决定。力的作用效果是使物体产生形变或加速度。2力的分类(1)按性质分类:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力、安培力等。(2)按作用效果分类:拉力、压力、支持力、动力、阻力、向心力、浮力、回复力等。(3)按研究对象分类:内力和外力。3力的图示和示意图(1)力的图示:力的图示中,线段的长短表示力的大小,箭头的指向表示
2、力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线。(2)力的示意图:力的示意图只能粗略表示力的作用点和方向,不能表示力的大小。二、重力1产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。2大小:G=mg。3g的特点(1)在地球上同一地点g值是一个不变的常数。(2)g值随着纬度的增大而增大。(3)g值随着高度的增大而减小。4方向:竖直向下。5重心(1)相关因素:物体的几何形状;物体的质量分布。(2)位置确定:质量分布均匀的规则物体,重心在其几何中心;对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板,重心可用悬挂法确定。三、弹力1形变:物体形状或体积的变化叫形变。2弹力(1)定义:发生弹性形变的物体
3、,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用。(2)产生条件:物体相互接触;物体发生弹性形变。3胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F与弹簧伸长(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,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。4弹力的大小、有无及方向的判断(1)弹力有无的判断方法条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变
4、,则此处一定有弹力。状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。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,看能否维持原来的运动状态。(2)弹力方向的判断方法根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。(3)弹力的分析与计算首先分析物体的运动情况,然后根据物体的运动状态,利用共点力平衡的条件或牛顿第二定律求弹力。5几种典型接触弹力的方向确认:弹力弹力的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体球与面接触的
5、弹力在接触点与球心连线上,指向受力物体球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体6含弹簧类弹力问题的分析与计算中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型,具有如下几个特性:(1)弹力遵循胡克定律F=kx,其中x是弹簧的形变量。(2)轻:即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零。(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿着弹簧的轴线),橡皮绳只能受拉力,不能受压力。(4)由于弹簧和橡皮绳受力时,其形变较大,发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变。但是,当弹簧和橡皮绳被剪断时,它们产生的弹力立即消失。7滑轮模型与死结模型问题的分析(1)跨过滑轮、光滑杆、光滑钉子的细绳两端张力大小
6、相等。(2)死结模型:如几个绳端有“结点”,即几段绳子系在一起,谓之“死结”,那么这几段绳中的张力不一定相等。(3)同样要注意轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向,作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得,而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向。四、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趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力。2产生条件(1)接触面粗糙;(2)接触处有挤压作用;(3)两物体间有相对运动或相对运动的趋势。3方向:与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。4大小(1)滑动摩擦力:F=FN;(2)静摩擦力:02),则下列说法正确的是A
7、第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左B最后一张白纸受到纸槽底座的摩擦力向左C一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向左D任意两张白纸之间均可能发生相对滑动13(2019浙江省嘉兴市第一中学期末)关于摩擦力,下列说法正确的是A运动的物体不可能受静摩擦力作用B物体受摩擦力作用时,一定受到弹力作用C手握瓶子,握得越紧越不容易滑落,因为静摩擦力越大D同一接触面上可能同时存在静摩擦力与滑动摩擦力14(2019浙江省杭州市富阳区新登中学期末)如图所示是运动员在冬奥会比赛中滑雪的情景,运动员和滑板组成的系统受到的力有A推力B重力、推力C重力、空气阻力D重力、推力、空气阻力15(2019浙江七彩阳光联盟联考)如图所示为
8、建筑工地上搬运石板用的“夹钳”,工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,下列判断正确的是 A石板受到4个力的作用B夹钳对石板的作用力的合力竖直向上C夹钳夹的越紧,石板受的摩擦力越大D前进的速度越快,石板受的摩擦力越大16(2019新课标全国卷)如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。已知M始终保持静止,则在此过程中A水平拉力的大小可能保持不变BM所受细绳的拉力大小一定一直增加CM所受斜面的摩擦力大小一定一直增加DM所受斜面的摩擦力大小可能先减
9、小后增加17(2016江苏卷)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度,则该弹簧的劲度系数为A40 m/NB40 N/mC200 m/ND200 N/m18(2014广东卷)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是AM处受到的支持力竖直向上BN处受到的支持力竖直向上CM处受到的静摩擦力沿MN方向DN处受到的静摩擦力沿水平方向1C【解析】物体的重心由物体的质量分布与物体形状决定,质量分布均匀、形状规则的物体重心在其几何重心,质量分布不均匀、有规则形状的物体重心不一定在它的几何中心,C正确。2C【解析】对甲虫进行
10、受力分析,有向下的重力和树枝对甲虫的作用力,因甲虫缓慢匀速爬行,说明甲虫处于平衡状态,所受的合力为零,因此,树枝对甲虫的作用力大小等于甲虫的重力,保持不变,故选项C正确,A、B、D错误。3C【解析】AD项:球拍击羽毛球的力与羽毛球撞击球拍的力为作用力与反作用力,所以大小相等,方向相反,故AD错误;B项:力的作用是同时产生的,故B错误;C项:由弹力的产生可知,羽毛球撞击球拍的力是由羽毛球发生形变引起的,故C正确。4A【解析】A、支持力方向斜向上与速度方向相同,所以货物受到的支持力做正功,故A正确;B、摩擦力的方向与速度方向始终垂直,不做功,故B错误;C、货物处于平衡状态,则有:mgsinf,Nm
11、gcos,增大时,静摩擦力f增大,支持力N减小,故C错误;D、对整体受力分析可知,整体处于平衡状态;在水平方向不受外力,故地面对货车没有摩擦力,故D错误。5C【解析】物体的重心可能在物体上,也可能在物体的外部,选项A错误;相互接触的物体间必须有形变才会产生弹力,选项B错误;弹力是产生摩擦力的条件之一,不受到弹力的物体不会受到摩擦力,选项C正确;摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,选项D错误;故选C。6C【解析】当时,小球的重力等于弹簧对它的弹力,合力为零,小球的加速度为零,小球处于平衡状态,可得:,解得:,故A正确;由图可知,时,物体的速度减小,加速度向上,故说明物体处于超重状态,
12、故B正确;由小球的速度图象知,开始小球的速度增大,小球的重力大于弹簧对它的弹力,当为0.1 m时,小球的速度最大,然后速度减小,故C错误;图中的斜率表示加速度,则由图可知,从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大,故D正确。7D【解析】A项:起笔时一顿,起笔时一顿,然后向右行笔,毛笔对纸有向右的摩擦力,纸有向右运动的趋势,镇纸受到了向右的静摩擦力,向左上回带时,毛笔对纸有向左的摩擦力,纸有向左运动的趋势,镇纸受到向左的静摩擦力,故A错误;B项:在向左上回带时,毛笔受到斜向上的力的作用,毛笔对纸的压力小于毛笔的重力,故B错误;C项:在向左上回带时,白纸受毛笔和桌面的两个摩擦力,故
13、C错误;D项:在书写过程中纸有向右运动的趋势,所以桌面受到向右的静摩擦力,故D正确。8B【解析】在移动过程中,公交车后上方的质量增大,所以车的重心向后上方运动,故B正确,ACD错误。故选B。9D【解析】因物体始终保持静止状态,则物体所受的合外力始终为零不变,选项C错误;开始时,物体受的静摩擦力方向向上,当施加力F后,由平衡知识可知Fcos+f=Gsin;F增大时,f先减小到零,然后反向增加,故D正确,AB错误,故选D。【名师点睛】本题是平衡条件的应用,只要物体处于平衡状态,合外力始终为零,物体摩擦力的情况需要根据受力情况进行分析讨论。10B【解析】ABC因汽车向前加速运动,木箱与货车间有向后运
14、动的趋势,木箱受到向前的摩擦力,即向右的静摩擦力,故AC错误,B正确;D某一瞬间,汽车突然改做匀速运动,因汽车向前匀速运动时,木箱不受摩擦力,故D错误。11A【解析】由题意,力的单位是,面积的单位是,速度的单位是,则:对应的单位:故A正确,BCD错误。12B【解析】A第1张白纸相对于滚轮的运动趋势方向与滚轮的运动方向相反,则受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同,即受到滚轮的摩擦力向右,故A错误;B对除第1张白纸外进行研究,处于静止状态,水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力,方向与滚轮的运动方向相同,则根据平衡条件可知:最后1张白纸受到桌面的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反,即水平向左,故B正确;
15、C根据题意,因上一张相对下一张要向右滑动,则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力一定向左,那么下一张相对上一张要向左滑动,因此下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右,故C错误。D设每张白纸的质量为m,动摩擦因数为2,对第2张分析,它对第3张白纸的压力等于上面两张白纸的重力及滚轮的压力,最大静摩擦力Fm=2(2mg+F),而受到的第1张白纸的滑动摩擦力为f=2(mg+F)Fm,则第2张白纸与第3张白纸之间不发生相对滑动,同理,第3张到最后1张白纸也不发生相对滑动,故D错误。故选B。【名师点睛】第1张白纸受到滚轮的摩擦力是静摩擦力,方向与相对运动趋势方向相反;第2张白纸受到滚轮的滑动摩擦力,小于它受
16、到的最大静摩擦力,与第3张白纸之间不发生相对滑动;根据白纸之间的相对运动,从而分析摩擦力的方向。13B【解析】A、运动的物体也能受静摩擦力作用,例如倾斜传送带运送货物的过程中,货物相对于皮带静止,受静摩擦力,但货物是运动的,A错误;B、根据摩擦力产生的条件可知,受弹力的物体不一定受摩擦力,但受摩擦力的物体必然受弹力,B正确;C、握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来,是因为握得越紧,最大静摩擦力越大,瓶子的重力不变,静摩擦力不变;故C错误;D、同一接触面上只能产生一种类型的摩擦力,主要看接触面上发生的是相对运动,还是只有相对运动的趋势,D错误。故选B。14C【解析】由图中的情景可知,运动员处于
17、腾空中,运动员和滑板组成的系统受到重力和空气阻力的作用,故ABD错误,C正确。故选C。15B【解析】工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,石板受重力、2个摩擦力、夹子的2个压力五个力的作用,故A错误;工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,受重力和夹钳的作用力,重力方向竖直向下,根据平衡条件可知夹钳对石板的作用力的合力竖直向上,故B正确;石板受到的重力和摩擦力等大反向,所以石板受的摩擦力不变,与夹钳夹的越紧程度和运动速度无关,故CD错误。所以B正确,ACD错误。16BD【解析】如图所示,以物块N为研究对象,它在水平向左拉力F作用下,缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45的过程中,水平拉力F逐渐增大,绳子拉力T逐渐增大; 对M受力分析可知,若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下,则随着绳子拉力T的增加,则摩擦力f也逐渐增大;若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上,则随着绳子拉力T的增加,摩擦力f可能先减小后增加。故本题选BD。17D【解析】由题意知,弹簧的弹力为4 N时,弹簧伸长2 cm,根据胡克定律F=kx,代入数据可得弹簧的劲度系数k=200 N/m,所以ABC错误,D正确。18A【解析】M处支持力方向与支持面(地面)垂直,即竖直向上,选项A正确;N处支持力与支持面(原木接触面)垂直,即垂直MN向上,故选项B错误;摩擦力与接触面平行,故选项CD错误。
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