课时4重力、弹力和摩擦力的分析与计算公开课.docx

《课时4重力、弹力和摩擦力的分析与计算公开课.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课时4重力、弹力和摩擦力的分析与计算公开课.docx（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第三章相互作用课时4重力、弹力和摩擦力的分析与计算【内容与要求】内容考试要求1.重力、基本相互作用C2.弹力C3.摩擦力C【考点与典例】考点1重力（1）产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。（2）大小：G=mgo（3） g的特点:在地球上同一地点g值是一个不变的常数；g值随着纬度的增大而增大；g值随着高度的增大而减小。（4）方向：竖直向下。（5）重心相关因素：物体的几何形状、物体的质量分布；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。典例1图3-1如图3-1所示，2010年10月1日，“嫦娥二号”探月卫星按时发射，数天之后“

2、嫦娥二号”变为绕月卫星。关于“嫦娥二号” 受力的说法，下列正确的是（）A.“嫦娥二号”在地球表面的质量与在月球表面的质量不相等B. “嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小相等C.月球对“嫦娥二号”的引力效果是改变它的运动状态D. “嫦娥二号”绕月球运行时，不再受重力作用解析：重力是由于地球的吸引产生的，重力的大小与物体到地球的距离有关，所以A、 B、D错误。力的作用效果是改变物体的运动状态，C对。答案：C考点2.弹力（1）形变：物体形状或体积的变化叫形变.（2）弹力定义：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。产生条件：物体相互接触；物体发生

3、弹性形变。（3）胡克定律内容：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。表达式：，左是弹簧的劲度系数，单位为N/m,女的大小由弹簧自身性质决定；x是弹簧长度的变化量。说明：（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；1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，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。（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

4、点力的平衡条件或牛顿第 二定律确定弹力的方向。典例2图3-2杂技演员有高超的技术，如图3-2所示，能轻松地顶住从高处落下的坛子，关于他顶坛时头顶受到的压力产生的直接原 因是（）A.坛的形变B.头的形变C.物体受到的重力D.人受到的重力解析：头顶受到的压力的施力物体是坛子，受力物体是头顶，它产生的直接原因是坛的 形变，间接原因是物体受到的重力，A项正确。答案：A考点3.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的趋势时，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：接触面粗糙；接触处有挤压作用；两物体间有相对运动或相对运动趋势。（3）方向：与受力物体

5、相对运动或相对运动趋势的方向相反。（4）大小：滑动摩擦力：F=n;静摩擦力：OvFKArn。说明：（1）静摩擦力方向的判断“静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反”是判断的依据；静摩擦力的方向可能与物体运动方向相同，也可能相反，还可能与物体的运动方向成任意夹角；摩擦力的方向一定与 弹力垂直。（2）摩擦力大小的计算静摩擦力大小的计算：物体处于平衡状态（静止或匀速运动），利用力的平衡条件来判断其大小；物体有加速度时，则方 合=2凡 先求合力再求静摩擦力（除静摩擦力外，物体还受其他力）。滑动摩擦力的计算：滑动摩擦力的大小用公式用=尸N来计算，4为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙 程度

6、有关；尸N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。典例3实验 次数小木块的 运动状态弹簧测力计 读数（N）1静止0.42静止0.63直线加速0.74匀速直线0.55直线减速0.3如图3.3所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态与弹簧测 力计的读数如表所示（每次实验时，木块与桌面的接触面相同），则由表分析可知，下列哪些选项是正确的是（）图3-3A.木块受到的最大摩擦力为0.7NB.木块受到最大静摩擦力为0.6NC.在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D.在这五次实验中，木块受到摩擦力大小各不相同解析：第1和第2次实脸都没有

7、拉动木块，说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力，第3次实验时，木块做加速 运动，说明拉力已经大于最大静摩擦力人，因此可知，最大静摩擦力范围0.6NSE/0.7N,故A、B均错；滑动摩擦力与运 动情况无关，因此第3、4、5次的摩擦力大小相等，故C对D错。答案：C【巩固与提高】基础巩固1 .如图3-4所示，茶杯内装有茶水，随着茶水饮用完毕这一过程，杯和水的共同重心将（A. 一直下降B. 一直上升C.先升后降D.先降后升答案：D2 .如图3-5所示，书放在水平桌面上。关于它们之间的弹力，下列说法正确的是（）A.由于桌面发生了微小形变，使它对书产生向下的弹力B.由于桌面发生了微小形变，使书对它产生

8、向下的弹力C.由于书发生了微小形变，使它对桌面产生向下的弹力D.由于书发生了微小形变，使它对桌面产生向上的弹力图3-5答案：C0为A球的球心。为A球的球心,C为A球重心B。为A球的球心，墙壁竖直o为半球形碗的球心,4为一根均匀直棒D3 .如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑。其中物体4所受弹力示意图正确答案：C4 .如图3-6所示中，所有接触面都是光滑的，所有物体都处于静止状态.P、。两个物体之间不存在弹力的是（）答案：D5 .如图3-7所示，手沿水平方向将书压在竖直墙壁上，使其保持静止。现增大手对书的压力，则书（）A.将沿墙壁滑动B.受到的合外力增大图3-7

9、C.对墙壁的压力不变D.受到的静摩擦力不变答案：D6 .如图3-8所示，两辆车以相同的速度做匀速运动；根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是（）A.物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置只与物体形状有关D.物体只有重心受重力作用，其他部分不受重力作用答案：A图3-97 .如图3-9所示，跳水运动员站在3m板的前端静止不动时，对运动员受到板对他的弹力方向下列说法正确的是（ ）A.水平向右B.斜向右上C.竖直向上D.斜向左上答案：C8 .如图310（甲）所示，小孩用80N的水平力推木箱不动，木箱此时受到的摩擦力大小为为；（

10、乙）图中，小孩用100N 的水平力恰能推动木箱，此时木箱与地面间的摩擦力大小为同；（丙）图中，小孩把木箱推动了，此时木箱与地面间摩擦力 大小为后。若木箱对地面的压力大小为200N,木箱与地面间动摩擦因数为=0.45,贝ij尸】、F?、6的大小分别为（）A. 80N、100N、90NB. 80N、100N、45NC. 80N、80N、90ND. 0、80N、45N答案：AA. 1960N/m B. 196N/m C. 98N/mD. 49N/m图 3-119.课外实践小组利用课余时间测定自动笔内弹簧的劲度系数。如图3-11所示，拆开自动笔，将其中的 弹簧取出。让弹簧保持竖直，上端固定，下段系一细

11、线，用刻度尺测量出此时弹簧的长度为3cm；然后将一 个200g的祛码吊在细线的下端，静止时弹簧的长度为4cm,且此时弹簧处于弹性限度内。则此弹簧的劲度 系数为（弹簧及细线重力均不计，g=9.8m/s2）（）答案：B静摩擦力可能大于0.60 N静摩擦力可能大于0.60 NB.用弹簧测力计拉一个放在水平板上的木块，部分实验记录见表，则实验实验次数木块状态弹簧测力计读数/N第1次静止0.60 第5次匀速0.50 第10次加速0.90C.滑动摩擦力为0.90 ND.滑动摩擦力一定小于静摩擦力答案：B11 .将原长10cm的轻质弹簧竖直悬挂，当下端挂200g的钩码时，弹簧的长度为12cm,则此弹簧的劲度

12、系数为（）（g=10m/s2）A. IN/m B. lON/mC. lOON/m D. lOOON/m答案：C12 .如图3-13所示，当一个行李箱随水平传送带一起向右匀速运动时，行李箱所受的力有（）A.重力B.重力、支持力C.重力、支持力、静摩擦力D.重力、支持力、滑动摩擦力 答案：B13 .如图3-14所示，甲、乙两位同学做“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子的水平，然后 各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳面上放四块砖，则下列判断正确的是（A.凳子向甲方移动B.凳子向乙方移动C.凳子在原处不会被移动D.凳子向体重大的一方移动答案：B14.用手

13、握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向且静止不动，如图3-15所示），下列说法中不正确的是（） 图 3-15A.瓶中油越多，手必须握得越紧B.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C.不管手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D.摩擦力等于油瓶与油的总重力答案：B解析：手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶重力平衡静摩擦力的大小由瓶的重 力（大小）决定。油瓶越重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应的最大静摩擦力值也就大一点，就能保障 油瓶不会掉下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来，所以选项A、D正 确。手握得越紧，手与瓶间

14、的压力越大，最大静摩擦力也越大，但只要最大静摩擦力大于油瓶的总重力，油瓶受到的静摩擦 力（此情况下应小于最大静摩擦力）就与油瓶的总重力平衡，是一个定值等于油瓶的重力，可见选项B错误，C正确。能力提高15 . 一建筑吊塔如图3-16所示向右上方匀速提升建筑物料，若忽略空气阻力，则下列有关物料的受力图正确的是（）66图 3-1716 .三个质量均为1kg的相同木块A、B、C用两个相同的劲度系数均为500N/m的轻弹簧P、。和轻绳连接如图3.17 所示。其中A放在光滑水平桌面上。开始时弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉P弹簧的左端， 直到C木块刚好离开水平地面为止，该过程P弹簧的左

15、端向左移动的距离是（在弹性限度内，g取10mH）（）A. 4cmB. 6cmC. 8cmD. 10cm答案：C解析：开始时。弹簧的压缩量为x1=*=2cm,木块C刚离地面时，。弹 K簧的伸长量为检=产=2cm, P弹簧的伸长量为用=加=4cm,所以P弹簧左端向左移动的距离为xi+%2+x3 = 8cm。 KK17.有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图3.18所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的秩码,祛码静止时，弹簧压缩量为2mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800g的书，当按钮压缩量为2.4mm （未 超过弹簧的弹性限度）时，这本书恰好匀速运动。试求：（g=

16、10m/s2）图 3-18（1）笔内小弹簧的劲度系数；（2）书与桌面间的动摩擦因数大小。答案:(1) 1000N/m；(2) 0.3o解析：(1)由于破码处于静止，则所以有 k_1 cpN/m = IOOON/rriox zxiu(2)要使书恰好能匀速运动，则kxf=/.img2 kxr 1000x2.4x10-3付 4=方屋=-08x10-=0-318.也许同学们都经历过擦黑板，手拿黑板擦在竖直的黑板面上，或上下或左右使黑板擦在黑板上运动，利用黑板 擦与黑板之间的滑动摩擦力，将黑板上的粉笔字擦干净。已知黑板的规格是：4.5x1.5m?,黑板的下边沿离地的高度为0.8m, 若黑板擦（可视为质点

17、）的质量为0.2kg。现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板，当手臂对黑板擦 的作用力/与黑板面成53。角时，F=20N,他所能擦到的最大高度为2.05m。sin53。=0.8, 8553。=0.6, =10m/s2o求：（1）此黑板擦与黑板之间的滑动摩擦因数；（2）如该同学擦到最高位置时意外让小黑板擦沿黑板面竖直向下滑落，则小黑板擦砸到黑板下边沿的速度大小；（3）擦黑板时有这样的现象：粉笔字的位置越高或越远的地方，已经用力较大却还是不容易擦干净，请用物理知识简 要解释。答案：（1） 0.625； （2） 5m/s； （3）黑板擦与黑板间的摩擦力减小。解析：（1）由平衡条件得，水平方向：FN=Fsin530竖直方向：Fcos53=G+FfF产rFn解得：=0.625（2）小黑板擦从离下边沿高 =1.25m处开始做自由落体运动。小黑板擦砸到黑板下边沿的速度大小：v2=2gh 解得：v=5m/s（3）手与黑板的夹角减小；黑板擦对黑板的压力减小；黑板擦与黑板间的摩擦力减小。