重力弹力摩擦力知识汇总及典型例题

. . . .

重力弹力摩擦力知识汇总与典型例题

力的概念与性质

（1）力是物体间的相互作用．其国际单位是牛顿（newton），简称牛，符号是N．

（2）力有四个基本属性，即物质性、相互性、瞬时性和方向性．

①力的物质性：物质性指力不能离开施力物体和受力物体而独立存在，即只要有力，必须同时存在施力物体和受力物体．一个力应对应两个物体．

注意：力的作用可以是直接作用也可以是间接作用，两个物体不一定要接触．

②力的相互性：相互性指力是物体与物体间的相互作用，施力物体同时也是受力物体．

注意：力总是成对出现的：物体间的作用是相互的，这两个力同时产生，同时消失，而且性质相同．这一对力称为一对相互作用力或称为一对作用力与反作用力．

③力的瞬时性：瞬时性指物体间的相互作用（力）随这种相互作用的施加与否而瞬时同步有无．

④力的方向性：方向性指力是有大小和方向的物理量，我们把这种既有大小又有方向的物理量称为矢量，所以力是矢量．

1．力的作用效果可以分为两种：

（1）静力效果——使物体的形状发生变化（形变），如把物体拉伸、压缩、转、剪切等．

（2）动力效果——改变物体的运动状态，如使物体从静止开始运动，从运动变为静止（或使物体的运动速度从小变大、从大变小）；或使物体的运动方向发生变化等．

------------分析物体是否受力:有作用效果说明力存在.

------------物体受力分解.

注意：力的作用效果和力的大小、作用点、方向有关.

（1）按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力……（按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用:引力相互作用、电磁相互作用；短程相互作用有强相互作用和弱相互作用．宏观物体间只存在前两种相互作用，且大部分都是电磁力）

（2）按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……

注意：同一性质的力，效果可能不同。如：摩擦力、弹力

（3）按产生条件分：非接触力，重力，分子力，电场力，磁场力．接触力，弹力（拉力，压力，支持力，张力，浮力），摩擦力．

力的图示与示意图

【例1】关于力的概念，下列说法正确的是（）

A．没有相互接触的物体间也可能有力的作用

B．力是使物体位移增加的原因

C．压缩弹簧时，手先给弹簧一个压力并使之压缩，弹簧压缩后再反过来给手一个弹力

D．物体的运动状态不发生变化，一定不受外力作用

【例2】关于动力和阻力，下列说法中正确的是（）

A．物体在运动中所受的力均为阻力

B．与物体运动方向相同的力均为动力，与物体运动方向相反的力均为阻力

C．作用力较大的是动力，作用力较小的是阻力

D．动力和阻力不可能是同一性质的力

重力

（1）重力是由于地球吸引而产生的，但重力不是地球对物体的吸引力，地球对物体的吸引力是万有引力，重力是万有引力的一个分量．

（2）重力的大小：G mg

g=）g与地球密切相关，在地球上的不同地点，g的大小不同．

=（9.8N/kg

（3）重力的方向：竖直向下．

（4）重力的作用点：重心．决定因素——质量分布和形状．质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心处（均匀细直棒、均匀三角形、均匀球体、均匀圆柱体、均匀长方体等）．物体重心位置可由实验法确定：悬挂法．

注意：重心的位置可以在物体上，也可以在物体外

【例3】下列说法正确的是（）

A．物体的重力大小总是恒定的

B．在空中飞行的物体不受重力作用

C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变

D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变

【例4】关于物体的重心，下列说法不正确的是（）

A．物体的重心不一定在物体上

B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心

C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变

D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变

弹力

（1）形变及其种类：①定义：物体在力的作用下形状或体积发生改变，叫做形变．有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变．如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状．这个限度叫做弹性限度．②形变的种类：拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变．（2）弹力的产生条件：①物体直接接触②发生弹性形变．

（3）弹力的大小：①弹簧弹力：胡克定律F kx

．②根据物体所处的状态利用力学规律来计算（平衡条件、牛顿运动定律）．胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变．

（4）弹力的方向：与接触面（或切面）垂直，与施力物体的形变方向相反．

轻绳：弹力方向沿绳且指向绳收缩方向

轻杆：与轻绳不同，轻杆的弹力可以指向任意方向

点和杆：弹力垂直于杆

点和平面：弹力过接触点垂直于平面

点和曲面：弹力过接触点垂直于曲面的切面

面和面：弹力垂直于接触面

球和球：弹力沿两球球心连线

“判断弹力有无

假设法：去掉与研究对象接触的物体，看研究对象能否保持原状态，若能则

说明此处弹力不存在，若不能则说明弹力存在．如图：球A静止在平面B和平面

C之间，若小心去掉B，球静止，说明平面B对球A无弹力，若小心去掉C，球

将运动，说明平面C对球有支持力．

【例5】在图所示的各物体A上画出所受弹力的示意图．此时，物体A处于静止状态．

【例6】如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为300的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（）

300

A．大小为2N，方向平行于斜面向上 B．大小为1N，方向平行于斜面向上

C．大小为2N，方向垂直于斜面向上 D．大小为2N，方向竖直向上

【例7】原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为___________cm，此弹簧的劲度系数为 ___________ N/m．

【例8】如图所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3，其大小关系是（）

A．F1=F2=F3B．F1=F2＜F3C．F1=F3＞F2D．F3＞F1＞F2

【例9】如图所示，A、B是两个物块的重力分别为3N、4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直向方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F = 2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（）

A．天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为6N B．天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为6N

C．天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为2N D．天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为2N

【例10】如图所示，原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下．两弹簧之间有一个质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体．整个装置处于静止状态，这

时两个弹簧长度为________．用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到

两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，这时平板受到下面物体的压力大小等于_____．

摩擦力

（1）摩擦力产生条件：①相互接触且挤压 ②接触面粗糙 ③物体间有相对运动或相对运动的趋势．有相对运动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力，有相对运动趋势时产生的摩擦力叫静摩擦力．

（2）摩擦力大小

①滑动摩擦力：N F F μ=，μ是动摩擦因数，与接触物体的材料和接触面的粗糙程度有关，与接触面的大小无关．N F 表示压力大小，可见，在μ一定时，N F F ∝．

②静摩擦力：其大小与引起相对运动趋势的外力有关，根据平衡条件或牛顿运动定律求出大小．静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力max F 之间，即max 0F F ≤≤．静摩擦力的大小与N F 无关，最大静摩擦力的大小与

N F 有关．

（3）摩擦力方向：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反．（4）判断静摩擦力的有无：在接触面粗糙，两物体接触且互相挤压的条件下，可使用下列方法 ②

假设法：假设没有静摩擦力，看物体是否发生相对运动，若发生，则存在相对运动趋势，存在静摩擦力．

②反推法：根据物体的状态和受力分析推出静摩擦力的大小和方向．

【例11】如图所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力

的方向，是动力还是阻力。（1）汽车由静止加速运动时（木箱和车面间无相对滑动）；

（2）汽车刹车时（二者无相对滑动）；（3）汽

车匀速

运动时

（二

者无相

对滑动）；（

4）

汽

车

刹

车

，木箱在车

上

向前

滑

动

时

；

（5）汽车突然加速，木箱在车上滑动时。

【例12】如图(a)所示，A 物体放在水平面上，动摩擦因数为0.2，物体重10 N ，设物体A 与水平面间的最

大静摩擦力为2.5 N ．若对A 施加一个由零均匀增大到6N 的水平推力F ，请在图(b)中画出A 所受的摩擦力F A 随水平推力F 变化的情况．

【例13】物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，物体的

质量为M．当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力为________．

【例14】如图所示，A、B、C三个物体完全相同，且各接触面不光滑，现用水平力F拉B，三物体仍处于静止，下列说法正确的是（）

A．C物体共受四个力作用

B．B物体共受四个力作用

C．A物体共受三个力作用

D．B对C的摩擦力大小为F，方向与F相同

【例15】如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿斜面匀速下滑时，A物体受到的力（）

A．只有重力 B．只有重力和支持力

C．只有重力、支持力和摩擦力 D．有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力

【例16】人在自行车上蹬车前进时，车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向（）A．都向前 B．都向后

C．前轮向前，后轮向后； D．前轮向后，后轮向前

【例17】如图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的示意图，A与B、C与D分别是皮带与轮边沿相接触的一点，如果皮带不打滑，则下列判断错误的是（）

A．A与B、C与D处于相对静止状态；

B．B点相对于A点运动趋势的方向与B点的运动方向相反；

C．D点相对于C点运动趋势的方向与C点的运动方向相反；

D．主动轮受的摩擦力是阻力，从动轮受的摩擦力是动力．

【例18】如图所示，水平面上两物体m1、m2经一细绳相连，在水平力F的作用下处于静止状态，则连结两物体绳中的张力可能为（）

A．零 B．F/2 C ．F D．大于F

【例19】如右图所示，用一水平推力F=kt（k为常数，t为时间）把重为G的物体压在足够高的平直的竖直墙上，则从t=0开始，物体受到的摩擦力随时间的变化图像是下图中的（）

F f