一轮复习4 力的概念 三种性质力

力的概念 三种性质力

知识网络：

一、力

1.概念

力是是物体对物体的作用，不能离开实力物体和受力物体而存在。

（1）力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。二者缺一不可。 （2）力的作用是相互的。 （3）力的作用效果：①形变 ②改变运动状态 2.分类

（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 …… 注：按现代物理学理论，物体间的相互作用分四类：长程相互作用有引力相互作用、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。 （2）按效果分 压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 …… （3）按产生条件分 场力（非接触力）、接触力。 二、重力：

1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。 2．方向：总是竖直向下 3．大小：G ＝mg

注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力，在两极处重力

等于万有引力。由于重力远大于向心力，一般情况下近似认为重力等于万有引力。 4.重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体，重心在几何中心上．薄板类物体的重心可用悬挂法确定。

力

概念

定义：力是物体对物体的作用，不能离开施力物体与受力物体而存在。

效果：

要素：大小、方向、作用点（力的图示） 使物体发生形变

改变物体运动状态

分类

效果：拉力、动力、阻力、支持力、压力

性质：

重力： 方向、作用点（关于重心的位置） 弹力： 产生条件、方向、大小（胡克定律）

摩擦力：（静摩擦与动摩擦）产生条件、方向、大

小

运算——平行四边形定则

力的合成 力的分解

|F 1－F 2|≤F 合≤F 1＋F 2

三、弹力

1．产生条件 （1）两个物体直接接触 （2）并发生弹性形变 2．方向（1）压力、支持力的方向总是垂直于接触面。 （2）绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。

（3）杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。

【例1】 如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O 点，重心在P 点，静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。

【例2】 如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。

【例3】 图中AC 为竖直墙面，AB 为均匀横梁，其重为G ，处于水平位置。BC 为支持横梁的轻杆，A 、 B 、C 三处均用铰链连接。试画出横梁B 端所受弹力的方向。

解析：轻杆BC 只有两端受力，所以B 端所受压力沿杆向斜下方，其反作用力轻杆对横梁的弹力F 沿轻杆延长线方向斜向上方。

【例4】画出图中物体A 所受的力（P 为重心，接触面均光滑）

解析：判断弹力的有无，可以采用拆除法：“拆除”与研究对象（受力物体）相接触的物体（如题中的绳或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用。各图受力如下图所示。

3．弹力的大小

对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物

体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。

（1）胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx ，还可以表示成ΔF=kΔx ，即弹簧弹力的改变量和弹

簧形变量的改变量成正比。

（2）“硬”弹簧，是指弹簧的k 值较大。（同样的力F 作用下形变量Δx 较小） （3）几种典型物体模型的弹力特点如下表。

【例5】如图所示，两物体重力分别为G 1、G 2，两弹簧劲度系数分别为k 1、k 2，弹簧两端与物体和地面相连。用竖直向上的力缓慢向上拉G 2，最后平衡时拉力F=G 1+2G 2，求该过程系统重力势能的增量。

(()????

??+++=?221

21212k G k G G G G E P ) 四、摩擦力 1．摩擦力产生条件

（1）两物体直接接触且相互挤压 （2）接触面粗糙

（3）有相对运动或相对运动的趋势。 以上三个条件缺一不可。

两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件。（没有弹力不可能有摩擦力） 2．滑动摩擦力大小

（1）在接触力中，必须先分析弹力，再分析摩擦力。 （2）只有滑动摩擦力才能用公式F=μF N ，其中的F N 表示正压力，不一定等于重力G 。

【例6】如图所示，用跟水平方向成α角的推力F 推重量为G 的木块沿天花板向右运动，木块和天花板间的动摩擦因数为μ，求木块所受的摩擦力大小。

解析：由竖直方向合力为零可得F N =F sin

α-G ，因此有：f =μ(

F sinα-

G ) 3．静摩擦力大小

（1）必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦定律F=μF N 计算，只有当

k 2

Δk 1

G 1 Δx 2

G 2

Δx 1 Δ 1 1

静摩擦力达到最大值时，其最大值一般可认为等于滑动摩擦力，即F m =μF N

（2）静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定，其可能的取值范围是：0＜F f ≤F m 【例7】 如图所示，A 、B 为两个相同木块，A 、B 间最大静摩擦力F m =5N ，水平面光滑。拉力F 至少多大，A 、B 才会相对滑动？

4．摩擦力方向

（1）摩擦力方向和物体间相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。

（2）摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度。通常情况下摩擦力方向可能和物体运动方向

相同（作为动力），可能和物体运动方向相反（作为阻力），可能和物体速度方向垂直（作为匀速圆周运动的向心力）。在特殊情况下，可能成任意角度。

【例8】 小车向右做初速为零的匀加速运动，物体恰好沿车后壁匀速下滑。试分析下滑过程中物体所受摩擦力的方向和物体速度方向的关系。

五、物体的受力分析 1．明确研究对象

在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁地得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（即研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。 2．按顺序找力

先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。 3．只画性质力，不画效果力

画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复。

4．需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形）

在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力，千万不可重复。

【例9】 如图所示，倾角为θ的斜面A 固定在水平面上。木块B 、C 的质量分别为M 、m ，始终保持相对静止，共同沿斜面下滑。B 的上表面保持水平，A 、B 间的动摩擦因数为μ。⑴当B 、C 共同匀速下滑；⑵当B 、C 共同加速下滑时，分别求B 、C 所受的各力。

【例10】 小球质量为m ，电荷为+q ，以初速度v 向右沿水平绝缘杆滑动，匀强磁场方向如图所示，球与杆间的动摩擦因数为μ。试描述小球在杆上的运动情况。

解析： ⑴ v ＞

qB

m g

，在摩擦力作用下，v 、F f 、F N 、f 都逐渐减小，当v 减小到等于qB m g 时达到平衡而做匀速运动；⑵ v

m g ，在摩擦力作用下，v 、F f 逐渐减小，而F N 、f 逐渐增大，故v 将一直减小到零；⑶ v =qB

m g

，F f =G ， F N 、f 均为零，小球保持匀速运动。

【例11】 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动。探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是

A ．探测器加速运动时，沿直线向后喷气

B ．探测器加速运动时，竖直向下喷气

C ．探测器匀速运动时，竖直向下喷气

D ．探测器匀速运动时，不需要喷气 附：知识点梳理

（一）、力的概念

1．力是 。2．力的物质性是指 。 3．力的相互性是 ，施力物体必然是受力物体，力总是成对的。 4．力的矢量性是指 ，形象描述力用 。

5．力的作用效果是 或 。6．力可以按其 和 分类。 （二）、重力

1．概念: ,2．产生条件:

3．大小

g 为重力加速度，它的数值在地球上的 最大， 最小；在同一地理位置，离地面越高，g 值 。一般情况下，在地球表面附近我们认为重力是恒力。

4．方向: 。

5．作用点—重心：质量均匀分布、有规则形状的物体重心在物体的 ，物体的重心 物体上（填一定或不一定）。

质量分布不均或形状不规则的薄板形物体的重心可采用 粗略确定。 （三）、弹力

1．概念: ,2．产生条件（1） ；（2） 。 3．大小：（1）与形变有关，一般用平衡条件或动力学规律求出。

（2

式中的k 被称为 ，它的单位是

，它由 决定；式中的x

是弹簧的

。

N

f f

f

4．方向：与形变方向相反。

（1）轻绳只能产生拉力，方向沿绳子且指向的方向；

（2）坚硬物体的面与面，点与面接触时，弹力方向接触面（若是曲面则是指其切面），且指向被压或被支持的物体。

（3）球面与球面之间的弹力沿半径方向，且指向受力物体。

（四）、摩擦力

1．产生条件：（1）两物体接触面；②两物体间存在；

（2）接触物体间有相对运动（摩擦力）或相对运动趋势（摩擦力）。

2．方向：（1）滑动摩擦力的方向沿接触面和相反，与物体运动方向相同。

（2）静摩擦力方向沿接触面与物体的相反。可以根据平衡条件或牛顿运动定律判断。

3．大小：

（1）滑动摩擦力的大小: 是指，不一定等于物体的重力；

式中的μ被称为动摩擦因数，它的数值由决定。

（2）静摩擦力的大小除最大静摩擦力以外的静摩擦力大小与正压力关，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，与正压力成比；静摩擦力的大小应根据平衡条件或牛顿运动定律来进行计算。

针对训练

1．下列关于力的说法，正确的是（）

A．两个物体一接触就会产生弹力

B．物体的重心不一定在物体上

C．滑动摩擦力的方向和物体运动方向相反

D．悬挂在天花板上的轻质弹簧在挂上重2N的物体后伸长2cm静止，那么这根弹簧伸长1cm后静止时，它的两端各受到1N的拉力

2．如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平拉力F拉A，但A、B仍保持静止，则下面的说法中正确的是（）。

A．物体A与地面间的静摩擦力的大小等于F

B．物体A与地面的静摩擦力的大小等于零

C．物体A与B间的静摩擦力的大小等于F

D．物体A与B间的静摩擦力的大小等于零

3．关于两物体之间的弹力和摩擦力，下列说法中正确的是( ) A ．有摩擦力一定有弹力 B ．摩擦力的大小与弹力成正比 C ．有弹力一定有摩擦力 D ．弹力是动力，摩擦力是阻力

4．如上图所示，用水平力F 将物体压在竖直墙壁上，保持静止状态，物体所受的摩擦力的大小( ) A ．随F 的增大而增大 B ．随F 的减少而减少 C ．等于重力的大小 D ．可能大于重力

5．用手握着一个玻璃杯，处于静止状态。如果将手握得更紧，手对玻璃杯的静摩擦力将 ，如果手的握力不变，而向杯中倒入一些水（杯仍处于静止状态），手对杯的静摩擦力将 。

6．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到两个拉力作用，拉力的大小如图所示，物体处于静止状态，（1）若只撤去10N 的拉力，则物体能否保持静止状态？ ；（2）若只撤去2N 的力，物体能否保持静止状态？ 。

7．如图所示，在μ=0.2的粗糙水平面上，有一质量为10kg 的物体以一定的速度向右运动，同时还有一水平向左的力F 作用于物体上，其大小为10N ，则物体受到的摩擦力大小为______，方向为_______．(g 取10N/kg)

8．如图所示，重20N 的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N 水平向右的力F 作用，物体所受摩擦力的大小为 ，方向为 。

9.（09天津卷1）.物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F ，A 中F 垂直于斜面向上。B 中F 垂直于斜面向下，C 中F 竖直向上，D 中F 竖直

向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是10（09山东卷16）.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止P 点。设滑块所受支持力为F 2。OF 与水平方向的夹角为0。下列关系正确的是

A.tan mg

F =

θ B.F ＝tan0

C.tan N mg

F =θ

D.F N =mgtan0

11.（09江苏理综卷14）．如图所示，质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为o

30，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别

为

A ．

23mg 和21mg B ．21mg 和23mg

C ．

21mg 和2

1

μmg D ．

23mg 和2

3

μmg

12（09海南卷1）两个大小分别为1F 和2F （21F F <）的力作用在同一质点上，它们的合力的大小F 满足

A ．21F F F ≤≤

B ．

1212

22

F F F F F -+≤≤ C ．1212F F F F F -≤≤+

D ． 22222

1212F F F F F -≤≤+

13（09海南卷3）．两刚性球a 和b 的质量分别为a m 和b m 、直径分别为a d 个b d (a d >b d )。将

a 、

b 球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内，如图所示。设a 、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为1f 和2f ，筒底所受的压力大小为F ．已知重力加速度大小为g 。若所以接触都是光滑的，则 A ．()a b 12 F m m g f f =+=

B ．()a 12 b F m m g f f =+≠

C ．()a 12 a b m g F m m g f f <<+=

D ．()a a 12, b m g F m m g f f <<+≠

14（09江苏物理卷2）．用一根长1m 的轻质细绳将一副质量为1kg 的画框对称

悬挂在墙壁

上，已知绳能承受的最大张力为10N ，为使绳不断裂，画框上两个 挂钉的间距最大为（g 取2

10m/s ）

A ．2

B ．m 2

C ．1m 2

D ．m 4

15（09广东理基卷4）．建筑工人用图2所示的定滑轮装置运送建筑材料，质量为70.0kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg 的建筑材料以0.500m/2

s 的加速度拉开忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力

大小为 2

(10/)g m s 取

A ．510N B. 490N C.890N D. 910N

参考答案：1．BD 2．AD 3．A 4．C 5．不变；变大 6．最大静摩擦力f m ≥8N ，若只撤去10N 的拉力，则物体能保持静止；若只撤去2N 的力，物体可能保持静止也可能产生滑动。

7．20N ，水平向左 8．2N ，水平向右 9D 10.A 11A 12C 13A 14A