第2章 相互作用

第1节 重力 弹力 摩擦力

一、力

1．力的概念：物体与物体之间的相互作用． 2．力的作用效果

?使物体发生形变.?

两类效果?

??改变物体的运动状态.

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. 3．方向：总是竖直向下．

4．重心：因为物体各部分都受重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心．

◆特别提醒：(1)重力的方向不一定指向地心． (2)并不是只有重心处才受到重力的作用． 三、弹力 1．弹力

(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用． (2)产生的条件

①两物体相互接触；②发生弹性形变． (3)方向：与物体形变方向相反．

◆特别提醒：有弹力作用的两物体一定相接触，相接触的两物体间不一定有弹力． 2．胡克定律

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(1)内容：弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比． (2)表达式：F＝kx.

①k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． ②x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度． 四、摩擦力

1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所受的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；接触面间有弹力；物体间有相对运动或相对运动趋势． 3．大小：滑动摩擦力Ff＝μFN，静摩擦力：0

◆特别提醒：(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动．

(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动． (3)接触面处有摩擦力时一定有弹力，且弹力与摩擦力方向总垂直，反之不一定成立． [自我诊断] 1．判断正误

(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用．(×) (2)物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同．(√) (3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向．(×) (4)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反．(×) (5)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反．(×) (6)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用．(×)

(7)根据μ＝可知动摩擦因数μ与Ff成正比，与FN成反比．(×) 2．(多选)关于弹力的方向，下列说法中正确的是( ) A．放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的 B．放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的 C．将物体用绳吊在天花板上，绳所受物体的弹力方向是竖直向上的 D．物体间相互挤压时，弹力的方向垂直接触面指向受力物体

解析：选AD.放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力，其方向为垂直于桌面向上，故A正确；放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上，故B错误，D正确；绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向，而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向，故C错误．

Ff

FN

2

3．(多选)关于胡克定律，下列说法正确的是( )

A．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比 B．由k＝可知，劲度系数k与弹力F成正比，与弹簧的长度改变量成反比

C．弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关

D．弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小

解析：选ACD.在弹性限度内，弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F＝kx，故A正确；弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的，与弹力F及x无关，故C正确，B错误；由胡克定律得k＝，可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k相等，故D正确．

FxFx

4．(2017·中山模拟)如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧，A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是( )

A．B受到向左的摩擦力 B．B对A的摩擦力向右 C．地面对A的摩擦力向右 D．地面对A没有摩擦力

解析：选D.压缩的弹簧对B有向左的弹力，B有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，选项A错误；A对B的摩擦力向右，由牛顿第三定律可知，B对A的摩擦力向左，选项B错误；对整体研究，根据平衡条件分析可知，地面对A没有摩擦力，选项C错误，D正确．

考点一 弹力的分析和计算

1．弹力有无的判断方法

(1)条件法：根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断．

(2)假设法或撤离法：可以先假设有弹力存在，然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合．还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”，看研究对象能否保持原来的状态．

3

2．弹力方向的判断方法

(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断． (2)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．弹力大小的确定方法

(1)弹簧类弹力：由胡克定律知弹力F＝kx，其中x为弹簧的形变量，而不是伸长或压缩后弹簧的总长度．

(2)非弹簧类弹力：根据运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定．

1．如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球．当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是( )

A．细绳一定对小球有拉力的作用 B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用

C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力 D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力

解析：选D.若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度a＝gtan α，则轻弹簧对小球无弹力，D正确．

2．(2016·高考江苏卷)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( )

A．40 m/N C．200 m/N

B．40 N/m D．200 N/m

解析：选D.根据胡克定律有F＝kx，则k＝＝F4

N/m＝200 N/m，故D正确．

x2×10－2

3．(2017·安庆质检)如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是( )

A．小车静止时，F＝mgsin θ，方向沿杆向上

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