一周强化

一、一周内容概述

　　本讲的考点包括：力的概念；力学中常见的三种力——重力、弹力和摩擦力。力的概念是力学中最基本的概念，对力的概念的理解贯穿于力学乃至整个物理学的始终，是一个逐步深入的过程。高考试题多侧重对概念的理解进行考查，摩擦力是考查的重点。

二、重难点知识归纳讲解

（一）与弹力有关的问题

1、弹力

（1）定义：发生弹性形变的物体，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

（2）产生条件：直接接触，产生形变（弹性形变）。

（3）方向：与物体形变的方向相反，弹力的受力物体是引起形变的物体，施力物体是发生形变的物体。

（4）大小：弹簧类的弹性限度内遵从胡克定律F＝kx，非弹簧类弹力大小由平衡条件或动力学规律求解。

2、弹力有无的判断方法

（1）对于形变较明显的情况，由形变情况直接判断。

（2）形变不明显的情况，常用“假设法”，其基本思路是：假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否发生改变。若运动状态不变，则此外不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定存在弹力。

3、弹力方向的判断方法

（1）根据物体产生形变的方向判断：弹力方向与物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上。具体情况有以下几种：

①轻绳、轻杆、轻弹簧

　a、轻绳受力，只能产生拉力，方向沿绳子且指向绳子收缩的方向。

　b、轻杆受力，有拉伸、压缩、弯曲、扭转形变与之对应，杆的弹力方向具有多向性。

　c、轻弹簧受力，有压缩和拉伸形变，即能产生拉力，又有产生压力，方向沿弹簧的轴线方向。

②面与面、点与面接触

　物体的面与面、点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体。

（2）根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律判断。

2．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P．Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P．Q仍静止不动，则（ ）

A．Q受到的摩擦力一定变小　　　B．Q受到的摩擦力一定变大

C．轻绳上拉力一定变小　　　　D．轻绳上拉力一定不变

解析：

　　P、Q原来处于平衡状态，但是由于不知道Q的平行于斜面的重力分力mQg和P的重力mPg大小关系，所以Q所受的摩擦力Ff沿斜面向上还是向下，不能作出正确的判定。故选项A不正确。而根据物块P、Q的平衡可知，绳的拉力大小为P的重力，Q受到的合力一定为零，故选项B、C错误，选项D正确。

失误警示：

　　本题若考虑不周认为Q原来所受摩擦力方向向下而误选A；认为Q原来所受摩擦力方向向上而误选B；若考虑不到整体的前、后平衡可能误选C。

（二）对摩擦力认识上的误区（关键所在）

1、误区一：有外力作用才会有静摩擦力产生。产生静摩擦力是因为物体受到不为零的沿接触面方向的外力的情况确实存在。如图甲所示，用水平力F拉放在地面上的物块，但未拉动，是因为物块受到水平方向静摩擦力的作用，但以此认为沿接触面的外力是产生静摩擦力的前提条件却是片面的，不科学的。如图乙所示，放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物，在传送带加速或减速时，也会受到摩擦力的作用，其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用，而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。可见，相互接触的物体要产生静摩擦力，物体间必须具有相对运动的趋势。而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生，也可以是因为运动状态的改变而产生的。

2、误区二：滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反。这样的例子是很多的，但这个说法并不确切，如图所示，长木板A上放一木块B，当A向右做加速运动时，B也随着向右运动，同时B相对于A向左滑动。显然，B物体的运动方向是向右的，但它相对于A滑动的方向却是向左的，B所受滑动摩擦力方向是向右的，与B的运动方向相同。应明确的是“滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动的方向相反。”

3、误区三：摩擦力总是阻碍物体的运动。有些摩擦力是阻碍物体的运动，但也有一些摩擦力却是物体在运动过程中的动力。如人在加速跑动时，车辆加速前进时，由于人的脚或车轮（主动轮）与地面接触时相对静止且有向后运动的趋势，故地面给人的脚或车轮一个向前的静摩擦力，这个静摩擦力是使人或车加速前进的动力。可以设想一下，若人或车在光滑的水平面上时，能加速运动吗？

例2、对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（ ）

A．A轮带动B轮沿逆时针方向旋转．

B．B轮带动A轮沿逆时针方向旋转．

C．C轮带动D轮沿顺时针方向旋转．

D．D轮带动C轮沿顺时针方向旋转

解析：

　　BD 　　根据摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，来判定各个轮子所接触的皮带受到的静摩擦力方向。主动轮上皮带所受的静摩擦力方向与主动轮的旋转方向相同，而从动轮上皮带所受的静摩擦力方向与轮子的旋转方向相反，两者方向相反，共同作用的效果是使皮带拉直。由此可以判断出选项B、D正确。

失误警示：

　　这是一道与生产、生活紧密联系的科技社会生活的物理问题，体现了物理学的来源于生活、高于生活、服务于生活的原则。本题主要考查静摩擦力方向的判断。如果生活经验不足再加上摩擦力方向的判定条件头脑中不清晰，就很难选出正确的选项。观察能力已经列为考查内容，这是一个信息，05年此类试题有两个，都是选择题

例3、如图所示，质量m＝10kg和M＝20kg的两物块，叠放在动摩擦因数μ＝0.5的粗糙水平地面上，质量m的物块通过处于水平位置的轻弹簧与竖直墙连接，初始弹簧处于原长，弹簧的劲度系数K＝250N/m，现将一水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁靠近，当移动40cm时，两物块间开始滑动，此时水平推力F的大小为（ ）

A．100N　　　　　B．250N　　　　　C．200N　　　　　D．300N

解答：

　　依题意，水平力F作用在M上，当两物块一起向左移动时，两物块间有摩擦力，当两物块开始滑动瞬间，物块m受的静摩擦力达到最大值，静摩擦力的大小与弹簧的弹力大小相等，再对物块M进行受力分析，此时水平力F的大小等于其所受静摩擦力与滑动摩擦力之和。

　　用隔离体方法，画出两物块受力分析图，如图所示，物块m受重力mg和支持力在竖直方向上相平衡；在水平方向上弹力F弹与静摩擦力F静等大反向。

　　F弹＝F静，＝mg

　　根据胡克定律，当物块向墙壁方向移动40cm时，

　　F弹＝kx＝250×0.40N＝100N

　　物块M竖直方向受重力Mg和m的压力，地面的支持力FN；水平方向受推力F以及静摩擦力F′静、滑动摩擦力F滑，有：

　　

　　可得推力F＝250N，则B正确。

点评：

　　本题考查的是结合平衡问题考查弹力、摩擦力的知识，要求掌握摩擦力大小的计算，方向的判断及胡克定律的应用。这是高考命题热点之一。

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