第三章相互作用培優課重力彈力摩擦力學習目標重點難點1.理解三種常見的力．2．會分析判斷彈力的方向，并會根據二力平衡和胡克定律求彈力的大小．3．會判斷摩擦力的方向，并會求摩擦力的大小.1.能根據二力平衡求彈力的大小和摩擦力的大小是本書的重點．2．會判定彈力方向和摩擦力的方向是本書的難點.一、重力1．重力與質量的關系是什么？提示：G＝mg2．重力的大小與哪些因素有關？提示：在不同地點，某一物體重力的大小一般不相同．①與物體所處的緯度位置有關，在緯度越高的位置，所受重力越大；②重力的大小還與物體的海拔高度有關，在同一地點，位置越高，重力越小．3．重心的位置與哪些因素有關？怎樣確定重心的位置？提示：重心的位置與物體質量分布和幾何形變有關．(1)形狀規則、質量分布均勻的物體，重心在其幾何中心處．(2)對于質量分布不均勻、沒有規則幾何形狀的薄板物體，可采用懸掛法來確定物體的重心．二、彈力1．彈力產生的條件是什么？2．壓力、支持力、拉力的方向如何確定？提示：壓力、支持力的方向一定垂直接觸面．物體的彈力方向一定沿繩，但輕桿中的彈力不一定沿輕桿．3.如圖所示，一球放在光滑的水平面AC上，并和光滑面AB接觸，球靜止，試用假設法分析球所受的彈力．提示：假設去掉AB面，球仍保持原來的靜止狀態，可判斷出在球與AB面的接觸處沒有彈力；假設去掉AC面，球將向下運動，故在與AC面的接觸處受到彈力，其方向垂直于AC面豎直向上．4．胡克定律F＝kx的適用條件是什么？表達式中x、k的意義是什么？怎樣根據F－x圖象求k?提示：(1)定律的適用條件：彈簧發生彈性形變且必須在彈性限度內．(2)表達式中的x的意義：彈簧的形變量，即彈簧伸長或縮短的長度，而不是彈簧的原長，也不是彈簧形變后的實際長度，同一彈簧伸長或壓縮相同長度時，彈力大小相等，但方向不同．(3)表達式中的k的意義：彈簧的勁度系數，它反映了彈簧的“軟”“硬”程度，是由彈簧本身的性質(材料、長度、粗細等)決定的．在國際單位制中k的單位為“N/m”．三、摩擦力1．靜摩擦力(1)怎樣理解“相對靜止”的意義？提示：有靜摩擦力作用的兩物體是“相對”靜止的，即這兩個物體的運動狀態相同．而相對于地面，它們不一定靜止，所以一個受到靜摩擦力作用的物體不一定靜止，也有可能是運動的．(2)靜摩擦力產生的條件是什么？提示：①接觸面是粗糙的．②兩物體相對靜止但存在相對運動趨勢．③兩物體在接觸面上有正壓力(彈力)．(3)靜摩擦力的方向有何特點？提示：①在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運動趨勢的方向相反．②與物體運動的方向可能相同，也可能相反．(4)靜摩擦力的大小如何確定？提示：①大小的范圍：0<F≤Fmax.②計算：物體處于平衡狀態(勻速運動或靜止)時，根據二力平衡條件求解．2．滑動摩擦力(1)怎樣理解“相對運動”的意義？提示：滑動摩擦力存在于發生相對運動的兩個物體之間，但并不意味著受滑動摩擦力的物體相對于地面是運動的，即受到滑動摩擦力作用的物體不一定運動．(2)滑動摩擦力產生的條件是什么？提示：①兩物體相互接觸擠壓．②物體間的接觸面不光滑．③兩物體間存在相對運動．(3)滑動摩擦力的方向有何特點？提示：①在接觸面上，與接觸面相切，且與物體相對運動的方向相反．②與物體的運動方向可能相同，也可能相反．(4)滑動摩擦力的大小有哪兩種計算方法？提示：①公式法：根據公式F＝μFN計算．正壓力FN是物體與接觸面間的壓力，不一定等于物體的重力，FN的大小根據物體的受力情況確定．動摩擦因數μ與材料和接觸面的粗糙程度有關，而與物體間的壓力、接觸面的大小無關．②二力平衡法：物體處于平衡狀態(勻速運動或靜止)時，根據二力平衡條件求解．(2)假設去掉斜面，小球還會靜止嗎？提示：會解析：小球必定受到重力和細線的拉力．小球和光滑斜面接觸，斜面對小球沒有彈力(假設有彈力，小球將受到三個力作用，重力和細線的拉力在豎直方向上，彈力垂直于斜面向上，三個力的合力不可能為零，小球將向右上方運動，與題設條件矛盾，故斜面對小球沒有彈力)．故小球只受到重力和細線對它的拉力兩個力，故選項A正確，選項B、C、D錯誤．答案：A

如圖所示，一重為40N的木塊原來靜止在水平桌面上，某瞬間在水平方向上同時受到兩個方向相反的力F1、F2的作用，其中F1＝15N，F2＝6N．已知木塊與桌面間的動摩擦因數為0.2，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求：(1)木塊所受的摩擦力的大小和方向．(2)當只將F1撤去時，木塊受到的摩擦力的大小和方向．(3)若撤去的力不是F1而是F2，求木塊受到的摩擦力的大小和方向．[解題探究](1)力F1和F2共同作用相當于一個大小為________N，方向________的作用力．提示：9水平向右(2)該題中如何判斷木塊是靜止還是運動？提示：比較木塊受到的水平外力和最大靜摩擦力的大小關系，若水平外力小于最大靜摩擦力，木塊處于靜止狀態；水平外力大于最大靜摩擦力，木塊就能滑動．解析：當木塊運動時受到的滑動摩擦力為F滑＝μFN＝μG＝0.2×40N＝8N，故木塊受到桌面的最大靜摩擦力為8N.(1)加上F1、F2后，F1和F2相當于一個方向向右的F＝F1－F2＝9N的力．由于F大于最大靜摩擦力，故木塊向右運動，則木塊受到桌面滑動摩擦力的作用，大小為8N，方向水平向左．(2)將F1撤去后，由于F2小于最大靜摩擦力，故木塊仍然保持靜止．由二力平衡知識知，木塊受到的靜摩擦力大小等于F2，即大小為