第1节 重力 弹力 摩擦力
【基础梳理】
提示：弹性形变 直接接触 弹性形变 相反 弹性限度 正比 接触面粗糙 接触处有弹力 相对运动趋势
0 Ffm 相反 μFN 相反 粗糙程度 【自我诊断】
判一判
(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用．( ) (2)物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反．( ) (3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向．( ) (4)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同．( )
(5)滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关，与接触面的面积大小也无关．( ) (6)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√ 做一做
如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等，盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是( )
A．无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力
B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力 C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力 D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力
提示：选A.先以盒子和小球组成的系统为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a＝gsin α，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始终保持相对静止，所以小球的加速度大小也是a＝gsin α，方向沿斜面向下，小球重力沿斜面向下的分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要盒子的左、右侧面提供弹力，故选项A正确．
重力 基本相互作用 【题组过关】
1．关于物体的重力和重心，下列说法正确的是( )
A．物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的，所以方向总是垂直于地面向下 B．同一物体在地球上的不同位置，当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的，当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同
C．物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点 D．形状规则的物体(如正方体)，其重心一定在其几何中心处
解析：选C.重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下，选项A错误；同一物体在地球上不同位置所受重力不同，与弹簧测力计无关，选项B错误；重心为物体各部分所受重力的等效作用点，选项C正确；重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关，如果质量分布不均匀，仅有规则几何外形，其重心也不一定在几何中心上，选项D错误．
2．(2020·金华调研)下列有关力的说法中正确的是( )
A．力的产生离不开施力物体，但可以没有受力物体，例如，一个人用很大的力挥动网球拍，却没击中球，有施力物体而没有受力物体
B．力的产生离不开受力物体，但可以没有施力物体，例如物体冲上光滑斜面，在沿斜面上升过程中受到沿斜面向上的冲力，这个力没有施力物体
C．力是物体对物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，说明这个力就不存在 D．不接触的物体间也可以产生力的作用，例如，磁铁吸引铁钉，可见力可以离开物体单独存在
解析：选C.力的产生离不开施力物体，也离不开受力物体．一个人用很大的力挥动网球拍，却没击中球，球拍对球并没有力的作用，故A错误；力的产生离不开受力物体和施力物体，物体冲上光滑斜面的过程中，并没有受到向上的冲力，故B错误；力是一个物体对另一个物体的作用，如果找不到施力物体或受力物体，说明这个力就不存在，故C正确；不接
触的物体间也可以产生力的作用，磁铁吸引铁钉，是磁铁的磁场对铁钉产生的作用，不能说明力可以离开物体单独存在，故D错误．
弹 力 【知识提炼】
1．弹力的判断 (1)弹力有无的判断
(2)弹力方向的判断
①五种常见模型中弹力的方向
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． 2．弹力大小计算的三种方法 (1)根据胡克定律进行求解． (2)根据力的平衡条件进行求解． (3)根据牛顿第二定律进行求解．
【题组过关】
1.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子，如图所示，筷子与碗的接触点分别为A、B，则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为( )
A．均竖直向上 B．均指向球心O
C．A点处指向球心O，B点处竖直向上 D．A点处指向球心O，B点处垂直于筷子向上 答案：D
2．(2020·宁波六校联考)如图所示，一个球形物体静止于光滑水平面上，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接触点，则下列说法中正确的是( )
A．物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用 B．物体受重力、B点的支持力作用
C．物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用 D．物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用
解析：选B.假设没有光滑墙壁，物体也不会左右滚动，可见物体并未受到A点的弹力，A错误；B点对物体的支持力和地面对物体的弹力实为一个力，所以C错误；物体对地面的压力作用在地面上，并不是物体受到的力，受力分析时一定要明确研究对象，D错误；综上，B正确．
摩擦力 【知识提炼】
1．判断静摩擦力的有无和方向的方法 (1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：
(2)状态法：先判断物体的状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(F＝ma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向．
(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向．
2．摩擦力大小的计算
(1)滑动摩擦力的计算：滑动摩擦力的大小用公式F＝μFN计算．应用此公式时要注意以下两点：
①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；FN为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．
②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关． (2)静摩擦力的计算
①其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力FN无直接关系，因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依据物体的运动状态进行计算，若为平衡状态，静摩擦力可由平衡条件建立方程求解；若为非平衡状态，可由动力学规律建立方程求解．
②最大静摩擦力Ffm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力，它的数值与FN
成正比，在FN不变的情况下，滑动摩擦力略小于Ffm，而静摩擦力可在0～Ffm间变化．
【典题例析】
(2017·11月浙江选考)叠放在水平地面上的四个完全相同的
排球如图所示，质量均为m，相互接触．球与地面间的动摩擦因数均为μ，则( )
A．上方球与下方三个球间均没有弹力 B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力 4
C．水平地面对下方三个球的支持力均为mg
34
D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为μmg
3[答案] C
【题组过关】
考向1 静摩擦力有无及方向判断
1.(2020·嘉兴质检)如图所示，某人用手握住一个保温杯，则下列说法中正确的是( )
A．若保持保温杯始终静止，则手握得越紧，保温杯受到的摩擦力越大
B．握着保温杯匀速向上运动，保温杯所受的摩擦力向上 C．握着保温杯匀速向下运动，保温杯所受的摩擦力向下 D．握着保温杯水平匀速运动，保温杯不受摩擦力
解析：选B.保温杯无论是静止，还是匀速向上或向下，或水平匀速运动，合力都为0，竖直向下的重力总是与向上的摩擦力二力平衡，所以B正确．
考向2 静摩擦力大小的计算
(浙江选考)2021版高考物理一轮复习第二章相互作用第1节重力弹力摩擦力教案
