資源簡介

(共53張PPT)
第二章
相互作用與物體平衡
課標要求 熱點考向
1.通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規律，能用動摩擦因數計算摩擦力
2.知道常見的形變，通過實驗了解物體的彈性，知道胡克定律
3.通過實驗，理解力的合成與分解，知道共點力的平衡條件，區分矢量與標量，用力的合成與分解分析日常生活中的問題
4.認識單位制在物理學中的重要意義.知道國際單位制中的力學單位 1.結合物體的平衡條件考查彈力、摩擦力
2.靜摩擦力和滑動摩擦力轉換過程中摩擦力的變化
3.力的合成與分解，結合力的分析綜合解題
4.靜態平衡和動態平衡問題
第1節
重力
彈力
摩擦力
一、重力
吸引
mg
質量
形狀
1.定義：由于地球的____________而使物體受到的力.
2.大小：G＝____________，方向豎直向下.
3.重心：其位置與物體的________分布和________有關.
4.重心位置的確定：對于質量分布均勻、形狀規則的物體，重
心在其________________.對于形狀不規則或者質量分布不均勻的
薄板，重心可用____________確定.
幾何中心
懸掛法
彈性形變
彈性形變
相反
二、形變和彈力
1.彈力定義：發生____________的物體，由于要恢復原狀，對
與它接觸的物體產生力的作用，這種力叫做彈力.
2.產生條件：①物體直接接觸；②發生____________.
3.方向：彈力的方向總是與施力物體形變的方向________.
4.胡克定律.
正比
kx
(1)內容：彈簧發生彈性形變時，彈力的大小 F 跟彈簧伸長(或
縮短)的長度 x 成________.
(2)表達式：F＝________.
①k 是彈簧的勁度系數，單位為 N/m；k 的大小由彈簧______
決定；
自身
變化量
②x 是彈簧長度的__________，不是彈簧形變以后的長度.
類型 靜摩擦力 滑動摩擦力
定義 兩__________的物體間的摩擦力 兩__________的物體間的摩擦力
產生
條件 (1)接觸面粗糙
(2)接觸處有壓力
(3)兩物體間有相對運動趨勢 (1)接觸面粗糙
(2)接觸處有壓力
(3)兩物體間有相對運動
三、摩擦力
相對靜止
相對運動
1.靜摩擦力與滑動摩擦力對比.
類型 靜摩擦力 滑動摩擦力
大小 (1)靜摩擦力為被動力，與正壓力無關，滿足0(2)最大靜摩擦力Ffm大小與正壓力大小有關 Ff＝μFN
方向 與受力物體相對運動趨勢的方向________ 與受力物體相對運動的方向________
作用
效果 總是阻礙物體間的相對運動趨勢 總是阻礙物體間的相對運動
(續表)
相反
相反
2.動摩擦因數.
相對運動
粗糙程度
(1)定義：彼此接觸的物體發生______________時，摩擦力的
大小和壓力的比值，μ＝
Ff
FN
.
(2)決定因素：與接觸面的材料和____________有關.
【基礎自測】
1.判斷下列題目的正誤.
(1)重力的方向一定指向地心.(
)
(2)輕桿產生的彈力方向一定沿著桿的方向.(
)
(3)滑動摩擦力的方向不可能與物體的運動方向相同.(
)
)
(4)物體受到的摩擦力的大小一定滿足 Ff＝μFN.(
(5)運動的物體也可能受到靜摩擦力的作用.(
)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2.(多選)如圖所示，斜面靜置于水平粗糙地面上，斜面與豎直
墻之間放置一表面光滑的鐵球，斜面傾角為 θ，球的半徑為R，球
與斜面接觸點為 A，與豎直墻的接觸點為 B.球心是 O，球能處于
靜止狀態，則(　　)
A.豎直墻對鐵球的彈力過 B 點從 B 點指向 O 點
B.斜面對鐵球的彈力豎直向上
C.斜面對鐵球的彈力過 A 點從 A 點指向 O 點
D.豎直墻對鐵球沒有彈力
解析：豎直墻對鐵球的彈力垂直于墻面，即過 B 點從 B 點指
向 O 點，斜面對鐵球的彈力垂直于斜面，即過 A 點從 A 點指向 O
點，AC 正確.
答案：AC
3.(2024 年廣東廣州期中)下列敘述正確的是(
)
A.重心不一定在物體上，任何形狀規則的物體，它們的重心都
在幾何中心處
B.水杯放在水平桌面上受到的支持力，是由于水杯發生了微小
形變而產生的
C.物體靜止在水平地面上，由于受重力作用，使得物體和地面
發生彈性形變，物體產生了對地面的壓力，且壓力大小等于重力，
方向豎直向下，所以壓力就是重力
D.把物體由赤道移到北極，若用天平稱量，則示數在兩地相同；
若用彈簧秤稱量，則示數在北極略微增大
答案：D
4.(2023 年廣東部分學校聯考)在各地機場，旅客可以使用自動
取票機直接刷二代身份證獲取機票.為了防止旅客身份證遺漏，識
別感應區一般設計為斜面.如圖所示，斜面的傾角小于 45°，當身
份證放在感應區上處于靜止狀態時，下列說法正確的是(　　)
A.身份證對感應區的靜摩擦力方向沿斜面向上
B.感應區對身份證的支持力大于對身份證的摩擦力
C.感應區對身份證的作用力大于身份證所受的重力
D.感應區對身份證的作用力小于身份證所受的重力
解析：感應區對身份證的支持力垂直斜面向上，對身份證的
摩擦力沿斜面向上，設斜面的傾角為 θ ，由平衡條件可得 FN ＝
Gcos θ，f＝Gsin θ，由于θ<45°，可知感應區對身份證的支持力
大于對身份證的摩擦力，B 正確.
答案：B
熱點 1 彈力的分析與計算
考向 1 彈力有無及其方向的判斷
[熱點歸納]
1.彈力有無的判斷.
條件法 根據物體是否直接接觸并發生彈性形變來判斷是否存在彈力.多用來判斷形變較明顯的情況
假設法 對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間不存在彈力，看
物體能否保持原有的狀態，若運動狀態不變，則此處不存
在彈力；若運動狀態改變，則此處一定存在彈力
狀態法 根據物體的運動狀態，利用牛頓第二定律或共點力平衡條
件判斷是否存在彈力
(續表)
2.彈力方向的確定.
【典題 1】(2023 年海南海口一模)如圖為某球員準備罰任意
球時，一腳用力踩在足球上面讓足球保持靜止.
下列說法正確的是(　　)
A.靜止的足球受到的合力豎直向下
B.如果足球氣打得足一點，足球可能不發
生形變
C.靜止的足球可能受 4 個力的作用
D.腳對足球的壓力是由足球發生彈性形變引起的
解析：靜止的足球可能受到重力、腳的壓力、地面支持力和
摩擦力的作用，C 正確.
答案：C
方法技巧 彈力方向的判斷方法
(1)根據物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷.
(2)根據共點力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向.
考向 2 彈簧(彈性繩)彈力大小的計算——胡克定律的應用
[熱點歸納]
1.彈性限度內，勁度系數為 k 的單一彈簧，彈力與形變量滿足
F＝kx.
2.彈性限度內兩串聯的彈簧，無論彈簧長度及形變量如何，滿
足 F＝k1x1＝k2x2，兩并聯的彈簧，滿足 F＝k1x1＋k2x2，F 為總的彈
力.
【典題2】(多選，2024 年廣東深圳二模)常見的繩索，在一定
限度內，其拉力F與伸長量x成正比，即F＝kx.當繩索受到拉力而未斷時，其單位面積承受的最大拉力Tm稱為繩索的極限強度(Tm僅與材質有關).在繩索粗細與長度相同的情況下，k尼龍繩∶k蜘蛛絲∶
k碳纖維＝1∶3∶77，Tm尼龍繩＝620×106 N/m2，Tm蜘蛛絲＝1000×
106 N/m2，Tm碳纖維＝3430×106 N/m2，對于原長和粗細相同的三
種繩索(　　)
A.碳纖維繩承拉能力最強
B.受到相同拉力時，最長的是蜘蛛絲
C.若繩索能承受的最大拉力相同，則橫截面面積之比為
D.承受相同拉力時，它們的伸長量之比為 x 尼龍繩∶x 蜘蛛絲∶
x 碳纖維＝77∶3∶1
解析：由題意可知碳纖維的極限強度最大，即單位面積承受
的拉力最大，三種伸縮粗細相同，面積相同，所以碳纖維繩承拉
能力最強，A正確；根據 F＝kx，尼龍繩的勁度系數最小，受到相
答案：AC
【遷移拓展 1】(多選，2023 年廣東梅州二模)如圖所示，一
勁度系數為 k 的輕質彈簧甲，豎直地固定在桌面上，上面壓一
質量為 m 的物體，彈簧甲上、下端分別與物體和桌面相連；另一
A 豎直向上緩慢移動的距離可能是(已知兩根彈簧始終處于彈性限
度內，重力加速度為 g)(
)
A.
mg
k
B.
3mg
2k
C.
4mg
k
5mg
D.
k
答案：AD
熱點 2 摩擦力有無及其方向的判斷
考向 1 靜摩擦力有無及其方向的判斷方法
[熱點歸納]
(1)假設法.
利用假設法判斷的思維程序如下：
(2)狀態法.
此法的關鍵是先判明物體的運動狀態(即加速度的方向)，再利
用牛頓第二定律(F＝ma)確定合力，然后通過受力分析確定靜摩擦
力的大小及方向.
(3)牛頓第三定律法.
此法的關鍵是抓住“力是物體間的相互作用”，先確定受力
較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據“力的相互性”確定
另一物體受到的靜摩擦力方向.
【典題 3】(2022 年重慶卷)如圖所示，吸附在豎直玻璃上質
量為 m 的擦窗工具，在豎直平面內受重力、拉力和摩擦力(圖中
未畫出摩擦力)的共同作用做勻速直線運動.若拉力大小與重力大
小相等，方向水平向右，重力加速度為 g，則關于擦窗工具所受
)
摩擦力的情況，下列正確的是(
A.大小等于 mg
B.大小等于 mg
C.方向豎直向上
D.方向水平向左
解析：對擦窗工具進行正視圖的受力分析如圖所示.
水平方向上拉力 F 與擦窗工具所受摩擦力水平方向的分力 f2
等大反向，豎直方向上重力 mg 與擦窗工具所受摩擦力豎直方向的
分力 f1 等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如圖中 f 所示，大
答案：B
易錯提醒
靜摩擦力的方向與物體的運動方向沒有必然關
系，可能相同，也可能相反，還可能成一定的夾角，靜摩擦力的
方向與研究對象的相對運動趨勢相反.
考向 2 滑動摩擦力方向的判斷
[熱點歸納]
(1)滑動摩擦力的方向與接觸面相切，與物體相對運動方向相
反.相比靜摩擦力，滑動摩擦力的方向較為直觀.
(2)對相對運動方向的理解：“相對”指與其接觸的物體而言，
即以與其接觸的物體為參考系，不一定是相對地面的運動.
【典題4】(2024 年遼寧卷)利用硯臺將墨條研磨成墨汁時講究
“圓、緩、勻”，如圖，在研磨過程中，硯臺始終靜止在水平桌
面上.當墨條的速度方向水平向左時，(
)
A.硯臺對墨條的摩擦力方向水平向左
B.桌面對硯臺的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨條對硯臺的摩擦力是一對平衡力
D.桌面對硯臺的支持力與墨條對硯臺的壓力是一對平衡力
答案：C
熱點 3 摩擦力大小的比較與計算
【典題 5】(2023 年廣東廣州月考)如圖所示，將疊放在一起
的兩本書靜止放置于傾角為 θ 的傾斜桌面上，上面書本質量為 M，
下面書本質量為 m，下面書本有二分之一伸出桌面，桌面與書本
之間動摩擦因數為μ1，書本與書本之間動摩擦因數為μ2，已知最
大靜摩擦力等于滑動摩擦力，μ1>μ2，重力加速度為 g.下列說法
正確的是(　　)
A.下面書本受到桌面的支持力大小為 mgcosθ＋Mgcosθ
B.上面書本對下面書本的作用力的大小為 Mgcos θ
C.上面書本受到的摩擦力大小為μ2Mgcos θ
D.逐漸增大桌面傾斜的角度，上面書本比下面書本先滑動
解析：將兩本書看作一個整體，則下面書本受到的支持力大
小為 FN＝(m＋M)gcos θ，A 錯誤；由于上面書本處于靜止狀態，
所以下面書本對上面書本的支持力和摩擦力的合力與上面書本的
重力大小相等，所以上面書本對下面書本的作用力的大小為 Mg，
B 錯誤；根據平衡條件可得，上面書本受到的摩擦力大小為 f＝
Mgsin θ，C 錯誤；逐漸增大桌面傾斜的角度，當書恰好要滑動時，
對上面的書有 Mgsin θ＝μ2Mgcos θ，對于下面的書有(m＋M)gsin θ
＝μ1(m＋M)gcos θ，由于μ1 大于μ2，上面書本比下面書本先滑動，
D 正確.
答案：D
方法技巧 計算摩擦力大小的三點注意
(1)分清摩擦力的性質：靜摩擦力或滑動摩擦力.
(2)應用滑動摩擦力的計算公式 Ff＝μFN 時，注意動摩擦因數μ，
其大小與接觸面的材料及其粗糙程度有關，FN 為兩接觸面間的正
壓力，不一定等于物體的重力.
(3)滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關，與接觸面積的
大小無關.
【遷移拓展2】(2024 年廣西卷)工人卸貨時常利用斜面將重物
從高處滑下.如圖，三個完全相同的貨箱正沿著表面均勻的長直木
板下滑，貨箱各表面材質和粗糙程度均相同.若 1、2、3 號貨箱與
直木板間摩擦力的大小分別為 Ff1、Ff2 和 Ff3，則(
)
A.Ff1C.Ff1＝Ff3B.Ff1＝Ff2D.Ff1＝Ff2＝Ff3
解析：根據滑動摩擦力的公式 f＝μFN 可知滑動摩擦力的大小
與接觸面積無關，只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關，由題
可知三個貨箱各表面材質和粗糙程度均相同，壓力大小也相同，
故摩擦力相同，即 Ff1＝Ff2＝Ff3，D 正確.
答案：D
思路導引
摩擦力為靜摩擦力時，一般從平衡角度比較摩擦
力大小；摩擦力為滑動摩擦力時應用 Ff＝μFN 比較摩擦力大小，
注意滑動摩擦力與接觸面積無關，與動摩擦因數及正壓力有關.
突變類型 說明
“靜—靜”
突變 物體受到靜摩擦力和其他力的共同作用，當其他力的合力發
生變化時，如果仍保持相對靜止，則靜摩擦力的大小和(或)
方向可能發生突變
“動—動”
突變 物體受到滑動摩擦力和其他力的共同作用，當兩物體間的正
壓力發生變化時，滑動摩擦力的大小隨之而變；或者兩物體
達到共同速度時相對滑動方向發生變化，滑動摩擦力的方向
也會隨之而變
摩擦力的綜合分析
突變類型 說明
“靜—動”
突變 物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止狀態，當其他力變化時，如果物體不能保持靜止狀態，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力，“突變”點為靜摩擦力達到最大值時
“動—靜”
突變 兩物體相對減速滑動的過程中，若相對速度變為零，則滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力，“突變”點為兩物體相對速度剛好為零時
(續表)
模型一 “靜—靜”突變
【典題6】一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力
即 F1、F2 和摩擦力的作用，木塊處于靜止狀態，如圖所示，其
中 F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去 F1，則木塊受到的摩擦力為(　　)
B.6 N，方向向右
D.0
A.10 N，方向向左
C.2 N，方向向右
答案：C
模型二 “動—靜”突變
【典題 7】如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為 θ＝37°
(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8).質量為 1 kg 的滑塊以初速度 v0
從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長，該滑塊與斜面間的動摩
擦因數為 0.8)，則該滑塊所受摩擦力 f 隨時間變化的圖像是如圖中
的(取初速度 v0 的方向為正方向，g 取 10 m/s2)(
)
A
B
C
D
解析：滑塊以初速度 v0 從斜面底端沿斜面向上滑行，受到的
是滑動摩擦力，由 f＝μN 可得 f＝μmgcos 37°＝0.8×1×10×0.8 N
＝6.4 N，方向沿著斜面向下，為負值.重力沿斜面向下的分力等于
mgsin 37°＝1×10×0.6 N＝6 N＜f＝6.4 N，所以滑塊滑到最高點
時，處于靜止狀態.因此滑塊受到的靜摩擦力大小 f＝mgsin 37°＝
6 N，方向沿著斜面向上，為正值.B 正確.
答案：B
模型三
“靜—動”突變
【典題 8】(2023 年山東德州月考)長木板上表面的一端放有一
木個塊，木塊與木板接觸面上裝有摩擦力傳感器，如圖甲所示，木
板由水平位置緩慢向上轉動(即木板與地面的夾角 θ 變大)，另一端
不動，摩擦力傳感器記錄了木塊受到的摩擦力 Ff 隨角度θ的變化圖
)
乙
像，如圖乙所示.下列判斷正確的是(
甲
A.木塊與木板間的動摩擦因數 μB.木塊與木板間的動摩擦因數 μ＝
Ff2
mgcos θ1
C.木板與地面的夾角為 θ2 時，木塊將做自由落體運動
D.木板由 θ1 轉到 θ2 的過程中，木塊的速度越來越大、加速度
越來越小
答案：A
模型四 “動—動”突變
【典題9】(2021 年廣東廣州月考)在消防演習中
消防員雙手握住豎直的鐵桿勻速攀上 12 m 高的樓臺，
如圖所示，完成指令后又沿鐵桿勻速滑下，消防員
勻速攀上和勻速滑下時受到鐵桿的摩擦力分別記為 f1
和 f2，那么(
)
B.f1 向上，f2 向下
D.f1 向上，f2 向上
A.f1 向下，f2 向上
C.f1 向下，f2 向下
答案：D
思路導引
題目中的關鍵詞：勻速攀上和勻速滑下。勻速攀
上，消防員雙手與鐵桿間的摩擦力為靜摩擦力，由相對運動趨勢
方向判斷靜摩擦力方向.勻速滑下，消防員雙手與鐵桿間的摩擦力
為滑動摩擦力，由相對運動方向判斷摩擦力方向.

展開更多......

收起↑