课程解读

一、学习目标：

1. 掌握重力、弹力、摩擦力产生的条件。方向的判断及大小的计算。

2. 熟练掌握胡克定律，以及滑动摩擦力的求解。

3. 能准确的进行受力分析。

二、重点、难点：

重点：

1. 力的概念、图示以及力的作用效果。

2. 重力的概念及重心的理解。

3. 弹力有无的判断、弹力方向的判断和弹力大小的计算。

4. 滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断，静摩擦力有无的判断以及方向的判断。

难点：

1. 重心的概念和位置。

2. 弹力有无的判断及弹力方向的判断。

3. 静摩擦力有无的判断、静摩擦力方向的判断。和静摩擦力大小的简单计算。

三、考点分析：

本节课所学知识是力学的基础，单独出题进行考查的情况不多，常和后面所学的物体的平衡、牛顿运动定律及运动等内容结合起来综合出题，是高考中的重点内容。

内容和要求	考点细目	出题方式
重力，弹力，摩擦力	重力的方向	选择题、计算题
	弹力有无的判断，胡克定律的应用
	摩擦力方向的判断，摩擦力大小的计算
分析方法	假设法	选择题、计算题

知识梳理

一、

1. 力：物体与物体之间的相互作用（施力物体和受力物体）

2. 四种基本相互作用

	作用对象	特点	作用范围	举例
万有引力	一切物体之间	力的作用随距离增大而减弱	长程力	重力
电磁相互作用	电荷间、磁体间	力的作用随距离增大而减弱，但比万有引力要强	长程力	弹力 摩擦力
强相互作用	组成原子核的核子间	距离增大时，力的作用急剧减小	短程力	核力
弱相互作用	基本粒子之间	距离增大时，力的作用急剧减小，且比强相互作用要小得多	短程力	基本粒子 间的力

3. 力的分类（力有许多种分类方式，比如力可以分成接触力和非接触力。但今天我们学习的是其他的分类方法）

①按力的性质分——重力、摩擦力； 弹力、电场力、磁场力、分子力等（性质力）。

②按力的效果分——引力、斥力； 压力、支持力、浮力、动力、阻力、拉力等（效果力）。

二、

1. 重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。

（施力物体是地球，受力物体是有重力的物体）

3. 重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点就叫做物体的重心。 物体的重心可能在物体中，也可能在物体之外。

①形状规则，质量分布均匀的物体，它的重心在其几何中心处。

②质量分布不均匀的物体，其重心的位置除了跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。

③薄板状物体重心的确定——悬挂法→

三、

1. 弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。支持力、压力、拉力、推力均属于弹力。

匀变速直线运动问题的解题思想

（1）选定研究对象，分析各阶段运动性质；

（2）根据题意画运动草图

2. 弹力产生的条件：①直接接触

②发生形变

注意：①形变：是指物体的形状或体积的改变，任何物体都能发生形变。

②形变分类：弹性形变，非弹性形变。

③形变包含三层含义，一是“变形”；二是“恢复原状”；三是“产生弹力”。

◆常见弹力的方向：

*压力、支持力的方向总是垂直于两物体的接触面。

（1）点与平面接触，弹力方向垂直于平面；点与曲面接触，弹力方向垂直于曲面接触点所在切面。

（2）平面与平面接触，弹力方向垂直于平面，且指向受力物体；球面与球面接触，弹力方向沿两球球心连线方向，且指向受力物体。

*绳对物体的拉力（引力）总是沿着绳收缩的方向。

*杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。

四. 摩擦力：

	特点	产生条件	方向	大小	作用点
动摩擦	有相对运动	1相互接触并挤压 2接触面粗糙 3有相对运动	与接触面相切，与物体相对运动方向相反	F＝μFN	接触面
静摩擦	有相对运动趋势	1相互接触并挤压 2接触面粗糙 3有相对运动趋势	与接触面相切，与物体相对运动趋势方向相反	根据运动状态与受力情况来判断 0＜F≤Fmax.

■滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多

增大摩擦的方法：（1）增大压力（2）增大接触面的粗糙程度（3）变滚动为滑动。

减小摩擦的方法：（1）减小压力（2）减小接触面的粗糙程度（3）变滑动为滚动（4）分离摩擦面。

五. 受力分析

1. 受力分析的顺序

一般遵循由易到难（重力、弹力、摩擦力）或由已知到未知的原则。

2. 受力分析的方法

（1）隔离法

（2）整体法

3. 受力分析的步骤

（1）确定研究对象（单个物体或几个物体组成的系统／整体）

（2）把研究对象与其他物体隔离

（3）按一定的顺序画出外界物体对研究对象施加的力的示意图。

4. 注意事项

（1）不能总认为物体在运动方向上一定受到力的作用。即在画力的示意图时要明确该力的施力物体是哪个。

（2）受力分析是分析物体受到的力，不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。

（3）判断弹力的有无时可假设把外界物体移走，通过物体的运动状态是否变化来判断接触面处有没有弹力。判断静摩擦力的有无及方向时可假设接触面光滑，通过物体是否发生相对运动和相对运动的方向来判断静摩擦力的有无和方向。

（4）用整体法进行受力分析时，可把系统以外的物体对系统内任一物体的作用力都认为是系统受到的力，系统内物体之间的作用力（内力）不需要画出来。

（5）在课本范围内，我们只研究共点力的情况，所以不管是单个物体还是几个物体组成的系统，在对它们进行受力分析时，都应把它们当作一个点（质点）来处理，且所有力的作用点都是同一点。

典型例题

知识点一：常用的解题方法

例1. 下列关于力的说法中正确的是（ ）

A. 射出枪口的子弹，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用

B. 甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用

C. 只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力

D．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体

正确答案：D

解答过程：子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为无法找到这个“推力”的施力物体；故不存在，所以A错．物体间力的作用总是相互的，甲推乙的同时乙也推甲，故说法B错．不论物体是否有生命或是否有动力，它们受到别的物体作用时，都会施力，马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C错．由于自然界中的物体都是相互联系的，找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故说法D正确．

例2. 下列关于重力的说法，正确的是（ ）

A. 重力就是地球对物体的吸引力

B. 只有静止的物体才受到重力

C. 同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力

D. 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的

正确答案：CD

解答过程：重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，地球对物体的吸引力产生两个效果：一个效果是吸引力的一部分使物体绕地球转动；另一个效果即另一部分力才是重力，也就是说重力通常只是吸引力的一部分。重力只决定于地球对物体的作用，而与物体的运动状态无关，也与物体是否受到其他力的作用无关。

例3. 在弹簧测力计秤钩下挂一个静止的小球，下列说法正确的是

A. 小球对弹簧测力计的拉力就是小球的重力

B. 小球所受拉力的施力物体是地球

C. 弹簧测力计对小球的拉力在数值上等于小球的重力

D. 小球对弹簧测力计拉力的施力物体是小球

正确答案：CD

解答过程：对小球做受力分析，小球静止故弹簧测力计对小球的拉力等于小球的重力，故C对；小球对弹簧测力计的拉力等于弹簧测力计对小球的拉力，也在数值上等于小球的重力，但并不是说就是小球的重力，故A错；小球所受重力的施力物体是地球，对弹簧测力计拉力的施力物体是小球，故D对；小球所受拉力的施力物体是弹簧，故B错。

知识点二：弹力

例4. 弹力有无的判断

如图所示，细绳竖直拉紧，使小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则小球受到的力是（ ）

A. 重力、绳的拉力 B. 重力、绳的拉力、斜面的弹力

C. 重力、斜面的弹力 D. 绳的拉力、斜面的弹力

正确答案：A

解答过程：（1）两物体接触，不一定发生形变，产生弹力；若物体间存在弹力，则物体接触且一定发生形变.接触、形变是产生弹力的充分必要条件.

（2）对于不易观察的形变，可以采用假设法来判断——即假设接触物不存在，若物体的运动状态不变化，则无形变；反之，有形变.

也可以从物体的运动状态与受力情况是否相符的角度，由力的平衡条件或牛顿运动定律来判断弹力的有无，进而步推知形变的有无.

（3）若无斜面，则小球仍保持静止；若小球与斜面间存在弹力，则小球所受力的合力不为零，这与小球静止矛盾，因此不存在弹力，正确答案为A。

例5. 弹力方向的确定

画出下图中物体A和B所受重力、弹力的示意图。（各接触面均光滑）

解答过程：若两接触面都是平面，弹力垂直于平面，指向受力物体。若一个是平面，弹力垂直于平面，且指向受力物体。若一个或两个是圆，则弹力过圆的接触点和该圆圆心，指向受力物体。各图中物体A和B受到的重力和弹力的示意图如图所示。

解题后的思考：判断弹力方向时，一定要注意接触类型是哪种类型，并根据弹力的产生条件，去判断有无弹力产生，并找出方向，画出弹力示意图，可根据情况将弹力的作用点移至重心。

【拓展】画出下列各图中物体A受到的弹力：

正确答案：

例6. 如图所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系. 根据图象判断，下列正确的结论是（ ）

A. 弹簧的劲度系数为1N／m B. 弹簧的劲度系数为100 N／m

C. 弹簧的原长为6 cm D. 弹簧伸长0. 2 m时，弹力的大小为4 N

正确答案：BC

解答过程：弹簧处于原长时，弹簧的弹力应为0，由此可知弹簧原长为6cm。由图象可知：当弹簧拉长2 cm时，弹力为2 N，可得劲度系数为100 N／m，因此答案为BC

解题后的思考：正确使用胡克定律，公式F＝kx中的x为形变量。

知识点三：摩擦力

例7. 用手握住一个油瓶（瓶始终处于竖直方向）. 下列说法正确的是（ ）

A. 瓶中油越多，手必须握得越紧

B. 手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大

C. 不管手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的

D. 以上说法都正确

正确答案：AC

解答过程：手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡——静摩擦力的大小由瓶的重力（大小）决定；油瓶变重，它受到的静摩擦力也会随之增大，手握得紧一点，相应的最大静摩擦力值也就大一些，才能保证油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来，所以选项A正确。手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力值也越大；但这时油瓶受到的是静摩擦力，且与油瓶受到的重力平衡，是一个定值——等于油瓶的重力。可见，选项B错误，C正确；同时可以判断出D也不正确。

例8. 关于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）

A. 物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大

B. 滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反

C. 接触面的滑动摩擦系数越大，滑动摩擦力也越大

D. 滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反

正确答案：B

解答过程：滑动摩擦力只与接触面间的正压力和摩擦系数两个因素有关，与物体滑行速度无关，故A错；C选项中只强调了其中一个因素，故也不对；滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，而不是与物体运动方向相反，故D错，B对。

例9. 质量为M的木块，置于水平面上，物体受到水平方向的恒力F₁＝4N，F₂＝8N处于静止状态，如图所示，则（ ）

A. 木块受到的静摩擦力方向水平向右

B. 如果去掉F₂，木块一定处于静止状态

C. 如果去掉F₁，木块可能处于静止状态

D. 如果将F₂增大到15N，木块可能运动起来

1F₁

F₂

正确答案：ABCD

解答过程：由物体受力平衡F₁＋F_f＝ F₂可知摩擦力等于4N，方向水平向右，故A对；最大静摩擦力F_m≥4N，当去掉F₂后物体可以受到与F₂相同的静摩擦力来平衡F₁，故B正确，最大静摩擦力可能大于8N，故C对；最大静摩擦力也可能小于15N，当外力大于最大静摩擦力时，物体才可能运动，故D也正确。

例10. 情景1：如图1所示，甲、乙两物体叠放在水平面上静止不动。当甲受到水平向右的拉力F与乙一起匀速向右运动时，甲和乙是否受到摩擦力的作用？方向如何？

情景2：如图2所示，在一条水平的传送带上放着一个物体A，物体A随着传送带一起向右做匀速直线运动，则此时物体A受到传送带对它的摩擦力方向如何？

情景3：如图3所示，在一条倾斜的传送带上放着一个物体，物体随着传送带一起斜向上做匀速直线运动，则此时物体受到传送带对它的摩擦力方向如何？

解答过程：情景1剖析：由于甲物体相对于水平面向右运动，所以甲与水平面之间有摩擦力，且水平面对甲的摩擦力阻碍甲向右运动，方向水平向左。又因为乙和甲一起相对于水平面向右运动，所以甲和乙之间没有发生相对运动，也没有要发生相对运动的趋势，所以乙不受摩擦力。

情景2剖析：此情景初看比较复杂，很容易跟“刚开始运动”或“正在减速”的情景相混淆。如果物体A与传送带之间存在摩擦力，那么这个力必定在水平方向上，或水平向右，或水平向左。由于物体A做匀速直线运动，既没有加速，也没有减速，即物体A相对于传送带来说是静止不动的，因此说，它既没有向前加速的趋势，也没有要停下来的趋势，故物体A与传送带之间不存在摩擦力。可见，本题的关键语句是“物体A随着传送带一起向右做匀速直线运动”。

情景3剖析：可利用假设法判断，若物体与传送带之间没有摩擦力，物体将向下滑，要使物体能跟传送带一起匀速斜向上运动，则物体必须受到沿斜面向上的摩擦力。

解题后的思考：摩擦力的方向可能和物体运动方向相同，也可能和物体运动方向相反。它只是和物体间相对运动方向相反或物体间相对运动趋势方向相反。

判断两物体间有无摩擦力时，必须选择其中之一作为参照物。在不易看出两物体间是否有相对运动趋势时，可用假设法，即假设没有摩擦力，想象一下两物体间会有怎样的相对运动。

例11. 如图所示，物体A重40N，物体B重20N，A与B、B与地面的动摩擦因数相同，将物体B用细绳系住，当水平拉力F＝32N时，才能将A匀速拉出，求其接触面间的动摩擦因数。

解答过程：以物体A为研究对象，其受力情况如图所示：

则物体B对其压力为

地面对A的支持力

因此A受B的滑动摩擦力为

F_{f 2}＝μF_{N 2}＝20μ，

A受地面的摩擦力为

F_{f 1}＝μF_{N 1} ＝60μ，

又由题意得：，F＝32N，代入即可得到μ＝0.4。

解题后的思考：要计算动摩擦因数μ，必须考虑到物体A上、下两个表面都受到了滑动摩擦力的作用。

知识点四：受力分析

口诀：分析对象先隔离，已知各力画上面。接触点、面要找全，推拉挤压弹力显。糙面滑动动摩擦，欲动未动静摩现。隔离体上力画全，不多不少展笑颜。

例12. 对下列物体进行受力分析：

对物体A进行受力分析（并写出各力的施力物体）

正确答案：

解题后的思考：按顺序分析，一重、二弹、三摩擦、再其他。

提分技巧

1. 从三要素把握住重力的概念：重力的方向竖直向下，依此可制成重垂线；重力的大小可从测它的质量的弹簧秤读出，且重力大小跟物体的质量成正比；重力的作用点在物体的重心上。

2. 产生摩擦力的三个前提：两个物体互相接触且有压力；要发生或已发生相对运动；接触面粗糙。滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度及接触面的性质有关，静摩擦力的大小及有无要从两力平衡的方面去判定。

3. 做受力分析时需注意：

（1）先确定出所研究的物体，然后找出周围有哪些物体对它产生作用。

采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力，但不要找该物体施于其物体的力，譬如所研究的物体是A，那么就应该找出“甲对A”或“乙对A”或“丙对A”的力……而“A对甲”或“A对乙”等的力就不是A所受的力。也不要把作用在其他物体上的力错误地认为是通过“力的传递”而作用在研究对象上。

（2）要养成按步骤分析的习惯。

先画重力：作用点画在物体的重心处。

然后画接触力（弹力和摩擦力）：绕研究对象逆时针（或顺时针）观察一周，看研究对象跟其他物体有几个接触点（面），对每个接触点（面）若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动趋势，则要画出摩擦力。要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动（或相对运动趋势）方向相反。分析完一个接触点（面）后再依次分析其他的接触点（面）。

最后画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出场力。

预习导学

一、预习新知

必修1第三章 第4—5节 力的合成、力的分解

二、预习点拨

1. 什么是合力、分力、共点力，合力和分力之间是什么关系？

2. 什么是力的合成和分解，力的平行四边形定则是什么？求解时如何使用？

同步练习

（答题时间：45分钟）

1. 下列物体的重力最接近1N的是（ ）

2. 2008年奥运会在我国北京召开，小明看到奥委会发布了许多有关福娃的张贴画与我们所学的物理知识有关，他选择了欢欢把足球踢向空中的一幅画（如下图所示），让同组的四个同学画出足球在空中飞行时的受力图，要求不计空气阻力，用G表示重力，F表示脚对球的作用力，其中正确的是（　　）

3. 在下图中，能表示A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是（ ）

4. 小华写完作业后，到厨房里帮妈妈干活。但当他走动时感到地面的瓷砖由于粘有油污而很滑，如果不小心很容易滑倒，聪明的小华想了想，利用自己学过的摩擦力的知识解决了这个问题。下列做法肯定错误的是（ ）

A. 在厨房里穿有平底的塑料拖鞋

B. 经常用较干的抹布将地面擦干净

C. 建议爸爸将比较光滑的瓷砖换成有凹凸花纹的瓷砖

D. 在瓷砖上铺上几张废旧报纸

5. 某同学在用弹簧测力计测量一个物体的重力时，错将物体挂在拉环上，如下图所示，当物体静止时，弹簧测力计的读数为2.2N，则物体的重力（　　）

A. 一定大于2.2N B. 一定小于2.2N

C. 一定等于2.2N D. 以上判断均不正确

6. 关于摩擦力，下列叙述中正确的是 （ ）

A. 物体受到的摩擦力与物体的重力无直接关系

B. 一个物体在另一个物体表面滑动时一定受到摩擦力

C. 物体在做匀速直线运动时一定不受到摩擦力，只有做变速直线运动时才受到摩擦力

D. 摩擦力总是阻碍物体运动的

7. 关于摩擦力的方向，下列叙述中不正确的是（ ）

A. 静摩擦力的方向，可能与物体运动的方向相同

B. 静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反

C. 滑动摩擦力的方向，可能与物体的运动方向相同

D. 滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相同

8. 某物理研究性学习小组在探究物体所受重力大小与物体质量的关系时，实验记录如下表：

实测 物体	物体质量m （kg）	重力G （N）	比值G/m （N/kg）	比值G/m的平均值 （N/kg）
物体1	0.1	0.99	9.9
物体2	0.2	1.96	9.8
物体3	0.3	2.91	9.7

（1）在探究过程中，需要的测量工具有 、 。

（2）在上表空白处填出比值G/m的平均值。

（3）分析表中实验数据，得出的结论是： 。

9. 如果手边只有一根橡皮条，一个10kg的砝码和一把米尺，如何用这些东西粗略地测出两手间的拉力？说说你的办法.

10. 在探究“影响摩擦力大小因素”的实验中，某同学记录的结果如下表所示。

（1）在这个实验中，该同学使用的是控制变量法，在第1、2次实验中变量是_______，控制的变量是______。得到的结论是：接触面不变时，压力越大，摩擦力越大。

（2）在研究接触面对摩擦力大小的影响时，可采用第____次的实验结果，得到的结论是___________。

实验次数	接触面	压力（N）	摩擦力（N）
1	木块和木板	2	0.4
2	木块和木板	4	0.8
3	木块和棉布	2	0.6
4	木块和毛巾	4	1.2

试题答案

1. B 提示：要记住生活中一些常见的量，如：

成人正常两步的间距：1.5m

教室高度：3~4m

一只鸡蛋：50g

中学生的质量：50kg

鸡的质量：2~2.5kg

步行速度：1.4 m/s（5km/h）

自行车速度：4.2m/s（15km/h）

人的手掌面积可以当作长方形来估算。

2. A 提示：做受力分析时要能找出施力物体，若找不出施力物体，则力是不存在的

3. B 提示：我们可以用假设的方法来判断A、B小球之间是否有弹力。如果把其中的一个小球撤去，看另外一个小球的运动状态是否发生变化。只有B选项中当其中一个小球撤去后，另一个小球将会产生运动。

4. B 提示：通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦力

5. B 提示：被测物体倒挂在弹簧秤上测的是弹簧秤和物体的总质量，此时的读数大于物体的质量。

6. A

7. D 提示：摩擦力的方向可能和物体运动方向相同，也可能和物体运动方向相反。它只是和物体间相对运动方向相反或物体间相对运动趋势方向相反。

8. （1）天平；弹簧测力计；（2）9.8；（3）物体受到的重力与质量成正比（或物体受到的重力随质量的增大而增大）

9. 先测出橡皮条的长度l；再测出挂上10kg的砝码时橡皮条的伸长长度l₁；最后用力拉橡皮条测出拉伸的长度l₂；则F＝［（l₂－l）／（l₁－l）］mg

10. （1）压力的大小；接触面的粗糙程度；（2）1、3（或2、4）；压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大

（提示：研究接触面对摩擦力的影响时要控制实验材料和压力不变，其中1和3或2和4都符合，因此选择其中任何一组均可）