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1、第3章相互作用第1节 重力与重心.1第2节 科学探究:弹力.8第3节 摩擦力.15实验探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系.21第1节重力与重心要 点 一 力的描述力是物体和物体之间的相互但廿，能使物体的形状、运动状态 发生改变。要点二重力的理解因受地球的吸引 而使物体受到的力称为重力。重力的方向总是竖直 向下。要 点 三 重心的理解处在地球附近的物体,虽然它的各个组成部分都受重力的作用，但从效果上看,可认为重力集中作用在一个点上,我们把这个点视为重力的等效作用点,称为物体的重心。,自主思考.相互作用指力的出现一定是一对,这种认识正确吗？提示 正确。相互作用指两个作用是同时出现、相互依存的。物体运
2、动状态的改变对应哪个物理量？提示运动状态发生改变指物体的速度发生改变。（1）物体重力的施力物体是地球，地球的吸引力就是物体重力,对吗？（2）重力与地球的吸引力有差异的原因是什么？提 示（1）不对，重力的施力物体是地球，但不能说地球的吸引力是重力。（2）地球的自转。竖直就是指与地面垂直或指向地心对吗？提示 不对,竖直指与水平面垂直,不一定与地面垂直，也不一定指向地心。（1）由于重心是物体重力的等效作用点,所以重心一定在物体上对吗？(2)形状规则的物体其重心一定在几何中心吗？提 示(1)不对，物体的重心可以在物体外，例如一个金属圆环。(2)不一定，物体的重心除了和形状有关外还与质量分布有关。名师点
3、睛1.重力的产生重力是由于地球的吸引而产生的力,施力物体是地球。在地球附近的任何物体都受重力。2.重力的大小(1)同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比。即G-mg,其 中g是重力加速度。g的单位既可以是N/k g,又可以是m/s;而 且l N/k g=l m/s 2(在 第5章中我们将会证明这两个单位是相同的)。一般纬度越高,g值越大，同一物体所受重力越大;海拔越高,g值越小，同一物体所受重力越小。(3)重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关。3 .重力的方向重力的方向总是竖直向下，竖直向下不是垂直于接触面向下，也不是指向地心。4.重力的作用点重心(1)重心是重力的等效作
4、用点，注意物体的每一部分都有重力,并非物体的全部重力都作用于重心。(2)重心的位置重心的位置可以在物体上,也可以在物体外。例如一个圆形平板的重心在板上,而一个铜环的重心不在环上。质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上;对形状不规则的物体,如薄板,可以应用二力平衡的知识通过支撑法或悬挂法来确定其重心位置。重心的位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关，但一个物体的质量分布情况或形状发生变化时,其重心的位置也发生变化。探究点一力的作用效果及描述情境探究六幅图中力产生了什么作用效果?手拉开弓人压弯跳板能猫拉年竹子矍翳艘图1 图2 图3图4 图5 图6提示 图1、2、3都是由于力的作用使物体
5、发生了形变。图4、5、6都是由于力的作用使物体的运动状态发生了变化。探究归纳L力的作用效果(1)力是使物体发生形变的原因；(2)力是使物体运动状态发生改变的原因。2.力的描述方法(1)力的示意图。力的图示。3.力的图示与力的示意图比较项目力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)画线段从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度的线段标方向篇段的末端标出箭头,表示在线段的末端标出箭头,表示方向注意:有时箭头表示力的作用点。分呆究应用例 画 出 以 下 力 的 示 意 图。水平桌面对书产生5N的支持力把物体
6、用3N的力压在墙壁上答 案 如 图。解题感悟注意力的图示与示意图的区别与联系，画力的图示时,要严格按照相关的比例画此而力的示意图只需要准确画出力的方向及大致的大小即可，在实际解决问题中用得较多。探究点二重力及其测量情境探究1.为什么抛出去的篮球和树上掉落的苹果都会落在地面上?提 示 重 力 的 作 用。2.如图所示,重垂线是利用了什么原理?图(a)用近垂线检查 图(b)用重垂线检查工作台面是否水平 墙壁h的画是否挂正提 示 重 力 的 方 向：垂直于水平面竖直向下。3.生活中如何称量物体的重力。提 示 电 子 秤、弹簧测力计等。探究归纳1 .重力是由于物体受到地球的吸引而产生的力，用符号G 表
7、示。产生原因：地球吸引。施力物体:地球。受力物体:地面上和地面附近的一切物体。2 .重力的大小(1)用测量工具测量:弹簧测力计、电子秤等。(2)和质量的关系：G=mg,其中g 值随地球纬度的增大而增大;随海拔高度的增大而减小。源究应用例(2 0 2 1 四川金堂竹篙中学校高一期中)关于重力，下列说法正确的是()A.只有地球上的物体才会受到重力的作用，太空中的物体就不会受到重力的作用B.质量相同的物体所受重力一定相等C.重力的方向有时竖直向下,有时垂直于支持面向下D.重心是重力的等效作用点,可以在物体上,也可以在物体外答 案 D 重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，地球上以及太空中的物体都会受
8、到重力的作用，重力的方向竖直向下，故A、C 选项错误。严格来说，在地球上不同高度、不同纬度处重力加速度g 值一般不同,结合重力公式得出质量相同的物体在不同位置所受的重力不一定相等,故B 选项错误。重心是重力的等效作用点,并非物体的全部重力都作用在重心,所以重心的位置是可以在物体上,也可以在物体外的，比如圆环的重心在圆心处,故D 选项正确。解题感悟注意重力是由于地球吸引而产生的力，不一定等于地球对物体的弓I力（以后会学到），重力方向竖直向下,垂直于当地水平面,不一定指向地心，更不能说与地面垂直。探 究 点 三 物 体 的 重 心情境探究1.橙子的各部分都受到重力,那如何表示整个橙子受到的力?提示
9、研究重力对一个物体的作用效果时,可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在某一点,这个点是重力的等效作用点一一重心。2.以下物体质量分布均匀，其重心在哪?重心一定在物体上么？提 示 质 量 分 布 均 匀、形状规则的物体，其重心在几何中心处。重心可以在物体上，也可以不在物体上。3.一般物体的质量分布不一定均匀，形状也不一定规则，如何确定如图所示的薄板的重心？提示 要确定如题图所示的薄板的重心位置，如 图1,可以先在/点把薄板悬挂起来,通过/点画一条竖直线/氏由于力点悬线的拉力跟薄板的重力平衡,薄板的重心必定在直线上;然后选另一处点把薄板悬挂起来（如 图2）,过点画一条竖直线DE,薄板的重心必定在
10、直线应上。因此,力3和 庞 的 交 点。就是薄板的重心。重力的等效作用点即物体的重心,重心的高低决定了物体的稳定,重心越低，物体越稳定。而物体重心的位置与它的质量分布有关，质量分布均匀的物体,重心在其几何中心处,而质量分布不均匀的物体可通过悬挂法进行测量,重心不一定在物体内部,重心越低接触面积越大越稳定。探究应用例 关 于 物 体 的 重 心，下列说法中正确的是（）A.物体升高或降低时,重心在物体上的位置也相应升高或降低B.物体改变形状时,重心位置一定发生变化C.物体的重心可能位于物体之外D.重心是物体上最重的一点答 案C对于一个确定的物体，它的重心的位置相对于物体是固定不变的，不随物体的上升
11、、下降而发生变化,A错误;物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关,形状改变,重心位置不一定改变,B错误;物体的重心不一定在物体上,如环形绳子的重心就不在绳子上,C正确;重心是物体各部分所受重力的等效作用点,重心并非集中了物体的全部重力，也不是物体上最重的点,D错误。解题感悟理解重力和重心的注意事项1.重力是物体由于地球的吸引而受到的力，但并不是地球的吸引力。重力G=/ng,其大小只与加、g有关,方向与g相同，总是竖直向下。2 .重心不是重力的真实作用点,重力的作用点遍布整个物体,重心是重力的等效作用点,可以把物体所受的重力看成都集中在重心这一点。重心的位置与物体的形状和质量分布情况有关，但
12、并不一定在物体上。第2节 科学探究:弹力要点一弹性形变和范性形变某些发生彩变。的物体在撤去外力后能恢复原状,这种物体称为弹性体,对应的形变称为弹性形变,如压缩的弹簧、拨动的琴弦等。有些物体发生形变后不能恢复原状,这种形变称为范性形变,如压扁的面包和橡皮泥等。要 点 二 弹力的理解相互接触的物体发生弹性形变时，由于物体要恢复原状,物体会对与它接触的另一物体产生力的作用，这种力称为理力。通常所说的压力、支持力、拉力等都是弹力。弹力的方向总是与物体形变的方向相反。,自主思考.常见的形变类型有哪些？提示 拉伸、压缩、弯曲、扭转等。(1)发生弹性形变的物体一定会产生弹力吗？(2)举一些弹性形变的例子。提
13、 示(1)一定。(2)射箭时用的弓，跳水用的跳板,车辆上的减震弹簧,沙发上的海绵垫(1)产生弹力需要什么条件?站在地面上的人受到的弹力是如何产生的？(2)弹力的作用点在哪儿？(3)弹力的大小如何确定？提 示(1)两个条件必须同时存在，一是接触,二是发生弹性形变。站在地面上的人受到的弹力是由于人对地面挤压使地面产生形变,形变恢复产生的作用力。(2)接触点。(3)弹力的大小与形变量有关,一般要结合物体的运动状态分析。(1)如何理解弹力的方向？(2)放在桌面上的书受到弹力方向指哪儿?提示 弹力的方向总是与物体形变的方向相反,即指向形变恢复的方向，或者说指向使其产生形变的物体(即受力物体)。(2)垂直
14、于桌面指向书。/名师点睛1.常见弹力:平时所说的压力、支持力和拉力都是弹力。绳子的弹力通常称为张力。2.弹力的方向(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面。(2)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向。(3)几种常见弹力的方向接触面上的弹力轻绳、轻杆、轻弹簧上的弹力类型方向图例接触方式垂直公共接触面指向受力物体A过接触点,垂直于接触面(或接触面的切面)指向受力物体亲点与点垂直于过接触点的公切面指向受力物体r探究点一形变与弹力的方向情境探究L 找一块海绵，动手做下述实验:拉、压、弯、扭、揉海绵，观察发生的现象。提示 都发生了不同程度的形变。2.仔细观察下面几幅图,结合海绵的形变,找出他们的相同点。中
15、国a篇 办提示前三幅图都产生了明显形变，后两个图虽然没有发生明显形变，但通过放大法可以知道用手压桌面及用力压瓶子时均会发生不明显的形变。探究归纳1.弹力的成因相互接触的物体间不一定存在弹力，只有当两个物体相互挤压或拉伸而发生形变时，由于物体要恢复原状,才在接触位置对与它接触的物体产生弹力。弹力的符号通常用N、K 或 T表示。弹力产生的过程为：外力作用 相互挤压发生形变且 产生 等 原 因 厂 或拉伸 要恢 复 原 状 厂1弹力，2.弹力有无的判断方法(1)直接法对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件判断,两个条件都满足时才有弹力产生。(2)假设法要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用，
16、可假设将在此处与物体接触的另一物体去掉,看物体是否在该位置保持原来的状态,若能保持原来的状态,则说明物体间无弹力作用，否则有弹力作用。(3)状态法看除了要研究的弹力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)。若满足,则无弹力存在;若不满足,则有弹力存在。(4)替换法可以将硬的、形变不明显的施力物体(假设施力)用软的、易产生明显形变的物体来替换。如将墙壁、斜面用海绵来替换，将硬杆用轻弹簧来替换。(5)作用效果法:如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力,或改变受力物体的运动状态,可利用作用效果确定弹力的有无,例如图中小球与
17、平面1、2的接触面光滑,且小球没有发生水平运动,表明平面1对小球无弹力作用。例 图中物体%，均处于静止状态,a、。间一定有弹力的是()答 案B在题图A、C、D中，若将物体，拿走，物 体a仍能保持原来的静止状态,表明物体a、，间无弹力作用，而对于B图中的情况,若将物体6拿走，物体a会向右运动,故物体a、b间存在弹力。解题感悟弹力的产生必须同时具备两个条件：物体间相互接触；(2)接触面相互作用发生形变,且要恢复原状。探究 点 二 弹 力 的 方 向情境探究1,分析以下图中接触面上有没有弹力，画出其示意图。第 W 升图1 图2 图3提示 接触面上的弹力与接触面垂直,指向形变恢复的方向,对点点接触问题
18、,弹力垂直接触点的切线方向，具体受力示意图如图所ZJ O乙 丙图22.分析轻绳对球的拉力。提示绳子受到拉力后会有形变，由于收缩而产生弹力，故绳上弹力方向沿绳指向绳收缩的方向，具体拉力如图所示。3.甲图中48为轻质杆，图中杆的4、C端都通过较链与墙连接,杆在6 处由钱链连接,且系统均处于静止状态，图乙为一个弹性杆上端固定着一个小球,下端固定在斜面上,分析杆对3 点及小球的作用力。提示 带活动轴的轻杆弹力只能沿杆,既可以是拉力，也可以是支持力,而固定杆对物体的作用力根据情况而定,可以指向任何方向。探究归纳常见的几种弹力的方向1.面与面接触时弹力的方向，垂直于接触面而指向受力物体。2点与面接触时弹力
19、的方向，过接触点垂直于接触面（或接触面的切面），而指向受力物体。3 .球与面接触时弹力的方向，在接触点与球心的连线上,而指向受力物体。4 .球与球相接触时弹力的方向,垂直于过接触点的公切面,而指向受力物体。5.轻绳对物体的弹力方向,沿绳指向绳收缩的方向。6 .带活动轴的轻杆两端受到拉伸或挤压时会出现弹性拉力或压力,拉力或压力的方向沿轻杆方向。而有一端固定的轻杆,当杆受力较复杂时,要具体分析。杆的弹力可以指向任何方向，而不一定非要沿杆的方向。7 .弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合,指向弹簧恢复原状的方向。分呆究应用例 分 别 画 出 图 甲、乙中小球、图丙中杆的受力示意图。（图甲中小球用
20、细绳挂在光滑的墙壁上，图乙中小球用细绳拴着静止在桌角，图丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上）答 案 见 解 析解析受力示意图如图所示。解题感悟判断分析弹力方向时,要注意弹力的特点,压力、支持力的方向都垂直于接触面,确定它们方向的关键是找准它们的接触面或接触点的切面,轻绳中的弹力一定沿绳指向绳收缩的方向。探 究 点 三 弹 力 的 大 小胡克定律知识深化1 .胡克定律大量实验研究表明,在弹性限度内，弹簧弹力厂的大小与弹簧伸长（或压缩）的长度X 成正比，即e kx。这个规律叫作胡克定律。式中4叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m。2 .对胡克定律的理解（1）成立条件:在弹
21、性限度内。对广kx的理解x是弹簧的形变量,而不是弹簧形变后的长度。在为弹簧的劲度系数,反映弹簧本身的属性，由弹簧的长度、粗细、材料等因素决定,与弹力6的大小和形变量x 无关。产x图像是一条过原点的倾斜直线（如图所示），直线的斜率表示弹簧的劲度系数上弹簧弹力的变化量产与形变量的变化量也成正比，即 A 足A A x。第3节 摩 擦 力要 点 一 滑 动 摩 擦 力当两个物体彼此接触和挤压,并发生相对滑动。时,在接触面上就会产生阻碍相对滑动的力,这种力称为滑动摩擦力气滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，并与物体相对运动的方向相反外要 点 二 滑动摩擦力的大小滑动摩擦力f的大小与压力”的大小成正也即金U
22、N,式中比例系数称为动摩擦因数。要 点 三 静摩擦力当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对运动,但具有相对运动趋势3时,接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力,这种力称为静摩擦力气,自 主 思 考.（1）如何理解相对滑动？（2）相对滑动的物体的速度一定不为零吗？提 示（1）指两个接触的物体间运动速度大小或方向不同。（2）不一定,两个物体的速度可以一个为零,一个不为零。滑动摩擦力可以理解为滑动物体受到的力吗？提示这种理解不正确,静止的物体也会受到滑动摩擦力。（1）与物体相对运动方向相反指的是与物体运动方向相反吗？摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直吗？提 示（1）不是,相对运动指一个物体相对于
23、接触的另一物体的运动,与实际运动没有直接关系。（2）可以，比如在一辆匀速行驶的汽车中横向拉动一个箱子时。压力即指重力的大小？提示 不是,压力是接触的两个物体间的形变产生的弹力,有时等于重力的大小。（1）如何理解相对运动趋势？（2）用手竖直握住一个木棒水平移动,木棒相对手的运动趋势方向如何？提 示（1）即如果接触面变为光滑面,两个物体便会产生相对运动。（2）向下。运动的物体会有静摩擦力吗？提示 当然,生活中我们用手拿物体,没有脱手时,物体与手间的摩擦力为静摩擦力。名师点睛1.滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触并挤压；(2)两物体间的接触面粗糙；(3)两物体间存在相对运动。2.静摩擦力产生的
24、条件(1)两物体相互接触并挤压；(2)两物体间的接触面粗糙；(3)两物体相对静止，但有相对运动的趋势。探 究 点 一 滑 动 摩 擦 力情境探究1-把手放在书上，保持书不动，手在书面上滑动,手是否受到摩擦力,书是否受到摩擦力?保持手不动,拉动下面书本,手是否受到摩擦力，书是否受到摩擦力？分析以上两种情况下摩擦力方向有哪些特点。提示当两个物体间有相对运动时便会产生摩擦力,摩擦力的方向与相对运动方向相反。2.在寒冷的冬季,北方人经常用狗拉雪橇在雪地上行走,而在平时的公路上却不行,为什么？提示这说明物体滑动时受到的摩擦力大小与接触面的性质有关,接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。探究归纳1.“相对运动”的
25、理解:滑动摩擦力存在于发生相对运动的两个物体之间，两个物体“相对运动”时，可能是一个静止，另一个在运动;也可能是一个运动得快，另一个运动得慢;还可能是两个物体运动的方向相反。2.滑动摩擦力的方向(1)沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。(2)与物体的运动方向可能相同，也可能相反,还可能成任意夹角。由此可知滑动摩擦力可能是动力，也可能是阻力。物块跟随传送带向上运动，当物物块沿粗糙斜面卜滑时，块速度小于传送带速度时，滑动滑动摩擦力的方向与运摩擦力的方向与运动方向相同动方向相反3.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式户川计算。压力N 是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,的大小根据物
26、体的受力情况确定。动摩擦因数与接触面的材料和粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关。(2)二力平衡法:物体处于平衡(匀速直线运动或静止)状态时,根据二力平衡条件求解。藻究应用例(2 0 2 1 江苏南京中华中学高一期中)一轻质弹簧的劲度系数为A=2 0 N/cm,用它竖直提着一个物体,当物体处于静止状态时,弹簧形变量是5 cm;若用该弹簧拉着这个物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为2 cm 时,该物体恰好能在水平面上做匀速直线运动(疔1 0 m/s2)o求：(1)该物体的质量；(2)物体与水平面间的动摩擦因数；(3)当弹簧的伸长量变为6 cm 时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受
27、到的摩擦力有多大？答案(1)1 0 k g (2)0.4 (3)1 2 0 N 4 0 N解 析(l)A=2 0 N/cm=2 0 0 0 N/m;竖直提着该物体处于静止状态时，形变量是5 cm=0.0 5 m,根据胡克定律和二力平衡条件可知4 xi=/z?g,解得炉1 0 k g(2)当弹簧的伸长量为2 cm 时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,受力平衡,则有 kxm i i mg联立解得动摩擦因数为=0.4(3)当弹簧的伸长量为6 cm=O.0 6 m时，此时物体在加速运动,受到滑动摩擦力作用，有户晰0.4 X 1 0 X 1 0 N=4 0 N物体受到的水平拉力44 个2 0 0 0 X
28、 0.0 6 N=1 2 0 N解题感悟(1)对处于平衡状态的物体，可以根据二力平衡条件求解物体间的滑动摩擦力，再根据滑动摩擦力公式A N,就可求解物体间的动摩擦因数。(2)滑动摩擦力大小与物体相对接触面的运动快慢无关。由 公 式 六 可 知,影响滑动摩擦力大小的因素只有两个:动摩擦因数和压力也探究点二静摩擦力甲乙丙1 .如图甲，在斜面上静止的物体,与斜面间有没有运动趋势,运动趋势的方向如何？提示有,相对斜面的运动趋势向下。2 .如图乙,警察用力推停在水平路面上的汽车,没有推动,汽车相对地面有没有运动趋势,运动趋势的方向如何？提 示 有，汽车相对地面的运动趋势水平向左。3 .如图丙中手握水瓶沿
29、竖直方向向上运动,水瓶与手之间有无相对运动趋势,运动趋势的方向如何?提示 有,水瓶相对手的运动趋势竖直向下,手相对水瓶的运动趋势竖直向上。探究归纳1.静摩擦力有无的判断静摩擦力有无的判断(直接法)具备静摩擦力/的 产 生 条 件,N1T4鱼罩？譬入无静摩擦力力 的 产 生 条 件 尸-、有静摩擦力(假设法)假设存在(或不存在)静摩擦力-/、仍 保 持 假设成立)原 状 态、:耳 动 状Z(假设不成立态 改 变1-2.静摩擦力方向的判断(1)直接法:对于相对运动趋势比较明显的情况,可以根据“静摩擦力的方向沿着接触面,且与相对运动趋势的方向相反”直接判断。(2)假设法:可假设接触面光滑,将会看到物
30、体发生相对运动,根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向，从而判断静摩擦力的方向。(3)状态分析法:分析除要研究的静摩擦力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)，若还需要有沿某个方向的静摩擦力,才能使物体的受力情况与运动情况满足相应的规律,则存在静摩擦力且静摩擦力沿此方向。(4)相互作用分析法:若甲、乙两物体间有静摩擦力，并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向，则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反。注意:运动状态分析法、相互作用分析法同样适用于滑动摩擦力方向的判断。3.静摩擦力大小的分析(1)静摩擦力的增大有一个限度,超过这
31、个限度就会发生相对运动,这个限度时的静摩擦力就是最大静摩擦力。(2)静 摩 擦 力 大 小 的 范 围 静 摩 擦 力 的 大 小 可 以 根 据二力平衡来计算。(3)静摩擦力不会随压力的增大或减小而改变，但最大静摩擦力会随压力的增大而增大。(4)最大静摩擦力凡,略大于滑动摩擦力F、=uN,一般情况下可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。探究应用例 如图甲、乙所示，物 体 只。在力尸的作用下一起以相同速度沿力尸的方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动,关于物体所受的摩擦力，下列说法正确的是()A.图甲、乙中物体户均受摩擦力,且方向均与力尸相同B.图甲、乙中物体尸均受摩擦力,且方向均与力/相反C.图甲、
32、乙中物体P均不受摩擦力D.图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体月受摩擦力,且方向与力尸方向相同答 案D题图甲中，尸做匀速运动,在水平方向不可能受摩擦力，否则不会处于平衡状态;题图乙中，假设。不受摩擦力,产将相对0沿斜面向下运动，因此P受与力尸方向相同的摩擦力,D正确。解题感悟判断摩擦力方向应注意的问题(1)在判断摩擦力方向时，明确物体相对运动或相对运动趋势的方向是关键。(2)相对运动趋势是指物体相对于与它所接触的物体的运动趋势,不一定是相对于地面的运动趋势。(3)摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，不一定与运动趋势方向相反。(4)具体判断时,可灵活运用假设法、状态分析法或相互作用分析法进行判断。
33、实验探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系一、实验目的(1)探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系。(2)了解弹簧测力计的工作原理。二、实验原理1.弹簧受力会发生形变,形变的大小与受到的外力有关,沿着弹簧的方向拉弹簧,当形变稳定时,弹簧产生的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的。(注:弹簧质量不计)2.用悬挂法测量弹簧的弹力,运用的正是弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等。3.弹簧的长度可用刻度尺直接测此伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算,这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，即寻求尸Ax的关系。三、实验器材带挂钩的弹簧、刻度尺、铁架台、钩码若干、坐标纸。四、实验步骤
34、1.按如图所示安装实验装置,将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂。刻度尺钩码2.用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度Zo,即原长。3.将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测量弹簧的总长度并记录对应钩码的重力，填写在记录表格里。4.依次增加所挂钩码的数量,重复前面的实验过程6 7次。五、数据处理将数据及计算结果填入表中。弹簧原长为Z oo次数1234567钩码质量m/g弹簧弹力方N弹簧长度L/cm伸长量x/cm1.以弹力厂（大小等于所挂钩码的重力）为纵坐标，以弹簧的伸长量X为横坐标,用描点法作图,连接各点,得出弹力尸随弹簧伸长量X变化的图线。2.以弹簧的伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数
35、,首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数。3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义。六、误差分析1.弹簧长度的测量误差。2.描点画线的作图误差。七、注意事项1.所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度,要注意观察,适可而止。2.每次所增加钩码的质量不能太小,也不能太大,从而使弹簧伸长明显,且采集的数据足够多,这样作出的图线更精确。3.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差。4.作户x图像时,应适当选取坐标轴的单位长度，以使所有数据点尽量分布在整个坐标纸平面。5.描点画线时,所描的点不一定都落
36、在一条直线上，但不在直线上的点应均匀分布在直线的两侧。个别误差较大的点可以舍去。探究点一实验原理与实验操作例 如 图 甲 所 示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。(1)为完成实验,还需要的实验器材有:_。(2)实验中需要测量的物理量有:。(3)为完成该实验,设计的实验步骤如下：A.以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x,Q 对应的点,并用平滑的曲线连接起来；B.记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上对应的刻度4；C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D.在弹簧下端依次挂不同数量的钩码,并
37、分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内，然后取下钩码；E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式。首先尝试写成一次函数,如果不行，则考虑二次函数；F.解释函数表达式中常数的物理意义；G.整理仪器。请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来:0(4)按以上顺序操作画出的图像如图乙所示，由图像可知,实验操作中不规范的 是(填 操 作 前 的 字 母)。答 案(1)刻 度 尺(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对 应 的 长 度)(3)C B D A E F G (4)B解 析(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧的原长和弹簧伸长后的长度。(2)根据实验原
38、理,实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与所对应的长度。(3)根据完成实验的合理性可知先后顺序为C B D A E F G o(4)图线不过原点,与x 轴相交表示没有力时有了形变量，说明弹簧重力使其产生形变,故测量原长时忽略了重力影响,步骤B 操作不规范。思路导引 本实验的目的是探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，由户x图像得出弹簧的劲度系数。明确实验方法，从而确定实验步骤、所需测量的物理量。探究归纳本实验操作过程中需注意的事项：1 .弹簧原长的测量是在悬挂弹簧稳定后再进行测量；2 .分别测量原长和悬挂钩码后的长度,进而求解形变量；3 .整个实验过程均在弹簧的弹性限度内完成
39、。探究点二实验误差分析和数据处理例 某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验。(1)用如图甲所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验，下列说法正确的是；A.每次增加的钩码数量必须相等B.任何弹簧的弹力与伸长量之比都相等C.通过实验可知,在弹性限度内，弹力与弹簧的长度成正比D.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧竖直且处于平衡状态（2）该同学通过实验得到如图乙所示的弹簧长度x 与弹力大小厂的关系图线。由 此 图 线 可 得 该 弹 簧 的 原 长 吊=cm,劲度系数依 N/mo （结果均保留三位有效数字）答 案（D D（2）1 1.6 5.65（5.64 5 66 均可）解 析（1）每次增加的钩码数量不必相等，故A 错误;不同弹簧的劲度系数一般不相同,故B 错误;在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,故C 错误;在弹性限度内通过增减钩码的数量,在竖直方向上改变对弹簧的拉力,来探究弹力与弹簧伸长量的关系，故D正确。（2）由胡可定律可得,弹簧的长度和弹簧弹力关系为产白吊，由此可得图线的纵截距为该弹簧的原长，即荀=1 1.6 cm。由胡克定律有 妙告 N/m%5.65 N/mo探究归纳根据图线求斜率选点时应注意的两点：两点对应的坐标最好对应刻度线；两点的距离尽可能远些。