1、第二章 相互作用第一节 重力 弹力 摩擦力【例1】(2011年黄山模拟)如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直关于小球的受力情况，下列说法正确的是()A若小车静止，绳对小球的拉力可能为零B若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D若小车向右运动，小球一定受三个力的作用【答案】选B.【详解】若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力，重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则没法达到平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故A项错误，B项正确；
2、若小车向右匀速运动时，小球受重力和绳子拉力两个力的作用；若小车运动时加速度向左，则一定受斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故C、D项都不对二、静摩擦力的有无及其方向的判定方法1.假设法利用假设法判断摩擦力的有无及方向的思维程序如下:2.状态法从物体的运动状态反推出必须具备的受力条件，并进一步分析组成条件中静摩擦力所起的作用，从而判断出静摩擦力的有无及方向.3.利用牛顿第三定律来判断此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力方向.注意：(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不
3、一定是运动的.(2)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.【例2】如图所示，在平直公路上，有一辆汽车，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向.(1)汽车由静止开始加速运动时(木箱和车无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动).【详解】根据物体的运动状态，由牛顿运动定律不难判断出：(1)汽车加速时，木箱所受的静摩擦力方向向右.(2)汽车刹车时，木箱所受的静摩擦力方向向左.(3)汽车匀速运动时，木箱不受摩擦力作用.【例3】(2011年合肥六中期中测试)如图所示，斜面固定在地面上，
4、倾角为37(sin370.6，cos370.8)，质量为1 kg的滑块，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是图214中的(取初速度方向为正方向，g10 m/s2)()【答案】选A.【详解】由于mgsin37)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为的平底圆筒内，如图所示。设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为和，筒底所受的压力大小为已知重力加速度大小为g。若所以接触都是光滑的，则 ( ) （ ）A BC D答案：A解析：对两刚性球a和b整体分析，竖直方向平衡可知F（）g、水平方向平衡有。7、（09广东物理11）如图
5、所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是 （ CD ）A滑块受到的摩擦力不变B滑块到地面时的动能与B的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下DB很大时，滑块可能静止于斜面上解析：取物块为研究对象，小滑块沿斜面下滑由于受到洛伦兹力作用，如图所示，C正确；N=mgcos+qvB，由于v不断增大，则N不断增大，滑动摩擦力f=N，摩擦力增大，A错误；滑块的摩擦力与B有关，摩擦力做功与B有关，依据动能定理，在滑块下滑到地面的过程中，满足，所以滑块到地面时的动能与B有
6、关，B错误；当B很大，则摩擦力有可能很大，所以滑块可能静止在斜面上，D正确。8.（09北京18）如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则 （ C ）A将滑块由静止释放，如果tan，滑块将下滑B给滑块沿斜面向下的初速度，如果tan，滑块将减速下滑C用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是2mgsinD用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是mgsin解析：对处于斜面上的物块受力分析，要使物块沿斜面下滑则mgsinmgcos，故G)竖直向
7、上拉弹簧测力计，则稳定后弹簧测力计的读数分别为( )A.乙图读数为F0-G，丙图读数为F0+GB.乙图读数为F0+G，丙图读数为F0-GC.乙图读数为F0，丙图读数为F0-GD.乙图读数为F0-G，丙图读数为F0【答案】选D.【详解】弹簧测力计的读数与弹簧的形变成正比，按图乙方式外壳受力F0=F+G，则弹簧测力计的读数F=F0-G，按图丙方式弹簧测力计的读数直接由F0引起，弹簧测力计的读数为F0，D正确.5.(2011南通模拟)如图所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m.用一手指以竖直向下的力压第1 张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1 张牌之间有相对滑动.设
8、最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的动摩擦因数为1，牌间的动摩擦因数均为2 ，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为3 ，且有123.则下列说法正确的是( )A.第2 张牌到第53 张牌之间可能发生相对滑动B.第2 张牌到第53 张牌之间不可能发生相对滑动C.第1 张牌受到手指的摩擦力向左D.第54 张牌受到水平桌面的摩擦力向左【答案】选B、D.【详解】由题意知，第1张牌受到手指的摩擦力方向向右，C错误；如果第2张牌到第53张牌之间发生了相对滑动，则其中的某一张牌受到的来自于其上方的牌的摩擦力F上必大于其所受来自下方牌的摩擦力F下，牌之间的摩擦因数均为2，令每张牌的重力为mg，令F上=
9、2FN，则F下=2(mg+FN)，总有F下F上，即从第2张牌到第53张牌之间不可能有相对滑动发生.将第2张牌到第53张牌视为一个整体，该整体受第1张牌的摩擦力向右，由牛顿第三定律知第53张牌对第54张牌的摩擦力向右，则桌面对第54张牌的摩擦力必向左. 6.如图所示，固定在水平地面上的斜面体顶端安装一定滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过定滑轮，P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态.不计滑轮的质量和绳子与滑轮间的摩擦，当用竖直向下的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则A.Q受到的摩擦力一定变小B.Q受到的摩擦力一定变大C.轻绳上的拉力一定变小D.轻绳上的拉力一定不变【答案】D【详解】以物体P为研究
10、对象，可以知道绳子的拉力等于物体P的重力，故绳子的拉力不变，选项C错误，选项D正确.由于没有对Q施加竖直向下的恒力时，物体Q的摩擦力方向不能确定，故施加竖直向下的恒力后，摩擦力的变化情况不能确定，所以选项A、B错误.故正确答案为D.7.A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图所示，C是一箱沙子，沙子和箱的重力都等于G，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口，使沙子均匀流出，经过时间t0流完，则下图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系( )【答案】B【详解】选择A、B整体作为研究对象，整体共受到5个力的作用，即：重力G=GA+GB、支持力F N、静摩擦
11、力Ff、两根绳子的拉力F1和F2.其中F1=F2=.根据力的平衡得：Ff=F1+F2=GC.所以当沙子均匀流出时，B选项正确.8.(2011成都市高三摸底测试)缓冲装置可抽象成如右图所示的简单模型，图中A、B为原长相等、劲度系数分别为k1、k2(k1k2)的两个不同的轻质弹簧下列表述正确的是()A装置的缓冲效果与两弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动稳定后，两弹簧产生的弹力之比F1F2k1k2C势片向右移动稳定后，两弹簧的长度之比l1l2k2k1D垫片向右移动稳定后，两弹簧的压缩量之比x1x2k2k1【答案】D【详解】根据力的作用是相互的可知：轻质弹簧A、B中的弹力是相等的，即k1x1k2x2，所
12、以两弹簧的压缩量之比x1x2k2k1，故D正确9如图，物体M在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是（ ）AM一定是受两个力作用BM一定是受四个力作用CM可能受三个力作用DM不是受两个力作用就是受四个力作用【答案】D【详解】若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力时，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用，D正确10如图所示，将一质量为3m的长木板静止地放在水平地面上，另一质量为m的木块以水平初速度v0滑上长木板，若木块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为，则在木块与长木板
13、相对静止之前，长木板受地面的摩擦力大小为（ ）Amg B2mgC3mg D4mg【答案】A【详解】木块对木板的摩擦力向右，大小为mg，木板静止，木板水平方向合力为0，故地面对木板的摩擦力向左，大小为mg.11. 一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2 m，它们的下端平齐并固定，另一端自由，如图所示.当压缩此组合弹簧时，测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示.试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2.【答案】见详解【详解】此物理过程，弹簧压缩测得的力大小就等于弹簧的弹力，并遵守胡克定律. (2分)据题意，当压缩量只有0.2 m的过程，只大弹簧发生形变，从图中读出x=0.2 m，F=2 N，由胡克
14、定律知F1=k1x1，得 (N/m) (5分)弹簧组合形变量为0.3 m时，大弹簧的形变量为x1=0.3 m，小弹簧的形变量x2=0.1 m， (3分)F1+F2=5 N,就有k1x1+k2x2=5 (N/m) (5分)12.如图有一半径为r=0.2 m的圆柱体绕竖直轴OO以=9 rad/s 的角速度匀速转动.今用力F将质量为1 kg 的物体A压在圆柱侧面，使其以v0=2.4 m/s的速度匀速下降.若物体A与圆柱面的摩擦因数=0.25，求力F的大小.(已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动.)【答案】见详解【详解】在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度，A相对圆柱体有垂直纸面向外的速度为v，v=r =1.8 m/s；在竖直方向有向下的速度v0 =2.4 m/s. (3分)A相对于圆柱体的合速度为m/s (3分)合速度与竖直方向的夹角为，则 (3分)A做匀速运动，竖直方向平衡，有Ffcos =mg，得 (3分)另Ff=FN，FN =F，故 (3分)