1、第二章 相互作用-2-考点及要求 命题视角 复习指要 形变、弹性、胡克定律滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力矢量和标量力的合成与分解共点力的平衡实验:探究弹力和弹簧伸长的关系实验:验证力的平行四边形定则 高考命题中有关本章内容主要以选择题和实验题的形式考查,单独考查一个知识点的题较少,大多数题都同时涉及几个知识点,常与牛顿运动定律、功能关系、电磁学结合起来考查,注重物理思维与物理能力的考查。1.本章考查的主要知识点有弹力、摩擦力的大小和方向,力的合成与分解及共点力的平衡。2.复习过程中除了注重物体受力分析的复习外,还要重视基础概念与实际情景联系的复习,特别注重建模能力的培养。3.本章的两个实验也
2、是考查的重点,复习过程中要重视实验原理、实验的改进和创新内容的复习。第1节 重力 弹力 摩擦力-4-基础夯实 自我诊断 一、力的概念 1.力的概念(1)力是物体间的相互作用,力总是成对 出现的,这一对力的性质相同。不接触的物体间也可以有力的作用,如重力、电磁力等。(2)力是矢量,其作用效果由大小、方向及作用点三个要素决定。力的作用效果是使物体产生形变 或加速度。2.力的分类 按力的性质可分为重力、弹力、摩擦力等;按力的效果可分为动力、阻力、向心力、回复力、浮力、压力、支持力等。即使力的作用效果相同,但这些力产生的条件及性质也不一定相同。3.力的表示方法(1)力的图示。(2)力的示意图。-5-基
3、础夯实 自我诊断 二、常见的三种力 1.重力(1)产生:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。(2)大小:G=mg。与物体的运动状态无关,与物体所在的纬度、高度有关。(3)方向:竖直向下。(4)重心 定义:物体各部分都受重力的作用,从效果 上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫物体的重心。重心的确定:质量分布均匀的规则物体的重心在其几何中心;形状不规则或质量分布不均匀的薄板,重心可用悬挂 法确定。-6-基础夯实 自我诊断 2.弹力(1)定义 发生弹性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,这种力叫作弹力。(2)产生的条件 两物体相互接触。发生弹性形变。(3)方
4、向 与施力物体恢复形变的方向相同(选填“相同”或“相反”),作用在迫使物体发生形变的那个物体上。-7-基础夯实 自我诊断(4)大小胡克定律 内容:弹簧发生弹性形变 时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。表达式:F=kx。k是弹簧的劲度系数,由弹簧自身的性质决定,单位是牛/米,x是弹簧长度的形变量,不是弹簧形变以后的长度。-8-基础夯实 自我诊断 3.摩擦力 两种摩擦力对比 名称 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两个有相对运动趋势 的物体间的摩擦力 两个发生相对运动 的物体间的摩擦力 产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动趋势(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力
5、(3)两物体间有相对运动 大小、方向 大小:0 FfFfmax 方向:与受力物体相对运动趋势的方向相反 大小:Ff=FN 方向:与受力物体相对运动的方向相反 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 -9-基础夯实 自我诊断 1.试分析图中光滑半圆柱体上A、B、C三点所受的弹力方向。提示如图,因为圆柱体受重力作用,则A点受水平面给它的竖直向上的弹力FA;C点受到的弹力FC垂直于点与曲面的切线,指向圆心;B点受到的弹力FB垂直于接触面水平向左。-10-基础夯实 自我诊断 2.用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数,有如图甲、乙两种装置。(1)为了用弹簧测力计的读数表
6、示滑动摩擦力的大小,两种情况中木块A是否都一定要做匀速直线运动?(2)若木块A均做匀速直线运动,图甲中A、B间摩擦力是否等于拉力Fa?提示(1)题图甲中A可以不做匀速运动,题图乙中A必须做匀速运动(2)不等于-11-基础夯实 自我诊断 1.下列关于重力和重心的说法正确的是()A.物体所受的重力就是地球对物体的吸引力 B.重力的方向总是指向地心 C.用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上 D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上 答案 解析 解析 关闭重力是由于地球的吸引而产生的,但不是地球的吸引力,选项A错误;重力的方向竖直向下,选项B错误;由平衡条件可知
7、,细线拉力和重力平衡,重心在重力作用线上,选项C正确;重心位置跟物体的形状、质量分布有关,是重力的等效作用点,但不一定在物体上,如拐尺,其重心就不在尺上,选项D错误。答案 解析 关闭C-12-基础夯实 自我诊断 2.(2016广东清远质检)如图所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力有关的说法中正确的是()A.弹簧发生拉伸形变 B.弹簧发生压缩形变 C.该弹力是小车形变引起的 D.该弹力的施力物体是小车 答案 解析 解析 关闭小车受到水平向右的弹力作用,弹簧发生拉伸形变,该弹力是弹簧形变引起的,该弹力的施力物体是弹簧,选项A正确,B、C、D错误。答案 解析 关闭A-13-基础夯实 自我诊断
8、3.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是()A.由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧形变量x成正比 B.由可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的形变量x成反比 C.弹簧的劲度系数k是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F的大小和弹簧形变量x的大小无关 D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小 k=Fx 答案 解析 解析 关闭在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律 F=kx,故 A 正确;弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定的,与弹力 F 及 x 无关,故C正确,B错误;由胡克定律得 k=,可理解为弹簧每伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值,与 k 相
9、等,故 D 正确。答案 解析 关闭B-14-基础夯实 自我诊断 4.(2016广东中山模拟)如图所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧,A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是()A.B受到向左的摩擦力 B.B对A的摩擦力向右 C.地面对A的摩擦力向右 D.地面对A没有摩擦力 答案 解析 解析 关闭压缩的弹簧对B有向左的弹力,B有向左运动的趋势,受到向右的摩擦力,选项A错误;A对B的摩擦力向右,由牛顿第三定律可知,B对A的摩擦力向左,选项B错误;对整体研究,根据平衡条件分析可知,地面对A没有摩擦力,选项C错误,D正确。答案 解析 关闭D-15-基础夯实
10、 自我诊断 5.如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,受到的摩擦力大小关系是()A.甲、乙、丙所受摩擦力相同 B.甲受到的摩擦力最大 C.乙受到的摩擦力最大 D.丙受到的摩擦力最大 答案 解析 解析 关闭三个物体滑动时都受到滑动摩擦力作用,而滑动摩擦力大小为Ff=FN,由于乙物体被斜向下压,故物体对地面的压力最大,因此摩擦力Ff乙最大,C正确。答案 解析 关闭C-16-考点一 考点二 考点三 考点一 弹力的分析与计算(师生共研)想一想 如图所示,一重为10 N的球固定在支撑杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳
11、的拉力为7.5 N,则AB杆对球的作用力方向及大小为多少?提示：AB杆对球作用力与水平方向夹角为53,大小为12.5 N-17-考点一 考点二 考点三 知识整合1.弹力有无的判断“三法”假设法 思路 假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状态是否发生改变,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力 例证 图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球的状态不变,故可判断小球只受细线的拉力,不受斜面的支持力 -18-考点一 考点二 考点三 替换法 思路 用细绳替换装置中的轻杆,看能不能维持原来的力学状态,如果能维持,则说明这个轻杆提供的是拉力;否则,提供的是
12、支持力 例证 图中轻杆 AB、AC,用绳替换杆 AB,原装置状态不变,说明杆 AB 对 A 施加的是拉力;用细绳替换杆 AC,原状态不能维持,说明杆 AC 对 A 施加的是支持力状态法 思路 由运动状态分析弹力,即物体的受力必须与物体的运动状态相符合,依据物体的运动状态,由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程,求解物体间的弹力 例证 升降机以 a=g 加速下降时物体不受底板的弹力作用-19-考点一 考点二 考点三 2.弹力方向的确定 -20-考点一 考点二 考点三 3.计算弹力大小的三种方法(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。-21-考点一
13、考点二 考点三 例1(多选)如图所示,一倾角为45的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是()A.球一定受墙的弹力且水平向左 B.球可能受墙的弹力且水平向左 C.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上 D.球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上 答案 解析 解析 关闭F大小合适时,球可以静止在斜面上,F增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力,故A错误,B正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落,故C正确,D错误。答案 解析 关闭BC-22-考点一 考点二 考点三 例2如图所示,小车上固定着一根弯成角的曲杆,杆的另一端固定一个质量为m的小球。下列关
14、于杆对球的作用力F的判断正确的是()A.小车静止时,F=mgcos,方向沿杆向上 B.小车静止时,F=mgcos,方向垂直杆向上 C.小车向右以加速度 a 运动时,一定有 F=mgD.小车向右以加速度 a 运动时,F=(ma)2+(mg)2,方向斜向右上方,与竖直方向的夹角为=arctanag 答案 解析 解析 关闭小车静止时,由物体的平衡条件知此时杆对球的作用力方向竖直向上,且大小等于球的重力 mg,故 A、B 都错。小车向右以加速度 a 运动时,此时弹力 F 的方向一定指向右上方,只有这样,才能保证小球在竖直方向上受力平衡,水平方向上具有向右的加速度。设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为,
15、如图所示,据力的平衡和牛顿第二定律得 Fsin=ma,Fcos=mg,解得 F=m 2+2,tan=,可见,只有当球向右的加速度大小为 a=gtan 时,杆对球的作用力才沿杆的方向,此时才有 F=sin。故 C 错误,D 正确。答案 解析 关闭D-23-考点一 考点二 考点三 思维点拨(1)小车静止时,由平衡条件判断;(2)小车加速运动时,由牛顿第二定律判断。-24-考点一 考点二 考点三 例3如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长。若把物体换为质量为2m的物体(弹簧均在弹性限度内),当物
16、体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则x为()A.mgk1+k2B.k1k2mg(k1+k2)C.2mgk1+k2D.k1k22mg(k1+k2)答案 解析 解析 关闭物体质量为 m时,上面的弹簧处于原长,由于物体处于平衡状态,下面的弹簧一定对物体有向上的支持力,因此下面的弹簧被压缩 x1,由平衡条件得 k1x1-mg=0。换成质量为 2m 的物体后,下面的弹簧将进一步压缩 x,同时上面的弹簧被拉伸 x,平衡时有 k1(x1+x)+k2x-2mg=0,联立解得 x=1+2。答案 解析 关闭A-25-考点一 考点二 考点三 方法归纳1.轻杆弹力的确定方法 杆的弹力与绳的弹力不同,绳的
17、弹力始终沿绳指向绳收缩的方向,但杆的弹力方向不一定沿杆的方向,其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定,可以理解为“按需提供”,即为了维持物体的状态,由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向,杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。2.弹簧类弹力的计算要点是弹簧形变量的确定,思维过程为(1)恢复弹簧的原长确定弹簧处于原长时端点的位置;(2)判断弹簧的形变形式和形变量:从弹簧端点的实际位置与弹簧处于原长时端点的位置对比判断弹簧的形变形式和形变量x,并由形变形式判断弹力的方向;(3)由胡克定律计算弹力的大小。-26-考点一 考点二 考点三 突破训练 1.(2016山东聊城模拟)如图
18、所示,小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B,现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的情况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()答案 解析 解析 关闭小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=gsin(为斜面的倾角),由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于gsin,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C正确。答案 解析 关闭C-27-考点一 考点二 考点三 2.(多选)(2016山东潍坊质检)如图所示,在倾角为30的光滑斜面上,A、B两个质量均为m的滑块用轻质弹簧相连,弹簧的劲度系数为k,水平力F作用在滑块B上,A和B均静止,此时弹簧长度为l,且
19、在弹性限度内,则下列说法正确的是()A.弹簧原长为 l+mg2kB.弹簧原长为 l+mgkC.力 F 的大小为 33 mgD.力 F 的大小为2 33 mg 答案 解析 解析 关闭对 A 物体,据平衡条件得 mgsin 30=kx,其中 x=l0-l,解得 l0=l+2,A正确,B 错误;对 A、B 构成的整体,据平衡条件得 Fcos 30=2mgsin30,解得 F=2 33 mg,C 错误,D 正确。答案 解析 关闭AD-28-考点一 考点二 考点三 考点二 摩擦力的分析与计算(师生共研)1.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维过程如下(2)状态法:先判断物体的
20、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。-29-考点一 考点二 考点三 2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断静摩擦力的大小。(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则Ff=ma。若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。3.滑动摩擦力大小的计算 滑动摩擦力的大小用公式Ff=FN来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)为动摩擦因数,其大小与接
21、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和接触面的大小均无关。-30-考点一 考点二 考点三 例4(2016山东青岛模拟)如图所示,某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包,现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上,与传送带一起向上匀速运动,其间突遇故障,传送带减速直至停止。若上述匀速和减速过程中,麻袋包与传送带始终保持相对静止,下列说法正确的是()A.匀速运动时,麻袋包只受重力与支持力作用 B.匀速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上 C.减速运动时,麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下 D.减速运动时,麻袋包受到
22、的摩擦力一定沿传送带向上 答案 解析 解析 关闭传送带匀速运动时,麻袋包受力平衡,麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外,还要受沿斜面向上的摩擦力的作用,A错误,B正确;传送带向上减速运动时,麻袋包的加速度沿斜面向下,受到的摩擦力可能沿传送带向上,也有可能沿传送带向下或为零,C、D错误。答案 解析 关闭B-31-考点一 考点二 考点三 答案 解析 解析 关闭假设物体受到斜面的摩擦力沿斜面向上,对于物体,由平衡条件得F+Ff-mgsin 30=0,FN-mgcos 30=0,解得,Ff=0,FN=4.9 3 N,方向垂直斜面向上。答案 解析 关闭A-32-考点一 考点二 考点三 例6(多选)(2
23、016四川成都高新区月考)如图所示,斜面体A静置于水平地面上,其倾角为=45,上底面水平的物块B在A上恰能匀速下滑。现对B施加一个沿斜面向上的力F,使B能缓慢地向上匀速运动,某时刻在B上轻轻地放上一个质量为m的小物体C(图中未画出),A始终静止,B保持运动状态不变。关于放上C之后的情况,下列说法正确的是()A.B 受到的摩擦力增加了 22 mgB.推力 F 增大了 22 mgC.推力 F 增大了 2mgD.A 受到地面的摩擦力增加了 mg 答案 解析 解析 关闭设物块 B 的质量为 m0,根据物块 B 在 A 上恰能匀速下滑可知 m0gsin=m0gcos。放上 C 之后,B 和 C 整体的摩
24、擦力为(m0+m)gcos,所以 B 受到的摩擦力增加了 mgsin,选项 A 正确;由于 B 保持运动状态不变,放上 C 之后沿斜面向上的推力增大了 2mgsin=2mg,选项 B 错误,C 正确;A 受到地面的摩擦力增加了 2mgsin cos=mg,D正确。答案 解析 关闭ACD-33-考点一 考点二 考点三 思维点拨(1)B在A上恰能匀速下滑,则=。放上C后,B对A的压力增大了,则摩擦力也增大了。(2)放上C后,将B、C作为一个整体,重力沿斜面向下的分力增大了。(3)将A、B、C作为整体,A受地面的摩擦力等于推力F 的分力。tan 水平方向-34-考点一 考点二 考点三 特别提醒摩擦力
25、大小计算时注意事项(1)分清摩擦力的性质:是静摩擦力还是滑动摩擦力。(2)只有滑动摩擦力才能用公式Ff=FN计算,其中的FN表示正压力,不一定等于重力G。滑动摩擦力大小与物体速度、接触面积的大小无关。(3)静摩擦力大小不能用Ff=FN计算,只有当静摩擦力达到最大值,其最大值认为等于滑动摩擦力时,才有Fm=FN。(4)静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是0FfFfmax。-35-考点一 考点二 考点三 突破训练 3.(多选)(2016江苏南京模拟)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图
26、中箭头所示。则下列说法正确的是()A.A物体受到的摩擦力方向向右 B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零 C.B、C受到的摩擦力方向相同 D.B、C受到的摩擦力方向相反 答案 解析 解析 关闭A物体匀速运动,合外力为零,故不受摩擦力,B物体和C物体受摩擦力沿传送带向上,所以B、C选项正确,选项D错误。答案 解析 关闭BC-36-考点一 考点二 考点三 4.如图所示,质量为mB=24 kg 的木板B放在水平地面上,质量为mA=22 kg的木箱A放在木板B上,一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳伸直时与水平方向的夹角为=37。已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数1=0.5。现用水平向右
27、、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37=0.6,cos37=0.8,g取10 m/s2),则木板B与地面之间的动摩擦因数2的大小为()A.0.3 B.0.4C.0.5 D.0.6 答案 解析 解析 关闭对 A 受力分析如图甲所示,由题意得FTcos=Ff1FN1+FTsin=mAgFf1=1FN1由得 FT=100 N对 A、B 整体受力分析如图乙所示,由题意得FTcos+Ff2=FFN2+FTsin=(mA+mB)gFf2=2FN2由得 2=0.3,故 A 选项正确。答案 解析 关闭A-37-考点一 考点二 考点三 考点三 摩擦力的突变问题(师生共研)当物体的受力
28、或运动发生变化时,摩擦力也常发生突变,常见类型如下。1.静静突变 当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,物体仍保持静止,而所受静摩擦力方向发生180突变,则突变点是静摩擦力为零时。2.动动突变 某物体相对于另一物体在滑动的过程中,若相对运动方向变了,则滑动摩擦力方向也发生突变,突变点为两物体相对速度为零时。3.静动突变 物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力将突变为滑动摩擦力,突变点为静摩擦力达到最大值时。-38-考点一 考点二 考点三 4.动静突变 两物体相对滑动的过程中,若相对速度变为零,则滑动摩擦力突变为静摩擦力,突变点为
29、两物体相对速度刚好为零时。-39-考点一 考点二 考点三 例7(多选)(2016江苏盐城模拟)将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上,如图甲所示,力传感器A与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律曲线。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系砂桶,整个装置开始处于静止状态,在滑块与小车分离前缓慢向砂桶里倒入细砂,力传感器采集的F-t图象如图乙所示。则下列分析正确的是()-40-考点一 考点二 考点三 A.2.5 s前小车做变加速运动 B.2.5 s后小车做变加速运动 C.2.5 s前小车所受摩擦力不变 D.2.5 s后小车所受摩擦
30、力不变 答案 解析 解析 关闭由题图乙可知,在F变化的阶段,砂桶质量由小变大,滑块与小车之间没有相对滑动时,属于静摩擦力,所以2.5 s前,小车、滑块均处于静止状态,A错误;2.5 s后小车受恒定摩擦力,但是还有细砂倒入砂桶,拉力增加,因此小车做变加速直线运动,B正确;根据上述分析,2.5 s前滑块受静摩擦力,且静摩擦力在变化,2.5 s 后受滑动摩擦力,大小不变,C错误,D正确。答案 解析 关闭BD-41-考点一 考点二 考点三 思维点拨力传感器所受拉力的大小等于小车对滑块的摩擦力的大小。当小车静止时,拉力、滑块所受静摩擦力、砂桶和砂的重力三者相等;当小车运动时,拉力等于滑块所受滑动摩擦力,
31、小于砂桶和砂的重力。-42-考点一 考点二 考点三 方法归纳用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意 1.题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着临界问题。有时,有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”,但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变,则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。2.静摩擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦的连接系统,相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。3.研究传送带问题时,物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点。-43-考点一 考点二 考点三
32、 突破训练 5.一木块放在水平桌面上,水平方向共受到三个力,即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N。若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右 C.2 N,方向向右D.0 答案 解析 解析 关闭当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8 N,可知静摩擦力Fmax8 N。当撤去力F1后,F2=2 NFmax,木块仍处于静止状态,由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在木块上的F2等大反向。故C正确 答案 解析 关闭C-44-考点一 考点二 考
33、点三 6.如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,g取10 m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图象是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()答案 解析 解析 关闭物体受到的滑动摩擦力Ff=mg=2 N,物体向右减速时受到的摩擦力为向左的滑动摩擦力Ff=2 N。速度减为零后受到的摩擦力为向右的静摩擦力Ff=F=1 N。所以选项A正确。答案 解析 关闭A-45-考点一 考点二 考点三 7.(2017江西名校联考)如图所示,物块A放在倾斜的木板上,已知木板的倾角分别为1和
34、2(12)时,物块A所受摩擦力的大小恰好相同,则物块A和木板间的动摩擦因数为()A.12B.1 2C.12D.12 答案 解析 解析 关闭当木板的倾角=1 时,物块所受的摩擦力为静摩擦力,大小为Ff1=mgsin 1,当木板的倾角=2 时物块所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为 Ff2=mgcos 2。由于 Ff1=Ff2,可得=sin 1cos 2。答案 解析 关闭B-46-考点一 考点二 考点三 8.(多选)在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中,某同学设计了如图甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与
35、一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平),整个装置处于静止状态。实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图象如图乙所示,则结合该图象,下列说法正确的是()-47-考点一 考点二 考点三 A.可求出空沙桶的重力 B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小 C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小 D.可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)答案 解析 解析 关闭t=0时刻,传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力
36、,大小为2 N,由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N,A对;t=50 s时刻摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5 N,同时小车开始运动,说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N,此时摩擦力变为滑动摩擦力,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力,B、C对;此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N,故第50 s后小车将加速运动,D错。答案 解析 关闭ABC-48-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 轻杆、轻绳、轻弹簧模型 轻绳、轻弹簧和轻杆的弹力的方向一定沿着它们自身吗?提示：轻绳、轻弹簧的弹力方向一定沿着它们自身指向它们收缩的方向,轻杆的
37、弹力的方向不一定沿着轻杆的方向。-49-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 三种模型对比 轻 杆 轻 绳 轻 弹 簧 模型图示 模型特点 形变特点 只能发生微小形变 柔软,只能发生微小形变,各处张力大小相等 既可伸长,也可压缩,各处弹力大小相等 方向特点 不一定沿杆,可以是任意方向 只能沿绳并指向绳收缩的方向 沿弹簧轴线,与形变方向相反 -50-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 轻 杆 轻 绳 轻 弹 簧 模型特点 作用效果特点 可以提供拉力、推力 只能提供拉力 可以提供拉力、推力 大小突变特点 可以发生突变 可以发生突变 一般不能发生突变 -51-思维激活 模型
38、建立 典例示范 以题说法 类题过关 例题(14分)如图所示,水平轻杆的一端固定在墙上,轻绳与竖直方向的夹角为37,小球的重力为12 N,轻绳的拉力为10 N,水平轻弹簧的弹力为9 N,小球处于静止状态。求轻杆对小球的作用力。-52-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 解析：(1)弹簧对小球向左拉时,设杆的弹力大小为F,与水平方向的夹角为,小球受力如图甲所示。由平衡条件知Fcos+F1sin 37=F2(2分)Fsin+F1cos 37=G(2分)代入数据解得F=5 N,=53(2分)即杆对小球的作用力大小为5 N,方向与水平方向成53角斜向右上方。(1分)-53-思维激活 模型建
39、立 典例示范 以题说法 类题过关(2)弹簧对小球向右推时小球受力如图乙所示由平衡条件得Fcos+F1sin 37+F2=0(2分)Fsin+F1cos 37=G(2分)代入数据解得F=15.5 N,=-arctan415。(2 分)即杆对小球的作用力大小为 15.5 N,方向与水平方向成 arctan415斜向左上方。(1 分)答案：大小为5 N,与水平方向成53斜向右上方,或大小为15.5 N,方向与水平方向成arctan 斜向左上方。415-54-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 思维点拨轻绳的弹力方向一定沿绳收缩方向,具有唯一性;轻弹簧弹力沿弹簧轴线,方向有两种可能;固定
40、轻杆的弹力方向,具有不确定性。因此应区分情况确定轻杆对小球的作用力大小和方向。-55-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 铰链连接的三角形支架常见类型和受力特点(1)研究对象为结点B,三力平衡;(2)两杆的弹力均沿杆的方向,可用轻绳代替的AB杆为拉力,不可用轻绳代替的BC杆为支持力。-56-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 1.(2016浙江乐清模拟)如图所示的装置中,弹簧的原长和劲度系数都相等,小球均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计。平衡时各弹簧的长度分别为L1、L2、L3,其大小关系是()A.L1=L2=L3B.L1=L2L2 D.L3L1L2
41、答案 解析 解析 关闭根据胡克定律和平衡条件分析可知,平衡时各弹簧的长度相等,选项A正确。答案 解析 关闭A-57-思维激活 模型建立 典例示范 以题说法 类题过关 2.(多选)如图所示,A物体被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B物体放在粗糙的水平桌面上,小滑轮P被一根细线系于天花板上的O点,O是三根线的结点,bO水平拉着B物体,cO沿竖直方向拉着弹簧,弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于静止状态。若悬挂小滑轮的细线OP上的张力是20 N,g取10 m/s2,则下列说法中正确的是()A.弹簧的弹力为10 N B.A物体的质量为2 kg C.桌面对B物体的摩擦力为10
42、N D.OP与竖直方向的夹角为60 3 3 答案 解析 解析 关闭分别以物体 A、B 和结点 O及小滑轮为研究对象进行受力分析,对物体 A,有 mAg=FOa,对小滑轮有 2FOacos 30=FOP,联立解得 FOa=20N,mA=2 kg,选项 B 正确;同一根细线上的张力相同,故 OP 的延长线为细线张角的角平分线,由此可知 OP 与竖直方向的夹角为 30,选项 D 错误;对结点 O,有 FOasin 30=F 弹,FOacos 30=FOb,对物体 B有 Ff=FOb,联立解得弹簧弹力 F 弹=10 N,B 物体所受的摩擦力Ff=10 3 N,选项 A、C 正确。答案 解析 关闭ABC