2第二章 相互作用

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2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第3讲受力分析、共点力的平衡

2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第3讲受力分析、共点力的平衡

第二章相互作用练案[6] 第3讲受力分析共点力的平衡一、选择题(本题共13小题,1~9题为单选,10~13题为多选)1.(2023·浙江高三阶段练习)如图所示,在倾斜的滑杆上套一个质量为m的圆环,圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体,在圆环沿滑杆向下滑动的过程中,悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,则( B )A.环只受三个力作用B.环一定受四个力作用C.物体做匀加速运动D.悬绳对物体的拉力小于物体的重力[解析]悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向,可知整体沿斜面向下做匀速运动,受力平衡,则环受重力、细绳的拉力、滑杆对圆环的支持力和摩擦力,共4个力作用,B正确,AC错误;因物体受力平衡,可知悬绳对物体的拉力等于物体的重力,D错误。

2.(2023·广东高三专题练习)救援机器人的手臂前端装有铁夹。

在某次救援活动中,救援机器人用铁夹抓着两个重力都为G的水泥制品,使之保持静止状态,铁夹与水泥制品及水泥制品间的接触面竖直,如图所示。

若水泥制品受铁夹的最小压力为N时,才能使水泥制品不滑出铁夹,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则( D )A.两水泥制品间动摩擦因数G 2NB .两水泥制品间动摩擦因数可以求出C .铁夹与水泥制品间动摩擦因数G 2ND .铁夹与水泥制品间动摩擦因数G N[解析]对水泥制品整体分析可知2F f =2G ,则F f =G ,对单个的水泥制品分析可知,两水泥制品之间的摩擦力F ′f =0,则两水泥制品间动摩擦因数无法求出,A 错误,B 错误;铁夹与水泥制品间动摩擦因数μ=F f N =G N ,C 错误,D 正确。

3.(2022·湖北黄冈中学二模)如图所示,水平地面上叠放着矩形物体A 和B ,细线一端连接A ,另一端跨过光滑定滑轮连接着物体C ,A 、B 、C 均静止。

下列说法正确的是( D )A .A 可能受到三个力作用B .B 可能受到四个力作用C .适当减小C 的质量后,A 、B 、C 仍静止在原位置,则A 对B 的摩擦力不变D .适当减小C 的质量后,A 、B 、C 仍静止在原位置,B 对地面的压力增大[解析]物体A 受力分析如图共受到四个力,故A 错误;物块B受力分析如图共受到五个力,故B错误;适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,可知T减小,θ不变,由F fA=T cos θ,可知,则B对A的摩擦力减小,则A对B的摩擦力减小;因为F NA =m A g-T sin θ,F NB=F′NA+m B g,T减小,θ不变,可知适当减小C的质量后,A、B、C仍静止在原位置,B对地面的压力增大,故C错误,D正确。

第二章 相互作用 2-2(新课标复习资料)

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例1
三个共点力的大小分别为 F1=5 N,F2=10 N, )
F3=20 N,则它们的合力 ( A.不会大于 35 N B.最小值为 5 N C.可能为 0 D.可能为 20 N
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例2
如图所示,用一根长1
m的轻
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质细绳将一幅质量为1
kg的画框对称悬
挂在墙壁上,已知绳能承受的最大张力 为10 N,为使绳不断裂,画框上两个挂 )
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钉的间距最大为(g取10 m/s2)(
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[深化拓展] 合力 F 与两个共点力 F1、F2 之间的夹角 θ 的关系如图所示(两个共点力 F1、F2 大小不变),则合力 F 大 小的变化范围是多少?
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(2)三个共点力的合成 ①三个力共线且同向时,其合力最大,为 F1+F2+F3. ②任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这 个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力 不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外 两个较小的力的和的绝对值.

Chapter2.相互作用

Chapter2.相互作用

第二章相互作用作者:侯宪策第一节力---物体之间的相互作用第二节重力第三节弹力第四节摩擦力第五节力的合成第六节力的分解专题:物体受力分析的基本方法专题:物体受力分析的常用方法前言力,形之所以奋也。

—— 墨子第一节力----物体之间的相互作用一。

基本概念1.力的存在离不开两个物体:_________和_________。

这两个物体________相互接触.2.力的作用效果是①_____________________________ ;②___________________________。

3.力的三要素: ______、______、______。

力是______(矢、标)量.量纲是_______.4.力的分类:(1)按力的性质分为______、________、_________。

(2)按相互作用类型分为_____________,_____________,________________,_________________.5.平衡力: 两个平衡力作用在____个物体上,它们大小_____,方向______.合力为______。

物体在平衡力的作用下处于平衡状态,平衡状态包括__________状态或________________状态。

6.作用力与反作用力: 它们作用在____个物体上,大小_______,方向_______。

二。

平衡力和相互作用力的区别和联系三。

课堂习题1:如图所示,一物体静止在斜面上,其所受的重力的平衡力为_________.所受摩擦力的反作用力为________,平衡力为______,所受支持力的反作用力为___________,平衡力为__________.2:下列说法中正确的是()A.甲用力把乙推倒,说明甲推乙的力大于乙推甲的力B.作用力和它的反作用力是作用在同一个物体上的C.地球对重物的作用力大于重物对地球的作用力D.两个物体静止时,作用力和反作用力的大小才相等E.作用力和反作用力同时产生,同时消失3:一物体静止在水平桌面上,下列说法正确的是()A.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力B.物体对桌面的压力就是重力,这两个力实际上是一个力C.物体所受重力的反作用力作用在桌面上D.水平桌面对物体支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力4:下列说法正确是的()A。

2022物理第二章相互作用共点力的平衡实验3探究两个互成角度的力的合成规律学案

2022物理第二章相互作用共点力的平衡实验3探究两个互成角度的力的合成规律学案

实验3 探究两个互成角度的力的合成规律必备知识预案自诊一、实验目的探究两个互成角度的力的合成规律。

二、实验思路互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F’产生相同的效果,比较F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F'在实验误差允许范围内是否相同。

三、实验器材木板、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、小圆环、三角板、刻度尺、图钉(几个)。

四、进行实验如图甲,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的长度为GE。

在图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。

小圆环受到拉力F1、F2的共同作用,处于O点,橡皮条伸长的长度为EO.撤去F1、F2,改用一个力F单独拉住小圆环,仍使它处于O点(图丙)。

力F单独作用,与F1、F2共同作用的效果是一样的,都能使小圆环保持静止,由于两次橡皮条伸长的长度相同,即橡皮条对小圆环的拉力相同,所以F等于F1、F2的合力。

五、数据处理1。

用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出a、b这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示。

2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤4中弹簧测力计c的拉力F’的图示。

3.比较F与F'是否完全重合或几乎重合,从而验证平行四边形定则。

六、误差分析1。

系统误差:弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计。

2.偶然误差:弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、F2的夹角适当大些。

3.减小误差的办法(1)实验过程中读数时视线要垂直弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。

(2)作图时使用刻度尺或三角板,作图要规范。

七、注意事项1.使用弹簧测力计前,要先调整指针使其指在零刻度处;再将两只弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,如果两个示数相同方可使用。

第二章 相互作用 2-3(新课标复习资料)

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衡条件
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方法
内 容
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正交分 将处于平衡状态的物体所受的力,分解为相互 解法 正交的两组,每一组的力都满足二力平衡条件 物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平 衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接,构成一 力的三 个矢量三角形,反之,若三个力的矢量箭头首 角形法 尾相接恰好构成三角形,则这三个力的合力必 为零,利用三角形定则,根据正弦定理、余弦 定理或相似三角形等数学知识可求解未知力
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摩擦力),最后分析其他力.
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3.受力分析的三个判断依据
施力 (1)从力的概念判断,寻找对应的施力物体.
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(2)从力的性质判断,寻找产生的原因.
形变 (3)从力的效果判断,寻找是否产生形变或改变运动状态 运动状 态(是静止、是匀速运动还是有加速度).
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整体法 概念
隔离法
将加速度相同的几个物体作 将研究对象与周围 为一个整体来分析的方法 研究系统外的物体对系统整 体的作用力或系统整体的加 速度 物体分隔开的方法 研究系统内物体之 间的相互作用力

2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第2讲力的合成与分解

2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第2讲力的合成与分解

第二章相互作用练案[5] 第2讲力的合成与分解一、选择题(本题共12小题,1~8题为单选,9~12题为多选)1.(2022·重庆高三期中)如下列各图所示,倾角不同的光滑斜面固定于水平地面上,挡板垂直固定于斜面。

四个相同的小球靠着挡板静止在斜面上,则球对挡板压力最大的是( D )[解析]设斜面的倾斜角为θ,对重力进行分解,垂直于斜面和沿斜面向下的两个力,则球对挡板的压力等于重力沿斜面向下的分力F=mg sin θ,所以倾斜角越大,球对挡板的压力越大,故选D。

2.(2023·全国高三专题练习)固定水平板的两端分别装有定滑轮A、B,物块P放在平板上,两段细线分别绕过定滑轮连接在物块P点,两细线的另一端连接在质量为m的小球Q上,P、Q均处于静止,BQ段的细线竖直,重力加速度为g,则物块P受到平板的摩擦力( B )A.为0 B.等于mgC.小于mg D.大于mg[解析]BQ段的细线竖直,所以AQ段绳子没有拉力,即BQ段的细线的拉力等于mg,根据平衡条件,物块P受到平板的摩擦力等于mg。

故选B。

3.(2021·广东卷)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( B )A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力[解析]将拉力F正交分解如图所示,则在x方向可得出F x曲=F sin α,F x直=F sin β,在y方向可得出F y曲=F cos α,F y直=F cos β。

由题知α<β,则sin α<sin β,cos α > cos β,则可得到F x曲< F x直,F y曲> F y直,A错误,B正确;耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,无论是加速还是匀速,则C、D错误。

第2章电离辐射与物质的相互作用.

第2章电离辐射与物质的相互作用.

第二章电离辐射与物质的相互作用个人觉得第二章是整个内容中理论性最强的一部分,要掌握这些内容得多看几遍书才行,要是感到不好理解的话,只能死记了!而且整个第二章内容已经很精简了,短短的二十页内容,几乎处处都是考点,好好多看几遍书才行!第一节带电粒子与物质的相互作用一、带电粒子与物质相互作用的主要方式:1、与核外电子发生非弹性碰撞;2、与原子核发上非弹性碰撞;3、与原子核发上弹性碰撞;4、与原子核发生核反应掌握以上各种作用方式的作用过程以及每种作用的关系式、由关系式得出的结论。

掌握概念电离辐射,直接致电离辐射,间接致电离辐射;线性碰撞阻止本领,质量碰撞阻止本领;(线性碰撞阻止本领linear collision stopping power)入射带电粒子在靶物质中穿行单位长度路程时电离损失的平均能量(J*m-1)质量碰撞阻止本领(mass collision stopping power)线性碰撞阻止本领除以靶物质的密度线性辐射阻止本领,质量辐射阻止本领;单位路程长度和单位质量厚度的辐射能量损失。

总质量阻止本领,质量角散射本领;带电粒子在密度为p的介质中穿过路程dl时,一切形式的能量损失dE除以pdl而得的商。

质量角散射本领指均方散射角除以吸收块密度p和厚度l之积所得的商,与原子序数的平方成正比,与入射电子的动量平方近似成反比。

射程,路经,半值深度,实际射程;沿入射方向从入射位置至完全停止位置所经过的距离称为射程。

粒子从入射位置至完全停止位置沿运动轨迹所经过的距离称为路径长度;比电离;带电粒子穿过靶物质时使物质原子电离产生电子-离子对,单位路程上产生的电子-离子对数目称为比电离,它与带电粒子在靶物质中的碰撞阻止本领成正比。

传能线密度。

(linear energy transfer, LET)描述辐射品质的物理量,定义为dE除以dl而得的商。

第二节X(r)射线与物质的相互作用1、X(r)射线与物质相互作用的特点:(区别与带电粒子与物质的相互作用)1)不能直接引起物质原子电离或激发,而是首先把能量传递给带电粒子;2)与物质的一次相互作用可以损失其能量的全部或很大一部分,而带电粒子则是通过许多次相互作用逐渐损失其能量;3)光子束入射到物体时,其强度随穿透物质厚度近似呈指数衰减,而带电粒子有确定的射程,在射程之外观察不到带电粒子。

2024届高考一轮复习物理教案(新教材人教版)第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律

2024届高考一轮复习物理教案(新教材人教版)第二章相互作用实验三探究两个互成角度的力的合成规律

实验三探究两个互成角度的力的合成规律目标要求 1.掌握实验原理、器材、步骤及注意事项.2.理解教材基本实验的数据处理方法,并会进行误差分析.3.理解创新和拓展实验原理并会处理数据,进行误差分析.实验技能储备1.实验原理如图所示,分别用一个力F、互成角度的两个力F1、F2,使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点O,即伸长量相同,根据合力的定义,F为F1和F2的合力,作出力F及F1、F2的图示,分析F、F1和F2的关系.2.实验器材方木板,白纸,弹簧测力计(两个),橡皮条,小圆环,细绳套(两个),三角板,刻度尺,图钉(若干),铅笔.3.实验步骤(1)装置安装:在方木板上用图钉固定一张白纸,如图甲,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的原长为GE.(2)两力拉:如图乙,在小圆环上系上两个细绳套,用手通过两个弹簧测力计互成角度地共同拉动小圆环,小圆环处于O点,橡皮条伸长的长度为EO.用铅笔描下O点位置、细绳套的方向,并记录两弹簧测力计的示数F1、F2.(3)一力拉:如图丙,改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环,仍使它处于O点,记下细绳套的方向和弹簧测力计的示数F.(4)重复实验:改变拉力F1和F2的大小和方向,重复做几次实验.4.数据处理(1)用铅笔和刻度尺从点O沿两细绳套的方向画直线,按选定的标度作出F1、F2和F的图示.(2)以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线代表的力记为F′,如图丁.(3)分析多次实验得到的多组数据,比较F与F′在误差允许的范围内是否完全重合,从而总结出两个互成角度的力的合成规律:平行四边形定则.5.注意事项(1)弹簧相同:使用弹簧测力计前,要先观察指针是否指在零刻度处,若指针不在零刻度处,要设法调整指针,使它指在零刻度处,再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起,向相反方向拉,两个测力计的示数相同方可使用.(2)位置不变:在同一次实验中,使橡皮条拉长时小圆环的位置一定要相同.(3)角度合适:用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时,其夹角不宜太小,也不宜太大,以60°~120°之间为宜.(4)尽量减少误差:在合力不超出弹簧测力计的量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些;细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.(5)统一标度:在同一次实验中,画力的图示选定的标度要相同,并且要恰当选定标度,使力的图示稍大一些.考点一教材原型实验例1(2023·黑龙江省哈师大附中高三检测)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,实验装置及实验过程如图甲、乙、丙所示,E为橡皮筋原长时小圆环的位置,O为实验时小圆环被拉至的位置.(1)图丁中弹簧测力计的示数为________ N;(2)在实验过程中,不必记录的有________;A.甲图中E的位置B.乙图中O的位置C.OB、OC的方向D.弹簧测力计的示数(3)下列选项中,与本实验要求相符的是________;A.两细绳OB、OC夹角越大越好B.读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度C.实验时,只需保证两次橡皮筋伸长量相同即可(4)某次实验记录纸如图戊所示,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点,拉力F的方向过P 点;三个力的大小分别为:F1=N、F2=N和F=N,得出正确实验结论后,请根据实验结论和图中给出的标度:①在图中作出F1和F2的合力;②根据作图求出该合力大小为________ N.答案(1)(2)A(3)B(4)①见解析图②解析(1)弹簧测力计最小分度值为N,估读到N,题图丁中读数为N.(2)必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向,力的大小通过弹簧测力计读出,两次都要使小圆环被拉到O点位置,所以必须记录的有B、C、D;不需要记录的是题图甲中E的位置,故选A.(3)两个细绳OB、OC夹角要适当大一些,但不能太大,合力一定时,两分力夹角太大导致两分力太大,测量误差变大,A错误;读数时,视线应正对弹簧测力计的刻度,规范操作,B 正确;实验时,不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同,还必须都是沿竖直方向伸长至O点才行,C错误.(4)①由于标度已经选定,作图时要保证表示F1、F2的线段长度分别为标度的倍和倍,作图如图所示;②量出作图法求出的合力长度约为标度的倍,所以合力大小为N.例2(2023·浙江绍兴市模拟)如图所示,某同学在家中尝试验证力的平行四边形定则,他找到三根完全相同的橡皮条(遵循胡克定律)、三角板、刻度尺、白纸、方木板、几枚图钉、细绳,并设计了如下实验.(1)将三根橡皮条两端各拴接一根相同的细绳,用刻度尺测出橡皮条的原长,记为L0.(2)将三根橡皮条一端的细绳拴在同一结点上,另一端的细绳分别拴在三个图钉上.(3)将白纸固定在方木板上,互成角度地拉伸三根橡皮条,并在白纸上分别固定三枚图钉,如图所示,记下结点位置O和________________________________,分别测出三根橡皮条的长度,记为L1、L2、L3,则三根橡皮条的拉力大小之比为________________________________.(4)取下器材,用铅笔和刻度尺从O点沿着三根橡皮条的方向画直线,按照一定的标度作出三根橡皮条对结点O的拉力F1、F2、F3的图示,用平行四边形定则求出F1、F2的合力F.改变三枚图钉的位置重复实验.(5)若测量发现F与F3在同一直线上,大小接近相等,则实验结论为____________________ _______________________________________________________________________________.本实验采用的科学方法是____________(填“理想实验法”或“等效替代法”).答案(3)三根橡皮条伸长的方向(L1-L0)∶(L2-L0)∶(L3-L0)(5)在实验误差允许的范围内,力的合成遵循力的平行四边形定则等效替代法解析(3)要作出力的图示,需要记录分力的大小和方向,所以在白纸上记下结点O的位置的同时,也要记录三根橡皮条伸长的方向;三根橡皮条的拉力大小之比等于三根橡皮条的伸长量之比,即为(L1-L0)∶(L2-L0)∶(L3-L0).(5)结点O受三个力的作用处于平衡状态,所受合力为零,则实验结论为:在实验误差允许的范围内,力的合成遵循力的平行四边形定则;在“验证力的平行四边形定则”实验中,运用了合力的作用效果和分力的作用效果相同这一原理进行实验,故采用了等效替代法.考点二探索创新实验常见创新实验方案合力的改进:橡皮筋伸长到同一位置→钩码(重物)的重力不变分力的改进:弹簧测力计示数→⎩⎪⎨⎪⎧力传感器钩码的重力 力的大小创新:弹簧测力计的示数→橡皮筋长度的变化考向1 实验原理的改进例3 某同学要验证力的平行四边形定则,所用器材有:轻弹簧一只,钩码一个,橡皮条一根,刻度尺及细绳若干.实验步骤:①用轻弹簧竖直悬挂钩码,静止时测得弹簧的伸长量为 cm.②如图所示,把橡皮条的一端固定在竖直板上的A 点,用两根细绳连在橡皮条的另一端,其中一根细绳挂上钩码,另一根细绳与轻弹簧连接并用力拉弹簧使橡皮条伸长,让细绳和橡皮条的结点到达O 点,用铅笔在白纸上记下O 点的位置,并分别沿细绳的方向在适当位置标出点B 、C .③测得轻弹簧的伸长量为 cm.④去掉钩码,只用轻弹簧仍将结点拉到O 点的位置,并标出了力F 作用线上的一点D ,测得此时轻弹簧的伸长量为 cm.请完成下列问题:(1)该实验____________(选填“需要”或“不需要”)测出钩码的重力;(2)在图中以O 为力的作用点,每一个小方格边长代表 cm ,以 cm 为标度作出各力的图示,并根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F ′的图示;(3)观察比较F 和F ′,得出的结论是__________________________________.答案(1)不需要(2)见解析图(3)在误差允许的范围内,力的平行四边形定则成立解析(1)由胡克定律可得,在弹性限度内,弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F与弹簧伸长(或缩短)的长度成正比,即有F=kΔx,故可以用弹簧的伸长量来代替重力的大小,无需测出钩码的重力;(2)根据平行四边形定则作出步骤②中的两个力的合力F′的图示,如图所示(3)观察比较F和F′,由图示可得出的结论是:在误差允许的范围内,力的平行四边形定则成立.考向2测量物理量的创新例4某实验小组欲验证力的平行四边形定则.实验步骤如下:①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向;②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧测力计的示数为某一设定值,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧测力计的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧测力计的示数改变N,测出对应的l,部分数据如下表所示;F/N0l/cm l0③找出步骤②中F=N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′(橡皮筋上端为O,下端为O′),此时橡皮筋的拉力记为F OO′;④在挂钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在挂钩上,如图乙所示,用两圆珠笔尖成适当角度地同时拉橡皮筋的两端,使挂钩的下端到达O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA 段的拉力记为F OA,OB段的拉力记为F OB;⑤根据给出的标度,作出F OA和F OB的合力F′,如图丙所示.(1)利用表中数据可得l0=________ cm;(2)若测得OA=cm,OB=cm,则F OA的大小为________ N;(3)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论.答案(1)(2)(3)F OO′解析(1)根据胡克定律,有ΔF=kΔx代入表格中第二组和第三组数据,有(-) N=k(-)×10-2 m解得k=100 N/m同理,再代入第一组和第二组数据,有(-0) N=100 N/m×(-l0)×10-2 m解得l0=cm.(2)根据OA、OB的长度可求橡皮筋的弹力大小为F OA=kΔl=100×(+-)×10-2 N=N(3)在两个力的作用效果和一个力的作用效果相同的情况下,通过比较F′和F OO′的大小和方向,即可验证力的平行四边形定则.考向3实验器材的创新例5如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究力的平行四边形定则,A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负.A连接质量不计的细绳,可沿固定的圆弧形轨道移动.B固定不动,通过光滑铰链连接长为m的杆.将细绳连接在杆右端O点构成支架.保持杆在水平方向,按如下步骤操作:①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB=θ;②对两个传感器进行调零;③用另一根绳在O点悬挂一个钩码,记录两个传感器的读数;④取下钩码,移动传感器A改变θ角,重复上述实验步骤,得到表格.F1/N……(1)根据表格,A传感器对应的是表中力______(选填“F1”或“F2”).钩码质量为______ kg(g 取10 m/s2,结果保留1位有效数字).(2)本实验中多次对传感器进行调零,对此操作说明正确的是________.A.因为事先忘记调零B.何时调零对实验结果没有影响C.为了消除水平杆自身重力对结果的影响D.可以完全消除实验的误差(3)实验中,让A传感器沿圆心为O的圆弧形(而不是其他形状)轨道移动的主要目的是________.A.方便改变A传感器的读数B.方便改变B传感器的读数C.保持杆右端O的位置不变D.方便改变细绳与杆的夹角θ答案(1)F1(2)C(3)C解析(1)A传感器中的力均为拉力,为正值,故A传感器对应的是表中力F1,平衡时,mg =F1sin θ当θ=30°时,F1=N,可求得m≈ kg(2)在挂钩码之前,对传感器进行调零,是为了消除水平杆自身重力对结果的影响,故C正确.(3)让A传感器沿圆心为O的圆弧形轨道移动的过程中,传感器与O点的距离保持不变,即O点位置保持不变,故A、B、D错误,C正确.课时精练1.(2023·云南省模拟)如图甲所示,实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验,先将白纸贴在水平桌面上,然后将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸上的O点,让橡皮筋处于原长.部分实验步骤如下:(1)用一个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的P端拉至O1点,此时拉力的大小F可由弹簧测力计读出,弹簧测力计的示数如图乙所示,F的大小为________ N;(2)用两个弹簧测力计通过细绳同时拉橡皮筋的P端,再次将P端拉到O1点.此时观察到两个弹簧测力计的示数分别为F1=N,F2=N,方向如图丙的虚线所示;(3)用图丙所示的标度,以O1点为作用点,在图丙中画出这两个共点力的合力F合的图示,F合的大小为________ N(结果保留3位有效数字);(4)通过比较________这两个力的大小和方向,即可得出实验结论.答案(1)(3)见解析图( ~)(4)F和F合解析(1)弹簧测力计的最小刻度为N,则F的大小为N;(3)画出这两个共点力的合力F合如图:由图可知F合的大小为N(~N);(4)通过比较F和F合这两个力的大小和方向,即可得出实验结论.2.(2023·浙江省镇海中学模拟)某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则.设计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器直边水平,橡皮筋一端固定于量角器圆心O的正上方A处,另一端系着绳套1和绳套2.(1)主要实验步骤如下:①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,记下弹簧测力计的示数F;②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点.此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,记下拉绳套1的弹簧测力计的示数F1;③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力F1′=________ F;④比较F1和F1′,即可初步验证力的平行四边形定则;⑤改变绳套2的方向,重复上述实验步骤.(2)保持绳套2的方向不变,绳套1从图示位置逆时针缓慢转动90°,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是________.A.逐渐增大B.先增大后减小C.逐渐减小D.先减小后增大答案(1)③33(2)D解析(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=F tan 30°=3 3F(2)保持绳套2的方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动90°,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,说明两个细绳拉力的合力不变,作图如下,故绳套1的拉力先减小后增大,故A、B、C错误,D正确.3.某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验,装置如图甲所示,在竖直放置的木板上部附近两侧,固定两个力传感器,同一高度放置两个可以移动的定滑轮,两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接,在两细绳连接的结点O下方悬挂钩码,力传感器1、2的示数分别为F1、F2,调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角.实验中使用若干相同的钩码,每个钩码质量均为100 g,取g=m/s2.(1)关于实验,下列说法正确的是________.A.实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内B.每次实验都必须保证结点位于O点C.实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向D.实验时还需要用一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力(2)根据某次实验得到的数据,该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图乙),请你作图得到F1、F2的合力F(只作图,不求大小),并写出该合力不完全竖直的一种可能原因.____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________答案(1)AC(2)见解析图定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等(回答出一项合理答案即可)解析(1)实验开始前,需要调节木板使其位于竖直平面内,以保证钩码重力等于细绳的拉力,选项A正确;该装置不需要每次实验保证结点位于O点,选项B错误;实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向,选项C正确;因为每个钩码的重力已知,所以不需要测钩码总重力,选项D错误.(2)利用平行四边形定则作出F1和F2的合力F,如图所示,该合力方向不完全在竖直方向的可能原因是定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等.4.有同学利用如图所示的装置来探究两个互成角度的力的合成规律:在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重力相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:(1)改变钩码个数,实验可能完成的是________(填正确答案前的字母).A.钩码的个数N1=N2=2,N3=5B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是________(填选项前字母).A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时,你认为________(填“甲”或“乙”)是正确的.答案(1)BCD(2)A(3)甲解析(1)实验中的分力与合力的关系必须满足:|F1-F2|≤F3≤F1+F2(等号在反向或同向时取得),因此B、C、D三项都是可以的.(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向.(3)F3的方向一定竖直向下,由于测量误差,F1和F2的合力方向可能偏离竖直方向,所以甲是正确的.5.(2023·浙江省丽水第二高级中学模拟)在“探究求合力的方法”的实验中:(1)小王同学采用图甲所示实验装置,在实验过程中需要记录的“结点”应该选择________(填“O”或“O′”).某次实验时弹簧测力计的显示如图乙所示,则读数是________ N.(2)小李同学用两根完全相同的轻弹簧、一瓶矿泉水、智能手机等器材做实验.先用一根弹簧静止悬挂一瓶矿泉水,如图丙所示;然后用两根弹簧互成角度的悬挂同一瓶矿泉水,静止时用智能手机的测角功能分别测出AO、BO与竖直方向的夹角α、β,如图丁所示.对于本实验,下列说法或操作正确的是________.(选填选项前的字母)A.结点O的位置必须固定B.弹簧的劲度系数必须要已知C.必须要测量弹簧的伸长量D.矿泉水的质量对实验误差没有影响答案(1)O′(2)C解析(1)由题图可知,小王同学采用题图甲所示实验装置,在实验过程中需要记录的“结点”应该选择O′.弹簧测力计分度值为N,其读数为N;(2)实验中矿泉水的重力是定值,所以不必保证结点O的位置必须固定,故A错误;实验中,题图丙用来测量合力,题图丁用来测量两个分力,根据胡克定律,力的大小与弹簧伸长量成正比,力的大小可以用弹簧伸长量来表示,因此必须测量弹簧的伸长量,不必知道弹簧的劲度系数,故C正确,B错误;矿泉水的质量影响重力的大小,会影响弹簧测力计读数的精确度,故D错误.。

物理一轮复习第二章相互作用第2节力的合成与分解教案鲁科版

物理一轮复习第二章相互作用第2节力的合成与分解教案鲁科版

第2节力的合成与分解一、共点力定义:如果几个力同时作用在物体上的同一点,或它们的作用线相交于同一点。

如图.二、合力与分力1。

定义:几个共点力共同作用产生的效果可以用一个力来代替,这一个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分力。

2.关系:合力和分力是等效替代的关系。

知识解读一个成年人用的力F与两个孩子用的力F1和F2效果相同,力F称为合力,F1和F2称为分力.合力与分力是等效替代关系.三、力的合成1。

定义:求几个力的合力的过程.2.运算法则:平行四边形定则或三角形定则.自主如图所示,分析两个分力F1,F2与合力F合的关系.探究(1)如图(甲),若F1,F2间夹角逐渐变大,其合力F大小如何变化?(2)如图(乙),在矢量三角形中分力F1,F2与合力F的位置关系如何描述?答案:(1)合力F逐渐变小;(2)分力F1,F2的有向线段首尾顺次连接,合力F由F1的首端指向F2的尾端.四、力的分解1。

概念:求一个已知力的分力的过程.2。

遵循原则:平行四边形定则或三角形定则。

3.分解方法(1)按力产生的效果分解。

(2)正交分解.将结点O处所受OC段绳子拉力F C和OB段绳子拉力F B分别按力的效果分解和正交分解如图所示。

五、矢量和标量矢量标量定既有大小又有方向的物理量只有大小没有方向的物义理量运算法则遵从平行四边形定则(或三角形定则)算术法则举例位移、速度、加速度、力等路程、速率、功、动能等1.思考判断(1)合力与原来那几个力同时作用在物体上。

(×)(2)对力分解时必须按作用效果分解.(×)(3)两个分力大小一定,夹角越大,合力越大。

(×)(4)合力的作用可以替代原来那几个力的作用。

(√)(5)合力一定时,两等大分力间的夹角越大,两分力越大。

(√)(6)合力一定比分力大.(×)2。

如图所示,三个大小相等的力F,作用于同一点O,则合力最小的是(C)解析:根据力的合成满足平行四边形定则,由几何关系可知,只有C选项的合力为零,其余三项的合力均不等于零,故C项的合力最小。

物理课件(新教材鲁科版)第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力

物理课件(新教材鲁科版)第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力

选项A中小球只受重力和杆的弹力的作用,且处于静止状态,由二 力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上,故A错误; 选项B中,因为右边的绳竖直向上,如果左边的绳有拉力,则竖直 向上的那根绳就会发生倾斜,所以左边的绳没有拉力,故B错误; 球与球接触处的弹力方向,垂直于过接触点的公切面(即在两球心的 连线上),且指向受力物体,故C正确; 球与面接触处的弹力方向,过接触点垂直于接触面(即在接触点与球 心的连线上),即选项D中大半圆对小球的支持力N2的方向应是沿着 过小球与圆弧接触点的半径,且指向圆心,故D错误.
(2)若将m向上缓慢提起,m至少向上移动多少距离才可以 使M离开地面. 答案 M+m m(L0-L)
对M受力分析可知,M恰好离开地面时,弹簧弹力大小 为Mg,弹簧被拉伸,形变量满足Mg=kΔx′ 又 k=L0m-gL,联立解得 Δx′=Mm(L0-L), 则此时 m 的移动距离 s=Δx+Δx′=M+m m(L0-L).

当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大 小,此时细绳的拉力T=0;当小车和小球向右做匀 加速直线运动时,绳的拉力不可能为零,弹簧弹力 有可能为零,故D正确.
考向2 杆的弹力方向判断及大小计算
例5 如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与 竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g. 现使小车以加速度a(a≠0)向右做匀加速直线运动,下列说法正确的是 A.杆对小球的弹力一定竖直向上 B.杆对小球的弹力一定沿杆斜向上 C.杆对小球的弹力大小为mg
2.计算摩擦力大小的思维流程
考向1 摩擦力方向的判断
例7 (多选)中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一.在楷书笔 画中,长横的写法要领如下:起笔时一顿,然后向右行笔,收笔时略向 右按,再向左上回带.某同学在水平桌面上平铺一张白纸,为防打滑,他 在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住,如图所示.则在向右行笔的过程中 A.镇纸受到向左的摩擦力

新步步高高考物理(全国用)大一轮复习讲义课件:第二章 相互作用 第1讲

新步步高高考物理(全国用)大一轮复习讲义课件:第二章 相互作用 第1讲

2.在图中,a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是 答案

3.(粤教版必修1P74第9题改编)(多选)关于摩擦力,有人总结了四条“不
一定”,其中说法正确的是 答案
√A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同 √B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线 √C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动
4.重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即 物体的重心. (1)影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的 质量 分布. (2)不规则薄板形物体重心的确定方法: 悬挂 法.注意:重心的位置不一 定在物体上.
二、弹力 1.弹性形变:撤去外力作用后能够 恢复原状 的形变. 2.弹力: (1)定义:发生 形变 的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的 作用力. (2)产生条件: ①物体间直接接触; ②接触处发生 形变 . (3)方向:总是与施力物体形变的方向 相反 .
答案 瓶子受到与纸条运动方向一致的滑动摩擦力
2
命题点一
重力、弹力的分析与计算
1.弹力有无的判断“三法” 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
思 动状态是否发生改变.若运动状态不变,则此处不存在弹力;
假路 若运动状态改变,则此处一定存在弹力
设 图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球
与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相
对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是
A.细绳一定对小球有拉力的作用 Nhomakorabea答案
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
√D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力

高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第2章 实验三 验证力的平行四边形定则

高考物理一轮复习(新高考版2(粤冀渝湘)适用) 第2章 实验三 验证力的平行四边形定则
解析 根据本实验的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C、E. 在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同 一位置O.
例2 (2018·天津卷·9(2))某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验, 所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条 (带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个). (1)具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有_B_C_. A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上 B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同 C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计
(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结 点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如图所 示.其中对于提高实验精度最有利的是_B___.
解析 为了提高实验精度,测力计读数应尽可能大一些,标注细绳方向的 两点离结点应尽可能远一些,标度应尽可能小一些,故选B.
4.数据处理 (1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出 这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边 形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示. (2)用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出拉力F′的图示. (3)比较F与F′是否完全重合或几乎完全重合,从而验证平行四边形定则.
12
解析 两力均为4 N,且相互垂直,则其合力大小为F=4 2 N>5 N,超 过了弹簧测力计的量程,故弹簧测力计无法测出物体所受的合力,故 不能使用量程为0~5 N的弹簧测力计.
12
2.(2017·全国卷Ⅲ·22)某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,

物理一轮复习第2章相互作用实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系教案

物理一轮复习第2章相互作用实验2探究弹力和弹簧伸长量的关系教案

实验二探究弹力和弹簧伸长量的关系1.实验目的(1)探究弹力和弹簧伸长量的关系.(2)学会利用图象法处理实验数据,探究物理规律。

2.实验原理(1)如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等。

(2)用刻度尺测出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组数据(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与弹簧伸长量间的关系.3.实验器材铁架台、毫米刻度尺、弹簧、钩码(若干)、三角板、铅笔、重垂线、坐标纸等。

4.实验步骤(1)安装:如图所示,将铁架台放在桌面上(固定好),将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上,在靠近弹簧处将刻度尺(最小分度为1 mm)固定于铁架台上,并用重垂线检查刻度尺是否竖直。

(2)记原长:记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0,即弹簧的原长。

(3)测F、x:在弹簧下端挂上钩码,待钩码静止时测出弹簧的长度l,求出弹簧的伸长量x和所受的外力F(等于所挂钩码的重力)。

(4)重复:改变所挂钩码的数量,重复上述实验步骤(3),要尽量多测几组数据,将所测数据填写在表格中。

5.数据处理(1)以弹力F(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F随弹簧伸长量x变化的图线.(2)以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数表达式,并解释函数表达式中常数的物理意义。

6.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)每次所挂钩码的质量差适当大一些,从而使坐标点的间距尽可能大,这样作出的图线准确度更高一些。

(3)测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于稳定状态时测量,以免增大误差。

(4)描点画线时,所描的点不一定都落在一条直线上,但应注意一定要使各点均匀分布在直线的两侧.(5)记录实验数据时要注意弹力、弹簧的原长l0、总长l及弹簧伸长量x的对应关系及单位.(6)坐标轴的标度要适中。

物理习题(人教版)第二章相互作用第2讲摩擦力的综合分析

物理习题(人教版)第二章相互作用第2讲摩擦力的综合分析

第2讲摩擦力的综合分析目标要求 1.会判断摩擦力的有无及方向,会计算摩擦力的大小.2.知道摩擦力的突变,会分析突变后摩擦力的方向及大小.考点一摩擦力的综合分析与计算1.静摩擦力有无及方向的判断“三法”(1)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的有无及方向.(2)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,再根据牛顿第三定律确定另一物体受到的静摩擦力的方向.(3)假设法2.静摩擦力大小的分析与计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,利用力的平衡条件来计算静摩擦力的大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力提供加速度,则F f=ma.若除受静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力大小的分析与计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下两点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力略小于最大静摩擦力,一般情况下,可认为滑动摩擦力与最大静摩擦力近似相等.考向1静摩擦力的有无及方向判断例1(多选)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.B、C受到的摩擦力方向相同C.B、C受到的摩擦力方向相反D.若传送带突然加速,则A物体受到的摩擦力向右答案BD解析A物体与传送带一起匀速运动,它们之间无相对运动或相对运动趋势,即无摩擦力作用,故A错误;B、C两物体虽运动方向不同,但都处于平衡状态,由沿传送带方向所受合力为零可知,B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用,故B正确,C错误;若传送带突然加速,根据牛顿第二定律,可知A受到向右的摩擦力作用,故D正确.例2(多选)如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置物块m,M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是()A.图甲中物块m受到摩擦力B.图乙中物块m受到摩擦力C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力答案BD解析对题图甲:设物块m受到重力、支持力、摩擦力的作用,而重力与支持力平衡,若受到摩擦力作用,其方向与接触面相切,方向水平,则物块m受力将不平衡,与题中条件矛盾,故假设不成立,A、C错误;对题图乙:设物块m不受摩擦力,由于m匀速下滑,m必受力平衡,若m只受重力、支持力作用,由于支持力与接触面垂直,故重力、支持力不可能平衡,则假设不成立,由受力分析知:m受到与斜面平行向上的摩擦力,B、D正确.考向2摩擦力的综合分析和计算例3(2021·湖北省1月选考模拟·6)如图所示,矩形平板ABCD的AD边固定在水平面上,平板与水平面夹角为θ,AC 与AB 的夹角也为θ.质量为m 的物块在平行于平板的拉力作用下,沿AC 方向匀速运动.物块与平板间的动摩擦因数μ=tan θ,重力加速度大小为g ,则拉力大小为( )A .2mg sin θcos θ2B .2mg sin θC .2mg sin θ2D .mg sin θcos θ2答案 A解析 对物块受力分析,如图甲、乙所示,重力沿斜面向下的分力为mg sin θ,支持力F N =mg cos θ,滑动摩擦力F f =μF N =mg sin θ,则拉力F =2mg sin θcos θ2,故A 正确.例4 如图所示,物体A 、B 置于水平地面上,与地面间的动摩擦因数均为μ,物体A 、B 用一跨过光滑轻质动滑轮的细绳相连,现用逐渐增大的力斜向上提升滑轮,某时刻拉A 物体的绳子与水平面的夹角为53°,拉B 物体的绳子与水平面的夹角为37°,此时A 、B 两物体刚好处于平衡状态,则A 、B 两物体的质量之比m A m B为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=,cos 37°=)( )A.4μ+33μ+4B.3μ+44μ+3C.4μ-33μ-4D.3μ-44μ-3答案 A解析 设绳中张力为F ,对A 由平衡条件可得F cos 53°=μ(m A g -F sin 53°),对B 由平衡条件可得F cos 37°=μ(m B g -F sin 37°),联立解得m A m B =4μ+33μ+4,选项A 正确.考点二摩擦力的突变问题分析摩擦力突变问题的方法1.在涉及摩擦力的情况中,题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时,一般隐藏着摩擦力突变的临界问题.题意中某个物理量在变化过程中发生突变,可能导致摩擦力突变,则该物理量突变时的状态即为临界状态.2.存在静摩擦力的情景中,物体由相对静止变为相对运动,或者由相对运动变为相对静止,或者受力情况发生突变,往往是摩擦力突变问题的临界状态.3.确定各阶段摩擦力的性质和受力情况,做好各阶段摩擦力的分析.考向1“静—静”突变物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变.例5(2023·福建三明市质检)如图所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A与小车均处于静止状态.若小车以1 m/s2的加速度向右运动,则()A.物体A相对小车向右运动B.物体A受到的摩擦力减小C.物体A受到的摩擦力大小不变D.物体A受到的弹簧的拉力增大答案C解析由题意得,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力F fm≥5 N,当小车加速运动时,假设物体A与小车仍然相对静止,则物体A所受合力大小F合=ma=10 N,可知此时小车对物体A的摩擦力大小为5 N,方向向右,且为静摩擦力,所以假设成立,物体A受到的摩擦力大小不变,故A、B错误,C正确;弹簧长度不变,物体A受到的弹簧的拉力大小不变,故D错误.考向2“静—动”突变物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持相对静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力.例6(多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中,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,测力端通过细绳与一滑块相连(调节力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质定滑轮系一空沙桶(调节滑轮使桌面上部轻绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时,打开力传感器的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像如图乙,则结合该图像,下列说法正确的是()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 s后小车将做匀速直线运动(滑块仍在车上)答案ABC解析在t=0时刻,力传感器显示拉力为2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2 N,由小车与空沙桶受力平衡,可知空沙桶的重力也等于2 N,A选项正确;t=50 s时,静摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为N,同时小车启动,说明沙子与沙桶总重力等于N,此时静摩擦力突变为滑动摩擦力,滑动摩擦力大小为3 N,B、C选项正确;此后由于沙子和沙桶总重力N大于滑动摩擦力3 N,故第50 s后小车将做匀加速直线运动,D选项错误.考向3“动—静”突变在滑动摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不再受滑动摩擦力作用,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力.例7如图所示,斜面体固定在地面上,倾角为θ=37°(sin 37°=,cos 37°=).质量为1 kg 的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为),则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向,g=10 m/s2)()答案B解析滑块上滑过程中受滑动摩擦力,F f=μF N,F N=mg cos θ,联立得F f=N,方向沿斜面向下.当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sin θ<μmg cos θ,滑块静止,滑块受到的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F f′=mg sin θ,代入数据可得F f′=6 N,方向沿斜面向上,故选项B正确.考向4“动—动”突变物体在滑动摩擦力作用下运动直到达到共同速度后,如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止,则物体将继续受滑动摩擦力作用,但其方向发生改变.例8(多选)如图所示,足够长的传送带与水平面间的夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动.在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,选沿传送带向下为正方向,则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是()答案BD解析当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加速度a=g sin θ+μg cos θ;当小木块速度与传送带速度相同时,由于μ<tan θ,即μmg cos θ<mg sin θ,所以速度能够继续增大,此时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为向上,且a=g sin θ-μg cos θ,加速度变小,则v-t图像的斜率变小,所以B、D正确.摩擦力突变问题注意事项1.静摩擦力是被动力,其大小、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.存在静摩擦力的连接系统,相对滑动与相对静止的临界状态是静摩擦力达到最大值.2.滑动摩擦力的突变问题:滑动摩擦力的大小与接触面的动摩擦因数和接触面受到的压力均成正比,发生相对运动的物体,如果接触面的动摩擦因数发生变化或接触面受到的压力发生变化,则滑动摩擦力就会发生变化.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、方向和运动性质发生变化的分界点.课时精练1.如图,手握一个水瓶,处于倾斜静止状态,以下说法正确的是()A.松手时瓶容易滑下,是因为手和瓶之间的动摩擦因数变小B.增大手的握力,瓶更难下滑,是因为瓶受到的摩擦力增大C.保持瓶静止时的倾斜程度不变,增大握力,手对瓶的摩擦力不变D.手握瓶竖直静止时与倾斜静止时,瓶受到的摩擦力大小相等答案C解析松手时瓶容易滑下,是因为手和瓶之间的最大静摩擦力减小,接触面的粗糙程度没有变化,动摩擦因数不变化,A错误;倾斜静止时,如图甲,增大手的握力,只要瓶子不下滑,则F f=mg cos θ,当增大手的握力时只是增大了最大静摩擦力,静摩擦力并没有变化,B错误,C正确;手握瓶竖直静止时,如图乙,则F f′=mg,倾斜静止时F f=mg cos θ,故竖直静止时瓶受到的摩擦力大于倾斜静止时瓶受到的摩擦力,D错误.2.如图所示,一同学站在木板上用力向右推木箱,该同学的脚与木板之间没有相对运动.若地面与木板、木箱之间均是粗糙的,下列说法正确的是()A.若木箱静止,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱没有摩擦力B.若木板静止,木箱向右运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱的摩擦力方向向左C.若木板、木箱均静止,地面对木箱和木板均没有摩擦力D.若木箱向右运动,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向左,对木箱的摩擦力方向向右答案B解析若木箱静止,木板向左运动,则地面对木板的滑动摩擦力方向向右,对木箱有向左的静摩擦力,选项A错误;若木板静止,木箱向右运动,则地面对木板的静摩擦力方向向右,对木箱的滑动摩擦力方向向左,选项B正确;若木板、木箱均静止,地面对木箱有向左的静摩擦力,地面对木板有向右的静摩擦力,选项C错误;若木箱向右运动,木板向左运动,则地面对木板的滑动摩擦力方向向右,对木箱的滑动摩擦力方向向左,选项D错误.3.(2023·安徽六安市质检)如图所示,一长木板倾斜地固定在水平面上,倾角为θ,将一定质量的物体放在长木板上,物体刚好处于静止状态,已知物体与长木板之间的动摩擦因数为μ,假设物体与长木板之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则下列说法正确的是()A.物体与长木板之间的动摩擦因数μ<tan θB.如果在物体上施加竖直向下的力,则物体将沿斜面向下加速运动C.如果在物体上施加沿长木板向上的力,则物体所受的摩擦力大小可能不变D.如果在物体上施加沿长木板向上的力,则物体一定沿长木板向上运动答案C解析由于物体刚好静止在倾斜木板上,则物体受到的静摩擦力为最大静摩擦力,对物体受力分析,根据平衡条件有mg sin θ=μmg cos θ,解得μ=tan θ,A错误;对物体施加一个竖直向下的外力F,相当于增大物体的重力,由于物体平衡时需要的条件与重力无关,所以物体仍保持静止状态,B错误;对物体施加一个沿长木板向上的外力F,如果F=2mg sin θ,则物体受到的静摩擦力大小为mg sin θ,则物体所受的摩擦力大小没有发生改变,只是方向变为了沿斜面向下,物体仍在长木板上保持静止,C正确,D错误.4.(2023·山东日照市高三月考)长木板上表面的一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大),另一端不动,如图甲所示,摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力F f随角度θ的变化图像如图乙所示.重力加速度为g,下列判断正确的是()A.木块与木板间的动摩擦因数μ=tan θ1B.木块与木板间的动摩擦因数μ=F f2mg cos θ1C.木板与地面的夹角为θ2时,木块做自由落体运动D.木板由θ1转到θ2的过程中,木块的速度变化越来越快答案D解析由题图可知,当木板与地面的夹角为θ1时,木块刚刚开始滑动,木块重力沿木板向下的分力等于F f2,则F f2=mg sin θ1,刚滑动时有F f1=μmg cos θ1,则μ=F f1mg cos θ1,由题图知F f1<F f2,即μmg cos θ1<mg sin θ1,解得μ<tan θ1,故选项A、B错误;当木板与地面的夹角为θ2时,木块受到的摩擦力为零,则木块只受重力作用,但此时速度不为零,木块不做自由落体运动,做初速度不为零、加速度为g的匀加速运动,故选项C错误;对木块,根据牛顿第二定律有mg sin θ-μmg cos θ=ma ,则a =g sin θ-μg cos θ,则木板由θ1转到θ2的过程中,随着θ的增大,木块的加速度a 增大,即速度变化越来越快,故选项D 正确.5.如图所示,物块A 放在倾斜的木板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等,则物块与木板间的动摩擦因数为( )A.12B.32C.22D.52答案 C解析 由题意可以判断,木板的倾角α为30°时物块静止,所受摩擦力为静摩擦力,由沿斜面方向二力平衡可知,其大小为mg sin 30°;木板的倾角α为45°时物块滑动,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为μmg cos 45°,由二者相等可得物块与木板间的动摩擦因数为μ=22,故选C.6.如图所示,一箱子放在水平地面上,现对箱子施加一斜向上的拉力F ,保持拉力的方向不变,在拉力F 的大小由零逐渐增大的过程中.关于摩擦力F f 的大小随拉力F 的变化关系,下列选项图可能正确的是( )答案 B解析 设F 与水平方向的夹角为θ,木箱处于静止状态时,根据平衡条件得,木箱所受的静摩擦力为F f =F cos θ,F 增大,F f 增大;当拉力达到一定值时,箱子运动瞬间,静摩擦力变为滑动摩擦力,由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力有个突然减小的过程;木箱运动时,所受的支持力F N=G-F sin θ,F增大,F N减小,此时木箱受到的是滑动摩擦力,大小为F f=μF N,F N减小,则F f减小,故B正确,A、C、D错误.7.(多选)图示为工人用砖夹搬运砖块的示意图.若工人搬运四块形状相同且重力均为G的砖,当砖处于竖直静止状态时,下列说法正确的是()A.3对2的摩擦力为零B.2对1的摩擦力大小为G,方向竖直向上C.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,四块砖对砖夹的摩擦力不变D.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,3对4的摩擦力增大答案AC解析以四块砖整体为研究对象,根据力的平衡条件和对称性可知,左、右砖夹对四块砖整体的摩擦力大小均为2G,对1和2整体受力分析,竖直方向上受到2G的重力和大小为2G、方向竖直向上的摩擦力而平衡,则3对2的摩擦力为零,A正确;对1砖受力分析,受到大小为G的重力,左侧砖夹竖直向上、大小为2G的摩擦力,则2对1的摩擦力大小为G,方向竖直向下,B错误;工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,砖夹对四块砖的摩擦力与四块砖的重力平衡,即大小为4G,砖对砖夹的摩擦力与水平压力无关,C正确;3对4的摩擦力方向竖直向下,大小为G,与水平压力无关,D错误.8.(多选)如图所示,用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻,F减小为零.物体所受的摩擦力F f随时间t变化的图像可能是()答案AD解析 由题意可知,开始物体做匀速运动,从t =0时刻,拉力F 开始均匀减小,t 1时刻拉力减小为零,出现的摩擦力有两种可能,一种是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,即大小不变,A 正确;另一种是当拉力为零前,物体已静止,则物体先受到滑动摩擦力,后受到静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力相等,而此时拉力小于滑动摩擦力大小,D 正确,B 、C 错误.9.(多选)如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F =kt 的拉力拉轻弹簧的上端,则弹簧的弹力F ′、物块受到的摩擦力F f 随时间变化的图像正确的是(时间足够长,斜面足够长,设沿斜面向上为正方向,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )答案 AD解析 弹簧的弹力始终等于拉力F ,即F ′=kt ,故A 正确,B 错误;物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mg sin α,方向向上,在拉力F 增大的过程中,静摩擦力的变化满足F +F f =mg sin α,随着F 的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,静摩擦力变为滑动摩擦力,之后大小就保持恒定,故C 错误,D 正确.10.(多选)如图所示,一质量为m 的物块静止在倾角θ=60°的粗糙斜面上,用一个与斜面底边平行的力F =mg 2(g 为重力加速度)作用在物块上,该物块仍保持静止,则下列说法正确的是( )A.该物块受到的摩擦力大小为32mgB.该物块受到的摩擦力大小为mgC.若撤掉该外力F,此物块可能发生滑动D.若撤掉该外力F,此物块仍静止不动答案BD解析对物块受力分析,可以简化成如图所示的受力分析,根据平衡条件,则有F f=(12mg)2+(32mg)2=mg,故A错误,B正确;当撤去外力之后,只需要沿斜面向上且大小为32mg的摩擦力就可以平衡,故此物块仍静止不动,故C错误,D正确.11.(2023·山东济宁市高三月考)黑板擦在手施加的恒定推力F作用下匀速擦拭黑板,已知黑板擦与竖直黑板间的动摩擦因数为μ,不计黑板擦的重力.则黑板擦所受的摩擦力大小是()A.F1-μ2B.μF1+μ2C.F1+μ2D.μF1-μ2答案B解析设黑板擦与黑板间的弹力大小为F N,摩擦力大小为F f,黑板擦受力平衡,由三角形定则及勾股定理可得F2=F N2+F f2,滑动摩擦力F f=μF N联立可得F f=μF1+μ2,故A、C、D错误,B正确.12.一长方形木板放置在水平地面上,在长方形木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板与木板不接触.现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度v运动,同时长方形木板以大小相等的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块的质量为m ,重力加速度为g ,则竖直挡板对物块的摩擦力大小为( )A .0 B.22μ1μ2mg C.12μ1μ2mg D.2μ1μ2mg 答案 B解析 物块沿运动方向受挡板的摩擦力大小为F f1=μ1F N ,因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板运动的速度的大小,故物块相对木板的速度方向与挡板成45°角,物块受木板的摩擦力大小为F f2=μ2mg ,其方向与挡板成45°角,如图,则物块与挡板之间的正压力F N =μ2mg sin 45°=22μ2mg ,故挡板对物块的摩擦力大小为F f1=μ1F N =22μ1μ2mg ,故B 正确.。

备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力与形变量的关系

备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力与形变量的关系

实验三探究两个互成角度的力的合成规律1.某同学用如图甲所示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验.(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上CBDAE.A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,并用平滑的线连接起来.B.记下弹簧下端不挂钩码时,其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0.C.把铁架台固定于桌子上,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.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、…钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码(弹簧始终未超过弹性限度).E.由图像找出m与l间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速度取g=10m/s2),求出弹簧的劲度系数.(2)图乙为根据实验测得的数据标出的对应点,请作出钩码质量m与弹簧长度l的关系图线.图乙(3)写出弹簧弹力F关于弹簧长度l的函数表达式:F=12.5(l-0.15)(N).(4)此实验得到的结论:弹簧的劲度系数k=12.5(12.4~12.6均可)N/m.(结果保留3位有效数字)(5)如果将指针分别固定在图甲A点上方的B处和A点下方的C处,作出钩码质量m和指针所对刻度l的关系图像,由图像进一步得出弹簧的劲度系数k B、k C,k B、k C与k相比,可能是AD.(请将正确选项的字母填在横线上)A.k B大于kB.k B等于kC.k C小于kD.k C等于k答案(2)如图所示解析 (1)合理的操作步骤的序号是CBDAE.(2)作出钩码质量m 与弹簧长度l 之间的关系图线,如答图所示.(3)由胡克定律可知mg =k (l -l 0),故有m =k (l -l 0)g=k g(l -l 0),而m -l 图线的斜率k'=0.3(39-15)×10-2kg/m =1.25kg/m ,弹簧的劲度系数k =k'g =12.5N/m ,则弹簧弹力F 和弹簧长度l 的关系为F =k (l -l 0),已知l 0=1.5×10-1m ,所以F =12.5(l -0.15)(N ).(4)由以上分析可知k =12.5N/m.(5)指针固定在B 处,测量的弹簧伸长量偏小,由F =k B Δl 可知,k B 偏大;指针固定在C 处,不影响弹簧伸长量的测量,k 值不变.2.一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验.(1)甲同学采用如图(a )所示装置,质量不计的弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,实验中作出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x 变化的图像如图(b )所示.(重力加速度g =10m/s 2)①利用图(b )中图像,可求得该弹簧的劲度系数为 200 N/m.②利用图(b )中图像,可求得小盘的质量为 0.1 kg ,小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比 相同 (填“偏大”“偏小”或“相同”).(2)为了制作一个弹簧测力计,乙同学选了A 、B 两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图(c )所示的图像,为了制作一个量程较大的弹簧测力计,应选弹簧 B (填“A ”或“B ”);为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 A (填“A ”或“B ”).解析 (1)①由图(b )中图像可知,弹簧的劲度系数k =ΔF Δx =6-23.5-1.5N/cm =2N/cm =200N/m.②由图(b)中图像可知mg=kx1,解得小盘质量m=kx1g =2×0.510kg=0.1kg;应用图像法处理实验数据,小盘的质量不会影响弹簧劲度系数的测量结果,即测量结果与真实值相同.(2)由图(c)可知,弹簧A所受拉力超过4N则超过弹性限度,弹簧B所受拉力超过8N 则超过弹性限度,故为了制作一个量程较大的弹簧测力计,应选弹簧B;由图(c)可知,在相同拉力作用下,弹簧A的伸长量大,则为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧A.3.某同学从废旧的弹簧测力计上拆下弹簧,用它来做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验.(1)对家中贴有瓷砖的墙面,用铅垂线测量,发现瓷砖之间的竖缝是竖直的,将刻度尺平行于竖缝固定在墙面上,将弹簧挂在墙面的挂钩上,并使刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐,如图甲所示.(2)在弹簧下端依次悬挂n个槽码(n=0,1,2,3,…),当槽码静止时,测出弹簧拉力F n与指针所指的刻度尺示数L n,在F-L坐标系中描点,如图乙所示.图甲图乙①初始时弹簧下端未挂槽码,竖直弹簧的自然长度为L0= 1.3(1.2~1.4均可)cm(结果保留2位有效数字);②实验中,若在测得图乙中P点的数据(27.0cm,10.78N)后,取下弹簧下端悬挂的所有槽码,则弹簧静止时不能(选填“能”或“不能”)恢复到自然长度L0;③在弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中,弹簧劲度系数变化情况是先不变,再变小,后变大.(3)本次实验的部分数据如下.槽码个数n1234F n(N)0.98 1.96 2.94 3.92L n(cm) 2.5 3.7 4.9 6.1弹簧伸长量x n=L n-L n-2(cm 2.4 2.4=82N/m2位有效数字).解析(2)①初始时弹簧下端未挂槽码,此时弹簧拉力F为0,由题图乙可知竖直弹簧的自然长度为1.3cm.②由题图乙分析可知,弹簧在挂8个以内槽码时弹力与弹簧形变量呈线性关系,大于8个之后的点不在同一直线上,说明弹簧被拉伸到超出了弹簧弹性限度范围,取下所有槽码后,弹簧静止时将无法恢复到自然长度,而P点时已大于8个槽码.③根据胡克定律有k=ΔFΔL,将题图乙中的点平滑连接,连成的线的斜率对应弹簧的劲度系数,因此弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中,弹簧劲度系数变化情况是先不变,再变小,后变大.(3)根据胡克定律有k=ΔFΔL =(3.92-1.96)+(2.94-0.98)2×2.4×10-2N/m=82N/m.4.[实验原理创新/2024广东惠州第一次调研]某学习小组利用如图(a)所示的实验装置测量圆柱形橡皮筋的弹性模量,在弹性限度内,橡皮筋像弹簧一样,弹力大小F与伸长量x成正比,即F=kx,k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关,理论与实践都表明k=Y SL,其中Y在材料力学上被称为弹性模量.(1)在国际单位制中,弹性模量Y的单位应该是D.A.NB.mC.N/mD.N/m2(2)先利用刻度尺测量圆柱形橡皮筋的原长L,再利用螺旋测微器测量橡皮筋处于原长时的直径D,如图(b)所示,则D= 2.150mm.(3)作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的关系图像,如图(c)所示,则该橡皮筋的k值为313N/m(保留3位有效数字),由k=Y SL通过计算得出该橡皮筋的弹性模量.解析(1)根据表达式k=Y SL ,可得Y=kLS,由F=kx可得在国际单位制中k的单位是N/m,又在国际单位制中L的单位是m,S的单位是m2,所以在国际单位制中,Y的单位应该是N/m2,故选D.(2)由题图(b )可知,螺旋测微器的读数为D =2mm +15.0×0.01mm =2.150mm ,则橡皮筋处于原长时的直径为2.150mm.(3)根据F =kx 可知,F -x 图像的斜率大小等于橡皮筋的k 值,由题图(c )可求出k =250.08N/m =312.5N/m ≈313N/m.5.[实验器材创新/2023广东六校第一次联考]在探究弹力和弹簧形变量的关系时,某同学用力传感器先按图1所示的装置对弹簧甲进行探究,然后把弹簧甲和弹簧乙顺次连接起来按图2进行探究.在弹性限度内,每次使弹簧伸长一定的长度并记录相应的力传感器的示数,分别测得图1、图2中力传感器的示数F 1、F 2,如表中所示.弹簧总长度/cm12.00 14.00 16.00 18.00F 1/N30.00 31.04 32.02 33.02 F 2/N29.3429.6529.9730.30(1)根据表格,要求尽可能多地利用测量数据,计算弹簧甲的劲度系数k 1= 50.0 N/m (结果保留3位有效数字);若该同学在进行实验之前忘了对力传感器进行校零,通过上述方法测得的弹簧甲的劲度系数跟真实值相比将 不变 (选填“偏大”“偏小”或“不变”).(2)仅根据表格中的数据 能 (选填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数.解析 (1)由于要尽可能多地利用测量数据,故采用逐差法计算劲度系数,即k 1=12×[32.02-30.00(16.00-12.00)×10-2+33.02-31.04(18.00-14.00)×10-2]N/m =50.0N/m ;若力传感器没有校零,可采用图像法处理,得出的图线斜率不变,即劲度系数的测量值跟真实值相比不变.(2)设弹簧乙的劲度系数为k ,将甲、乙两根弹簧等效为一根弹簧,可以根据表格中的数据求出等效弹簧的劲度系数k 2;由于甲、乙两弹簧承受的弹力始终相同,即有k 1x 1=kx =k 2(x 1+x ),化简可得1k 2=1k 1+1k ,即有k =k 1k 2k 1-k 2,因此可以根据表格中的数据计算出弹簧乙的劲度系数.6.[实验目的创新/2024陕西高三校联考阶段练习]用如图所示的装置可以测量弹性绳的劲度系数和物体之间的动摩擦因数.重力加速度大小为g ,认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.具体操作如下:A.高度可调的悬点O 处悬挂一弹性绳,调整悬点O 的高度,使弹性绳自然下垂时,其下端恰与A 处的钉子等高.B.保持悬点O 固定,将质量为m 的盒子挂在弹性绳下端,稳定后测得弹性绳的伸长量为h 0(盒子未接触木板).C.将质量为m0的重物放入盒中,使得盒子压在木板上,测得A与盒子上表面间的高度差为h.D.缓慢拉动木板,直至盒子相对木板发生滑动,测得此过程中盒子通过的距离为x.(1)实验时,不需要(选填“需要”或“不需要”)测量O、A间的距离.(2)弹性绳的劲度系数为mgℎ0.(3)盒子与木板间的动摩擦因数为mx(m+m0)ℎ0-mℎ.解析(1)题中已测出弹性绳的伸长量,则不需要测量O、A间的距离.(2)根据胡克定律可知k=FΔx =mgℎ0.(3)盒子通过距离x后,对其受力分析,设弹性绳的拉力为F,拉力与水平方向的夹角为θ,盒子所受支持力为N,盒子与木板间的摩擦力为f,根据共点力平衡条件有F cosθ=f、F sinθ+N=(m+m0)g,根据几何关系结合胡克定律可知F=k√x2+ℎ2,其中cosθ=√x2+ℎ2,sinθ=√x2+ℎ2,又f=μN,联立解得μ=mx(m+m0)ℎ0-mℎ.。

第2章 物质粒子(分子、离子、颗粒)间的相互作用

第2章 物质粒子(分子、离子、颗粒)间的相互作用

2.5 疏水相互作用 2.5 疏水相互作用
2.5 疏水相互作用
物质粒子间的相互作用
2.5 疏水相互作用
2
非极性分子通过疏水相互作用,
2
能和水形成笼形水合物
甲烷水合物 CH4·8H2O
可燃冰
物质粒子间的相互作用
疏水作用的识别和组装
环糊精内壁为疏水性。 当环糊精接上一个疏水基团(如Ph-C4H9),这个基团 通过识别内壁的疏水性,自组装成长链。
ER 势
2.3.2 宏观相互作用能

E
胶体稳定性的 DLVO理论
Emax
0
x
a)两个粒子间的范德华作用 b)静电排斥能
EA 第一最小值
c)总相互作用能:静电排斥能和范德华吸引能的总和
粒子的表面能越高,排斥力越大,总的相互作用能是正的, 由于粒子彼此靠近要克服势垒障碍,使得粒子保持分开的状 态。对于低表面能,排斥力变的很弱,总作用能表现为吸 引,在这些条件下,粒子会聚集在一起形成聚集的团簇。
物质粒子间的相互作用
2.1 现代物理学中的基本相互作用—概述
2.2 化学学科中的相互作用
2
2.3 微观和宏观的相互作用
2.3.1 分子间的相互作用能
2.3.2 宏观相互作用能
2.4 氢键 2.5 疏水相互作用 2.6 溶剂化作用
物质粒子间的相互作用
2.1 现代物理学中的基本相互作用—概述
到今天为止 我们对物质 结构的认识
常规氢键 X-H····Y X, Y = F, O, N, C, Cl
非常规氢键 X-H····π
X-H····M X-H····H-Y
2.4 氢键
常规氢键
X-H····Y

基础无答案 2必修一 第二章相互作用

基础无答案 2必修一 第二章相互作用

第二章相互作用第一单元 重力 弹力 摩擦力一、高考考点,形变、弹性、胡克定律 Ⅰ(考纲要求)1.形变:物体形状或体积的变化叫形变. 2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要 ,会对与它接触的物体产生力的作用. (2)产生条件:①物体相互 ;②物体发生 . (3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向 . 3.胡克定律(1)内容:弹簧发生 时,弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成 . (2)表达式:F =kx .①k 是弹簧的劲度系数,单位为N/m ;k 的大小由弹簧自身性质决定. ②x 是弹簧长度的 ,不是弹簧形变以后的长度. 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ(考纲要求)(1)误认为只要两物体接触就存在弹力. (2)误认为杆的弹力方向一定沿杆方向. (3)误认为滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体速度大小有关. (4)误认为物体所受正压力大小等于物体的重力大小.1.2.三个方向⎩⎪⎨⎪⎧运动方向相对运动方向相对运动趋势的方向3.两个“相对”⎩⎪⎨⎪⎧相对静止相对运动二、基础自测1.(2011·杭州高三检测)如图所示,下列四个图中,所有的球都是相同的,且形状规则质量分布均匀.甲球放在光滑斜面和光滑水平面之间,乙球与其右侧的球相互接触并放在光滑的水平面上,丙球与其右侧的球放在另一个大的球壳内部并相互接触,丁球用两根轻质细线吊在天花板上,且其中右侧一根线是沿竖直方向.关于这四个球的受力情况,下列说法正确的是( ).A.甲球受到两个弹力的作用B.乙球受到两个弹力的作用C.丙球受到两个弹力的作用D.丁球受到两个弹力的作用 2.(2012·台州质检)一根轻质弹簧,当它上端固定、下端悬挂重为G 的物体时,长度为L 1;当它下端固定在水平地面上,上端压一重为G 的物体时,其长度为L 2,则它的劲度系数是( ). A.G L 1 B.G L 2C.G L 1-L 2D.2GL 1-L 23.玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是( ).A.桥面受向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力C.汽车受向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变 4.下列关于摩擦力的说法正确的是( ). A.摩擦力的方向总与物体的运动方向相反 B.摩擦力的大小与相应的正压力成正比 C.运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用 D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动趋势的方向相反 5.有关滑动摩擦力的下列说法中,正确的是( ). A.有压力一定有滑动摩擦力 B.有滑动摩擦力一定有压力 C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直 D.只有运动物体才受滑动摩擦力 三、高考体验(一)对弹力的考查(低频考查) 1.(2010·全国卷,15)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F 1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l 1;改用大小为F 2的力拉弹簧,平衡时长度为l 2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为( ).A.F 2-F 1l 2-l 1B.F 2+F 1l 2+l 1C.F 2+F 1l 2-l 1D.F 2-F 1l 2+l 12.(2011·山东卷,19)如图所示,将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁.开始时a 、b 均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力F fa ≠0,b 所受摩擦力F fb =0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( ).A .F fa 大小不变B .F fa 方向改变C .F fb 仍然为零D .F fb 方向向右 (二)对摩擦力的考查(中频考查) 3.(2009·天津)物块静止在固定的斜面上,分别按如下图所示的方向对物块施加大小相等的力F ,A 中F 垂直于斜面向上,B 中F 垂直于斜面向下,C 中F 竖直向上,D 中F 竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是( ).4.(2011·海南卷,5)如图所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力().A.等于零B.不为零,方向向右C.不为零,方向向左D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右5.(2011·安徽卷,14)一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力F,如图所示.则物块().A.仍处于静止状态B.沿斜面加速下滑C.受到的摩擦力不变D.受到的合外力增大第二单元力的合成与分解一、高考考点,力的合成与分解Ⅱ(考纲要求)1.合力与分力(1)定义:如果一个力跟几个共点力共同作用产生的效果相同,这一个力就叫做那几个力的,原来的几个力叫做.(2)逻辑关系:合力和分力是的关系.2.共点力:作用在物体的,或作用线的延长线交于一点的力,如图所示均是共点力.3.力的合成的运算法则(1)平行四边形定则:求两个互成角度的的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的和.(2)三角形定则:把两个矢量,从而求出合矢量的方法.4.力的分解(1)定义:求一个已知力的的过程.(2)遵循原则:定则或定则.(3)分解方法:①按力产生的效果分解;②正交分解.矢量和标量Ⅰ(考纲要求)1.矢量:既有大小又有的量.相加时遵从 .2.标量:只有大小方向的量.求和时按相加.●误区警示警示一混淆矢量与标量的运算法则,对矢量采取标量的代数运算法则,导致出现错误.警示二误认为合力一定大于分力.二、基础自测1.当两共点力F1和F2的大小为以下哪组数据时,其合力大小可能是2 N().A.F1=6 N,F2=3 N B.F1=3 N,F2=3 NC.F1=2 N,F2=4 N D.F1=5 N,F2=1 N2.某同学在单杠上做引体向上,在下列选项中双臂用力最小的是( ).3.(2012·广州期终)将物体所受重力按力的效果进行分解,右上图中错误的是( ).4.某物体在n 个共点力的作用下处于静止状态,若把其中一个力F 1的方向沿顺时针方向转过90°,而保持其大小不变,其余力保持不变,则此时物体所受的合力大小为( ).A.F 1B.2F 1 C .2F 1 D .05. 在研究共点力合成实验中,得到如图所示的合力与两力夹角θ的关系曲线,关于 合力F 的范围及两个分力的大小,下列说法中正确的是( ). A.2 N ≤F ≤14 N B.2 N ≤F ≤10 NC.两力大小分别为2 N 、8 ND.两力大小分别为6 N 、8 N 三、高考体验 1.(2009·海南卷)两个大小分别为F 1和F 2(F 2<F 1)的力作用在同一质点上,它们的合力的大小F 满足( ).A .F 2≤F ≤F 1 B.F 1-F 22≤F ≤F 1+F 22 C .F 1-F 2≤F ≤F 1+F 2 D .F 21-F 22≤F 2≤F 21+F 222. (广东理科基础,6)如图质量为m 的物体悬挂在轻质支架上,斜梁OB 与竖直方向的夹角 为θ.设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2,以下结果正确的是( )A .F 1=mg sin θB .F 1=mg sin θC .F 2=mg cos θ D .F 2=mgcos θ3.(2010·江苏单科,3)如图置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m 的照相机.三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成30°角,则每根支架中承受的压力大小为( ).A.13mgB.23mgC.36mgD.239mg 4.(2011·广东卷,16)如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止,下列判断正确的是( ).A .F 1>F 2>F 3B . F 3>F 1>F 2C .F 2>F 3>F 1D .F 3>F 2>F 1第三单元 受力分析 共点力的平衡一、高考考点共点力的平衡 Ⅱ(考纲要求)1.共点力的平衡(1)二力平衡如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小 ,方向 ,为一对 . (2)三力平衡如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的 一定与第三个力大小 、方向 . (3)多力平衡如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的 大小相等,方向 . 3.受力分析(1)定义:把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力图,这个过程就是(2)受力分析一般顺序:先分析场力(重力、电场力、磁场力),再分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析其他力.(3)受力分析的步骤①明确研究对象:研究对象可以是某一个物体,也可以是保持相对静止的若干个物体的集合.②隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.③画出受力示意图,标明各力的符号.④检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的运动状态,防止发生漏力、添力或错力现象.二、基础则侧1. (2011·济南模拟)如图所示,猎人非法猎猴,用两根轻绳将猴子悬于空中,猴子处于静止状态.以下相关说法正确的是().A.猴子受到的三个力不是共点力B.绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡C.地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力D.人将绳子拉得越紧,猴子受到的合力越大2.如图所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是().A.物体可能只受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力作用3.如图所示,放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用而物体始终保持静止.当力F逐渐减小,则物体受到斜面的摩擦力().A.保持不变B.逐渐减小C.逐渐增大D.以上三种均有可能4.(2012·江苏省扬州测试)质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上,斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是().A.沿斜面向下B.垂直于斜面向上 C.沿斜面向上D.竖直向上5.超市中小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼,如图所示.假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止,自动扶梯的倾角为30°,小张的质量为M,小张与扶梯间的摩擦因数为μ,小车与扶梯间的摩擦忽略不计.则().A.小张对扶梯的压力大小为Mg cos 30°,方向垂直于斜面向下B.小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)g sin 30°,方向沿斜面向下C.扶梯对小张的摩擦力大小为μ(M+m)g cos 30°,方向沿斜面向上D.小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等,这是因为人和车均处于平衡状态三、高考体验(一)对受力分析的考查(低频考查)1.(2010·安徽理综,19)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上,轻质弹簧一端固定在木板上,另一端与置于木板上表面的滑块Q相连,如图所示.若P、Q一起沿斜面匀速下滑,不计空气阻力.则木板P的受力个数为().A.3B.4C.5D.6(二)物体的平衡(高频考查) 2.(2009·海南)两刚性球a 和b 的质量分别为m a 和m b 、直径分别为d a 和d b (d a >d b ).将a 、b 两球依次放入一竖直放置、内径为d (d a <d <d a +d b )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F 1和F 2,筒底所受的压力大小为F .已知重力加速度大小为g .若所有接触面都是光滑的,则( ).A .F N =(m a +m b )g ,F 1=F 2B .F N =(m a +m b )g ,F 1≠F 2C .m a g <F N <(m a +m b )g ,F 1=F 2D .m a g <F N <(m a +m b )g ,F 1≠F 2 3.(2010·山东理综,17)如图所示,质量分别为m 1,m 2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m 1在地面上,m 2在空中),力F 与水平方向成θ角.则m 1所受支持力F N 和摩擦力F f 正确的是( ).A .F N =m 1g +m 2g -F sin θB .F N =m 1g +m 2g -F cos θC .F f =F cos θD .F f =F sin θ 4.(2011·江苏卷)如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m 的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g .若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( ).A.mg 2sin αB.mg 2cos αC.12mg tan αD.12mg cos α 5.(2011·海南卷,4)如图所示,墙上有两个钉子a 和b ,它们的连线与水平方向的夹角为45°,两者的高度差为l .一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a 点,另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物.在绳子距a 端l 2的c 点有一固定绳圈.若绳圈上悬挂质量为m 2的钩码,平衡后绳的ac 段正好水平,则重物和钩码的质量比m 1m 2为( ).A. 5 B .2 C.52D. 2四、补练 1 (2010·课标全国,18)如图所示,一物块置于水平地面上,当用与水平方向成60°角的力F 1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F 2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F 1和F 2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为( ).A.3-1 B .2- 3 C.32-12 D .1-322. (2011·辽宁沈阳二测)如图所示,两个等大、反向的水平力F 分别作用在物体A 和B 上,A 、B 两物体均处于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则A 、B 两物体各受几个力( ). A.3个、4个 B .4个、4个C.4个、5个 D .4个、6个第一单元 重力 弹力 摩擦力 补练考点一 弹力方向的判断及大小的计算 1.弹力方向的判断 (1)根据弹力产生的条件直接判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况. (2)根据物体的运动状态分析判断根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在. 2.弹力大小的计算 根据平衡条件、牛顿第二定律或胡克定律来计算.【典例1】 一重为10 N 的球固定在支杆AB 的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5 N ,则AB 杆对球的作用力( ).A.大小为7.5 NB.大小为10 NC.方向与水平方向成53°角斜向右下方D.方向与水平方向成53°角斜向左上方——弹力大小的计算方法(1)一般物体之间的弹力,要利用平衡条件或牛顿第二定律来计算. (2)弹簧的弹力,由胡克定律(F = kx )计算.【变式1】如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m 1、m 2、m 3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为 μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是( ).A.2L +μ(m 2+m 3)g k B .2L +μ(m 2+2m 3)gkC.2L +μ(m 1+m 2+m 3)g k D .2L +μm 3gk考点二 静摩擦力方向的判断(小专题)1.由相对运动趋势直接判断【典例2】 如图所示,重为G 的木棒,可绕光滑轴O 自由转动,现将棒搁在表面粗糙的小车上,小车原来静止,如果用水平力F 拉动小车,则棒受到的摩擦力方向( ). A.向右 B .向左 C.等于零 D .都有可能 2.用假设法判断【变式2】如图所示,物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速度沿F 方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法正确的是( ).A.甲、乙两图中物体A 均受摩擦力,且方向均与F 相同B.甲、乙两图中物体A 均受摩擦力,且方向均与F 相反C.甲、乙两图中物体A 均不受摩擦力D.甲图中物体A 不受摩擦力,乙图中物体A 受摩擦力,方向和F 方向相同 3.根据平衡条件来判断如右图,物体P 静止在斜面上,判断P 受到的摩擦力的方向 4.根据牛顿第二定律来判断用牛顿第二定律判断,关键是先判断物体运动状态的变化(即加速度方向),再利用牛顿第二定律(F =ma )确定合力的方向,然后根据受力分析判定静摩擦力的方向.练习:如图中物块A 和B 在外力F 作用下一起沿水平方向以加速度a 做匀加速直线运动时,判断物体A 物体的是否受摩擦力,如果受摩擦力,方向如何?5.利用牛顿第三定律来判断 此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向,再确定与其接触的物体受到的摩擦力方向.上个练习题中, B 对A 的有摩擦力吗?如果有,方向如何?【变式3】一物体在桌面上滑行,受到摩擦力作用,其大小为F ,则( ).A.桌面也受到摩擦力作用,大小为F ,方向和物体运动方向一致B.桌面也受到摩擦力作用,大小为F ,方向和物体运动方向相反C.桌面也受到摩擦力作用,大小不等于FD.桌面不受摩擦力作用 考点三 摩擦力大小的计算【典例3】如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm ,一端固定于质量m =2 kg 的物体上,另一端施一水平拉力F .(g =10 m/s 2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长12 cm 时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大? (2)若将弹簧拉长11 cm 时,物体所受到的摩擦力大小为多少?(3)若将弹簧拉长13 cm 时,物体所受的摩擦力大小为多少?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)【变式4】 (2012·山东淄博)如图所示,物块A 放在倾斜的木板上,已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为( ).A.12B.32C.22 D.52考点四 摩擦力的“突变”问题(小专题)1.静静“突变”:物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变.【典例4】一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F 1、F 2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图2111所示,其中F 1=10 N ,F 2=2 N ,若撤去F 1,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 .02.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”成滑动摩擦力.【典例5】长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大),另一端不动,如图所示.则铁块受到的摩擦力F f 随角度α的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( ). 3.动静“突变”在摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将不受摩擦力作用,或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力.【典例6】如图所示,把一重为G 的物体,用一水平方向的推力F =kt (k 为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t =0开始物体所受的摩擦力F f 随t 的变化关系是下图中的( ).第二单元 力的合成与分解 补练考点一 共点力的合成及合力范围的确定 1.共点力合成的方法(1)作图法 (2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力. 2.合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围:|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2,即两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小.当两个力反向时,合力最小,为|F 1-F 2|;当两力同向时,合力最大,为F 1+F 2. (2)三个共点力的合成范围①最大值:三个力同向时,其合力最大,为F max =F 1+F 2+F 3.②最小值:以这三个力大小为边,若能组成封闭的三角形,则其合力的最小值为零,即F min =0;如果不能,则合力的最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力和的绝对值,即F min =F 1-|F 2+F 3|(F 1为三个力中最大的力). 【典例1】如图甲所示,在广州亚运会射箭女子个人决赛中,中国选手程明获得亚军.创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩.那么射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100 N ,对箭产生的作用力为120 N ,其弓弦的拉力如图乙中F 1和F 2所示,对箭产生的作用力如图中F 所示.弓弦的夹角应为(cos 53°=0.6)( ). A.53° B .127° C .143° D .106°【变式1】已知两个力的合力为18 N ,则这两个力的大小不可能是( ).A.8 N ,7 N B .10 N ,20 N C.18 N ,18 N D .20 N ,28 N 考点二 力的分解方法 1.效果分解 2.正交分解(1)将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法,正交分解法是高考的热点. (2)分解原则:以少分解力和容易分解力为原则(3)方法:物体受到多个力作用F 1、F 2、F 3……,求合力F 时,可把各力沿相互垂直的x 轴、y 轴分解. x 轴上的合力【典例2】小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图224所示,用A 、B 两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法中正确的是( ). A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱 B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大 C.这有可能,A 板对衣橱的推力有可能大于小明的重力 D.这有可能,但A 板对衣橱的推力不可能大于小明的重力【变式2】如图用绳子一端系在汽车上,另一端系在等高的树干上,两端点间绳长10 m .用300 N 的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m ,不考虑绳子的重力和绳子的伸长量,则绳子作用在汽车上的力的大小为( ).A.3 000 N B .6 000 NC.300 N D .1 500 N 【变式3】 (2010·课标全国,18) 如图,一物块置于水平地面上,当用与水平方向成60°角的力F 1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F 2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F 1和F 2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为( ).A.3-1 B .2- 3 C.32-12 D .1-325.力的合成与分解【典例】 (2010·广东理综,13) 如图为节日里悬挂灯笼的一种方式,A 、B 点等高,O 为结点,轻绳 AO 、BO 长度相等,拉力分别为 F A 、F B ,灯笼受到的重力为G .下列表述正确的是( ). A .F A 一定小于 G B .F A 与 F B 大小相等 C .F 与 F 是一对平衡力D .F A 与 F B 大小之和等于G第三单元 受力分析 共点力的平衡 补练考点一 物体的受力分析 受力分析时的注意事项(1)养成按“一重力二弹力三摩擦四其他”的顺序分析受力的习惯. (2)明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等).(3)分析弹力、摩擦力这些接触力时,按一定的绕向围绕研究对象一周,对接触面逐一分析,在弹力和摩擦力不确定时,可结合产生条件和受力分析的结果与题中物体状态是否相符来判断. (4)区分研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力. 【典例1】(2011·山东泰安3月,19)如图所示,在斜面上,木块A 与B 的接触面是水平的,绳子呈水平状态,两木块均保持静止.则关于木块A 和木块B 可能的受力个数分别为( ). A.2个和4个 B .3个和4个 C.4个和4个 D .4个和5个 【变式1】 (2011·辽宁沈阳二测) 如图所示,两个等大、反向的水平力F 分别作用在物体A 和B 上,A 、B 两物体均处于静止状态.若各接触面与水平地面平行,则A 、B 两物体各受几个力( ).A.3个、4个 B .4个、4个 C.4个、5个 D .4个、6个 考点二 静态平衡问题的分析【典例2】如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m 的小球,小球被竖直的木板挡住,不计摩擦,则球对挡板的压力是( ).A.mg cos α B .mg tan α C.mg cos αD .mg【变式2】如图,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔,质量为m 的小球套在圆环上,一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用力F 拉住,绳与竖直方向夹角为θ,小球处于静止状态.设小球受支持力为F N ,则下列关系正确的是( ). A.F =2mg cos θ B .F =mg cos θ C.F N =2mg D .F N =mg考点三 动态平衡问题的分析:动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.解决这类问题的一般思路是:把“动”化为“静”,“静”中求“动”.【典例3】如图所示,两根等长的绳子AB 和BC 吊一重物静止,两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB 与水平方向的夹角不变,将绳子BC 逐渐缓慢地变化到沿水平方向,在这一过程中,绳子BC 的拉力变化情况是( ). A.增大 B .先减小,后增大 C.减小 D .先增大,后减小【变式3】如图所示,用一根细线系住重力为G 、半径为R 的球,其与倾角为α的光滑斜面劈接触,处于静止状态,球与斜面的接触面非常小,当细线悬点O 固定不动,斜面劈缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中,下述正确的是( ).A.细绳对球的拉力先减小后增大B.细绳对球的拉力先增大后减小C.细绳对球的拉力一直减小D.细绳对球的拉力最小值等于G sin α【典例】4(上海高考)有一个直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑.AO 上面套有小环P ,OB 上面套有小环Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所示).现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力F N 和细绳上的拉力T 的变化情况是( ).A.F N 不变,T 变大 B .F N 不变,T 变小。

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第二章相互作用新课标要求:1.内容标准(1)通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,能用动摩擦因数计算摩擦力.(2)知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律.例1 调查日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的(如获得弹力或减缓振动等).例2 制作一个简易弹簧秤,用胡克定律解释其工作原理.(3)通过实验,理解力的合成与分解,知道共点力的平衡条件,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题.例3 研究两个大小相等的共点力在不同夹角时的合力大小.2.活动建议调查日常生活和生产中利用静摩擦的实例.A BC D图2-1-1图2-1-2【例5】一个重为200N图2-1-3图2-1-5【例8】如图2-1-6,位于斜面上的物图2-1-7【例10】(1)如图2-1-8所示,物体叠放在光滑的水平桌面上,图2-1-9说明:力具有物质性、相互性、矢量性、同时性等性质,要全面理解力的概念.【例2】解析:物体受重力与运动状态是静止还是运动无关,故A 错.重力实际是万有引力的一个分力(另一个分力提供物体绕地球自转的向心力),万有引力方向指向地心,重力不一定 (只有两极或赤道重力指向地心)故B 错.在赤道上,物体的重力等于万有引力与物体随地球运动的向心力之差,而在赤道上向心力最大,故物体的重力最小,C 正确.只有在弹簧静止或匀速运动时,测出的才是物体的重力,若弹簧秤拉着物体加速上升或下降则弹簧秤的示数不等于重力,故D 错.答案:C说明:重力与引力的关系:引力除产生重力外,还要提供物体随地球自转所需的向心力,因物体在地球上不同的纬度处随地球自转所需的向心力不同,故同一物体在地球上不同纬度处重力大小不同,在两极最大,赤道最小.【例3】解析:如图2-7所示.说明:弹力是一种接触力,一定在接触处发生,画弹力的方向时,作用点要画在接触处,最好有参照物如指向球心、加垂直号等.【例4】解析:A 向上提起的高度为弹簧增加的长度.开始时,弹簧被压缩,对A 有mg=kx 1,离开地面时,弹簧被拉伸,对B 有2mg=kx 2,A 上提高度x =x 1+x 2=3mg/k【例5】解析:因为f=μN=O.1×200N=2ON ,可认为最大静摩擦力fm=2ON ,所以静摩擦力的取值范围是O<F ≤2ON .(1)由于F=5N<fm ,物体仍静止,所受静摩擦力f 静=5N ,方向水平向左.(2)由于F=30N>Fm ,所以物体相对平面向右运动.这时物体所受滑动摩擦力大小为F=μN=20N ,方向水平向左.(3)由于物体向左运动,所受滑动摩擦力方向水平向右,大小仍为2ON .说明:①求摩擦力不但求出大小,还要指明方向.② 计算滑动摩擦力时,不要受无关因素的干扰,如(3)中向右的水平的拉力.【例6】解析:物体在竖直方向上只受重力、摩擦力摩F 的作用,由于F 从零开始均匀增大,物体的运动情况是先加速下滑,再减速下滑、最后静止,整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为f=uN=ukt ,即f 与t 成正比,图线是过原点的直线.当物体的速度减为零后,动摩擦力变为静摩擦力,其大小由平衡条件知f=G ,所以物体静止后的图线为平行于t 轴的直线,故本题正确答案为B .说明:若各阶段的摩擦力不同,应先弄清楚是什么性质的摩擦力,在用其各自的规律去分析.【例7】【解析】(1)接触面间的弹力方向是一定垂直于接触面,但固定在杆上的物体所受的弹力大小和方向都是可变的,其方向可能沿杆也可能不沿杆,故需利用平衡条件或牛顿第二定律来判断.小车静止时,根据物体平衡条件知,杆对球产生的弹力方向竖直向上,且大小等于球的重力mg· (2)选小球为研究对象,小车以加速度a 向右运动时,小球所受重力和杆的弹力的合力一定水平向右,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保持平衡,水平方向上具有向右的加速度,假设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为θ,(如上图所示),根据牛顿第二定律有Fsin θ=ma ,Fcos θ=mg ,解得F=m 22g a ,tan θ=ga【例8】解析:物体受到重力G 、支持力N 、推力F 的作用,由于它们的大小关系不确定,必须讨论几种情况(垂直于斜面的力平衡,只分析平行于斜面的力即可):(1)力F 大于重力G 沿斜面向下的分力,物体有向上的运动趋势,受的静摩擦力的方向向下。

(2)力F 小于重力G 沿斜面向下的力,物体有向下的运动趋势,受的静摩擦力的方向向上.(3)力F 等于重力G 沿斜面向下的力,物体没有相对运动趋势,受的静摩擦力为零。

故答案为D 。

说明:运动趋势的方向的判断可用假设法:假设无摩擦,看所受合力的方向,合力的方向向哪,则运动趋势的方向就向哪。

【例9】解析:先将A 、B 看作一个整体,这个整体相对板有向下的运动趋势,所以A 、B 与板接触的面受到大小为物体重力、方向向上的静摩擦力作用。

然后单独对A (或B )的受力分析,A (或B )受力平衡,A 、B 间无相对运动趋势,故A 、B 间没有摩擦力。

【例10】解析:(1)(2)(3)4.如图2-平外力F 推物体,物体始终保持静止,物体所受摩擦力怎样变化?2-1-17图2-1-165.如图2-1-19,质量为m 的物体放在水平放置的钢板上,与钢板的动摩擦因数为μ,由于光滑导槽A 、B 的控制,物体只能沿水平导槽运动。

现使钢板以速度V 1向右运动,同时用力F 沿导槽的方向拉动物体以速度V 2沿导槽运动,则F 的大小为( )A 、等于μmgB 、大于μmgC 、小于μmgD 、不能确定6.画出下面图2-1-20所示的A 、B 两物体的受力示意图。

甲图中A 、B 之间,B 、地之间均粗糙,B 匀速向左运动。

乙图中A 、B 球是光滑的。

7.如图2-1-21所示,长木块A 、B 叠放在一起,并用一根轻绳通过定滑轮相连,已知m A =m B =m,A 与B 间、B 与桌面间的动摩擦因数均为µ,用水平力F 向右匀速拉动B 时, F 的大小是多少?8.如图2-1-22所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放其上的固定挡板MN接触且处于静止,则斜面体P此刻所受到的外力个数有可能为( )A .2个B .3个C .4个D .5个4.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是( )A . 静摩擦力的方向一定与物体运动方向相反B .静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同C .静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D .静止的物体所受的摩擦力一定为零5.如图2-1-23所示,在μ= 0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20kg ,在运动过程中,还受到一个水平向左大小为10N 的拉力作用,则物体受到滑动摩擦力为(g = 10N / kg )( )A .10N,向右B.10N ,向左C .20N ,向右D.20N ,向左6.如图2-1-24所示,用力F 把铁块压紧在竖直墙上不动,那么,当F 增大时(设铁块对墙的力为F N ,物体受墙的摩擦力为F静,下列说法正确的是 ( ) A .F N 增大,F 静不变 B .F N 增大,F 静增大 C .F N 变小,F 静不变 D .关于F N 和F 静的变化,以上说法都不对7.两个共点力的大小分别为F 1=15 N 、F 2、=9 N ,它们的合力不可能等于 ( ) A .9 N B .25 N C .6 N D .21 N8.码头上两个人用水平力推集装箱,想让它动一下,但都推不动,其原因是( ) A .集装箱太重 B .推力总小于摩擦力C .集装箱所受合外力始终为零D .推力总小于最大静摩擦力9.如图2-1-25所示,物体静止于倾斜放置的木板上,当倾角θ由很小缓慢增大到900的过程中,木版对物体的支持力F N 和摩擦力f 的变化情况是( ) A .F N 、f 都增大 B .F N 、f 都减少C .F N 增大,f 减小D .F N 减小,f 乙先增大后减小10.如图2-1-26所示,B的上表面是粗糙的水平面,AB 叠放在一起,保持相对静止,沿固定斜面匀速下滑,则物体受_________个力的作用,它们分别是_______________________.11.如图2-1-27所示,有两条黑白毛巾交替折叠地放在水平面上,白毛巾的中部用线拉住,设线均水平,若每条毛巾的质量均为m ,毛巾之间及毛巾与桌面之间的动摩擦因数均为μ,欲将黑白毛巾分离开来,则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为( ) A .2μmg B .4μmg C .5μmg D .6μmg12.有一半径r 为0.2m 的圆柱体绕竖直轴00'以角速度ω为9rad/s 匀速转动.今用水平力F 把质量为lkg 的物体A 压在圆柱体的侧面,由于受挡板上竖直的光滑槽的作用,物体A在水平方向上不能随圆柱体转动,而以v 0为2.4m/s 的速率匀速下滑,如图2-1-28所示,若物体A 与圆柱体间的动摩擦因数μ为0.25,试求水平推力F 的大小(g 取l0m/s 2).第二单元 力的合成与分解【例2】在研究两个共点力的合成的实验中得到如图2-2-2所示的合力F 与两个分力的夹角的关系图,求:(1)两个分力的大小各是多少?【例3】已知力F 的一个分力图2-2-1图2-2-2【例1】和BD 两绳拉力的合力,F=mg=100N ,且两力的夹角为1200为100N ,答案是C正确【例2】解析:由图象知:θ=F 12+F 22=102①当θ=3时,有:F 1-F 2=2(令F 1>F 2) ②解①②得:F 1=8N F 2=6N (2)合力的范围是2N ≤F ≤14N【例3】解析:F 33>2F ,从图上看出,F 1有两个解,OAD 可知:OA=F F F 23)2(22=+ 由直角三角形ABD 得:F F F 63)2(222=+由图的对称性可知:AC=AB=F 63则分力F 1=F F F 336323=- F 1/=F F F 3326323=+ A 、C【例4】解析:力F 的作用效果是对AB 、AC F 1、F 2,如图2-2-6左,F 1的作用效果是对C 产生水平向左的推力和竖直F N ,图2-2-3将力F 1沿水平方向和竖直方向分解,如图2-2-6右,可得到C 对D 的压力F N /=F N .由题图可看出tan α=10100=10 依左图有:F 1=F 2=αcos 2F依右图有:F N /=F 1sin α故可以得到:F N /=F N =αcos 2F·sina=21F ·tana=5F 可见,物体D 所受的压力是F 的5倍A .0~1 N C .1 N ~5 N 2.如图2-2-8所示.不计重力的带有光滑滑轮3.根据重力产生的实际效果,分解图图2-2-8图2-2-7乙丙丁图图2-2-10.1N和4N B.2N.1N和5N D.2N.有三个共点力,大小分别是.将力F分解成F1和F2F的夹角θ(θ为锐角)B,10.如图2-2-14所示,上,水平力F作用于上沿00/方向作加速运动,必须在图2-2-13图2-2-12图2-2-11的平面内再施加一个力F /,那么F /的最小值应为( )A .Fcos θB .Fsin θC .Ftan θD .Fcot θ11.如图2-2-15所示,重225N 的物体G 由OA 和0B 两根绳子拉着,绳0B 始终保持沿水平方向.已知两根绳子能承受的最大拉力均为1503 N ,为了保持绳子不被拉断,绳子OA 与竖直方向的夹角α的最大值应为多少?12.如图2-2-16所示,重为C 的物体系在OA ,OB 两根轻绳上,A 、B 两端挂在水平天花板上,OA 、OB 与天花板的夹角分别为α、β,且α>β,∠A0B>900.(1)试比较两轻绳对物体拉力的大小.(2)若将轻绳OB 缩短,使B 端沿天花板向左移动但始终保持物体的位置不变,试问:在使OB 绳向竖直方向移动过程中,两绳的拉力将怎样变化?.第三单元 物体的平衡图2-3-23】如图2-3-3所示,小圆环重竖直大环的半径为R.轻弹簧原长为劲度系数为k,接触面光滑,求小环静止时,弹簧【例5】 如图绳与竖直方向夹角分别为受的最大的拉力为拉力为100N ,求物体最大重力不能超过多少?【例1】解析:物体受力如图2-9向有 f=Fcos θ,故D 正确. 竖直方向有θ+G ,由于匀速运动,f=μN=μ(Fsin θ案B 正确.图2-3-4【例2】解析:若木块刚好不下滑,竖直方向上有:Fsin37°+kF N cos37°=Mg ,解得F=20N 若木块刚好不上滑,竖直方向上有:Fsin37°=Mg+kF N cos37°,解得F=100N ,所以取值为20N <F <100N【例3】解析:解法1:相似三角形法:选取小球为研究对象并对它进行受力分析.受力分析时要注意讨论弹簧对小球的弹力方向(弹簧是被拉长还是被压缩了)和大环对小环的弹力方向(指向圆心还是背离圆心)的可能性.受力图示如图2-3-8所示.△ACD (力)∽△ACO (几何)G/R=T/2Rcos ϕT=k (2Rcos ϕ-L)解得ϕ=arcos[kL/2(KR-G)]法2:正交分解法:如图2-3-9所示,选取坐标系,以小环所在位置为坐标原点,过原点沿水平方向为x 轴,沿竖直方向为y 轴.据F x =0,F y =0,建立方程有-Tsin ϕ+Nsin2ϕ=0 Tcos ϕ-G-Ncos2ϕ=0 解得 T=2Gcos ϕ 而T=k (2Rcos ϕ-L ) 所以)(2arccosG kR kL-=ϕ说明:比较以上解法可见,用力的三角形与几何三角形相似来解决比较简单,若用其它方法去解,过程较复杂.【例4】解析:小球受力如图2-29所示,合成F N 与T ,其合力与mg 等大反向,在θ逐渐减小的过程中,小球在三个共点力作用下始终处于平衡状态:重力(mg)总竖直向下,支持力(F N )大小变化而方向始终垂直斜面,而拉力(T)的大小和方向都在变化. 从三力构成的矢量图形,可以看出:拉力T 先减小后增大,当T 与F N 垂直,即θ+α=90时,T 与斜面平行时,拉力最小,为 T n =mgsin α而支持力不断减小,当θ=O 0时.F N 减为零,即F Nn =0.【例5】解析:以重物为研究对象.重物受力如图2-3-11,重物静止,根据平衡列方程T AC sin30°-T BC sin60°=0 ① T AC cos30°+T BC cos60°-G=0 ②由式①可知T AC =3T BC ,当T BC =100时,T AC =173N ,AC 将断.而当T AC =150N 时,T BC =86.6<100N将T AC =150N ,T BC =86.6N 代入式②解得G=173.32N .所以重物的最大重力不能超过173.2N .【例6】解析:隔离法:第一步:以物体为对象,其受力情况如图2-3-12所示.(注:摩擦力f 1,可能存在,也可能不存在,现假定存在且方向沿斜面向下).T以物体为对象,根据平衡条件有:F-f1-mg sinθ=0 (1)N1-mg cosθ=0 (2)第二步:以斜劈为对象,斜劈受力情况如图2-3-12右所示.以斜劈为对象,根据平衡条件有:f1/cosθ+N1/sinθ- f=0 (3)N+f1/sinθ-N1/cosθ- Mg=0 (4)其中f1 = f1/N1=N1/由(1)、(2)、(3)、(4)式解得:f=F·cosθ整体法:以M和m所构成的整体为对象,其受力情况如图2-3-13所示.根据平衡条件有: F·cosθ- f=0f=F·cosθ说明:比较以上两种方法,不难发现以整体为对象求解共点力作用下连接体的平衡问题时,的确简化了解题过程1.如图2-3-14所示,一个质量为m在斜面上,斜面倾角为θ因数为μ,用一水平力F上滑.求:(1)推力F(2)若倾角θ可变,那么θ大的推力,也不能使物体上滑(2.在光滑的斜面上用细绳吊着一个重的小球,在图2-3-15绳对球的拉力大小及斜面给球的支持力的大小.(请分别用合成法、分解法、正交分解法3.如图2-3-16所示,轻绳长为L,A端固定B端系一个重量为G的小球,小球静R的光滑球面上,小球的悬点在h,则轻绳对小球图2-3-124.如图2-3-17所示,小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间,当墙与薄板之间的夹角α缓慢地增大到90°的过程中,下列说法正确的是()A. 小球对木板的压力增大.B. 小球对墙的压力减小.C. 小球对木板的压力减小.D. 木板对小球的弹力不可能小于小球的重力.5.如图2-3-18所示,电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳oA使连接点A向上移动而保持0点的位置不变,则在A点向上移动的过程中( )A.绳OB的拉力逐渐增大B.绳OB的拉力逐渐减小C.绳0A的拉力先增大后减小D.绳0A的拉力先减小后增大6.如图2-3-19所示,物体的质量为2 kg,两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上施加一个方向与水平线成θ=600的拉力F,若要使绳都能伸直,求拉力F的大小范围.7.如图2-3-20所示,物体A质量为2kg,与斜面间摩擦因数为0.4若要使A在斜面上静止,物体B质量的最大值和最小值是多少?8.有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑,AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质均为m,两环间由一根质量可忽略不计、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图2-3-21所示)现将P环向左移动一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是()A、N不变;T变大B、N不变;T变小C、N变大;T变大D、N变大,T变小1.如图2-3-22所示,质量为m 的木块A 斜面体B 上,若A和B V 0一起向左作匀速直线运动,则A 和B 互作用力大小为()A .mg B.mgsin θ C .mgcos θD .02.如图2-3-23所示,一个质量为的物体,放在倾角为 θ = 30°若用F = 5.0N 的力竖直向上提物体,= 10m/s 2),下述结论正确的是( ) A .物体受到的合外力减小5.0N B .物体受到的摩擦力减小5.0N C .斜面受到的压力减小5.0N D .物体对斜面的作用力减小5.0N3.如图2-3-24所示,竖直绝缘壁上的Q 一固定的质点A ,在Q 正上方的P 质点B ,A 、B 线与竖直方向成θ角,由于漏电使A 、B 的拉力大小( )A .变小B .变大C .不变D 4.如图2-3-25所示,大三角劈C 置于粗糙水B 置于斜面上,B 的上面又放一A ,在A 、B 一起匀速下滑的过程中,下( )A .木块A 受到方向向左的摩擦力B .木块A 对B 的压力小于A 的重力C .B 与C 之间的动摩擦因数μ= t gαD .水平地面对C 没有摩擦力作用5.一只质量为m 的蚂蚁,在半径为R 的半球R/2的A 点停下来,则A 点受到的摩擦力大小为( )A .mg 21B .mg 23C .mg )231( D .mg 226.如图2-3-26所示,一个重为5 N 的大砝码,O 点,现在用力F 拉砝码,使悬线偏30°时处于静止状态,此时所用拉力F )A .5.0 NB .2.5 NC .8.65 ND .4.3 N7. 如图2-3-27所示,在“探究力的平行四边实验中,用A 与B 两弹簧拉橡皮条的D 端,E 点,α+β=90°.若保持A 的读数不α角,为使D 端仍在E 点不变,则可用的( )A .使B 读数变小,β变大图2-3-25B .使B 读数变小,β变小C .使B 读数变大,β变大D .使B 读数变大,β变小8.如图2-3-28所示,轻杆BC 一端用铰链固定于墙上,另一端有一小滑轮C ,系重物的轻绳绕过滑轮C 将上端固定于墙上的A 点,不计摩擦,系统处于静止状态,现将A 点沿墙稍向上移一些,系统又处于静止状态,则由于A 点的上移( )A .轻杆与竖直墙壁间的夹角减小B .绳的拉力增大,轻杆受的压力减小C .绳的拉力不变,轻杆受的压力减小D .绳的拉力减小,轻杆受的压力不变9.如图2-2-3-29所示,斜面倾角为 ,物体A 质量为m ,沿斜面匀速下滑,板B 静止,B 和A 质量相等,若AB 间、A 与斜面间动摩擦因数相同,求绳子的拉力T .10. 一个氢气球重为10 N ,所受的空气浮力大小为16 N ,用一根轻绳拴住.由于受水平风力的作用,气球稳定时,轻绳与地面成60°,如图2-3-30所示,求:(1) 绳的拉力为多大?(2) 气球所受水平风力为多大?11.如图2-3-31所示,木块重60 N ,放在倾角θ = 37°的斜面上,用F = 12 N ,方向沿斜面向上的力推木块,木块恰能沿斜面匀速下滑,求木块与斜面间的动摩擦因数.(sin37°= 0.6, cos37°= 0.8)12.完全相同的直角三角形滑块A 、B ,按如图2-3-32所示叠放,设A 、B 接触的斜面光滑,A 与桌面的动摩擦因数为μ.现在B上作用一水平推力F ,恰好使A 、B 一起在桌面上匀速运动,且A 、B 保持相对静止,求A 与桌面的动摩擦因数μ跟斜面倾角θ的关系.μ图2-3-29图 2-3-27图2-4-1(3)用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角图2-4-2(1)由图可读出这两个互相垂直拉力的大小分别为单元达标_____________________________ 1.(06淮阴中学)如图2-4-4木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在点O ,此时需记录下:(1)__________________________, (2) ,(3). 记录下:(4) , (5) .2.(06海淀区期中)在的实验中某同学的实验情况如图2-4-5其中A 为固定橡皮筋的图钉,O 的结点,OB 和OC 据实验结果画出的图.(1)图乙中的___________是为F 1和F 2论值;___________是力F 1和F 2量值.(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:______________________.(选填“变”或“不变”)3.(06全国第一次联考)在验证力的平行四边形2-4-6F 1和F 2,图中小正方形的边长表2N ,两力的合力用F 表示,F 1、F 2与F 的夹角θ1和θ2,则( )A.F 1=4 NB. F = 12 NC.θ1=45°D.θ1<θ24.如图2-4-7所示在“共点力合成”实验中,P 点,另一端连接两个弹簧秤,F 1与F 2拉两个弹簧秤,使这端拉至0点,图2-4-3若要这端始终位于0点,但使F 2大小不变地沿顺时针转过某一小角度,相应地使F 1的大小及图中β角作以下的哪些变化是可能的( ) A .增大F 1的同时增大β角 B .增大F 1的同时保持β角不变 C .增大F 1的同时减小β角 D .减小F 1的同时减小β角章末整合1.(06上海七校联考)1999年10桥正式通车,江阴长江大桥主跨1385m 高度为50m ,两岸的桥塔高196m 整个桥面和缆绳共4.8×104t 所示,则每根主缆承受的拉力约为(g 取10m ( )A .2.4×108NB .6×108N C .12×108N D .24×108N2-2所示,仪表很容易测出垂直12mm ,恢复力为300 N ,计算绳中张力.3.(06崇明综合测试)密度大于液体的固体颗粒,在液体中竖直下沉,开始时是加速下沉,但随着下沉速度变大,固体所受的阻力也变大,故下沉到一定深度后,固体颗粒是匀速下沉的.在研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些量有关的实验中,得到的实验数据记录在下面的表格中:(水的密度为ρ0=1.0×l03kg/m 3)(1) 我们假定下沉速度与实验地的重力加速度g 成正比.根据以上实验数据,你可以推得球形固体在水中匀速下沉的速度还与哪些量有关,以及有怎样的关系?(只要求写出关系式,比例系数可用k 表示) v = .(2)对匀速下沉的固体球作受力分析(浮力的大小等于排开液体的重力,球体积为334r ,并假定水对下沉球的阻力f 与下沉速度v 有最简单的关系,试写出f 与v 及r的关系式(分析和推导过程不必写):f= .4.(06北京八中调研)如果用F 表示滑动摩擦力的大小,用F N 表示正压力的大小,则有F =µF N ,式中µ叫做动摩擦因数.为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验.如图2-3所示,在木块A 和木板B 上贴上待测的纸,B 板水平固定,用测力计拉A ,使A 匀速向左运动,读出并记下测力计的读数F ,测出木块A 的质量m ,则μ=mgF. (1)该同学为什么要把纸贴在木块上而不直接测量两张纸间的滑动摩擦力? (2)在实际操作中,发现要保证木块A 做匀速运动比较困难,实验误差较大.你能对这个实验作一改进来解决这一困难从而减小误差吗?5.(06浦东新区预测)在倾角为α=37°的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一质量为m=3kg 、中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角为β=37°的力F 拉住,使整个装置处于静止状态,如图2-4所示。

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