第二章 相互作用参考答案
2018版高考物理(新课标)一轮复习教师用书:第二章相互作用第2讲力的合成与分解含答案
第2讲力的合成与分解知识点一力的合成与分解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,原来那几个力叫做。
(2)关系:合力和分力是的关系.2。
共点力作用在物体的,或作用线的交于一点的力。
3。
力的合成(1)定义:求几个力的的过程.(2)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。
如图甲所示。
②三角形定则:把两个矢量,从而求出合矢量的方法。
如图乙所示。
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按力产生的分解;②正交分解.答案:1.(1)产生的效果合力分力(2)等效替代 2.同一点延长线3。
(1)合力(2)①共点力大小方向②首尾相接4。
(1)分力(2)平行四边形三角形(3)效果知识点二矢量和标量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.答案:1.方向平行四边形定则2。
没有代数法则(1)合力及其分力均为作用于同一物体上的力。
()(2)合力及其分力可以同时作用在物体上.( )(3)几个力的共同作用效果可以用一个力来代替.( )(4)在进行力的合成与分解时,都要应用平行四边形定则或三角形定则。
( )(5)两个力的合力一定比其分力大.( )(6)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形.()答案:(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√考点共点力的合成1。
合成方法(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,是解题的常用方法.2.运算法则(1)平行四边形定则.(2)三角形定则。
3.重要结论(1)两个分力一定时,夹角θ越大,合力越小。
(2)合力一定,两等大分力的夹角越大,两分力越大。
(3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力.4.几种特殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算两力互相垂直F=错误! tan θ=错误!两力等大,夹角为θF=2F1cos 错误! F与F1夹角为错误!两力等大且夹角为120°合力与分力等大考向1 作图法的应用[典例1] 一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是( )A。
高考物理一轮复习第二章相互作用第二节摩擦力学案
第二节摩擦力一、静摩擦力答案:接触面粗糙接触处有弹力相对运动趋势0 F fm相反【基础练1】(2020·浙江省选考模拟)体操运动员在平衡杆上进行静态平衡训练,如图所示,则( )A.平衡杆对人的力等于人对平衡杆的力B.平衡杆对人的摩擦力方向向左C.人对平衡杆的摩擦力方向向左D.人受到的支持力是因为脚底发生了形变解析:选A。
平衡杆对人的力、人对平衡杆的力属于相互作用力,所以A正确;人受到重力、平衡杆对人的支持力,处于平衡状态,没有受到摩擦力,所以B、C错误;人受到的支持力是平衡杆形变造成的,所以D错误。
二、滑动摩擦力答案:μF N相反粗糙程度【基础练2】(多选)(2020·广东五华县期末质检)如图所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后( )A.M受到的摩擦力不变B.M静止在传送带上C.M可能沿斜面向上运动D.M下滑的速度不变解析:选AD。
由题意知,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,传送带启动后物块仍然受到的是滑动摩擦力,由F f=μmg cos θ可知,物块M受到的摩擦力不变,A正确;由于物体受力情况没有变化,所以物体运动状态不变,物体仍沿传送带匀速下滑,B、C错误,D正确。
考点一静摩擦力的有无及方向的判断假设法思维程序如下:状态法先判断物体的状态(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的方向(2020·庐巢七校联盟第三次联考)智能化电动扶梯如图所示,乘客站上扶梯,先缓慢加速,然后再匀速上升,则( )A.乘客始终处于超重状态B.加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同C.电梯对乘客的作用力始终竖直向上D.电梯匀速上升时,电梯对乘客的作用力竖直向上[解析] 加速运动阶段,乘客的加速度沿电梯斜向上,有竖直向上的分加速度,根据牛顿第二定律,电梯对他的支持力大于其重力,处于超重状态;匀速运动阶段,加速度为0,所以既不超重也不失重,故A错误;加速阶段乘客加速度方向沿电梯斜向上,加速度有水平向右的分量,则受到的摩擦力方向水平向右,B错误;加速阶段,乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力,则电梯对乘客的作用力斜向右上方;电梯匀速上升时,电梯对乘客只有向上的支持力,即电梯对乘客的作用力竖直向上,C错误,D正确。
高中物理必修一第二章相互作用 习题及解析
第1讲 重力 弹力1.重力(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.(2)大小:与物体的质量成正比,即G =mg .可用弹簧测力计测量重力. (3)方向:总是竖直向下的.(4)重心:其位置与物体的质量分布和形状有关. 2.弹力(1)形变:物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变. (2)弹性①弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.②弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度. (3)弹力①定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用. ②产生条件物体相互接触且发生弹性形变.③方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)重力的方向竖直向下,但不一定与接触面垂直.( ) (2)物体所受弹力方向与自身形变的方向相同.( ) (3)绳、杆的弹力方向一定沿绳、杆.( )(4)面面接触(或点面接触)的物体间的弹力垂直于面(或切面)并指向受力物体.( )胡克定律 (考纲要求 Ⅰ)1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比. 2.表达式:F =kx .(1)k 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. (2)x 是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.基 础自 测1.(多选)如图2-1-1所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( ).图2-1-1A .物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B .重力的方向总是垂直向下的C .物体重心的位置与物体形状或质量分布有关形变、弹性 (考纲要求 Ⅰ)D.力是使物体运动的原因2.(单选)玩具汽车停在模型桥面上,如图2-1-2所示,下列说法正确的是().图2-1-2A.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3.(单选)在图中,A、B均处于静止状态,则A、B之间一定有弹力的是().4.(单选)在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图2-1-3所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为().图2-1-3A.均竖直向上B.均指向球心OC.A点处指向球心O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上5.(单选)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L1;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L2,则它的劲度系数是().A.GL1 B.GL2 C.GL1-L2D.2G L1-L21.解析物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C正确;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案AC2.解析汽车与桥面相互挤压都发生了形变,B错;由于桥面发生弹性形变,所以对汽车有向上的弹力,C对,D错;由于汽车发生了形变,所以对桥面产生向下的压力,A错.答案 C3.解析假设将与研究对象接触的物体逐一移走,如果研究对象的状态发生变化,则表示它们之间有弹力;如果状态无变化,则表示它们之间无弹力.四个选项中当B选项中的B物体移走后,A物体一定会摆动,所以B选项中A、B间一定有弹力.答案 B4.解析碗对筷子A、B两点处的作用力属于弹力,而接触的弹力总是垂直于接触面,因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键.在A点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动,所以在A点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即指向球心O.在B点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动,所以在B点处的接触面与筷子平行,此处的弹力垂直于筷子斜向上.故选项D正确.答案 D5. 解析设弹簧原长为L0,由胡克定律知,G=k(L1-L0),G=k(L0-L2),联立可得k=2GL1-L2,D对.答案 D热点一弹力的有无及方向的判断1.弹力有无的判断“四法”(1)条件法: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)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法: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.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力.2.弹力方向的确定【典例1】如图2-1-4所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是().图2-1-4A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力解析先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a=g sin α,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=g sin α,方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力.故选项A正确.【跟踪短训】1.画出下图2-1-5中物体A所受弹力的示意图.(所有接触面均光滑)图2-1-5答案热点二弹力大小的计算弹力大小的计算方法(1)对于难以观察的微小形变,可以根据物体的受力情况和运动情况,运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小.(2)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F=k·Δx计算.图2-1-6【典例2】图2-1-6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,在斜杆的下端固定有质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是().A.小车静止时,F=mg sin θ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mg cos θ,方向垂直于杆向上C.小车向右做匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右做匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上审题指导审题关键词:固定曲杆.杆发生微小弹性形变―→杆上的弹力方向具有多种可能性―→需借助相关物体的运动状态来判断(不能直接判断).解析小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动状态时,由力的平衡条件知,二力必等大反向,有F=mg,方向竖直向上.小车向右做匀加速运动时,小球有向右的恒定加速度,根据牛顿第二定律知,mg和F的合力应水平向右,如图所示,由图可知,F>mg,方向可能沿杆向上.反思总结轻杆弹力的确定方法杆的弹力与绳的弹力不同,绳的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.【跟踪短训】2.如图2-1-7所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:图2-1-7①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有().A.L2>L1B.L4>L3C.L1>L3D.L2=L4解析弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定.由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故选D项.物理建模 1.轻杆、轻绳、轻弹簧模型模型阐述轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型,与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位,且涉及的情景综合性较强,物理过程复杂,能很好地考查学生的综合分析能力,是高考的常考问题.三种模型轻杆轻绳轻弹簧模型图示续表模 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,指向绳收缩的方向一定沿弹簧轴线,与形变方向相反作用效果特点 可提供拉力、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 一般不能发生突变自由杆和固定杆中的弹力方向类型 特征 受力特征自由杆 可以自由转动 杆受力一定沿杆方向 固定杆 不能自由转动 不一定沿杆方向,由物体所处状态决定【典例1】 甲、乙两图中的杆都保持静止,试画出甲、乙两图O 点受杆的作用力的方向.(O 为结点)解析 甲为自由杆,受力一定沿杆方向,如下图甲所示的F N1.乙为固定杆,受力由O 点所处状态决定,此时受力平衡,由平衡条件知杆的支持力F N2的方向与mg 和F 1的合力方向相反,如下图乙所示.【典例2】 一轻弹簧两端分别连接物体a 、b ,在水平力作用下共同向右做匀加速运动,如图2-1-9所示,在水平面上时,力为F 1,弹簧长为L 1,在斜面上时,力为F 2,弹簧长为L 2,已知a 、b 两物体与接触面间的动摩擦因数相同,则轻弹簧的原长为( ).图2-1-9A.L 1+L 22B.F 1L 1-F 2L 2F 2-F 1C.F 2L 1-F 1L 2F 2-F 1D.F 2L 1+F 1L 2F 2+F 1解析 设物体a 、b 的质量分别为m 1、m 2,与接触面间的动摩擦因数为μ,弹簧原长为L 0,在水平面上时,以整体为研究对象有F 1-μ(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a ,①隔离a 物体有k (L 1-L 0)-μm 1g =m 1a ,②联立解得k (L 1-L 0)=m 1m 1+m 2F 1,③同理可得k (L 2-L 0)=m 1m 1+m 2F 2,④联立③④可得轻弹簧的原长为L 0=F 2L 1-F 1L 2F 2-F 1,C 对.反思总结 如何理解理想化模型——“轻弹簧”与“橡皮筋”(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F =kx ,x 是指形变量.(2)“轻”即指弹簧(或橡皮筋)的重力不计,所以同一弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等. (3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),分析弹簧问题时一定要特别注意这一点,而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧(或橡皮筋)剪断时,其弹力立即消失.即学即练 (2013·石家庄质检,18)如图2-1-10所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L ,两根相同的橡皮条自由长度均为L ,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k ,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( ).图2-1-10A .kLB .2kL C.32kL D.152kL解析 对裹片受力分析,由相似三角形可得:kL 2L=F 2(2L )2-⎝⎛⎭⎫L 22得:F =152kL 则裹片对弹丸的最大作用力为F 丸=F =152kL ,故选项D 正确.附:对应高考题组 1.(2010·新课标全国卷,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,两侧用细绳系于墙壁.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 f a ≠0,b 所受摩擦力F f b =0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( ).A .F f a 大小不变B .F f a 方向改变C .F f b 仍然为零D .F f b 方向向右3.(2012·山东基本能力,85)力是物体间的相互作用,下列有关力的图示及表述正确的是( ).答案及解析1. 解析 设弹簧原长为l ,由题意知,F 1=k (l -l 1),F 2=k (l 2-l ),两式联立,得k =F 2+F 1l 2-l 1,选项C 正确.答案 C2. 解析 剪断右侧绳的瞬间,右侧细绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以b 对地面有向左的运动趋势,受到静摩擦力F f b 方向向右,C 错误,D 正确.剪断右侧绳的瞬间,木块a 受到的各力都没有发生变化,A 正确,B 错误.答案 AD3. 解析 由于在不同纬度处重力加速度g 不同,旅客所受重力不同,故对飞机的压力不同,A 错误.充足气的篮球平衡时,篮球壳对内部气体有压力作用,即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力,故B 正确.书对桌子的压力作用在桌子上,箭尾应位于桌面上,故C 错误.平地上匀速行驶的汽车,其主动轮受到地面的摩擦力是其前进的动力,地面对其从动轮的摩擦力是阻力,汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进,故D 正确. 答案 BDA对点训练——练熟基础知识题组一对力、重力概念的理解1.(单选)下列说法正确的是().A.力是物体对物体的作用B.只有直接接触的物体间才有力的作用C.用脚踢出去的足球,在向前飞行的过程中,始终受到向前的力来维持它向前运动D.甲用力把乙推倒,说明甲对乙的作用力在先,乙对甲的作用力在后2.(单选)下列关于重力的说法中正确的是().A.物体只有静止时才受重力作用B.重力的方向总是指向地心C.地面上的物体在赤道上受的重力最小D.物体挂在弹簧秤下,弹簧秤的示数一定等于物体的重力3.(单选)关于地球上的物体,下列说法中正确的是().A.在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用B.物体只有落向地面时才受到重力作用C.将物体竖直向上抛出,物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小D.物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关题组二对弹力的理解4.(多选)在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图2-1-11所示的情况就是一个实例.当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是().图2-1-11A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力5.(多选)如图2-1-12所示,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点P.用力压桌面,观察墙上光点位置的变化.下列说法中正确的是().图2-1-12A.F增大,P上移B.F增大,P下移C.F减小,P下移D.F减小,P上移6.(单选)小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图2-1-13所示),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().图2-1-137.(单选)如图2-1-14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,小车处于水平面上,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().图2-1-14A.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题组三弹力大小的分析计算8.(2013·银川、吴忠部分中学联考)(单选)如图2-1-15所示,某一弹簧秤外壳的质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计.将其放在光滑水平面上,现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧秤的示数,下列说法正确的是().图2-1-15A.只有F1>F2时,示数才为F1B.只有F1<F2时,示数才为F2C.不论F1、F2关系如何,示数均为F1D.不论F1、F2关系如何,示数均为F29.(单选)如图2-1-16所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是().图2-1-16A.F1=F2=F3B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2D.F3>F1>F210.(单选)如图2-1-17所示,将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐,使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧下端挂一个50 g的砝码时,指针示数为L1=3.40 cm,当弹簧下端挂两个50 g的砝码时,指针示数为L2=5.10 cm.g取9.8 m/s2.由此可知().A .弹簧的原长是1.70 cmB .仅由题给数据无法获得弹簧的原长C .弹簧的劲度系数是28 N/mD .由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的劲度系数B 深化训练——提高能力技巧11.(2013·浙江金华十校联考)(单选)如图2-1-18所示,重为10 N 的小球套在与水平面成37°角的硬杆上,现用一垂直于杆向上、大小为20 N 的力F 拉小球,使小球处于静止状态(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).则( ).图2-1-18A .小球不一定受摩擦力的作用B .小球受摩擦力的方向一定沿杆向上,大小为6 NC .杆对小球的弹力方向垂直于杆向下,大小为4.8 ND .杆对小球的弹力方向垂直于杆向上,大小为12 N12.(单选)如图2-1-19所示,一重为120 N 的球固定在弹性杆AB 的上端,今用测力计沿与水平方向成37°角斜向右上方拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为100 N ,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则杆AB 对球作用力的大小为( ).图2-1-19A .80 NB .100 NC .110 ND .120 N 13.(单选)如图2-1-20所示,重80 N 的物体A 放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm ,劲度系数为1 000 N/m 的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A 后,弹簧长度缩短为8 cm ,现用一测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N ,当弹簧的长度仍为8 cm 时,测力计读数不可能为( ).图2-1-20A .10 NB .20 NC .40 ND .60 N14.(多选)如图2-1-21所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m 的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是( ).图2-1-21A .弹簧处于拉伸状态B .弹簧处于压缩状态C .弹簧的弹力大小为34mgD .弹簧的弹力大小为38mg1. 解析力的作用不一定要直接接触.譬如地球与物体之间的万有引力,电荷与电荷之间的作用力,都不需要直接接触,所以B错误;力的作用离不开物体,用脚踢出去的足球,在向前飞行的过程中,球没有受到向前的力来维持它向前运动,C错误;两个物体之间的相互作用力没有先后之说,所以D错误.答案 A2. 解析物体是否受重力作用与其运动状态无关,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,重力方向不一定指向地心(只有在两极或赤道上的物体所受的重力方向才指向地心),故B错.在赤道上,物体所受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,物体在赤道上受的重力最小,C正确.在弹簧秤和物体都静止或匀速运动时,测出的示数才等于物体的重力,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 C3. 解析重力是由于地球的吸引而使物体受到的地球的作用力,不管物体静止还是运动,也不管物体上升还是下落,一切物体都受重力作用.在“天上”绕地球飞行的人造卫星也要受重力作用,故A、B项错误.地面附近同一物体的重力大小、方向都不会发生改变,重力的大小可由公式G=mg求出,C项错误.重力大小与物体的质量有关,与运动状态无关,选项D正确.答案 D4. 解析发生相互作用的物体均要发生形变,故A错;发生形变的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,B正确;在最低点,运动员虽然处于瞬间静止状态,但接着运动员要加速上升,故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力,C错误、D正确.答案BD5. 解析本题考查微小形变的放大法.当力F增大时,两镜面均向里倾斜,使入射角减小,经两次累积,使反射光线的反射角更小,光点P下移;反之,若力F减小,光点P上移.所以,选项B、D正确.答案BD6.解析小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=g sin θ(θ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g sin θ,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 C7. 解析若小车静止,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.若小车向右匀速运动,小球受重力和绳子拉力两个力的作用;若小车向右做减速运动,则一定受重力和斜面的支持力,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.答案 B8. 解析弹簧秤的示数决定于作用在秤钩上力的大小,而与作用在与外壳相连的提环上的力无关,故C 正确.答案 C9. 解析第一个图中,以弹簧下面的小球为研究对象,第二个图中,以悬挂的小球为研究对象,第三个图中,以任意一小球为研究对象.第一个图中,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,二力平衡,F1=mg;后面两个图中,小球受竖直向下的重力和细线的拉力,二力平衡,弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F2=F3=mg,故三图中平衡时弹簧的弹力相等.答案 A10. 解析设弹簧原长为L0,由胡克定律得k(L1-L0)=mg,k(L2-L0)=2mg,解得L0=1.70 cm,k=29N/m,A正确.答案 A11.解析对小球受力分析,正交分解如图,由共点力平衡可知,f=mg sin 37°=10×0.6 N=6 N,F N=F -mg cos 37°=20 N-8 N=12 N、方向垂直杆向下,故B正确,A、C、D错误.答案 B12.解析球受到重力mg、测力计的弹力F=100 N和杆对其的作用力F N,根据平衡条件可得:F N x=F cos 37°=80 N,F N y=mg-F sin 37°=60 N,所以F N=F2N x+F2N y=100 N,即B正确.答案 B13.解析当物体受到的静摩擦力方向沿斜面向下,且达到最大静摩擦力时,测力计的示数最大,此时F+kΔx=mg sin θ+F f max解得F=45 N,故F不能超过45 N,选D.答案 D14.解析若弹簧处于压缩状态,右侧小球受到竖直向下的重力,水平向右的弹簧弹力和垂直细杆斜向左下方的弹力,小球不可能平衡,所以弹簧处于拉伸状态,对左侧小球受力分析如图所示,由平衡条件知F=mg tan 37°=34mg,则A、C对,B、D错.答案AC第2讲摩擦力滑动摩擦力、动摩擦因数(考纲要求Ⅰ)1.滑动摩擦力的产生条件(1)接触面粗糙.(2)接触处有弹力.(3)两物体间有相对运动.2.滑动摩擦力的定义滑动摩擦力:两个相互接触且发生形变的粗糙物体,当它们发生相对运动时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力.3.滑动摩擦力的大小及方向(1)大小:F=μF N(2)方向:沿两物体的接触面,与相对运动的方向相反.4.动摩擦因数滑动摩擦力大小的计算公式F=μF N中μ为比例常数,称为动摩擦因数,其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反.()(2)滑动摩擦力一定是阻力.()(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面的面积大小也无关.()(4)滑块从向右下方倾斜的逆时针旋转的传送带的顶端以某一初速度沿着传送带滑下时受到的摩擦力沿着传送带向下.()静摩擦力(考纲要求Ⅰ)1.产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体有相对运动趋势(仍保持相对静止)2.定义:两个相互接触且发生形变的粗糙物体,当它们具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力.3.大小和方向(1)大小:0<F≤F m(2)方向:沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向相反.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力.()(2)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用.()(3)用手握紧装满水的瓶子静止提在空中时,手握瓶子的力越大,瓶子受到的摩擦力越大.()(4)静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势.()。
高考总复习 物理第二章 相互作用
第1讲重力弹力形变、弹性(考纲要求Ⅰ)1.重力(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.(2)大小:与物体的质量成正比,即G=mg.可用弹簧测力计测量重力.(3)方向:总是竖直向下的.(4)重心:其位置与物体的质量分布和形状有关.2.弹力(1)形变:物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变.(2)弹性①弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.②弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状,这个限度叫弹性限度.(3)弹力①定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用.②产生条件物体相互接触且发生弹性形变.③方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”.(1)重力的方向竖直向下,但不一定与接触面垂直.()(2)物体所受弹力方向与自身形变的方向相同.()(3)绳、杆的弹力方向一定沿绳、杆.()(4)面面接触(或点面接触)的物体间的弹力垂直于面(或切面)并指向受力物体.()答案(1)√(2)√(3)×(4)√胡克定律(考纲要求Ⅰ)1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.表达式:F=kx.(1)k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.(2)x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.基础自测1.(多选)如图2-1-1所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是().图2-1-1A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置与物体形状或质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C正确;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案AC2.(单选)玩具汽车停在模型桥面上,如图2-1-2所示,下列说法正确的是().图2-1-2A.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解析汽车与桥面相互挤压都发生了形变,B错;由于桥面发生弹性形变,所以对汽车有向上的弹力,C对,D错;由于汽车发生了形变,所以对桥面产生向下的压力,A错.答案C3.(单选)在图中,A、B均处于静止状态,则A、B之间一定有弹力的是().解析假设将与研究对象接触的物体逐一移走,如果研究对象的状态发生变化,则表示它们之间有弹力;如果状态无变化,则表示它们之间无弹力.四个选项中当B选项中的B物体移走后,A物体一定会摆动,所以B选项中A、B间一定有弹力.答案B4.(单选)在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图2-1-3所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为().图2-1-3A.均竖直向上B.均指向球心OC.A点处指向球心O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上解析碗对筷子A、B两点处的作用力属于弹力,而接触的弹力总是垂直于接触面,因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键.在A点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动,所以在A点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即指向球心O.在B点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动,所以在B点处的接触面与筷子平行,此处的弹力垂直于筷子斜向上.故选项D正确.答案D5.(单选)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L1;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L2,则它的劲度系数是().A.GL1 B.GL2 C.GL1-L2 D.2GL1-L2解析设弹簧原长为L0,由胡克定律知,G=k(L1-L0),G=k(L0-L2),联立可得k=2GL1-L2,D对.答案D热点一弹力的有无及方向的判断1.弹力有无的判断“四法”(1)条件法: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)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法: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.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否发生形态的变化,若发生形变,则此处一定有弹力.2.弹力方向的确定【典例1】如图2-1-4所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是().图2-1-4A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力解析先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a=g sin α,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=g sin α,方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力.故选项A正确.答案A【跟踪短训】1.画出下图2-1-5中物体A所受弹力的示意图.(所有接触面均光滑)图2-1-5答案热点二弹力大小的计算弹力大小的计算方法(1)对于难以观察的微小形变,可以根据物体的受力情况和运动情况,运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小.(2)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体,弹力的大小可以由胡克定律F=k·Δx 计算.图2-1-6【典例2】图2-1-6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,在斜杆的下端固定有质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是().A.小车静止时,F=mg sin θ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mg cos θ,方向垂直于杆向上C.小车向右做匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上D.小车向右做匀加速运动时,一定有F>mg,方向可能沿杆向上审题指导审题关键词:固定曲杆.杆发生微小弹性形变―→杆上的弹力方向具有多种可能性―→需借助相关物体的运动状态来判断(不能直接判断).解析小球受重力和杆的作用力F处于静止或匀速运动状态时,由力的平衡条件知,二力必等大反向,有F=mg,方向竖直向上.小车向右做匀加速运动时,小球有向右的恒定加速度,根据牛顿第二定律知,mg和F的合力应水平向右,如图所示,由图可知,F>mg,方向可能沿杆向上.答案CD反思总结轻杆弹力的确定方法杆的弹力与绳的弹力不同,绳的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.【跟踪短训】2.如图2-1-7所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:图2-1-7①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有().A.L2>L1B.L4>L3C.L1>L3D.L2=L4解析弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小决定.由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故选D项.答案D物理建模 1.轻杆、轻绳、轻弹簧模型模型阐述轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型,与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位,且涉及的情景综合性较强,物理过程复杂,能很好地考查学生的综合分析能力,是高考的常考问题.三种模型轻杆轻绳轻弹簧模型图示续表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,指向绳收缩的方向一定沿弹簧轴线,与形变方向相反作用效果特点可提供拉力、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自由杆和固定杆中的弹力方向类型特征受力特征自由杆可以自由转动杆受力一定沿杆方向固定杆不能自由转动不一定沿杆方向,由物体所处状态决定【典例1】甲、乙两图中的杆都保持静止,试画出甲、乙两图O点受杆的作用力的方向.(O为结点)图2-1-8解析甲为自由杆,受力一定沿杆方向,如下图甲所示的F N1.乙为固定杆,受力由O点所处状态决定,此时受力平衡,由平衡条件知杆的支持力F N2的方向与mg和F1的合力方向相反,如下图乙所示.答案如解析图所示【典例2】一轻弹簧两端分别连接物体a、b,在水平力作用下共同向右做匀加速运动,如图2-1-9所示,在水平面上时,力为F1,弹簧长为L1,在斜面上时,力为F2,弹簧长为L2,已知a、b两物体与接触面间的动摩擦因数相同,则轻弹簧的原长为().图2-1-9A.L1+L22 B.F1L1-F2L2F2-F1C.F2L1-F1L2F2-F1 D.F2L1+F1L2F2+F1解析设物体a、b的质量分别为m1、m2,与接触面间的动摩擦因数为μ,弹簧原长为L0,在水平面上时,以整体为研究对象有F1-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a,①隔离a物体有k(L1-L0)-μm1g=m1a,②联立解得k(L1-L0)=m1m1+m2F1,③同理可得k(L2-L0)=m1m1+m2F2,④联立③④可得轻弹簧的原长为L 0=F 2L 1-F 1L 2F 2-F 1,C 对. 答案 C反思总结 如何理解理想化模型——“轻弹簧”与“橡皮筋”(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F =kx ,x 是指形变量.(2)“轻”即指弹簧(或橡皮筋)的重力不计,所以同一弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),分析弹簧问题时一定要特别注意这一点,而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧(或橡皮筋)剪断时,其弹力立即消失.即学即练 (2013·石家庄质检,18)如图2-1-10所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L ,两根相同的橡皮条自由长度均为L ,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k ,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( ).图2-1-10A .kLB .2kL C.32kL D.152kL 解析 对裹片受力分析,由相似三角形可得:kL2L =F 2(2L )2-⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22得:F =152kL则裹片对弹丸的最大作用力为F丸=F=152kL,故选项D正确.答案D附:对应高考题组(PPT课件文本,见教师用书)1.(2010·新课标全国卷,15)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2.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.F2-F1l2-l1 B.F2+F1l2+l1C.F2+F1l2-l1 D.F2-F1l2+l1解析设弹簧原长为l,由题意知,F1=k(l-l1),F2=k(l2-l),两式联立,得k=F2+F1l2-l1,选项C正确.答案C2.(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,两侧用细绳系于墙壁.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 f a≠0,b所受摩擦力F f b=0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间().A.F f a大小不变B.F f a方向改变C.F f b仍然为零D.F f b方向向右解析剪断右侧绳的瞬间,右侧细绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以b对地面有向左的运动趋势,受到静摩擦力F f b方向向右,C错误,D正确.剪断右侧绳的瞬间,木块a受到的各力都没有发生变化,A正确,B错误.答案AD3.(2012·山东基本能力,85)力是物体间的相互作用,下列有关力的图示及表述正确的是().解析由于在不同纬度处重力加速度g不同,旅客所受重力不同,故对飞机的压力不同,A错误.充足气的篮球平衡时,篮球壳对内部气体有压力作用,即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力,故B正确.书对桌子的压力作用在桌子上,箭尾应位于桌面上,故C错误.平地上匀速行驶的汽车,其主动轮受到地面的摩擦力是其前进的动力,地面对其从动轮的摩擦力是阻力,汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进,故D正确.答案BDA对点训练——练熟基础知识题组一对力、重力概念的理解1.(单选)下列说法正确的是().A.力是物体对物体的作用B.只有直接接触的物体间才有力的作用C.用脚踢出去的足球,在向前飞行的过程中,始终受到向前的力来维持它向前运动D.甲用力把乙推倒,说明甲对乙的作用力在先,乙对甲的作用力在后解析力的作用不一定要直接接触.譬如地球与物体之间的万有引力,电荷与电荷之间的作用力,都不需要直接接触,所以B错误;力的作用离不开物体,用脚踢出去的足球,在向前飞行的过程中,球没有受到向前的力来维持它向前运动,C错误;两个物体之间的相互作用力没有先后之说,所以D错误.答案A2.(单选)下列关于重力的说法中正确的是().A.物体只有静止时才受重力作用B.重力的方向总是指向地心C.地面上的物体在赤道上受的重力最小D.物体挂在弹簧秤下,弹簧秤的示数一定等于物体的重力解析物体是否受重力作用与其运动状态无关,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,重力方向不一定指向地心(只有在两极或赤道上的物体所受的重力方向才指向地心),故B错.在赤道上,物体所受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,物体在赤道上受的重力最小,C正确.在弹簧秤和物体都静止或匀速运动时,测出的示数才等于物体的重力,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C3.(单选)关于地球上的物体,下列说法中正确的是().A.在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用B.物体只有落向地面时才受到重力作用C.将物体竖直向上抛出,物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小D.物体所受重力的大小与物体的质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关解析重力是由于地球的吸引而使物体受到的地球的作用力,不管物体静止还是运动,也不管物体上升还是下落,一切物体都受重力作用.在“天上”绕地球飞行的人造卫星也要受重力作用,故A、B项错误.地面附近同一物体的重力大小、方向都不会发生改变,重力的大小可由公式G=mg求出,C项错误.重力大小与物体的质量有关,与运动状态无关,选项D正确.答案D题组二对弹力的理解4.(多选)在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图2-1-11所示的情况就是一个实例.当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时,下列说法正确的是().图2-1-11A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力解析发生相互作用的物体均要发生形变,故A错;发生形变的物体,为了恢复原状,会对与它接触的物体产生弹力的作用,B正确;在最低点,运动员虽然处于瞬间静止状态,但接着运动员要加速上升,故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力,C错误、D正确.答案BD5.(多选)如图2-1-12所示,在一张大桌子上放两个平面镜M和N,让一束光依次被两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点P.用力压桌面,观察墙上光点位置的变化.下列说法中正确的是().图2-1-12A.F增大,P上移B.F增大,P下移C.F减小,P下移D.F减小,P上移解析本题考查微小形变的放大法.当力F增大时,两镜面均向里倾斜,使入射角减小,经两次累积,使反射光线的反射角更小,光点P下移;反之,若力F减小,光点P上移.所以,选项B、D正确.答案BD6.(单选)小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图2-1-13所示),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().图2-1-13解析小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=g sin θ(θ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g sin θ,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C7.(单选)如图2-1-14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,小车处于水平面上,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().图2-1-14A.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解析若小车静止,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.若小车向右匀速运动,小球受重力和绳子拉力两个力的作用;若小车向右做减速运动,则一定受重力和斜面的支持力,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.答案B题组三弹力大小的分析计算8.(2013·银川、吴忠部分中学联考)(单选)如图2-1-15所示,某一弹簧秤外壳的质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计.将其放在光滑水平面上,现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧秤的示数,下列说法正确的是().图2-1-15A.只有F1>F2时,示数才为F1B.只有F1<F2时,示数才为F2C.不论F1、F2关系如何,示数均为F1D.不论F1、F2关系如何,示数均为F2解析弹簧秤的示数决定于作用在秤钩上力的大小,而与作用在与外壳相连的提环上的力无关,故C正确.答案C9.(单选)如图2-1-16所示的装置中,小球的质量均相同,弹簧和细线的质量均不计,一切摩擦忽略不计,平衡时各弹簧的弹力分别为F1、F2、F3,其大小关系是().图2-1-16A.F1=F2=F3B.F1=F2<F3C.F1=F3>F2D.F3>F1>F2解析第一个图中,以弹簧下面的小球为研究对象,第二个图中,以悬挂的小球为研究对象,第三个图中,以任意一小球为研究对象.第一个图中,小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力,二力平衡,F1=mg;后面两个图中,小球受竖直向下的重力和细线的拉力,二力平衡,弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小,则F2=F3=mg,故三图中平衡时弹簧的弹力相等.答案A10.(单选)如图2-1-17所示,将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐,使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧下端挂一个50 g的砝码时,指针示数为L1=3.40 cm,当弹簧下端挂两个50 g的砝码时,指针示数为L2=5.10 cm.g 取9.8 m/s2.由此可知().图2-1-17A.弹簧的原长是1.70 cmB.仅由题给数据无法获得弹簧的原长C.弹簧的劲度系数是28 N/mD.由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的劲度系数解析设弹簧原长为L0,由胡克定律得k(L1-L0)=mg,k(L2-L0)=2mg,解得L0=1.70 cm,k=29 N/m,A正确.答案AB深化训练——提高能力技巧11.(2013·浙江金华十校联考)(单选)如图2-1-18所示,重为10 N的小球套在与水平面成37°角的硬杆上,现用一垂直于杆向上、大小为20 N的力F拉小球,使小球处于静止状态(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).则().图2-1-18A.小球不一定受摩擦力的作用B.小球受摩擦力的方向一定沿杆向上,大小为6 NC.杆对小球的弹力方向垂直于杆向下,大小为4.8 ND.杆对小球的弹力方向垂直于杆向上,大小为12 N解析对小球受力分析,正交分解如图,由共点力平衡可知,f=mg sin 37°=10×0.6 N=6 N,F N=F-mg cos 37°=20 N-8 N=12 N、方向垂直杆向下,故B 正确,A、C、D错误.答案B12.(单选)如图2-1-19所示,一重为120 N的球固定在弹性杆AB的上端,今用测力计沿与水平方向成37°角斜向右上方拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为100 N,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则杆AB对球作用力的大小为().图2-1-19A.80 N B.100 NC.110 N D.120 N解析球受到重力mg、测力计的弹力F=100 N和杆对其的作用力F N,根据平衡条件可得:F N x=F cos 37°=80 N,F N y=mg-F sin 37°=60 N,所以F N=F2N x+F2N y=100 N,即B正确.答案B13.(单选)如图2-1-20所示,重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm,劲度系数为1 000 N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A后,弹簧长度缩短为8 cm,现用一测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm时,测力计读数不可能为().图2-1-20A.10 N B.20 N C.40 N D.60 N 解析当物体受到的静摩擦力方向沿斜面向下,且达到最大静摩擦力时,测力计的示数最大,此时F+kΔx=mg sin θ+F f max解得F=45 N,故F不能超过45 N,选D.答案D14.(多选)如图2-1-21所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是().图2-1-21A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C.弹簧的弹力大小为34mg D.弹簧的弹力大小为38mg解析若弹簧处于压缩状态,右侧小球受到竖直向下的重力,水平向右的弹簧弹力和垂直细杆斜向左下方的弹力,小球不可能平衡,所以弹簧处于拉伸状态,对左侧小球受力分析如图所示,由平衡条件知F=mg tan 37°=34mg,则A、C对,B、D错.答案AC第2讲摩擦力滑动摩擦力、动摩擦因数(考纲要求Ⅰ)1.滑动摩擦力的产生条件(1)接触面粗糙.(2)接触处有弹力.。
2018年新课标高考物理总复习教师用书:第二章相互作用含解析
第二章错误!第7课时重力弹力(双基落实课)[命题者说]重力和弹力是高中物理最常见、最基础的两个力.本课时的重点是弹力的分析和判断、几种常见弹力的计算等。
对本课时的学习,重在理解,熟练掌握各种接触方式弹力的判断方法,会计算弹力的大小。
一、重力、弹力的分析与判断1.重力(1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)大小:G=mg,不一定等于地球对物体的引力。
(3)方向:竖直向下。
(4)重心:重力的等效作用点,重心的位置与物体的形状和质量分布都有关系,且不一定在物体上。
2. 弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力.(2)条件:①两物体相互接触;②发生弹性形变。
(3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
3.弹力有无的判断条件根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断法是否存在弹力。
此方法多用来判断形变较明显的情况假设法对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力状态法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(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。
(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。
[小题练通]1.判断正误(1)自由下落的物体所受重力为零.(×)(2)重力的方向一定指向地心。
(×)(3)直接接触的两个物体间必然有弹力存在。
(×)(4)只要物体发生形变就会产生弹力作用。
(×)2。
如图所示,一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成,其上放一球,球与水平面的接触点为a,与斜面的接触点为b。
当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时,下列结论正确的是( )A.球在a、b两点处一定都受到支持力B.球在a点一定受到支持力,在b点处一定不受支持力C.球在a点一定受到支持力,在b点处不一定受到支持力D.球在a点处不一定受到支持力,在b点处也不一定受到支持力解析:选D 若球与小车一起做水平匀速运动,则球在b处不受支持力作用;若球与小车一起做水平向左匀加速运动,则球在a处受到的支持力可能为零,选项D正确。
高考物理大一轮复习:第二章 相互作用
第1节 重力 弹力 摩擦力一、力1.力的概念:物体与物体之间的相互作用.2.力的作用效果两类效果⎩⎨⎧使物体发生形变.改变物体的运动状态. 二、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G =mg .3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为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,这一点叫做物体的重心.◆特别提醒:(1)重力的方向不一定指向地心.(2)并不是只有重心处才受到重力的作用.三、弹力1.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.(2)产生的条件①两物体相互接触;②发生弹性形变.(3)方向:与物体形变方向相反.◆特别提醒:有弹力作用的两物体一定相接触,相接触的两物体间不一定有弹力.2.胡克定律(1)内容:弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.(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是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0<F f≤F fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.◆特别提醒:(1)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动.(2)受静摩擦力作用的物体不一定静止,受滑动摩擦力作用的物体不一定运动.(3)接触面处有摩擦力时一定有弹力,且弹力与摩擦力方向总垂直,反之不一定成立.[自我诊断]1.判断正误(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用.(×)(2)物体所受弹力的方向与自身形变的方向相同.(√)(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向.(×)(4)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反.(×)(5)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反.(×)(6)运动的物体不可能受到静摩擦力的作用.(×)(7)根据μ=F fF N可知动摩擦因数μ与F f成正比,与F N成反比.(×)2.(多选)关于弹力的方向,下列说法中正确的是()A.放在水平桌面上的物体所受弹力的方向是竖直向上的B.放在斜面上的物体所受斜面的弹力的方向是竖直向上的C.将物体用绳吊在天花板上,绳所受物体的弹力方向是竖直向上的D.物体间相互挤压时,弹力的方向垂直接触面指向受力物体解析:选AD.放在水平桌面上的物体所受弹力为支持力,其方向为垂直于桌面向上,故A正确;放在斜面上的物体所受斜面的支持力方向垂直于斜面向上,故B错误,D正确;绳子对物体的拉力总是沿绳子收缩的方向,而物体对绳子的弹力方向指向绳子伸长的方向,故C错误.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k=Fx可知,劲度系数k与弹力F成正比,与弹簧的长度改变量成反比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解析:选ACD.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=Fx,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相等,故D正确.4.(2017·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没有摩擦力解析:选D.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.考点一弹力的分析和计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据产生弹力的两个条件——接触和发生弹性形变直接判断.(2)假设法或撤离法:可以先假设有弹力存在,然后判断是否与研究对象所处状态的实际情况相符合.还可以设想将与研究对象接触的物体“撤离”,看研究对象能否保持原来的状态.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.弹力大小的确定方法(1)弹簧类弹力:由胡克定律知弹力F=kx,其中x为弹簧的形变量,而不是伸长或压缩后弹簧的总长度.(2)非弹簧类弹力:根据运动状态和其他受力情况,利用平衡条件或牛顿第二定律来综合确定.1.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成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解析:选 D.若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.2.(2016·高考江苏卷)一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度.则该弹簧的劲度系数为()A.40 m/N B.40 N/mC.200 m/N D.200 N/m解析:选D.根据胡克定律有F=kx,则k=Fx=42×10-2N/m=200 N/m,故D正确.3.(2017·安庆质检)如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆间的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球,下列关于杆对球的作用力F的判断正确的是()A.小车静止时,F=mg sin θ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mg cos θ,方向垂直于杆向上C.小车以向右的加速度a运动时,一定有F=ma sin θD.小车以向左的加速度a运动时,F=(ma)2+(mg)2,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角θ1满足tan θ1=a g解析:选 D.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,大小等于球的重力mg ,A 、B 错误;小车以向右的加速度a 运动,设小球受杆的作用力的方向与竖直方向的夹角为θ1,如图甲所示.根据牛顿第二定律,有F sin θ1=ma ,F cos θ1=mg ,两式相除可得tan θ1=a g ,只有当球的加速度a =g tan θ时,杆对球的作用力才沿杆的方向,此时才有F =ma sin θ,C 错误;小车以加速度a 向左加速运动时,由牛顿第二定律,可知小球所受到的重力mg 与杆对球的作用力的合力大小为ma ,方向水平向左,如图乙所示.所以杆对球的作用力的大小F =(ma )2+(mg )2,方向斜向左上方,tan θ1=a g ,D 正确.几种典型弹力的方向考点二 静摩擦力的有无及方向的判断1.假设法:利用假设法判断的思维程序如下:2.状态法根据物体的运动状态来确定,思路如下.3.转换法利用牛顿第三定律(作用力与反作用力的关系)来判定.先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的大小和方向,再确定另一物体受到的反作用力——静摩擦力的大小和方向.1.如图,质量m A>m B的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是()解析:选A.两物体A、B叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物体与竖直墙面之间没有压力,所以没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,A、B 之间没有弹力作用,物体B的受力示意图是图A.2.(2017·东北三校二联)(多选)如图所示是主动轮P通过皮带带动从动轮Q 的示意图,A与B、C与D分别是皮带上与轮缘上相互接触的点,则下列判断正确的是()A.B点相对于A点运动趋势方向与B点运动方向相反B.D点相对于C点运动趋势方向与C点运动方向相反C.D点所受静摩擦力方向与D点运动方向相同D.主动轮受到的摩擦力是阻力,从动轮受到的摩擦力是动力解析:选BCD.P为主动轮,假设接触面光滑,B点相对于A点的运动方向一定与B点的运动方向相同,A错误;Q为从动轮,D点相对于C点的运动趋势方向与C点的运动方向相反,Q轮通过静摩擦力带动,因此,D点所受的静摩擦力方向与D点的运动方向相同,B、C均正确;主动轮靠摩擦带动皮带,从动轮靠摩擦被皮带带动,故D也正确.3.(多选)如图所示,倾角为θ的斜面C置于水平地面上,小物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C都处于静止状态,则()A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到地面的摩擦力一定为零C.C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为0解析:选CD.若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡,则B 与C间的摩擦力为零,A项错误;将B和C看成一个整体,则B和C受到细绳向右上方的拉力作用,故C有向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力,B 项错误,C项正确;将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,利用整体法判断,B、C整体在水平方向不受其他外力作用,处于平衡状态,则地面对C的摩擦力为0,D项正确.考点三摩擦力的计算1.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其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=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.2.滑动摩擦力的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几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;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)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.考向1:静摩擦力的计算[典例1](2017·黄冈模拟) 如图所示,质量分别为m和M的两物体P和Q 叠放在倾角为θ的斜面上,P、Q间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持相对静止,则物体P 受到的摩擦力大小为()A.μ1mg cos θ,方向平行于斜面向上B.μ1mg cos θ,方向平行于斜面向下C.μ2mg cos θ,方向平行于斜面向上D.μ2mg cos θ,方向平行于斜面向下解析当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时,其加速度为a=g sin θ-μ2g cos θ<g sin θ,因为P和Q相对静止,所以P和Q之间的摩擦力为静摩擦力,且方向平行于斜面向上,B、D错误;不能用公式F f=μF N求解,对物体P运用牛顿第二定律得mg sin θ-F静=ma,求得F静=μ2mg cos θ,C正确.答案 C判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系,可能相同,也可能相反,还可能成一定的夹角.(2)分析摩擦力方向时,要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力的“相对性”.考向2:滑动摩擦力的计算[典例2]如图所示,质量为m B=24 kg的木板B放在水平地面上,质量为m A=22 kg的木箱A放在木板B上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、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,cos 37°≈0.8,重力加速度g取10 m/s2),则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为() A.0.3B.0.4C.0.5 D.0.6解析对A受力分析如图甲所示,由题意得F T cos θ=F f1①F N1+F T sin θ=m A g②F f1=μ1F N1③由①②③得:F T=100 N对A、B整体受力分析如图乙所示,由题意得F T cos θ+F f2=F④F N2+F T sin θ=(m A+m B)g⑤F f2=μ2F N2⑥由④⑤⑥得:μ2=0.3,故A选项正确.答案 A计算摩擦力时的三点注意(1)首先分清摩擦力的性质,因为只有滑动摩擦力才有公式,静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解.(2)公式F f=μF N中F N为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力.(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关.1.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B的质量之比为()A.1μ1μ2B.1-μ1μ2μ1μ2C.1+μ1μ2μ1μ2 D.2+μ1μ2μ1μ2解析:选B.对A、B整体受力分析,F=F f1=μ2(m A+m B)g.对B受力分析,F f2=μ1F=m B g.联立解得m Am B=1-μ1μ2μ1μ2,B正确.2.(多选)如图所示,小车的质量为m0,人的质量为m,人用恒力F拉绳,若人和小车保持相对静止,不计绳和滑轮质量及小车与地面间的摩擦,则小车对人的摩擦力可能是()A.0 B.m-m0m+m0F,方向向右C.m-m0m+m0F,方向向左 D.m0-mm+m0F,方向向右解析:选ACD.假设小车对人的静摩擦力方向向右,先对整体分析受力有2F=(m0+m)a,再隔离出人,对人分析受力有F-F f=ma,解得F f=m0-mm0+mF,若m0>m,则和假设的情况相同,D正确;若m0=m,则静摩擦力为零,A正确;若m0<m,则静摩擦力方向向左,C正确.考点四轻杆、轻绳、轻弹簧模型[典例3]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,水平轻弹簧的拉力为9 N,求轻杆对小球的作用力.解析以小球为研究对象,受力如图所示,小球受四个力的作用:重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力,其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定,重力与弹簧拉力的合力大小为F=G2+F21=15 N .设F与竖直方向夹角为α,sin α=F1F=35,则α=37°即方向与竖直方向成37°角斜向下,这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上.根据物体平衡的条件可知,轻杆对小球的作用力大小为5 N,方向与竖直方向成37°角斜向右上方.答案 5 N方向与竖直方向成37°角斜向右上方1.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,则绳对小球的拉力可能为零B.若小车静止,则斜面对小球的支持力一定为零C.若小车向右运动,则小球一定受两个力的作用D.若小车向右运动,则小球一定受三个力的作用解析:选 B.小车向右运动可能有三种运动形式:向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动.当小车向右匀速运动时,小球受力平衡,只受重力和绳子拉力两个力的作用.当小车向右加速运动时,小球需有向右的合力,但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知,该运动形式不可能有.当小车向右减速运动时,小球需有向左的合力,则一定受重力和斜面的支持力,可能受绳子的拉力,也可能不受绳子的拉力,故B正确.2.如图所示,滑轮本身的质量可忽略不计,滑轮轴O安在一根轻木杆B上,一根轻绳AC绕过滑轮,A端固定在墙上,且绳保持水平,C端挂一重物,BO 与竖直方向的夹角θ=45°,系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变,改变夹角θ的大小,则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()A.只有角θ变小,作用力才变大B.只有角θ变大,作用力才变大C.不论角θ变大或变小,作用力都是变大D.不论角θ变大或变小,作用力都不变解析:选 D.由于两侧细绳中拉力不变,若保持滑轮的位置不变,则滑轮受到木杆作用力大小不变,与夹角θ没有关系,选项D正确,A、B、C错误.3.(多选)两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连,套在一水平光滑横杆上.两个小球下面分别连一轻弹簧.两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上,如图所示.已知三根轻弹簧的劲度系数都为k,三根轻弹簧刚好构成一等边三角形.则下列判断正确的是()A.水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mgB.连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为mg 3C.连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为33k mgD.套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为36k mg解析:选CD.水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg+mg2,选项A错误;设下面两个弹簧的弹力均为F,则2F sin 60°=mg,解得F=33mg,结合胡克定律得kx=33mg,则x=33k mg,选项B错误,选项C正确;下面的一根弹簧对M的水平分力为F cos 60°=36mg,再结合胡克定律得kx′=36mg,解得x′=36k mg,选项D正确.课时规范训练[基础巩固题组]1.下列说法正确的是()A.有力作用在物体上,其运动状态一定改变B.单个孤立物体有时也能产生力的作用C.作用在同一物体上的力,只要大小相同,作用的效果就相同D.找不到施力物体的力是不存在的解析:选 D.由于力的作用效果有二:其一是改变物体运动状态,其二是使物体发生形变,A错误;力是物体对物体的作用,B错误;力的作用效果是由大小、方向、作用点共同决定的,C错误;力是物体与物体之间的相互作用,只要有力就一定会有施力物体和受力物体,D正确.2.(多选)下列关于摩擦力的说法,正确的是()A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体加速D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速解析:选CD.滑动摩擦力既能提供动力,也能提供阻力,如把物体无初速度放在传送带上,滑动摩擦力对物体做正功,使物体加速,选项A错误,C正确;静摩擦力既能提供动力,也能提供阻力,汽车启动过程中,车厢里的货物跟随汽车一起加速,静摩擦力使货物加速.汽车刹车时,汽车车厢里的货物跟汽车一起停下来的过程,静摩擦力使货物减速,选项B错误,D正确.3.如图所示,完全相同、质量均为m的A、B两球,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧,系统处于静止状态时,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为θ,则弹簧的长度被压缩()A.mg tan θk B.2mg tan θkC.mg tanθ2k D.2mg tanθ2k解析:选C.以A球为对象,其受力如图所示,所以F弹=mg tanθ2,则Δx=F弹k=mgk tanθ2,C正确.4.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,两侧用细绳系于墙壁.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 f a≠0,b所受摩擦力F f b=0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间()A.F f a大小不变B.F f a方向改变C.F f b仍然为零D.F f b方向向左解析:选A.右侧细绳剪断的瞬间,弹簧弹力来不及发生变化,故a的受力情况不变,a左侧细绳的拉力、静摩擦力的大小方向均不变,A正确,B错误;而在剪断细绳的瞬间,b右侧细绳的拉力立即消失,静摩擦力向右,C、D错误.5.如图所示,一质量为m的木板置于水平地面上,其上叠放一质量为m0的砖块,用水平力F将木板从砖下抽出,则该过程中木板受到地面的摩擦力为(已知m与地面间的动摩擦因数为μ1,m0与m间的动摩擦因数为μ2)()A.μ1mg B.μ1(m0+m)gC.μ2mg D.μ2(m0+m)g解析:选B.滑动摩擦力的计算公式F=μF N,题中水平地面所受压力的大小为(m0+m)g,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,所以木板受滑动摩擦力大小为μ1(m0+m)g,B正确.6.如图所示,一重为10 N的球固定在支杆AB的上端,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°角斜向左上方解析:选D.对小球进行受力分析可得,AB杆对球的作用力与绳的拉力的合力与小球重力等值反向,AB杆对球的作用力大小F=G2+F2拉=12.5 N,A、B错误;令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α,可得tan α=GF拉=43,α=53°,D正确.7.(多选)如图所示,物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v,则传送带启动后()A.M静止在传送带上B.M可能沿斜面向上运动C.M受到的摩擦力不变D.M下滑的速度不变解析:选CD.由M匀速下滑可知其处于平衡状态,受重力、摩擦力和支持力作用,传送带启动以后对M受力没有影响,自然也不会影响其运动状态,C、D正确.[综合应用题组]8.如右图所示,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()解析:选B.物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力F f的作用.由于F f从零开始均匀增大,开始一段时间F f<G,物体加速下滑;当F f=G时,物体的速度达到最大值;之后F f>G,物体向下做减速运动,直至减速为零.在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为F f=μF N=μF=μkt,即F f与t成正比,是一条过原点的倾斜直线.当物体速度减为零后,滑动摩擦力突变为静摩擦力,其大小F f=G,所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段,正确答案为B.9.如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1<v2),绳中的拉力分别为F1、F2,物体受到的摩擦力分别为F f1、F f2则下列说法正确的是()A.F f1<F f2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1=F2D.F f1=μmg解析:选 C.物体的受力分析如图所示,滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡,因此方向向左,B 错误;设绳与水平方向成θ角,则F cos θ-μF N =0,F N+F sin θ-mg =0,解得F =μmg cos θ+μsin θ,F 大小与传送带速度大小无关,C 正确;物体所受摩擦力F f =F cos θ恒定不变,A 、D 错误.10.(多选)两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起,a 弹簧的一端固定在墙上,如图所示.开始时两弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b 弹簧的P 端向右拉动弹簧,已知a 弹簧的伸长量为L ,则( )A .b 弹簧的伸长量也为LB .b 弹簧的伸长量为k 1L k 2C .P 端向右移动的距离为2LD .P 端向右移动的距离为⎝ ⎛⎭⎪⎫1+k 1k 2L 解析:选BD.两个劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧a 、b 串接在一起,两弹簧中的弹力大小相等,k 1L =k 2x ,解得b 弹簧的伸长量为x =k 1L k 2,选项A 错误,B 正确;P 端向右移动的距离为L +x =⎝ ⎛⎭⎪⎫1+k 1k 2L ,选项C 错误,D 正确. 11.如图所示,水平桌面上平放有一堆卡片,每一张卡片的质量均为m .用手指以竖直向下的力压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,手指与第1张卡片之间的动摩擦因数为μ1,卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为μ2,且有μ1>μ2,则下列说法正确的是( )A.任意两张卡片之间均可能发生相对滑动B.上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左C.第1张卡片受到手指的摩擦力向左D.最下面那张卡片受到水平桌面的摩擦力向右解析:选B.对第2张卡片分析,它对第3张卡片的压力等于上面两张卡片的重力及手指的压力的和,最大静摩擦力F fm=μ2(2mg+F),而其受到第1张卡片的滑动摩擦力为F f=μ2(mg+F)<F fm,则第2张卡片与第3张卡片之间不发生相对滑动,同理,第3张到第54张卡片也不发生相对滑动,故A错误;根据题意,因上一张卡片相对下一张卡片要向右滑动或有向右滑动的趋势,故上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左,B正确;第1张卡片相对于手指的运动趋势方向与手指的运动方向相反,则其受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同,即受到手指的摩擦力向右,C错误;对53张卡片(除第1张卡片外)研究,其处于静止状态,水平方向受到第1张卡片的滑动摩擦力,方向与手指的运动方向相同,则根据平衡条件可知:第54张卡片受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反,即水平向左,D错误.12.如图所示,两个小球a、b质量均为m,用细线相连并悬挂于O点,现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角为θ=45°,已知弹簧的劲度系数为k,则弹簧形变量不可能是()A.2mgk B.2mg2kC.42mg3k D.2mgk解析:选B.对a球进行受力分析,利用图解法可判断:当弹簧上的拉力F 与细线上的拉力垂直时,拉力F最小,为F min=2mg cos θ=2mg,再根据胡克定律得:最小形变量Δx=2mgk,则形变量小于2mgk是不可能的,所以应该选B.。
高考物理一轮总复习课后习题 第2章 相互作用 第1讲 重力 弹力 (3)
第二章相互作用第1讲重力弹力基础对点练题组一重力1.关于重力的大小及重心的位置,以下说法正确的是( )A.静止在水平面上的物体对水平面的压力就是重力B.重力是物体本身具有的且作用在重心上的力C.重力的方向总是垂直于接触面向下D.重心是物体所受重力的等效作用点,质量分布均匀、形状规则的物体,其重心一定在物体的几何中心2.如图所示,一根质量均匀分布的直铁丝的重心位置在其中点O,把它弯成一个圆环,其重心位置在圆心O1。
下列说法正确的是( )A.铁丝弯成圆环重心位置发生变化,说明重心与物体的形状有关B.直铁丝的重心在其中点O,说明重心一定在物体上C.直铁丝除了O点其他部分不受重力D.圆环所受的重力方向总是垂直于地面向下3.下图是一个质量分布均匀的铁球的重力的图示,下列说法正确的是( )A.力的图示中重力的作用点在重心上,表示其他部分不受重力B.力的图示中重力的方向垂直平面向下,当放在斜面上时则垂直斜面向下C.根据力的图示可读得铁球重力的大小为50 ND.力的图示中标度是唯一的,必须是25 N4.下列关于滑板运动中运动员所受重力的说法正确的是( )A.当在平直路面上滑行时,运动员只受重力的作用B.当在平直路面上滑行时,运动员对滑板的压力就是运动员的重力C.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,其不受重力的作用D.运动员从滑板上跳起后在空中做动作时,其重心不一定在身上题组二弹力5.(重庆西南大学附中模拟)平放在桌面上的平板电脑对桌面产生压力,该压力产生的直接原因是( )A.平板电脑的重力B.平板电脑的形变C.桌面的形变D.以上三个原因都有6.(多选)(江苏南通模拟)两个光滑的木板固定为如图所示的结构,其中下面的木板水平,一个小球放于其中,且与两木板都接触,则( )A.两个木板对小球都有弹力作用B.只有下面的木板对小球有弹力作用C.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后,小球受两木板的弹力作用D.将图中结构整体逆时针旋转一小角度后,小球仅受左边木板的弹力作用7.如图所示,某同学将一轻质弹簧一端固定在竖直挡板上,另一端与物块连接,物块置于水平面上,物块与水平面间的动摩擦因数为μ,弹簧与地面平行。
课标通用2019高考物理复习第2章相互作用(6份含答案)(4)最新版 精品优选公开课件
运动,则 Fcos 60°=μ(mg-Fsin 60°),联立解得 μ= 33,
A、B、D 项错误,C 项正确。
答案:C
3.[多选]如图甲所示,两物体 A、B 叠放在光滑水平面上,对
物体 A 施加一水平变力 F,F-t 关系图像如图乙所示,两物
体在力 F 作用下由静止开始运动,且始终相对静止,规定水
[集训冲关] 1.(2018·洛阳检测)如图所示,有一重力不计的方形
容器,被水平力 F 压在竖直的墙面上处于静止 状态,现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,
此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是 ( ) A.容器受到的摩擦力不断增大 B.容器受到的摩擦力不变 C.水平力 F 必须逐渐增大 D.容器受到的合力逐渐增大 解析:因注水过程中容器始终静止,故容器受到的合力始终为 零,D 错误;由平衡条件可得,墙对容器的静摩擦力 Ff=m 总 g, 随 m 总的增大而增大,A 正确,B 错误;只要 m 总 g≤μF,不增 大水平力 F 也可使容器静止不动,C 错误。 答案:A
(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。
(√ )
(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。
(√ )
(6)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大。 ( × )
(7)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小
可能不变。
(√ )
规律结论·记一记
1.区分物体间存在静摩擦力还是滑动摩擦力,要看物体 间是有相对运动趋势还是有相对运动。
(2)一般静摩擦力的计算 ①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动),利用力的 平衡条件来计算其大小。 ②物体有加速度时,根据牛顿第二定律进行分析。例如, 水平匀速转动的圆盘上物块靠静摩擦力提供向心力产生向 心加速度,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。
课标通用2019高考物理复习第2章相互作用(6份含答案)(2)物理课件PPT
创新角度
实验过程 创新
实验装置图 (2014·全国卷Ⅱ)
创新解读
1.利用固定在弹簧上的7个指 针,探究弹簧的劲度系数 k与弹簧长度的关系。
2.利用“化曲为直”的思 想,将探究劲度系数k与 弹簧圈数的关系,转化为 探究。1k与n的关系。
4.在探究弹力和弹簧伸长的关系时,某同学先按图
1 所示对弹簧甲进行探究,然后把等长的弹簧乙 (直径小于甲)套在弹簧甲内,两弹簧悬挂在同一
点按图 2 所示进行探究。在弹性限度内,将质量
m=50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端,测得图 1、
图 2 中弹簧的长度 L1、L2 如下表所示。
钩码个数 1
2
3
L1/cm L2/cm
1 3
×[(30.29-29.97)+(29.97-29.65)
+(29.65-29.33)]cm=0.32 cm。根据胡克定律知弹簧甲、乙合并
后的劲度系数k=
ΔF Δx2
=
0.49 N 0.32 cm
≈153
N/m。根据k并=k甲+k乙,可
计算出弹簧乙的劲度系数k乙=153 N/m-49 N/m=104 N/m。
(1)若拉力传感器显示的拉力大小为F,用刻度尺测量橡皮筋 ON的长为L及N点与O点的水平距离为x,则橡皮筋的劲度系 数为__________________(用所测物理量表示)。 (2)若换用另一个原长相同的橡皮筋,重复上述过程,记录静 止时N点的位置b,发现O、a、b三点刚好在同一直线上,其 位置如图乙所示,则下列说法中正确的是__________。 A.第二次拉力传感器显示的拉力示数较大 B.两次拉力传感器显示的拉力示数相同 C.第二次所用的橡皮筋的劲度系数小 D.第二次所用的橡皮筋的劲度系数大
2020版物理新高考(人教通用)复习讲义:第二章 相互作用 第2讲 Word版含答案
Evaluation Only. Created with Aspose.Words. Copyright 2003-2016 Aspose Pty Ltd.第2讲力的合成与分解知识排查力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果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合力,原来那几个力叫做分力。
(2)关系:合力和分力是等效替代的关系。
2.共点力作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的力。
如下图1所示均是共点力。
图13.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)运算法则①平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,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大小和方向。
如图2甲所示。
②三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合矢量的方法。
如图2 乙所示。
图2力的分解1.定义:求一个已知力的分力的过程。
2.运算法则: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。
如图3将结点O受力进行分解。
图3矢量和标量1.矢量:既有大小又有方向的量,相加时遵从平行四边形定则。
2.标量:只有大小没有方向的量,求和时按代数法则相加。
小题速练1.思考判断(1)两个分力大小一定时,两分力方向间的夹角θ越大,合力越小。
( )(2)合力一定时,两等大分力间的夹角θ越大,两分力越大。
( )(3)力的分解必须按效果进行分解。
( )(4)位移、速度、加速度、力和时间都是矢量。
( )答案(1)√(2)√(3)×(4)×2.(多选)[人教版必修1·P64·T4改编]两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为F。
以下说法正确的是( )A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越大B.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C.如果夹角θ不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大D.合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的答案AD3.[人教版必修1·P64·T2改编]有两个力,它们的合力为0。
高考物理复习资料大全第二章__相互作用
只 能 发 生渐变
【例 2】如图 2-1-5 所示,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, 下列关于杆对球的作用力 F 的 判断中,正确的是( ) θ
图 2-1-2 【解析】根据不同接触面上弹力的特点,作图如图 2-1-3 所示. F1 F2 F1
图 2-1-3 【答案】如图 2-1-3 所示. 【点拨】准确掌握不同接触面上弹力方向的特点,是 解决这类题的关键.
拓展 三个质量和直径都相等的光滑圆球 a、b、c 分别放在 三个相同的支座上,支点 P、Q 在同一水平面上,a 球的重心 Oa 位于球心,b 球的重心 Ob 位于球心的正 上方,C 球的重心 Oc 位于球心的正下方.三个球都处 于平衡状态.支点 P 对 a 球、b 球、c 球的弹力分别为 Fa、Fb、Fc,则( )
第 1 课时 力、重力、弹力
基础知识回顾
1.力的概念
(1)力是物体对物体的作用 ①力的物质性:力不能脱离物体独立存在. ②力的相互性:力的作用是相互的. ③力的矢量性:力是矢量,既有大小,又有方向. ④力的独立性: 一个力作用于某一物体上产生的效果, 与这个物体是否同时受到其他力的作用无关. (2) 力的作用效果: 使物体发生形变或使物体的运动 状态发生改变 (3)力的三要素:大小、方向、作用点. (4)力的图示:用一个带箭头的线段表示力的大小、 测量. (6)力的分类 ①按性质分:重力(万有引力) 、弹力、摩擦力、分子 力、电场力、磁场力 等(按现代物理学理论,物体间 的相互作用分四种:万有引力、电磁相互作用、强相 互作用、弱相互作用.宏观物体间只存在前两种相互 作用. ) . ②按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向 心力、回复力等. ③按作用方式分:场力(如万有引力、电磁力等)和 接触力(如弹力、摩擦力等) . ④按研究对象分:内力和外力.
高考物理新力学知识点之相互作用图文答案(2)
高考物理新力学知识点之相互作用图文答案(2)一、选择题1.如图所示,两个质量均为m的物体分别挂在支架上的B点(如图甲所示)和跨过滑轮的轻绳BC上(如图乙所示),图甲中轻杆AB可绕A点转动,图乙中水平轻杆一端A插在墙壁内,已知θ=30°,则图甲中轻杆AB受到绳子的作用力F1和图乙中滑轮受到绳子的作用力F2分别为()A.F1=mg、23F mg=B.13F mg =、23F mg=C.13F mg=、F2=mgD.13F mg=、F2=mg2.如图所示,一木块放在水平桌面上,受水平方向的推力1F和2F的作用,木块处于匀速直线运动状态,1F=10N,2F=2N,若撤去1F的瞬间,则木块受到合力F和摩擦力f的大小、方向是()A.F=0;f=2N,方向向右B.F=10N,方向向左;f=8N,方向向左C.F=10N,方向向左;f=8N,方向向右D.F=0,f=03.某小孩在广场游玩时,将一氢气球系在了水平地面上的砖块上,在水平风力的作用下,处于如图所示的静止状态.若水平风速缓慢增大,不考虑气球体积及空气密度的变化,则下列说法中正确的是A.细绳受到拉力逐渐减小B.砖块受到的摩擦力可能为零C.砖块一定不可能被绳子拉离地面D .砖块受到的摩擦力一直不变4.重为10N 的物体放在水平地面上,今用8N 的力竖直向上提物体,则物体所受到的合力为( ) A .2N 向下B .2N 向上C .18N 向上D .05.如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2,中间用一原长为L ,劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与地面间的滑动摩擦因数均为μ.现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离为( )A .1+L m g kμB .()12+L m m g kμ+C .2+L m g kμD .1212+m m L g k m m μ⎛⎫⎪+⎝⎭6.如图所示,质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角θ=37°的木板托住,小球处于静止状态,弹簧处于压缩状态,则( )A .小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B .弹簧弹力不可能为34mg C .小球可能受三个力作用D .木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg7.如图所示,用三根轻绳将A 、B 两小球以及水平天花板上的固定点O 之间两两连接.然后用一水平方向的力F 作用于A 球上,此时三根轻绳均处于直线状态,且OB 绳恰好处于竖直方向,两球均处于静止状态.已知三根轻绳的长度之比为OA ∶AB ∶OB =3∶4∶5,两球质量关系为m A =2m B =2m ,则下列说法正确的是A .OB 绳的拉力大小为2mg B .OA 绳的拉力大小为103mgC .F 的大小为43mgD .AB 绳的拉力大小为mg8.如图所示,一个重为5N 的大砝码,用细线悬 挂在O 点,现在用力F 拉砝码,使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态,此时所用拉力F 的最小值为 ( )A .8.65NB .5.0NC .4.3ND .2.5N9.如图所示,轻绳一端系在小球A 上,另一端系在圆环B 上,B 套在固定粗糙水平杆PQ 上.现用水平力F 作用在A 上,使A 从图中实线位置(轻绳竖直)级慢上升到虚线位置,但B 仍保持在原来位置不动.则在这一过程中,杆对B 的摩擦力F1、杆对B 的支持力F2、绳对B 的拉力F3的变化情况分别是( )A .F1逐渐增大,F2逐渐增大,F3逐渐增大B .F1保持不变,F2逐渐增大,F 逐渐减小C .F1逐渐增大,F2保持不变,F3逐渐增大D .F1逐渐减小,F2逐渐减小,F3保持不变10.如图所示,质量为1kg 的物体与地面间的动摩擦因数0.2μ=,从0t =开始以初速度0v 沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力1N F =的作用,取向右为正方向,该物体受到的摩擦力f F 随时间变化的图像是下列图中的( )A .B .C.D.11.灯笼,又称彩灯,是一种古老的中国传统工艺品.每年的农历正月十五元宵节前后,人们都挂起红灯笼,来营造一种喜庆的氛围.如图是某节日挂出的一只灯笼,轻绳a、b将灯笼悬挂于O点绳a与水平方向的夹角为,绳b水平.灯笼保持静止,所受重力为G,绳a、b对O点拉力分別为F1、F2,下列说法正确的是()A.B.C.F1和F2的合力与灯笼对地球的引力是一对平衡力D.灯笼只有重心位置处受重力作用,其他位置不受重力12.质量为m的物体,沿倾角为θ,质量为M的斜面匀速下滑,如图所示,若物体与斜面间的动摩擦因数为μ1,斜面与水平地面间的动摩擦因数为μ2,物体下滑过程中,斜面仍静止在地面上,下述正确的是()A.地面对斜面的支持力小于(m+M)gB.地面对斜面的支持力大于(m+M)gC.斜面不受地面的摩擦力作用D.斜面受到地面的摩擦力的方向一定平行地面向左13.如图甲中小明用50N的水平力推木箱,没推动,此时木箱受到的摩擦力为F1;图乙中小明用78N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为F2;图丙中小明用100N 的水平力把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为F3。
【精品】高考物理第二章 相互作用
第二章相 互 作 用2015高考考向前瞻(1)本章主要考查共点力作用下物体的平衡条件的应用,平衡条件推论的应用;共点力作用下的平衡与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合,与电场及磁场中的带电体的运动相结合,是高考命题的热点。
(2)以生活中的实际问题为背景考查力学知识是今后高考命题的一大趋势。
第1节弹力__摩擦力弹 力[记一记] 1.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
(2)产生条件: ①两物体相互接触; ②发生弹性形变。
(1)从近三年高考试题考点分布可以看出,高考对本章内容的考查重点有:弹力、摩擦力的分析与计算,共点力平衡的条件及应用,涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法的应用等。
(2)高考对本章内容主要以选择题形式考查,静摩擦力的分析、物体受力分析及平衡条件的应用是本章的常考内容。
(3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
2.胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
①k是弹簧的劲度系数,单位为牛/米;k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
[试一试]1.(2014·清远质检)如图2-1-1所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力的有关说法中正确的是()图2-1-1A.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解析:选A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。
摩擦力的大小和方向[想一想](1)摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反,这种说法对吗?(2)物体m沿水平面滑动时,受到的滑动摩擦力大小一定等于μmg吗?(3)滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动?提示:(1)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反,还可以与物体的运动方向成任何角度,但一定与相对运动方向相反。
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第二章相互作用2.1 重力弹力摩擦力高频考点一力的基本概念和重力知识点一力1.定义:力是物体与物体间的相互作用.2.作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态(即产生加速度).3.性质:力具有物质性、相互性、共存性、矢量性、独立性等特征.知识点二重力1.产生:由于地球吸引而使物体受到的力.注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力.2.大小:G=mg,可用弹簧测力计测量.G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的.3.方向:总是竖直向下.注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.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.例1.(2020·浙江金华调研)下列有关力的说法中正确的是()A.力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体,例如,一个人用很大的力挥动网球拍,却没击中球,有施力物体而没有受力物体B.力的产生离不开受力物体,但可以没有施力物体,例如物体冲上光滑斜面,在沿斜面上升过程中受到沿斜面向上的冲力,这个力没有施力物体C.力是物体对物体的作用,如果找不到施力物体或受力物体,说明这个力就不存在D.不接触的物体间也可以产生力的作用,例如,磁铁吸引铁钉,可见力可以离开物体单独存在【答案】C【解析】力的产生离不开施力物体,也离不开受力物体.一个人用很大的力挥动网球拍,却没击中球,球拍对球并没有力的作用,故A错误;力的产生离不开受力物体和施力物体,物体冲上光滑斜面的过程中,并没有受到向上的冲力,故B错误;力是一个物体对另一个物体的作用,如果找不到施力物体或受力物体,说明这个力就不存在,故C正确;不接触的物体间也可以产生力的作用,磁铁吸引铁钉,是磁铁的磁场对铁钉产生的作用,不能说明力可以离开物体单独存在,故D错误.例2.下列生活现象中关于力的说法正确的是DA. 拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体B. 向上抛出后的小球能够向上运动是因为小球受到向上的作用力C. 磁铁不需要与铁钉接触就可对钉子有吸引力,说明不接触的物体之间也可能有力的作用D. 质量分布均匀的圆形薄板,若从其正中央挖掉一个小圆板,则余下圆环薄板的重力和重心相对原薄板均改变例3.关于重力以下说法正确的是( D)A.重力的方向总是垂直地面向下的B.把空气中的物体浸入水中,物体所受重力变小C.挂在绳上静止的物体,它受到的重力就是绳对它的拉力D.同一物体在地球各处重力大小是不一定相同的高频考点二弹力的分析与计算1.弹力的判断(1)弹力有无的判断(2)弹力方向的判断①五种常见模型中弹力的方向②根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.2.弹力大小计算的三种方法(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.例4.匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触。
关于小球的受力,下列说法正确的是(A)A.重力和细线对它的拉力B.重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力C.重力和斜面对它的支持力D.细线对它的拉力和斜面对它的支持力例5.如图所示,长方体木块搁在光滑方形槽中,则长方体木块除重力外还受到弹力的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个例6.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.20 m,它们的下端固定在地面上,上端自由,如图甲所示.当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则两根弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1,小弹簧劲度系数为k2)( )A. k1=100 N/m,k2=200 N/mB. k1=200 N/m,k2=100 N/mC. k1=100 N/m,k2=300 N/mD. k 1=300 N/m ,k 2=200 N/m例7.(多选)如图所示,两木块的质量分别为1m =0.1kg 和2m =0.2kg ,劲度系数为1k =50N/m 的弹簧与1m 下端和2m 上端拴接在一起,劲度系数为2k =100N/m 的弹簧上端与2m 拴接,下端与地面接触但不拴接,整个系统开始处于静止状态。
现缓慢向上提木块1m ,直到下面的弹簧刚好离开地面,在这过程中( )(g 取10N/kg )A. 下面木块移动的距离为0.03mB. 下面木块移动的距离为0.02mC. 上面木块移动的距离为0.09mD. 上面木块移动的距离为0.06m例8.(2020·山东潍坊一中模拟)如图甲所示,轻杆OB 可绕B 点自由转动,另一端O 点用细绳OA 拉住,固定在左侧墙壁上,质量为m 的重物用细绳OC 悬挂在轻杆的O 点,OA 与轻杆的夹角∠BOA=30°。
乙图中水平轻杆OB 一端固定在竖直墙壁上,另一端O 装有小滑轮,用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m 的重物,图中∠BOA=30°。
重力加速度为g 。
求:(1)甲、乙两图中细绳OA 的拉力各是多大?(2)甲图中轻杆受到的弹力是多大?(3)乙图中轻杆对滑轮的作用力是多大【答案】(1)2mg mg (2)mg (3)mg【解析】(1)由于甲图中的杆可绕B 转动,是转轴杆(“活杆”),故其受力方向沿杆方向,O 点的受力情况如图1所示,则O 点所受绳子OA 的拉力F T1、杆的弹力F N1的合力与重物的重力是大小相等、方向相反的,在直角三角形中可得F T1==2mg ;乙图中是用一细绳跨过滑轮悬挂重物的,由于O 点处是滑轮,它只是改变绳中力的方向,并未改变力的大小,且AOC 是同一段绳子,而同一段绳上的力处处相等,故乙图中绳子拉力为F T1'=F T2'=mg 。
图1(2)由图1可知,甲图中轻杆受到的弹力为F N1'=F N1==mg。
(3)对乙图中的滑轮受力分析,如图2所示,由于杆OB不可转动,所以杆所受弹力的方向不一定沿OB方向。
即杆对滑轮的作用力一定与两段绳的合力大小相等,方向相反,由图2可得,F2=2mg cos 60°=mg,则所求力F N2'=F2=mg。
图2高频考点三静摩擦力有无及方向的判断摩擦力的有无及方向的三种判断方法(1)假设法。
(2)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。
(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。
例9.(2019·江苏泰州联考)大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼,都会安装自动扶梯。
小王同学经过调查研究发现,不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的,可以分为两大类,一种有台阶,另一种无台阶,两种自动扶梯分别如图所示。
此外,小王同学还发现,为了节约能源,在没有顾客乘行时,这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行,当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。
则电梯在运送顾客上楼的整个过程中( )A .图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用B .图乙所示的有台阶自动扶梯中,乘客始终受摩擦力作用C .图甲所示的无台阶自动扶梯中,乘客对扶梯的作用力始终竖直向下D .图乙所示的有台阶自动扶梯中,乘客对扶梯的作用力始终竖直向下例10.如图所示,物体A 、B 在力F 作用下一起以大小相等的速度沿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A 均受摩擦力,且方向均与F 相同B .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相反C .甲、乙两图中A 均不受摩擦力D .甲图中A 不受摩擦力,乙图中A 受摩擦力,方向和F 相同考点四 摩擦力大小的计算例11..如图所示为武警战士用头将四块砖顶在墙上苦练头功的照片.假设每块砖的质量均为m ,砖与墙面、砖与头间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.要使砖恰好静止不动,则武警战士的头对砖施加的水平力为( )A .mg μB .2mg μC .3mg μD .4mg μ例12.(2017·高考全国卷Ⅱ) 如图,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( )A .2-3B .36C .33D .32【答案】C【解析】物块在水平力F 作用下做匀速直线运动,其受力如图甲所示由平衡条件:F =f 、F N =mg而f =μF N =μmg即F =μmg当F 的方向与水平面成60°角时,其受力如图乙所示由平衡条件:F cos 60°=f 1f 1=μF N1=μ(mg -F sin 60°)联立解得μ=33,选项C 正确 考点五 摩擦力的“突变”问题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.2.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,“突变”点为静摩擦力达到最大值时.3.动—静“突变”两物体相对减速滑动的过程中,若相对速度变为零,则滑动摩擦力“突变”为静摩擦力,“突变”点为两物体相对速度刚好为零时.例13.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(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()例14.(2020·石家庄第二中学质检)如图甲所示,放在固定斜面上的物体,受到一个沿斜面向上的力F作用,始终处于静止状态,F的大小随时间变化的规律如图乙所示.则0~t0时间内物体所受的摩擦力F f随时间t的变化规律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力F f的正方向)()【答案】BCD【解析】物体在斜面上始终处于平衡状态,沿斜面方向受力平衡方程为:F-mg sin θ+F f=0,解得F f=mg sin θ-F,若初态mg sin θ=F,则B项正确;若初态mg sin θ>F,则C项正确;若初态mg sin θ<F,则D项正确.例15.(2020·浙江诸暨中学模拟)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平.从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体上,拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.据此可求()A.A、B之间的最大静摩擦力B.水平面与B之间的滑动摩擦力C.A、B之间的动摩擦因数μABD.B与水平面间的动摩擦因数μ【答案】AB【解析】当B被拉动后,力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为F fm=kt1,A、B相对滑动后,力传感器的示数保持不变,则F f AB=kt2-F fm=k(t2-t1),A、B两项正确;由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,C、D两项错误.【课后作业】【基础测试】1.关于静摩擦力的说法,正确的是()A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的C.在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度D.静摩擦力一定是阻力【答案】C【解析】当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力,A错误;受静摩擦力作用的物体有可能是运动的,比如人走路时,受到的就是静摩擦力,B错误;在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力,C正确;静摩擦力阻碍相对运动趋势,故可能是阻力也可能是动力,D错误.2.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中()A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变【答案】D【解析】根据滑动摩擦力的决定因素可知,在匀加速拖出的过程中,滑动摩擦力只与材料与水平台面之间的压力和接触面的粗糙程度有关,与接触面的大小和物体运动速度无关,A、B错误.在材料匀加速拖出的过程中,若材料重心还在水平台面上,则平台对材料的支持力等于材料的重力,不变;当材料重心出水平台面后,工人必须托住材料,C错误.在材料匀加速拖出的过程中,材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,所受滑动摩擦力不变,由牛顿第二定律,F-f=ma,解得F=f+ma;因此在匀加速拖出的过程中,工人拉力也不变,D正确.3.小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图所示),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】C【解析】小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=g sin θ(θ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g sin θ,则杆的弹力方向垂直于斜面向上,杆不会发生弯曲,C正确.4.如图所示,两块木板紧紧夹住木块,一直保持静止,木块重为30 N,木块与木板之间的动摩擦因数为0.2,若左右两端的压力F都是100 N,则木块所受的摩擦力的大小和方向是()A.30 N,方向向上B.20 N,方向向上C.40 N,方向向下D.100 N,方向向上【答案】A【解析】由于木块静止,故摩擦力与重力平衡,F f=G=30 N,方向向上.5.中国书法是一种艺术.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,为防止打滑,他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住.关于行笔过程中各物体的受力情况,下列说法正确的是()A.毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力B.镇纸受到了向右的静摩擦力C.白纸受到了3个摩擦力D.桌面受到了向右的静摩擦力【答案】D【解析】提笔写字时,手对毛笔有向上的作用力,则毛笔对纸的压力不一定大于毛笔的重力,A错误;镇纸相对白纸无运动趋势,则镇纸不受静摩擦力作用,B错误;白纸受到笔的向右的滑动摩擦力,同时受到桌面的向左的静摩擦力作用,C错误;桌面受到了白纸向右的静摩擦力,D正确.6.如图所示,为了保证安全供电,电工师傅经常会爬上竖立的电线杆对电路进行定期检修,假设电工师傅在杆上是匀速爬行的,下列说法正确的是()A.向下爬行时,电工师傅受到的摩擦力向上B.向上爬行时,电工师傅受到的摩擦力向下C.增大与电线杆之间的挤压可以增大摩擦力D.若小心翼翼地缓慢爬行,电工师傅受到的摩擦力将变小【答案】A【解析】爬行时是静摩擦力,由二力平衡可知,静摩擦力大小等于重力大小,A正确.7.如图所示,足球弹射到球网上,关于足球受力分析的说法正确的是()A.足球受到重力、弹力、摩擦力B.图中足球没有发生形变C.足球受到的弹力是足球形变产生的D.足球所受的合外力为零【答案】A【解析】对沿着球网运动的足球受力分析可知,其受重力、球网的弹力以及摩擦力,A 正确.足球和球网发生挤压,两者之间有弹力,足球受到的弹力是球网发生形变要恢复原状而施加给足球的,B、C错误.足球沿着球网做减速运动,根据牛顿第二定律知足球有加速度,合外力不为零,D错误.8.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱.如图所示为四种与足球有关的情景.下列说法正确的是()A .甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B .乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C .丙图中,即将被踢起的足球一定不能被看做质点D .丁图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变【答案】D【解析】静止在草地上的足球受到的弹力与重力相平衡,但不是足球的重力,A 错误;静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触,但由于没有弹性形变,所以没有受到相互作用的弹力,B 错误;不考虑旋转问题时,即将被踢起的足球可以被看做质点,C 错误;进球时,足球撞到网上,球网被撑开,由于球网发生形变,足球受到球网对它的弹力,D 正确.9.一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 1【答案】C【解析】设弹簧的原长为l 0,劲度系数为k ,由胡克定律得F 1=k (l 0-l 1),F 2=k (l 2-l 0),联立可得k =F 2+F 1l 2-l 1,C 正确.10.如图所示,某一弹簧测力计外壳的质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计.将其放在光滑水平面上,现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,关于弹簧测力计的示数,下列说法正确的是()A.只有F1>F2时,示数才为F1B.只有F1<F2时,示数才为F2C.不论F1、F2大小关系如何,示数均为F1D.不论F1、F2大小关系如何,示数均为F2【答案】C【解析】只考虑外壳的质量,弹簧测力计的示数一定等于弹簧挂钩上的拉力F1,与F1、F2的大小关系无关,C正确.【能力测试】1.如图所示,把重为20 N的物体放在倾角θ为30°的粗糙斜面上,并静止,物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接,弹簧与斜面平行,若物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,则弹簧对物体的弹力大小可能是()A.30 N B.25 NC.20 N D.4 N【答案】CD【解析】重力按照作用效果分解:平行斜面的下滑分力为mg sin 30°=10 N,垂直斜面的垂直分力为mg cos 30°=15 3 N;当最大静摩擦力平行斜面向下时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,弹簧弹力为拉力,等于22 N;当最大静摩擦力平行斜面向上时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N,弹簧弹力为推力,等于2 N;故弹簧弹力可以是不大于2 N 的推力或者不大于22 N的拉力,也可以没有弹力;由上分析,可知C、D正确,A、B错误.2.如图所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在A、B上;D物体悬挂在竖直悬线的下端,且与斜面接触.若接触面均光滑,下列说法正确的是()A.C对桌面的压力大小等于C的重力B.B对A的弹力方向水平向左C.斜面对D的支持力方向垂直斜面向上D.D对斜面没有压力作用【答案】D【解析】C与桌面间无压力作用,因为它们之间没有直接接触,所以A错;由平衡条件可判断B与A之间没有弹力作用,所以B错;同样由D物体受力平衡可知斜面对D物体无弹力作用,所以C错,D对.3.如图所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是()A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同【答案】D【解析】无论传送带向上还是向下运动,物体A 随传送带匀速运动处于平衡状态,在重力作用下有相对于传送带沿斜面向下的运动趋势,传送带对物体有沿斜面向上的静摩擦力,根据平衡条件可得F f =mg sin θ,所以D 正确.4.如图所示,将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心),弹簧另一端与质量为m 的小球相连,小球静止于P 点.已知容器半径为R ,与水平面间的动摩擦因数为μ,OP 与水平方向的夹角为θ=30°.下列说法正确的是( )A .容器相对于水平面有向左运动的趋势B .容器对小球的作用力指向球心OC .轻弹簧对小球的作用力大小为32mgD .弹簧原长为R +mg k【答案】BD【解析】容器和小球组成的系统与水平面间的摩擦力为零,没有相对水平面的运动趋势,A 错误;容器对小球的弹力沿半径指向球心O ,B 正确;由F N sin θ+F sin θ=mg ,F N cos θ=F cos θ,可得:F =F N =mg ,C 错误;由F =kx 可得弹簧的压缩量x =mg k,弹簧的原长L 0=L O ′P +x =R +mg k,D 正确. 5.如图所示,物体P 、Q 用轻绳连接后跨过定滑轮,物体P 静止在倾角为37°角的斜放木板上悬挂着.已知P 、Q 的质量m P 、m Q 大小的关系为m Q =34m P .今将斜放木板的倾角从37°增到45°,物体P 仍保持静止而没有滑动,若不计滑轮处的摩擦,则下列说法中正确的是( )A .绳子的张力将变大B .物体P 受到的静摩擦力将变小C .物体P 对斜板的压力将变大D .绳子张力和物体P 受到的摩擦力均不变【答案】B【解析】因物体P 和Q 始终处于静止状态,绳中张力F T =m Q g 不变,故A 错误;对物体P 受力分析如图所示.设θ=37°时,F f P 沿斜面向上,由平衡条件可得:m P g sin 37°=F T +F f P ,可得:F f P =-0.15m P g ,当θ=45°时,m P g sin 45°=F T +F f P ′,可得:F f P ′=⎝⎛⎭⎫22-34m P g ≈-0.043m P g ,可见,物体P 受到的静摩擦力沿斜面向下,且变小,B 正确,D 错误;物体P 对斜板的压力由F N =m P g cos 37°变为F N ′=m P g cos 45°变小了,故C 错误.6.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μ1,相邻两张牌间的动摩擦因数均为μ2,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3,且有μ1<μ2<μ3.则下列说法正确的是( )A .第1张牌受到手指的摩擦力向左B .第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动C .第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动D .第54张牌受到水平桌面向左的静摩擦力【答案】CD【解析】第1张牌相对于手指的运动方向与手指的运动方向相反,则受到手指的滑动摩擦力方向与手指的运动方向相同,故A错误;设手指对第1张牌的压力为F,对第2张牌分析,第3张牌对它的最大静摩擦力F f3=μ2(2mg+F),而受到的第1张牌的最大静摩擦力为F f1=μ2(mg+F)<F f3,则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动;同理,第3张牌以下相邻两张牌之间也不发生相对滑动,故B错误,C正确;对第54张牌分析,桌面对它的最大静摩擦力F fm=μ3(F+54mg),第53张牌对它的最大静摩擦力F f53=μ2(F+53mg)<F fm,故第54张牌相对桌面静止,由平衡条件可知,故D正确.7.一拖把放在粗糙水平面上保持静止,当沿推杆对拖把施加一个与水平方向成θ角的推力F后,仍保持静止,如图,则()A.拖把所受的合力增大B.拖把受水平面的支持力减小C.拖把受静摩擦力增大D.此时拖把所受的摩擦力大小为μ(mg+F sin θ)【答案】C【解析】拖把始终保持静止,故所受合力始终为零,A错误;不加F前,拖把受重力和支持力的作用有G=mg,支持力N=mg,摩擦力f=0,加力F后,对物体受力分析如图所示:由平衡条件得:N=mg+F sin θ;f=F cos θ,故支持力和摩擦力都变大,C正确,A、B、D 错误.8.滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动,如图所示,一个小孩正在滑梯上匀速下滑,则( )A .小孩可能只受两个力B .小孩所受的重力与摩擦力大小相等C .小孩对滑梯的作用力方向一定竖直向下D .当小孩手上再抱一只小狗时(狗与滑梯不接触),它们将沿滑梯加速下滑【答案】C【解析】小孩匀速下滑,受重力、支持力和滑动摩擦力三个力的作用,故A 错误;设斜面的倾角为θ,则F N =mg cos θ,F f =mg sin θ,故重力与摩擦力不相等,B 错误;小孩受重力、支持力和摩擦力,三个力的合力为零,支持力和摩擦力的合力与小孩重力的大小相等,方向相反,所以小孩对滑梯的作用力方向一定竖直向下,故C 正确;小孩匀速下滑时,受重力mg 、支持力F N 和滑动摩擦力F f ,设斜面的倾角为θ,则有F N =mg cos θ,F f =mg sin θ,又F f =μF N ,联立得:sin θ=μcos θ,此式与小孩的质量无关,当小孩抱住小狗后,所受的支持力和摩擦力分别为F ′N =m ′g cos θ,F ′f =μF ′N =μm ′g cos θ,又sin θ =μcos θ,联立得:F ′f =m ′g sin θ,所以小孩(包括小狗)所受的合力为零,会继续匀速下滑,故D 错误.9.如图所示,用滑轮将质量为m 1、m 2的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0<θ<180°,整个系统处于平衡状态,关于m 1、m 2的大小关系应为( )A .m 1必大于m 2B .m 1必大于m 22C .m 1可能等于m 2D .m 1可能大于m 2。