(完整版)弹力的方向与有无的判断
弹力有无的判断
方法一:撤去法 撤去施力物体, 看受力物体是否 能保持原状态, 若能则说明不存 在弹力,若不能 保持原状态则说 明存在弹力。
N1
A O
N2
B
G
方法二:假设存在法 假设接触处存在弹力, 作出受力分析图,结 合物体的运动状态, 根据平衡条件或牛顿 运动定律来判断物体 间是否存在弹力。
物体受到三个力时,不可能静止,说明N2不存在, 也就是说OA对小球没有弹力。
弹力方向有无的判断
产生弹力的两个条件: 1、两物体间要直接接触 2、物体要发生弹性形变(挤压)
形变明显 肯定存在弹力
例一:小球与OA、OB都接触,且处于静止状态。小球与 各接触面之间是否都存在弹力?
A
O
B
1、若撤去接触面OA,小球不动,说 明OA对小球没有弹力
2、若撤去接触面OB,小球向下运动, 说明OB对小球有弹力
例二:静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球, 小球下方与一光滑的斜面接触,小球的受力如何?
假设斜面对小球有弹力,则小球无法静止, 说明小球只受到重力和绳子的拉力。
拓展:若小球随着车厢一起向右匀加速运动,小球的受力又如何?
解析:小球向右匀加速,根据牛
v
顿第二定律可知小球的合外力向
a
右,因此斜面对小球有弹力的作
用,受力分析如图所示
练习:如图所示的情景中,两个物体a、b(a、b均 处 于静止状态,接触面光滑)间一定有弹力的
八年级下册物理弹力讲解
八年级下册物理弹力讲解
弹力是物理学中一个重要的概念,它在我们日常生活中起着重要的作用。
弹力
是一种力,它是由物体相互之间的形变或位移所引起的力。
当一个物体受到外力作用时,它会发生形变,这种形变会导致物体内部产生弹力,使物体恢复原状。
弹力的大小与物体的形变程度成正比,弹力的方向与形变的方向相反。
弹力的
大小可以用胡克定律来描述,胡克定律的公式为F=kx,其中F是弹力的大小,k
是弹簧的弹簧系数,x是形变的距离。
弹簧是常见的弹力的载体,我们可以通过弹簧的形变来研究弹力的性质。
弹簧
的弹簧系数是一个物理量,它描述了弹簧的刚度,弹簧系数越大,弹簧的刚度越大,弹力也越大。
弹簧的弹簧系数可以通过实验来测量,通常使用弹簧的弹性形变与受力的关系
来确定弹簧系数。
在实验中,我们可以通过改变受力的大小,测量弹簧的形变,从而得到弹簧系数的数值。
弹力的应用非常广泛,例如弹簧秤就是利用弹簧的弹力来测量物体的重量。
弹
簧的弹力还可以用来制作弹簧振子,弹簧减震器等。
弹簧的弹力还可以应用在弹簧门,弹簧床等实际生活中的物品中。
总的来说,弹力是物理学中一个重要的概念,它在我们的日常生活中有着广泛
的应用。
弹力的研究不仅可以帮助我们更好地理解物体的力学性质,还可以促进我们的科学研究和技术发展。
希望通过这篇文章的讲解,你对弹力有了更深入的了解。
(完整版)弹力的方向与有无的判断
A
C
图 14
C
B
图 15
对球无有弹力,选项 A 正确。 A
图 16
2
图 17
在图 15 中, 若撤除细绳 AC,杆 AB 不能静止, 可知细绳 AC 对杆有弹力;若撤除平面,
图 11
发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生
A
的力的作用,这种力叫做弹力。由弹力的定义得出弹力的产生必须
具备两个条件: ( 1)直接接触; ( 2)发生弹性形变。
B
两物体直接接触是产生弹力的必要条件。 如图 12 所示, 叠放在
C
水平地面上的三块砖 A、B、C,水平地面受到 C 砖的弹力作用,因
为地面与 C 砖相互接触并挤压。 但若说成水平地面受到 A 砖和 B 砖 的弹力作用,那就错了,因为地面与 A 砖和 B 砖根本没有接触,它
图 12
们之间不会产生弹力。
2.根据运动状态判断
物体的受力情况必与它的运动状态相符合, 可根据运动状态, 利用物体受力平衡的条件
(学习了牛顿第二定律以后还可用此定律)分析判断弹力的有无和弹力的方向。
图 13
如何运动,然后做出结论。
○1 若被研究的物体向原接触物体一边运动, 则未撤除时两者之间有相互挤压的弹力, 弹
力的方向必与接触面(或接触点的切面)垂直,且指向所研究的物体内部。
○2 若被研究的物体向远离原接触物体方向运动,则未撤除时两者之间有相互拉伸的弹
力,弹力的方向必与接触面(或接触点的切面)垂直,且方向从所研究的物体指向原接触的
此图中一共有四对弹力, 选项
高中物理破题致胜微方法(弹力的有无以及方向的判断)假设法判断弹力的方向及有无(含解析)(2021年最
高中物理破题致胜微方法(弹力的有无以及方向的判断)假设法判断弹力的方向及有无(含解析)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理破题致胜微方法(弹力的有无以及方向的判断)假设法判断弹力的方向及有无(含解析))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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假设法判断弹力的方向及有无一、典型例题例题1:如图所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向。
判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用?例题2:如图所示,有一球放在光滑水平面AC上,并和光滑斜面AB接触,球静止.分析球所受的弹力.方法总结:“假设法”,即假设与研究对象接触的物体不存在,看被研究的物体运动状态是否改变,若改变运动状态则有弹力;若不改变运动状态则无弹力!二、练习题1.一木箱放在水平地面上,请在下列关于木箱和地面受力的叙述中选出正确的选项() A.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;木箱没有发生形变,所以木箱不受弹力B.地面受到了向下的弹力,是因为地面发生了弹性形变;木箱受到了向上的弹力,是因为木箱也发生了形变C.地面受到了向下的弹力,是因为木箱发生了弹性形变;木箱受到了向上的弹力,是因为地面也发生了弹性形变D.以上说法都不正确2.判断A物体是否受到B、C的弹力的作用?3.判断A是否受到弹力的作用,若有,画出图中物体A所受的弹力的方向.三、练习题答案3答案:。
弹力有无及其方向的判断方法
球与面接触 沿接触点与球心连线指向受力物体
球与球接触 垂澶闷:主封封电晾的公切面指向受力物体
与弹簧中轴线重合,指向弹簧恢复的 弹簧的弹力
方向
轻绳的弹力 沿绳背离受力物体
可沿杆也可不沿杆,弹力的方向常利 杆的弹力
用平衡条件或动力学规律来判断
也 点评 通常 情况 下 弹力 的方 向都
按方法③判断,只是杆的弹力方向需要根据 方法②判断.
B.
图1
啄 解 析 A图 中 , 小 心 去 掉 斜 面 , 球 仍 静止,说明斜面与啪之间无相互作用因而
无弹 力.可以 看出,两 物体接触 但不一定 有
弹力.B图则不然,若去掉斜面小球则无法保 持在 原来的位 置静止, 这说明斜 面对小球 有 相互作用 的弹力.
1匿参
_! {},2.假设法
对于形 变不明显 的情况, 也可假设 与研 究对 象接触的 物体间有 弹力,判 断研究对 象 的运动状 态是否改变. 若运动状态改 变了, 则此处应该存在弹力,若运动状态不变,则此 处不存在弹力.
弹力一般有以下一些方法.
付
胃1.消除法
分析一 个物体对 研究对象 是否有弹 力作
用,就将该物体从想像中去掉,看研究对象能
否保持原状态,若能则说明此处弹力不存在,
若不能说明弹力存在.
状 例 1如 图 1
劢 白 所示,判断图形中静止
小球与接触斜面间是 否存在弹力 ,A中的细
线竖直,曰中的细线倾 斜.
A.
瞻 例 2如 图 2所
示,放在光滑水平面C上
的小球A是否受斜面B对
C
它的弹力作用 ?
^.
G
猎解析可假设曰
图2
对A有弹力R的作用,则小融受三个力G、
弹力有无判断及方向的判断
弹力有无判断及方向的判断一. 弹力的概念和产生条件发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
弹力的产生条件:一是两物体必须直接接触;二是物体间必须相互挤压(即有形变)。
接触是前提,挤压是关键,相互接触的物体是否发生形变是弹力存在与否的标志。
但是,实际上除弹簧、橡皮筋等物体产生弹力时形变较明显外,大部分物体产生弹力时形变是微小的,肉眼很难观察出来。
二. 弹力有无的判断接触不一定存在弹力,只有发生弹性形变的两相互接触的物体间才存在弹力,弹力有无的判断主要有以下两种方法:1. 定义法:对于形变效果明显的情况,可由形变情况直接判断弹力的存在与否。
如弹簧、橡皮筋等产生弹力的情况。
2. 假设法:假设相互作用的物体间有弹力,看被研究物体的状态是否改变,若改变则不存在弹力,否不存在弹力。
3、拆除法:从想象中去拆除摸个接触的物体,看被研究物体的状态是否改变,若改变则有,若不改变则无常见弹力方向一、平面与平面接触时,弹力的方向垂直于接触面例1 如图1所示,将物体放在水平地面上,且处于静止状态,分析物体受的弹力。
解析:物体和地面接触属于平面与平面接触,弹力N的方向垂直地面,如图1所示。
图1 二、点与平面接触时,弹力的方向垂直平面例2. 如图2所示,杆的一端与墙接触,另一端与地面接触,且处于静止状态,分析杆AB受的弹力。
解析:杆的A端属于点与竖直平面接触,弹力N1的方向垂直墙面水平向右,杆的B端属于点与水平平面接触,弹力N2的方向垂直地面向上,如图2所示。
图2 三、点与曲面接触时,弹力的方向垂直过切点的切面例3 如图3所示,杆处在半圆形光滑碗的内部,且处于静止状态,分析杆受的弹力。
解析:杆的B端属于点与曲面接触,弹力N2的方向垂直于过B点的切面,杆在A点属于点与平面接触,弹力N1的方向垂直杆如图3所示。
图3(1)四、平面与曲面接触时,弹力方向垂直于平面例4 如图4所示,一圆柱体静止在地面上,杆与圆柱体接触也处于静止状态,分析杆受的弹力。
判断弹力有无及方向的方法
判断弹力有无及方向的方法作者:彭海燕来源:《职业·中旬》2012年第09期发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,就对与它接触的物体产生力的作用,这个力就叫做弹力。
从弹力的定义中可知产生弹力的条件有二:一是两个物体直接接触;二是发生弹性形变。
任何物体都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的,不过有些形变比较明显,可以直接看出;但有些形变是微小的,我们肉眼不易观察,这时判断弹力的有无成了一个难点。
针对此问题,一般我们采取“假设法”。
一、假设一假设与研究对象接触的物体不存在,看物体在该位置的运动状态是否发生变化,若发生变化,则说明弹力存在;若没变化,说明弹力不存在。
例1:如图1所示,静止在光滑水平面上的均匀球体A紧贴着挡板B,这时圆球是否受到挡板的弹力作用?圆球与挡板B均匀接触,但是,挡板B是否有形变,用肉眼是无法观察出来的,因此,挡板B是否对球有弹力作用,就成了一个难点。
如果我们假设挡板B不存在,球在竖直方向的重力G和水平面对它的支持力的作用下,仍处于静止状态,所以,挡板B对球无弹力作用。
二、假设二假设与研究对象接触的物体施加了弹力(或者没施加弹力)。
根据力的作用效果分析物体的运动状态,再与实际状态相比,是否有矛盾。
若出现矛盾,则假设不正确,若两者一致,则假设正确。
例2:如图2所示,用绳子悬挂一质量为m的球,使绳子保持在竖直方向上,并使球与光滑斜面接触,小球是否受到斜面的弹力作用?如果斜面对球有弹力作用,则这个弹力的方向一定是垂直于斜面向上,使球不能处于平衡状态。
所以斜面没有弹力作用。
在前面的例1中,如果我们假设挡板B对球有弹力存在,则此时圆球在水平方向所受合力不为零,必定加速运动,与所给静止状态相互矛盾。
说明圆球与挡板B虽接触,但并不挤压,所以,挡板B对球无弹力作用。
根据弹力的定义可知,弹力的方向与弹性形变的方向相反,看起来比较容易判断,但具体应用起来,却很难。
常见支持物的弹力方向如下。
弹力
2.下列关于弹力的说法中正确的是(
A.直接接触的两个物体间必然有弹力存在 B.不接触的物体间也可能存在弹力
)
C.只要物体发生形变就一定有弹力
D.在直接接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力 【解析】选D.弹力产生的两个条件(1)两物体接触,(2) 发生弹性形变.两个条件必须同时具备,所以,D正确,A、 B、C错误.
(4)由于F1=kx1,F2=kx2,故Δ F=F2-F1=kx2-kx1=kΔ x,因
此,弹簧上弹力的变化量Δ F与形变量的变化量也成正比关 系,即Δ F=kΔ x.
2.对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算,一般要 借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解.比如悬挂在竖 直细绳上的物体处于静止状态时,物体受绳向上的拉力和 竖直向下的重力作用,根据二力平衡,可知绳的拉力大小 等于物体重力的大小.
A
)
A.3 N
B.7 N
C应用错误
如图所示,两木块的质量分别为m1和 m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1 和k2.上面的木块压在上面的弹簧上 (但不拴接),整个系统处于平衡状态.
现缓慢向上提上面的木块,直到它刚
离开上面弹簧.在这个过程中下面的 木块移动的距离为(
(4)利用力的作用效果分析
如果相互接触的物体间存在弹力,则必有相应的作用效果, 或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可利用作 用效果确定弹力的有无.
判断弹力有无时应灵活选用判断方法.当直 接法不易判断时,可考虑运动状态判断法.
【典例1】判断图中小球是否受到弹力作用,若受到弹力,
请指出其施力物体.
l=l0-
F 21 =(20×102) cm=13 cm. 300 k
答案:(1)300 N/m
高三一轮复习专题:相互作用力(有答案)
专题: 相互作用考点一 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2.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 =mgsin θ,方向沿杆向上B .小车静止时,F =mgcos 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 =2+2,方向斜向左上方,与竖直方向的夹角θ1满足tan θ1=a g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( )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1、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.μ1mgcos θ,方向平行于斜面向上B.μ1mgcos θ,方向平行于斜面向下C.μ2mgcos θ,方向平行于斜面向上D.μ2mgcos θ,方向平行于斜面向下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/s 2),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 .0.5D .0.63.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.1μ1μ2 B .1-μ1μ2μ1μ2 C.1+μ1μ2μ1μ2 D.2+μ1μ2μ1μ24.(多选)如图所示,小车的质量为m 0,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 -m 0m +m 0 F ,方向向右 C. m -m 0m +m 0 F ,方向向左 D. m 0-m m +m 0F ,方向向右 考点四 轻杆、轻绳、轻弹簧模型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33kmgD.套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为36kmg考点五绳上的“死结”和“活结”模型1.“死结”模型的4个特点(1)“死结”可理解为把绳子分成两段;(2)“死结”是不可以沿绳子移动的结;(3)“死结”两侧的绳因结而变成了两根独立的绳;(4)“死结”分开的两段绳子上的弹力不一定相等.2.“活结”模型的4个特点(1)“活结”可理解为把绳子分成两段;(2)“活结”是可以沿绳子移动的结点;(3)“活结”一般是由绳跨过滑轮或者绳上挂一光滑挂钩而形成的.绳子虽然因“活结”而弯曲,但实际上是同一根绳;(4)“活结”分开的两段绳子上弹力的大小一定相等,两段绳子合力的方向一定沿这两段绳子夹角的平分线.1、如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,求:(1)细绳AC段的张力F TAC与细绳EG的张力F TEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力.考点六物体的受力分析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,并画出受力示意图,这个过程就是受力分析.2.受力分析的一般顺序: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.研究对象选取方法:整体法和隔离法.(1)当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法.(2)在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.(3)整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.1.如图所示,光滑斜面固定于水平面,滑块A、B叠放在一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平,则在斜面上运动时B受力的示意图为( )2.(2017·四川达州一模)如图所示,用轻杆拴接同种材料制成的a、b两物体,它们沿斜面向下做匀速运动,关于a、b的受力情况,以下说法正确的是( )A.a受三个力作用,b受四个力作用B.a受四个力作用,b受三个力作用C.a、b均受三个力作用D.a、b均受四个力作用3.(多选)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上.关于斜面体A和B的受力情况,下列说法正确的是( )A.A一定受到4个力B.B可能受到4个力C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.A与B之间一定有摩擦力考点七共点力的静态平衡问题解决共点力平衡问题常用的4种方法1、如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心.一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点.设滑块所受支持力为F N,OP与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )A.F=mgtan θB.F=mgtan θC.F N=mgtan θD.F N=mgtan θ考向2:整体法和隔离法在多体平衡问题中的应用3. (2017·安徽铜陵模拟)如图所示,质量分别为m A、m B的两物块A、B叠放在一起,若它们共同沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑.则( )A.A、B间无摩擦力B.B与斜面间的动摩擦因数μ=tan αC.A、B间有摩擦力,且B对A的摩擦力对A做负功D.B对斜面的摩擦力方向沿斜面向上4.如图,一质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点.另一端系在滑块上.弹簧与斜面垂直,则( )A.滑块不可能只受到三个力作用B .弹簧不可能处于原长状态C .斜面对滑块的支持力大小可能为零D .斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg 5.如图所示,物块a 、b 的质量分别为2m 、m ,水平地面和竖直墙面均光滑,在水平推力F 作用下,两物块均处于静止状态,则( )A .物块b 受四个力作用B .物块b 受到的摩擦力大小等于2mgC .物块b 对地面的压力大小等于mgD .物块a 受到物块b 的作用力水平向右6.如图,两个轻环a 和b 套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m 的小球.在a 和b 之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a 、b 间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )A.m 2 B .32m C .m D .2m 考点八 共点力的动态平衡问题1.动态平衡:通过控制某些物理量,使物体的状态发生缓慢地变化,物体在这一变化过程中始终处于一系列的平衡状态中,这种平衡称为动态平衡.2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.3.常用方法:解析法、图解法和相似三角形法.考向1:解析法的应用1、如图所示,与水平方向成θ角的推力F 作用在物块上,随着θ逐渐减小直到水平的过程中,物块始终沿水平面做匀速直线运动.关于物块受到的外力,下列判断正确的是( )A .推力F 先增大后减小B .推力F 一直减小C .物块受到的摩擦力先减小后增大D .物块受到的摩擦力一直不变考向2:图解法的应用图解法的适用条件:物体受到三个力的作用,其中一个力的大小、方向均不变,另一个力的方向不变,还有一个力的方向变化.2、(2017·湖南益阳模拟)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙面间放一光滑圆球B ,整个装置处于静止状态.现对B 施加一竖直向下的力F ,F 的作用线通过球心,设墙对B 的作用力为F 1,B 对A 的作用力为F 2,地面对A 的摩擦力为F 3.若F 缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中( )A .F 1保持不变,F 3缓慢增大B .F 1缓慢增大,F 3保持不变C .F 2缓慢增大,F 3缓慢增大D .F 2缓慢增大,F 3保持不变考向3:相似三角形法的应用相似三角形法的适用条件:物体受到三个力的作用,其中一个力的大小、方向均不变,另两个力的方向都变化.3、(2017·江西南昌模拟)如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定,杆的A 端用铰链固定,光滑轻小滑轮在A 点正上方,B 端吊一重物G ,现将绳的一端拴在杆的B 端,用拉力F 将B 端缓缦上拉,在AB 杆达到竖直前(均未断),关于绳子的拉力F 和杆受的弹力F N 的变化,判断正确的是( )A .F 变大B .F 变小C .F N 变大D .F N 变小专题: 相互作用 答案1、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 =gtan α,则轻弹簧对小球无弹力,D 正确.2、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Fsin θ1=ma ,Fcos θ1=mg ,两式相除可得tan θ1=a g,只有当球的加速度a =gtan 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 =2+2,方向斜向左上方,tan θ1=a g,D 正确. 1、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、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、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.1、解析 当物体P 和Q 一起沿斜面加速下滑时,其加速度为a =gsin θ-μ2gcos θ<gsin 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mgsin θ-F 静=ma ,求得F 静=μ2mgcos θ,C 正确.答案 C2、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 g ② F 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=F ④F N2+F T sin θ=(m A +m B )g ⑤ F f2=μ2F N2⑥由④⑤⑥得:μ2=0.3,故A 选项正确. 答案 A3、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 A m B=1-μ1μ2μ1μ2,B 正确. 4、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 =(m 0+m)a ,再隔离出人,对人分析受力有F -F f =ma ,解得F f =m 0-m m 0+mF ,若m 0>m ,则和假设的情况相同,D 正确;若m 0=m ,则静摩擦力为零,A 正确;若m 0<m ,则静摩擦力方向向左,C 正确.1、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、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、解析:选CD.水平横杆对质量为M 的小球的支持力为Mg +mg 2,选项A 错误;设下面两个弹簧的弹力均为F ,则2Fsin 60°=mg ,解得F =33mg ,结合胡克定律得kx =33mg ,则x =33kmg ,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Fcos 60°=36mg ,再结合胡克定律得kx′=36mg ,解得x′=36kmg ,选项D 正确. 1、解析 题图甲和乙中的两个物体M 1、M 2都处于平衡状态,根据平衡条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C 点和G 点为研究对象,进行受力分析如图a 和b 所示,根据平衡规律可求解.(1)图a 中细绳AD 跨过定滑轮拉住质量为M 1的物体,物体处于平衡状态,细绳AC 段的拉力F TAC =F TCD =M 1g图b 中由F TEG sin 30°=M 2g ,得F TEG =2M 2g 所以F TAC F TEG =M 12M 2(2)图a 中,三个力之间的夹角都为120°,根据平衡规律有F NC =F TAC =M 1g方向与水平方向成30°,指向右上方.(3)图b 中,根据平衡方程有F TEG sin 30°=M 2g ,F TEG cos 30°=F NG 所以F NG =M 2gcot 30°=3M 2g方向水平向右.答案 (1)M 12M 2(2)M 1g 方向与水平方向成30°指向右上方 (3)3M 2g 方向水平向右 1、解析:选A.先将A 、B 当成一个整体,一起冲上斜面时,受重力及斜面的支持力,合力沿斜面向下.再用隔离法,单独对B 进行受力分析可知,B 所受摩擦力水平向左,所受A 的支持力在竖直方向上,A 正确.2、解析:选C.对a 、b 和轻杆组成的整体分析,根据平衡条件有Mgsin θ=μMgcos θ,解得μ=tan θ.再隔离对a 分析,假设受到拉力,有mgsin θ=F T +μmgcos θ,解得F T =0.所以轻杆无拉力,a 、b 均受三个力,即重力、支持力和摩擦力,选项C 正确,A 、B 、D 错误.3、解析:选AD.整体法确定外力:对斜面体A 、B 整体受力分析,其受到向下的重力G 和向上的推力F ,由平衡条件可知B 与墙壁之间不可能有弹力,因此也不可能有摩擦力,故C 错误.假设法、状态法确定B 对A 的接触力:对斜面体A 受力分析,A 一定受到重力G A 和推力F.假设撤掉A ,B 将下落,A 、B 间一定存在弹力F BA ,如图甲所示,为保持A 处于平衡状态,B 一定给A 一个沿斜面向下的摩擦力F f .转换法确定B 的受力:根据牛顿第三定律可知,斜面体B 除受重力外,一定受到A 的支持力F AB 和摩擦力F f ′,如图乙所示.综合以上分析可知,A 、D 正确.1、解析 解法一:合成法.滑块受力如图甲,由平衡条件知:mg F =tan θ,解得F =mg tan θ,F N =mg sin θ. 解法二:效果分解法.将重力按产生的效果分解,如图乙所示,F =G 2=mg tan θ,F N =G 1=mg sin θ. 解法三:正交分解法.将滑块受的力水平、竖直分解,如图丙所示,mg =F N sin θ,F =F N cos θ, 联立解得:F =mg tan θ,F N =mg sin θ. 解法四:封闭三角形法.如图丁所示,滑块受的三个力组成封闭三角形,解直角三角形得:F =mg tan θ,F N =mg sin θ,故A 正确. 答案 A答案 B3、解析:选B.因为A 处于平衡状态,所以A 受重力、支持力以及B 对A 的静摩擦力而平衡,可知A 、B 间有摩擦力,摩擦力的方向沿A 与B 的接触面斜向上,向下滑动的过程中,摩擦力的方向与A 速度方向的夹角为锐角,所以B 对A 的摩擦力对A 做正功,故A 、C 错误;A 、B 能一起匀速下滑,对整体分析,受重力、支持力和滑动摩擦力,则有(m A +m B )gsin θ=μ(m A +m B )gcos θ,可得μ=tan α,斜面对B 的摩擦力方向沿斜面向上,所以B 对斜面的摩擦力方向沿斜面向下,故B 正确,D 错误.4、解析:选D.弹簧与斜面垂直,则弹簧与竖直方向的夹角为30°,所以弹簧弹力的方向垂直于斜面,因为弹簧的形变情况未知,所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定,所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡,此时弹簧弹力为零,处于原长状态,故选项A 、B 错误;假设斜面对滑块的支持力为零,则滑块只受重力和弹簧弹力,滑块不可能处于平衡状态,故滑块一定受支持力作用,故选项C 错误;由于物块处于静止状态由受力分析知摩擦力与重力沿斜面向下的分力平衡,大小为mgsin 30°=12mg.故选项D 正确. 5、解析:选B.对a 分析,a 受到竖直向下的重力,墙壁对a 的支持力,b 对a 的弹力,要想保持静止,必须在竖直方向上受到b 对a 的向上的静摩擦力,故F fba =G a =2mg ,B 正确;对b 分析,b 受到竖直向下的重力,地面对b 的竖直向上的支持力,a 对b 的竖直向下的静摩擦力,a 对b 的水平向左的弹力,以及推力F ,共5个力作用,在竖直方向上有G b +F fab =F N ,故F N =3mg ,即物块b 对地面的压力大小等于3mg ,A 、C 错误;物块a 受到物块b 的水平方向上的弹力和竖直方向上的摩擦力,合力方向不是水平向右,D 错误.6、解析:选C.如图所示,由于不计摩擦,线上张力处处相等,且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心.由于a 、b 间距等于圆弧半径,则∠aOb =60°,进一步分析知,细线与aO 、bO 间的夹角皆为30°.取悬挂的小物块研究,悬挂小物块的细线张角为120°,由平衡条件知,小物块的质量与小球的质量相等,即为m.故选项C 正确.1、解析 对物块受力分析,建立如图所示的坐标系.由平衡条件得:Fcos θ-F f =0,F N -(mg +Fsin θ)=0,又F f =μF N ,联立可得F =μmg cos θ-μsin θ,可见,当θ减小时,F 一直减小,B 正确;摩擦力F f =μF N =μ(mg +Fsin θ),可知,当θ、F 减小时,F f 一直减小 . 答案 B2、解析 球B 受力情况如图所示,墙对球B 的作用力及A 对球B 的作用力的合力与F 及重力的合力大小相等,方向相反,故当F 增大时,A 对B 的支持力F 2′增大,故B 对A 的压力也增大,即F 2增大,同理可知,墙对B 的作用力F 1增大;对整体分析,整体竖直方向受重力、支持力及压力F ,水平方向受墙的作用力F 1和地面对A 的摩擦力为F 3而处于平衡,由平衡条件得,当F 增大时,地面对A 的摩擦力F 3增大,故选项C 正确.答案 C3、解析 设物体的重力为G.以B 点为研究对象,分析受力情况,作出受力分析图,如图所示:作出力F N 与F 的合力F 2,根据平衡条件得知,F 2=F 1=G.由△F 2F N B ∽△ABO 得F N F 2=BO AO ,解得F N =BO AOG ,式中,BO 、AO 、G 不变,则F N 保持不变,C 、D 错误;由△F 2F N B ∽△ABO 得F N OB =F AB,AB 减小,则F 一直减小,A 错误,B 正确.答案B11。
弹力、及摩擦力的有无及方向判断和大小计算专题
弹力的有无及方向判断和大小计算专题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.弹力方向的确定点评: 在分析弹力时要先判断弹力是否存在,弹力的方向可用如下方法判定:(1)若接触面之一为平面,则弹力一定垂直于该平面.(2)若接触面之一为球面,则弹力一定过球心.(3)若接触面为曲面,则弹力一定垂直于曲面的过接触点的切面.(4)若接触处之一为直线,则弹力一定垂直于该直线3理想模型中的弹力比较:①轻绳:质量不计、松软、不可伸长的绳,绳中各处的张力大小相等;轻绳对物体只能产生拉力,不能产生压力;物体的运动状态改变的瞬间,拉力可以发生突变.②轻杆:质量不计、不可伸长和压缩的杆;轻杆既能对物体产生压力,又能产生拉力,弹力方向不一定沿杆的方向;物体的运动状态改变的瞬间,拉力可以发生突变.③弹性轻弹簧:质量不计、弹力与中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向.对物体能产生拉力,或压力;物体的运动状态改变的瞬间,拉力不能发生突变.例1:如图所示,将甲图中与小球接触的斜面去掉,小球无法在原位置保持静止,而把乙图中的斜面去掉,小球仍静止,故甲球受斜面的弹力,乙球不受斜面的弹力例2.斜面光滑时:A、B间存在弹力,不光滑时:当fm≧mgsinϴ无弹力,\当fm﹤mgsinϴ ,时有弹力例3.斜面光滑时:杆中无弹力不光滑时:若µA= µB杆中无弹力若µA﹥µB杆中有弹力,且为压力若µA﹤µB杆中有弹力且为拉力。
专题03 弹力、摩擦力以及力的合成与分解-2023届高考物理一轮复习热点题型专练(解析版)
专题03弹力、摩擦力以及力的合成与分解目录题型一弹力的有无及方向的判断 (1)题型二弹力分析的“四类模型”问题 (3)题型三“活结”和“死结”与“动杆”和“定杆”问题 (5)类型1“活结”和“死结”问题 (5)类型2“动杆”和“定杆”问题 (8)题型四静摩擦力的分析 (10)题型五滑动摩擦力的分析 (14)题型六摩擦力的突变问题 (17)类型1“静—静”突变 (17)类型2“静—动”突变 (17)类型3“动—静”突变 (19)类型4“动—动”突变 (20)题型七力的合成与分解 (20)题型八力合成与分解思想的重要应用——木楔问题 (24)题型一弹力的有无及方向的判断【解题指导】1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据弹力产生条件——物体是否直接接触并发生弹性形变.(2)假设法:假设两个物体间不存在弹力,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处没有弹力;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.2.接触面上的弹力方向判断垂直于接触面垂直于接触面垂直于切面垂直于平面【例1】(2022·重庆市万州南京中学高三月考)如图所示,静止的小球m分别与一个物体(或面)接触,各接触面光滑,A图中细绳沿竖直方向,则小球m受到两个弹力的是()【答案】C【解析】A图中小球处于静止状态,重力和绳的弹力平衡,斜面与球之间不可能产生弹力,否则小球不可能平衡,故A图中球只受一个弹力作用,A错误;B图中小球只受重力和支持力,支持力为弹力,B图中小球即只受一个弹力,B错误;C图中小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用处于平衡状态,因此小球受两个弹力作用,C正确;D图中竖直面对小球没有弹力作用,否则小球不可能处于平衡状态,即小球受一个弹力作用,D错误.【例2】如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心。
弹簧弹力方向的判断
弹簧弹力方向的判断弹簧是一种具有弹力的力学构件,可以在各种机械系统中用于缓冲、传递和转换动能,参与机体结构的设计,对于系统的正常运行有重要的意义。
然而,如何确定弹簧弹力方向却构成了一个重要话题,为此,本文将从计算机角度,利用物理原理论证和实际实践,来研究弹簧弹力方向的判断原理和方法。
首先,基于物理原理论证,通过简单的机械原理,可以清楚的确定弹簧的弹力方向。
首先,可以分析弹簧的形状,即圆柱形和圆筒形,它们的机械原理一般有以下几点:(1)圆柱形弹簧的外形为椭圆,其弹力矢量方向在椭圆的长半轴方向,(2)圆筒形弹簧的外形为圆环,其弹力矢量方向是圆环的中心轴方向。
根据机械原理,弹簧的弹力矢量方向就是按照上述规律变化的结论。
此外,基于实际操作,在使用弹簧之前,我们可以利用简单的示意图,对弹簧的弹力方向进行观察,并作出相应的记录。
例如,如果是圆柱形弹簧,要观察它的长半轴方向,而如果是圆筒形弹簧,要观察它的中心轴方向。
一般来说,弹簧弹力方向由内而外是正向,由外而内是反向。
另外,在计算机应用方面,可以采用Matlab中的弹簧分析函数模拟弹簧,根据输入的弹簧参数获得输出的弹力矢量方向。
例如,可以设置弹簧的参数,包括弹簧的形状、形状系数、长度等,以及分析的形式、方向等,然后将弹簧的弹力矢量方向作为参数输入,利用Matlab中的弹簧分析函数,基于物理计算原理,确定弹簧的弹力方向。
总之,本文从物理原理论证、实际操作和计算机应用等三个方面,论述了弹簧弹力方向的判断原理和方法。
基于物理原理论证,可以简单的利用机械原理进行论证;基于实际操作,可以简单的使用示意图进行判断;基于计算机应用,可以利用Matlab中的弹簧分析函数,基于物理计算原理确定弹簧的弹力方向。
本文的研究有助于深入理解弹簧的弹力方向,从而更好的运用弹簧来进行机体结构的设计,促进机械装备的正常运行。
2020高考一轮复习:相互作用 知识点总结 题型分类总结 方法总结 练习题(附答案)
高中物理 一轮复习相互作用题型1(弹力的方向判断与大小计算)1、弹力有无的判断方法 (1)直接判断对形变较明显额情况,由形变情况直接判断。
(2)利用“假设法”判断对形变不明显的情况,可假设与研究对象接触的物体不存在,判断研究对象的运动状态是否发生改变。
若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定存在弹力。
(3)根据物体所处的运动状态判断静止(或匀速直线运动)的物体都处于受力平衡状态,这可以作为判断某个接触面上弹力是否存在的依据。
2、弹力方向的判断拉伸时沿收缩的方向,压缩时沿伸长的方向3.弹力大小的计算(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计算。
1、如图所示,以O 为悬点的两根轻绳a 、b 将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角分别为60°和45°,日光灯保持水平并静止,其重力为G ,下列说法中正确的是( C ) A. a 绳的弹力比b 绳大B. a 绳的弹力与b 绳一样大C. 日光灯的重心一定在O 点的正下方D. 日光灯的重心不一定在O 点的正下方2、如图所示,是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 ,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( CD ) A. 小车静止时, ,方向沿杆向上B. 小车静止时, ,方向垂直于杆向上C. 小车向右做匀速运动时,一定有 ,方向竖直向上D. 小车向右做匀加速运动时,一定有 ,方向可能沿杆向上3、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 ,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 ) A.B.C.D.4、如图所示,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 的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( A ) A. 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5、如图所示,质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上,劲度系数为k 的轻弹簧一端系在小球上,另一端固定在P 点,小球静止时,弹簧与竖直方向的夹角为30°,则弹簧的伸长量为( C ) A.B.C.D.6、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插在墙壁内,已知 ,则图甲中轻杆AB 受到绳子的作用力 和图乙中滑轮受到绳子的作用力 分别为( D ) A.、 B. 、 C.、D. 、7、如图所示,完全相同的质量为m的A、B两球,用来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,静止不动,弹簧处于水平方向,两根细线之间的夹角为,则弹簧的长度被压缩了(C)A. B.C. D.8、质量分布均匀的A、B、C三个物体如图所示放置,其中A、B两个相同的物体并排放在水平面上,梯形物体C叠放在物体A、B的上表面,已知所有接触面均光滑且各物体都处于静止状态,则下列说法中正确的是(BD)A. 物体B对地面的压力等于物体A对地面的压力B. 物体B对地面的压力大于物体A对地面的压力C. 物体B对物体A有向左的压力D. 物体A、B之间没有相互作用力9、如图所示,用细线将物体A悬挂在顶板上,物体B放在水平地面上。
弹力的有无及方向的判断
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.几种典型弹力 的方向
2. 典例剖析
【例1】如图所示,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( ) A.小车静止时,F=mgsin θ,方向沿杆向上 B.小车静止时,F=mgcos θ,方向垂直于杆向上 C.小车向右以加速度a运动时,一定有F=ma/sinθ D.小车向左匀速运动时,F=mg,方向竖直向上 思路点拨:
【备选训练】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),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( ). 隐含 了什 么条 件? 解析 小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=gsin 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gsin 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 C 解析显隐
4.备选训练
【备选训练】画出图中物体A受力的示意图.
FN2 FN1 FN
FT
G
G
杆的弹力方向不 一定沿杆
FN
45°
G
FT1 θ α
FT2
此处斜面不提 供弹力
G G
【备选训练】 在下图中,A、B均处于静止状态,则A、B之间 一定有弹力的是( ).
提示: 用假设法 试试!
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 B 解析显隐
人教版2019高中物理必修第一册 专题 3种性质的力及物体的受力分析
【详解】当F=0时,对b,根据受力平衡得 kx1 mb g ,解得 x1 2cm ,当c木块刚好离开水平地面时,对c根据平衡条件得 kx2 mc g
解得 x2 4cm ,当c木块刚好离开水平地面时,对b根据平衡条件得 kx3 mb mc g ,解得 x3 6cm , 该过程p弹簧的左端向左移动的
典型例题
例 4(2021·全国·高一课时练习)一块质量为m、长为l的匀质长木板放在水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦
因数为μ。当用水平力F推木板,使它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为( )
A.F
B.1 mg 3
C. 2 mg
3
D.μmg
【答案】D 【详解】木块重心还在桌面上;故压力为N=mg,故木板动起来后受到滑动摩擦力f=μN=μmg,故选D。
3.(2022·全国·高三课时练习)我国的高铁技术在世界处于领先地位,高铁(如图甲所示)在行驶过程中非常平稳,放在 桌上的水杯几乎感觉不到晃动.图乙为高铁车厢示意图,A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上,物块与桌 面间的动摩擦因数相同,A的质量比B的质量大,车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动,A、B相对于桌面始终保 持静止,下列说法正确的是( ) A.A受到2个力的作用 B.B受到3个力的作用 C.A受到桌面对它向右的摩擦力 D.B受到A对它向右的弹力
A.
B.
C.
D.
【答案】 B
【详解】由于开始摩擦力与恒力F方向相同,水平向左,由于取向右为正方向,故 f mg 2N, a F mg 3m/s2
m
则使物体速度很快减为零,随后产生向左的运动趋势,静摩擦力大小为1N,方向向右,为正,故选B。
知识点 3 物体的受力分析
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1
弹力的方向与有无的判断
一、几种常见情况下弹力的方向
1.轻绳、轻弹簧产生的弹力均沿绳、弹簧并指向恢复原状的方向。
图1、图2为轻绳悬挂的物体,绳对物体的弹力方向如图中所标。
图3中为水平方向压缩的弹簧与物体连接,图4中为水平方向拉伸的弹簧与物体连接,对物体的弹力方向均如图中所标。
2.面与面接触,物体所受弹力的方向垂直于接触面指向被支持的物体。
图5、6、7中N 为物体所受接触面的弹力。
3.点与面接触,弹力垂直于接触面(或接触面的切面)指向被支持的物体。
图8、9、10中N 1、N 2为物体所受的弹力。
图1
图2 图
3 图
4
图5
图
7 图8
图10
2
4.球面与球面接触,弹力的方向垂直于接触点的切面指向被支持的物体(指向球心)。
图11中N 1、N 2为两球在接触处的弹力。
二、判断弹力的有无、弹力的方向的方法
弹力的产生条件是发生弹性形变,但微小的形变在实际中难以
观察,常用以下三种方法进行判断: 1.根据弹力的定义判断
发生弹性形变的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的力的作用,这种力叫做弹力。
由弹力的定义得出弹力的产生必须具备两个条件:(1)直接接触;(2)发生弹性形变。
两物体直接接触是产生弹力的必要条件。
如图12所示,叠放在
水平地面上的三块砖A 、B 、C ,水平地面受到C 砖的弹力作用,因为地面与C 砖相互接触并挤压。
但若说成水平地面受到A 砖和B 砖
的弹力作用,那就错了,因为地面与A 砖和B 砖根本没有接触,它
们之间不会产生弹力。
2.根据运动状态判断
物体的受力情况必与它的运动状态相符合,可根据运动状态,利用物体受力平衡的条件(学习了牛顿第二定律以后还可用此定律)分析判断弹力的有无和弹力的方向。
例1 如图13所示,质量为m 的物体放在车厢内的光滑底板上与车厢壁接触,随车一起向右加速运动,问物体是否受到车厢壁的弹力?若受,方向如何?
解析:物体m 随车厢做加速运动,不是平衡状态。
车
厢的底板光滑,物体不会受到摩擦力。
所以物体一定受到
车厢壁向右的弹力,使物体的速度不断增大。
3.用虚设法判断
欲研究分析某一物体在某一接触处是否受到弹力的作用,可先假设将与之接触的物体撤除,分析所研究的物体
如何运动,然后做出结论。
○1若被研究的物体向原接触物体一边运动,则未撤除时两者之间有相互挤压的弹力,弹力的方向必与接触面(或接触点的切面)垂直,且指向所研究的物体内部。
○
2若被研究的物体向远离原接触物体方向运动,则未撤除时两者之间有相互拉伸的弹力,弹力的方向必与接触面(或接触点的切面)垂直,且方向从所研究的物体指向原接触的物体。
○
3若所研究的物体仍静止不动,则未撤除时二者之间无弹力。
例2 如图14、15、16、17所示,各物体均处于静止状态,不计一切摩擦,则下列说法正确的是 A .在图14中,如果AC 面水平,则AB 面对球没弹力 B .在图15中,杆受两个弹力 C .在图16中,两条细绳对球都有拉力(AB 绳竖直) D .在图17中,一共有四对弹力
解析:在图14中,若AC 面水平,撤除AB 面,球仍能保持静止,故AB 面
对球无有弹力,选项A 正确。
1
图11
B
图14 图15
图16 C
图17
图
13 图12
在图15中,若撤除细绳AC,杆AB不能静止,可知细绳AC对杆有弹力;若撤除平面,杆AB也不能静止,可知平面对杆也有弹力,选项B正确。
在图16中,若撤除细绳AC,球仍能静止,可知细绳AC对球无有弹力;若撤除细绳AB,球不能静止,故AB绳对球有弹力。
选项C错误。
在图17中,若撤除三块挡板中的任意一块,球都不能静止,故三块挡板对球都有弹力。
若撤除下面的球,上面的球不能静止,故二球接触处有弹力。
此图中一共有四对弹力,选项D正确。
3。