微型專(zhuān)題 兩種性質(zhì)的力及物體的受力分析

1、微型專(zhuān)題兩種性質(zhì)的力及物體的受力分析學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.進(jìn)一步熟練判定彈力的方向，能根據(jù)平衡法、假設(shè)法確定彈力的有無(wú)和方向.2.進(jìn)一步熟練掌握靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力方向的判定和大小的計(jì)算方法.3.學(xué)會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析的方法.一、彈力有無(wú)及方向的判斷1.條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生形變來(lái)判斷，常用于形變明顯的情況.2.對(duì)于形變不明顯的情況通常有以下三種方法(1)假設(shè)法：可以假設(shè)將與所研究物體接觸的其他物體撤去.看所研究物體還能否保持原來(lái)的狀態(tài)，若能則無(wú)彈力，若不能，則存在彈力.(2)狀態(tài)法：因?yàn)槲矬w的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡等)來(lái)判斷物體

2、間的彈力.(3)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換，若替換后能發(fā)生形變，則表示原接觸處有彈力存在；若替換后不能發(fā)生形變，則表示原接觸處無(wú)彈力存在.例1在圖1中畫(huà)出物體A所受彈力的示意圖.圖1答案如圖解析用假設(shè)法判斷.甲圖中，若拿走B球，A球?qū)⑾蛴疫\(yùn)動(dòng)，說(shuō)明A、B間有彈力；乙圖中，若拿走A球，B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，說(shuō)明A、B間有彈力；將容器左壁或底拿走，A球會(huì)運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明容器左壁和底部對(duì)A也會(huì)有彈力作用；丙圖中桿給重物的彈力F為支持力，方向沿桿向上；丁圖中桿給重物的彈力F并不沿著桿的方向，根據(jù)假設(shè)法判斷F的方向應(yīng)豎直向上.在分析乙圖中A、B間是否有彈力時(shí)，先將A移走

3、，判斷出A對(duì)B有彈力，根據(jù)力的作用是相互的，可知B對(duì)A有彈力.二、靜摩擦力有無(wú)及方向的判斷1.靜摩擦力產(chǎn)生的條件：接觸面間有壓力、接觸面粗糙且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).2.平衡條件法當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，可根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的存在與否及其方向.3.假設(shè)法利用假設(shè)法進(jìn)行判斷時(shí)，可按以下思路進(jìn)行分析：例2(多選)如圖2所示，有三個(gè)相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用水平力F作用在B上，三個(gè)物體仍然靜止，下列說(shuō)法中正確的是()圖2A.B對(duì)A有摩擦力作用B.B受到A、C的摩擦力作用C.B只受到C的摩擦力作用D.地面對(duì)C有摩擦力作用，大小等于F答案CD解析假設(shè)B

4、對(duì)A有摩擦力作用，則A受力不能平衡，與題目所給條件不符，所以B對(duì)A無(wú)摩擦力作用，A錯(cuò)誤；根據(jù)力的相互性可知，A對(duì)B也無(wú)摩擦力作用，B錯(cuò)誤；假設(shè)C對(duì)B無(wú)摩擦力作用，則B在水平方向上只受力F作用，不可能保持靜止，與題目所給條件不符，故B受到C的摩擦力作用.由于A(yíng)、B、C是保持靜止的，那么地面給C的摩擦力大小為F，方向向左，所以選項(xiàng)C、D正確.在分析C對(duì)B的摩擦力時(shí)，也可以將A、B看成一個(gè)整體，因A、B整體保持靜止，說(shuō)明C對(duì)B的摩擦力與F大小相等、方向相反.針對(duì)訓(xùn)練1(多選)如圖3所示，物體A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A(yíng)上，使二者一起向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.A、B之間

5、無(wú)摩擦力B.A受到的摩擦力水平向右C.B受到A的摩擦力水平向右D.地面對(duì)B的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，水平向左答案CD【考點(diǎn)】靜摩擦力【題點(diǎn)】靜摩擦力的方向及有無(wú)判斷三、摩擦力的計(jì)算1.計(jì)算摩擦力時(shí)，應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力.2.靜摩擦力用平衡條件計(jì)算，其大小只與平行于接觸面方向的力有關(guān)，與垂直接觸面方向的力無(wú)關(guān).靜摩擦力在0ffmax內(nèi)隨外力的變化而變化.3.滑動(dòng)摩擦力用fFN計(jì)算，其中FN為接觸面受到的正壓力.或用平衡條件計(jì)算，其大小只與垂直接觸面方向的力有關(guān)，與平行接觸面方向的力無(wú)關(guān).也可用平衡條件計(jì)算.例3如圖4所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊的重力G6 N，木塊與墻壁

6、間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，求：圖4(1)當(dāng)F25 N時(shí)，木塊靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(2)當(dāng)F增大為30 N時(shí)，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(3)當(dāng)F10 N時(shí)，木塊沿墻面下滑，此時(shí)木塊受到的摩擦力為多大？答案(1)6 N(2)6 N(3)2.5 N解析分析木塊的受力情況，如圖所示.(1)(2)木塊靜止，根據(jù)二力平衡，豎直方向上的靜摩擦力等于重力，f1f2G6 N，與壓力大小無(wú)關(guān).(3)木塊沿墻面下滑時(shí)，木塊與墻壁間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，f3FNFNF10 N所以f3F0.25×10 N2.5 N.摩擦力的變化過(guò)程比較復(fù)雜，有些問(wèn)題會(huì)涉及圖象問(wèn)題，分析解答此類(lèi)問(wèn)題關(guān)鍵要分

7、析清楚摩擦力的變化情況，涉及靜摩擦力的大小變化、方向變化，靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之間的轉(zhuǎn)化，需要根據(jù)題意作出正確判斷.四、物體的受力分析受力分析的一般步驟：1.明確研究對(duì)象，即首先確定我們要分析哪個(gè)物體的受力情況，研究對(duì)象可以是單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn))，也可以是兩個(gè)(或多個(gè))物體組成的整體.2.隔離分析：將研究對(duì)象從周?chē)矬w中隔離出來(lái)，分析周?chē)心男┪矬w對(duì)它施加了力的作用.3.按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫(huà)出各力的示意圖.例4畫(huà)出圖5中物體A所受力的示意圖，并寫(xiě)出力的名稱(chēng)和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面光滑；(2)A沿粗糙的固定斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)

8、接觸面光滑，A靜止.圖5答案見(jiàn)解析解析(1)物體A受重力G、推力F、支持力FN、墻壁對(duì)A向左的彈力FN，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁；(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力f，施力物體分別是地球、斜面、斜面；(3)物體A受重力G、支持力FN、滑動(dòng)摩擦力f，施力物體分別是地球、水平面、水平面；(4)物體A受重力G、拉力FT、彈力FN，施力物體分別是地球、繩子、墻壁.【考點(diǎn)】受力分析【題點(diǎn)】簡(jiǎn)單的受力分析問(wèn)題針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖6所示，A物體沿豎直墻自由下滑，B、C、D物體均靜止，各接觸面均粗糙.下列說(shuō)法正確的是()圖6A.A物體受到三個(gè)

9、力作用B.B物體受到三個(gè)力作用C.C物體受到三個(gè)力作用D.D物體受到三個(gè)力作用答案BC解析A物體沿豎直墻自由下滑，“自由”說(shuō)明物體A與豎直墻之間沒(méi)有彈力和摩擦力，因此A只受重力作用，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到重力、彈力、摩擦力三個(gè)力的作用，故B正確；C物體受到重力和兩個(gè)繩子的拉力，故C正確；D物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到重力、支持力、繩子的拉力和摩擦力四個(gè)力的作用，故D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】受力分析【題點(diǎn)】簡(jiǎn)單的受力分析問(wèn)題1.(彈力方向的判斷)分別畫(huà)出圖7中小球的受力示意圖.(圖甲中小球在彈簧和細(xì)繩的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，乙中小球用細(xì)繩掛著靜止在桌角上，丙中小球固定在桿上)圖7答案如圖所示2.(

10、摩擦力的理解及計(jì)算)如圖8所示，在研究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)拉一個(gè)放在水平板上的木塊，部分實(shí)驗(yàn)記錄如表所示.則實(shí)驗(yàn)中木塊受到的()圖8實(shí)驗(yàn)次序木塊狀態(tài)彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)/N第1次靜止0.60第5次勻速0.50第10次加速0.90A.靜摩擦力恒為0.60 NB.靜摩擦力可能大于0.60 NC.滑動(dòng)摩擦力為0.90 ND.滑動(dòng)摩擦力一定小于靜摩擦力答案B解析當(dāng)木塊保持靜止時(shí)，靜摩擦力的大小隨著拉力的變化而變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)拉力為0.60 N時(shí)，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜摩擦力大小為0.60 N，隨著拉力的增大，靜摩擦力可能大于0.60 N，選項(xiàng)B正確；當(dāng)彈簧拉力為0.50 N時(shí)，木塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，

11、因此滑動(dòng)摩擦力等于0.50 N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；靜摩擦力隨著拉力的變化而變化，因此可能大于滑動(dòng)摩擦力，可能小于滑動(dòng)摩擦力，也可能等于滑動(dòng)摩擦力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(物體的受力分析)如圖9所示，在水平桌面上疊放著木塊P和Q，水平力F推動(dòng)兩個(gè)木塊一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖9A.P受3個(gè)力，Q受3個(gè)力B.P受3個(gè)力，Q受4個(gè)力C.P受2個(gè)力，Q受5個(gè)力D.P受4個(gè)力，Q受6個(gè)力答案C解析兩木塊一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，P不受摩擦力，只受到重力和Q的支持力；以P、Q整體為研究對(duì)象，由平衡條件可知Q必定受到地面的摩擦力作用，Q共受到5個(gè)力(重力、壓力、支持力、摩擦力、推力).【考點(diǎn)】受力分析【題點(diǎn)】

12、簡(jiǎn)單的受力分析問(wèn)題4.(摩擦力大小的計(jì)算)如圖10所示，一個(gè)質(zhì)量為M2 kg的物體放在粗糙水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪和一個(gè)質(zhì)量為m00.1 kg的小桶相連，已知：M受到的最大靜摩擦力fmax4.5 N，物體與定滑輪間的細(xì)繩水平，滑輪上的摩擦不計(jì)，g取10 N/kg，求在以下情況中，M受到的摩擦力的大小.圖10(1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)；(2)只掛m0但在M上再放一個(gè)M3 kg的物體時(shí)；(3)只在桶內(nèi)加入m10.33 kg的砂子時(shí)；(4)只在桶內(nèi)加入m20.5 kg的砂子時(shí).答案(1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N解析(1)因?yàn)閙

13、0g1 N<fmax，M處于靜止?fàn)顟B(tài)，受靜摩擦力作用，由二力平衡得f1m0g1 N.(2)在M上再放一個(gè)M3 kg的物體，M仍靜止，仍受靜摩擦力f2f1m0g1 N.(3)因?yàn)?m0m1)g4.3 N<fmax，故M處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受靜摩擦力f3(m0m1)g4.3 N.(4)因?yàn)?m0m2)g6 N>fmax，故物體運(yùn)動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力作用，所以f4FNMg4 N.【考點(diǎn)】摩擦力的綜合應(yīng)用【題點(diǎn)】摩擦力的大小計(jì)算一、選擇題考點(diǎn)一彈力的方向及彈力有無(wú)的判斷1.在立起一根木棍的過(guò)程中要經(jīng)過(guò)如圖1所示的位置，此時(shí)地面對(duì)木棍的彈力方向是圖中的()圖1A.F1的方向B.F2的方向C.

14、F3的方向D.F4的方向答案B解析點(diǎn)、面接觸的彈力方向垂直于接觸面指向被支持的物體，所以地面對(duì)木棍的彈力方向正確的是F2.【考點(diǎn)】彈力的方向及彈力有無(wú)的判斷【題點(diǎn)】彈力方向的判斷2.靜止的車(chē)廂頂部用細(xì)線(xiàn)豎直懸掛一小球，如圖2所示，小球下方與一光滑斜面接觸.關(guān)于小球的受力，下列說(shuō)法正確的是()圖2A.細(xì)線(xiàn)對(duì)它一定有拉力作用B.細(xì)線(xiàn)對(duì)它可能沒(méi)有拉力作用C.斜面對(duì)它可能有支持力作用D.斜面對(duì)它一定有支持力作用答案A解析小球和光滑斜面接觸，斜面對(duì)小球沒(méi)有彈力(假設(shè)有彈力，小球?qū)⑹艿饺齻€(gè)力作用，重力和細(xì)線(xiàn)的拉力在豎直方向上，彈力垂直于斜面向上，三個(gè)力的合力不可能為零，小球?qū)⑾蛴疑戏竭\(yùn)動(dòng)，與題設(shè)條件矛盾，

15、故斜面對(duì)小球沒(méi)有彈力)，故小球只受到重力和細(xì)線(xiàn)對(duì)它的拉力兩個(gè)力，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】彈力方向和彈力有無(wú)的判斷【題點(diǎn)】彈力有無(wú)的判斷3.如圖3所示，固定在小車(chē)上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定著質(zhì)量為m的小球，小車(chē)靜止，下列關(guān)于桿對(duì)球的彈力的判斷正確的是()圖3A.大小為mg，方向沿桿向上B.大小為mg，方向垂直于桿向上C.大小為mg，方向豎直向上D.以上說(shuō)法都不對(duì)答案C解析小車(chē)靜止時(shí)，根據(jù)平衡條件可知，桿對(duì)小球的彈力Fmg，方向豎直向上，C正確，A、B、D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】彈力方向和彈力有無(wú)的判斷【題點(diǎn)】彈力方向的判斷考點(diǎn)二物體的受力分析4.如圖4所示，一人站在自動(dòng)扶

16、梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是()圖4A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用C.人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用D.人受到重力、支持力和與速度方向相同的摩擦力的作用答案A解析人做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則人處于平衡狀態(tài)，受重力和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，但沒(méi)有力與摩擦力平衡，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】受力分析【題點(diǎn)】簡(jiǎn)單的受力分析問(wèn)題5.如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊，在斜向左上方的力F的作用下，沿天花板向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則該物體受到的作用力的個(gè)數(shù)為()圖5A.2個(gè) B.3個(gè)C.4個(gè) D.5個(gè)答案C解析由題意可知，木塊在斜向左

17、上方的力F的作用下，沿天花板向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因此除受到重力外，還受到天花板對(duì)木塊的水平向右的滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，則木塊受天花板豎直向下的支持力，對(duì)木塊受力分析如圖所示，木塊受重力、支持力、摩擦力與推力共4個(gè)力，故C正確.【考點(diǎn)】受力分析【題點(diǎn)】簡(jiǎn)單的受力分析問(wèn)題考點(diǎn)三摩擦力的分析和計(jì)算6.如圖6所示，A、B兩物體重力都等于10 N，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都等于0.3, F11 N 和 F22 N的兩個(gè)水平力分別作用在A(yíng)和B上，A、B均靜止，則A受的摩擦力和地面對(duì)B的摩擦力大小分別為()圖6A.3 N,6 N B.1 N,2 NC.1 N,1 N D.0 N,1 N答案C解析因

18、兩個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，故所受的摩擦力均為靜摩擦力；對(duì)物體A受力分析可知：F1fA1 N；對(duì)A、B整體受力分析，由平衡條件可知：F2F1fB，解得fB1 N，故選項(xiàng)C正確.7.如圖7所示，在粗糙水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，它們用一根原長(zhǎng)為l、勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧連接，木塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度為g.現(xiàn)用一水平力向右拉木塊1，當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩木塊之間的距離為()圖7A.lB.lC.lD.l答案C解析對(duì)木塊2受力分析，有kxm2g，彈簧伸長(zhǎng)量x，木塊之間的距離為lxl，選項(xiàng)C正確.【考點(diǎn)】滑動(dòng)摩擦力【題點(diǎn)】滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算8.(多選)如圖8所示，物

19、體A放在水平桌面上，通過(guò)水平細(xì)繩繞過(guò)光滑定滑輪懸掛一個(gè)重為10 N的物體B，且已知物體A與桌面間的最大靜摩擦力為4 N.要使A靜止，需加一水平向左的力F1，則力F1的取值可以為()圖8A.6 NB.8 NC.10 ND.16 N答案ABC解析當(dāng)F16 N時(shí)，靜摩擦力為fF2F14 N，即達(dá)到最大值且方向向左，故選項(xiàng)A正確.當(dāng)F18 N時(shí)，靜摩擦力為fF2F12 N<4 N，物體仍能靜止，且f的方向向左，故選項(xiàng)B正確.當(dāng)F110 N時(shí)，靜摩擦力為fF2F10，故選項(xiàng)C正確.當(dāng)F116 N時(shí)，物體A將向左運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】摩擦力的綜合應(yīng)用【題點(diǎn)】摩擦力的大小計(jì)算9.(多選)如圖9是

20、某小組同學(xué)為研究動(dòng)摩擦因數(shù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置.其中A為一質(zhì)量為M的長(zhǎng)直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的木塊，Q為木塊右端連接的一輕質(zhì)水平彈簧測(cè)力計(jì).實(shí)驗(yàn)時(shí)用水平力將A從B的下方抽出，通過(guò)Q的讀數(shù)即可測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù).若實(shí)驗(yàn)條件較為理想，則()圖9A.只有將木板A勻速抽出才能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)B.將木板A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)C.通過(guò)該方法可測(cè)得A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)D.通過(guò)該方法可測(cè)得A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)答案BC解析用力將A從B的下方抽出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，在水平方向上B所受的滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力平衡，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式fFN可知，滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗

21、糙程度有關(guān)，與A的速度無(wú)關(guān)，無(wú)論木板A是做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，都不會(huì)改變木塊受到摩擦力的大小，木塊相對(duì)地面總是靜止的，均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)B達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F與B所受的滑動(dòng)摩擦力f大小相等，B對(duì)木塊A的壓力大小等于B的重力mg，由fFN，得，從Q上讀取F，則可求得，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.【考點(diǎn)】摩擦力的綜合應(yīng)用【題點(diǎn)】摩擦力的大小計(jì)算二、非選擇題10.(受力分析)畫(huà)出圖10(1)(3)中靜止物體A的受力示意圖.圖10答案11.(摩擦力的計(jì)算)如圖11甲所示，將完全相同、質(zhì)量均為4 kg的木塊A和B疊放在水平桌面上，在16 N的水平拉力F1作用下，A、B一起做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).(g取10