第二章相互作用第1節(jié)重力彈力摩擦力

第二章相互作用第1節(jié)重力彈力摩擦力-4-一、力的概念1.力的概念(1)力是物體間的相互作用

,力總是成對(duì)

出現(xiàn)的,這一對(duì)力的性質(zhì)相同

,不接觸的物體間也可以有力的作用,如重力、電磁力等。

(2)力是矢量,其作用效果由大小、方向及作用點(diǎn)三個(gè)要素決定。力的作用效果是使物體產(chǎn)生形變

或加速度

。

2.力的分類按力的性質(zhì)可分為重力、彈力、摩擦力等。按力的效果可分為動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力、浮力、壓力、支持力等。即使力的作用效果相同,這些力產(chǎn)生的條件及性質(zhì)也不一定相同。3.力的表示方法(1)力的圖示。(2)力的示意圖。-5-二、常見(jiàn)的三種力1.重力(1)產(chǎn)生:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力。(2)大小:G=mg,大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),與物體所在的緯度、高度有關(guān)

。

(3)方向:豎直向下

。

(4)重心:①定義:物體各部分都受重力的作用,從效果

上看,可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn),這一點(diǎn)叫物體的重心。

②重心的確定:質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在其幾何中心

;形狀不規(guī)則或質(zhì)量分布不均勻的薄板,重心可用懸掛

法確定。

-6-2.彈力(1)定義:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀

會(huì)對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫作彈力。

(2)產(chǎn)生的條件:①兩物體相互接觸

。②發(fā)生彈性形變

。

(3)方向:與施力物體恢復(fù)形變的方向相同

(選填“相同”或“相反”),作用在迫使物體發(fā)生形變的那個(gè)物體上。

(4)大小——胡克定律:①內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性形變

時(shí),彈力的大小跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比

。

②表達(dá)式:F=kx

。k是彈簧的勁度系數(shù)

,由彈簧自身的性質(zhì)決定,單位是牛/米

,用符號(hào)N/m

表示。x是彈簧長(zhǎng)度的形變量

,不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度。

-7-3.摩擦力兩種摩擦力對(duì)比-8-1.答案:√2.答案:×

摩擦力的方向與物體“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的方向相反。3.答案:×

動(dòng)摩擦因數(shù)與材料有關(guān),與接觸面積的大小無(wú)關(guān)。-9-1.關(guān)于力的概念,下列說(shuō)法正確的是()A.沒(méi)有相互接觸的物體間也可能有力的作用B.力是使物體位移增加的原因C.壓縮彈簧時(shí),手先給彈簧一個(gè)壓力而使之壓縮,彈簧壓縮后再反過(guò)來(lái)給手一個(gè)彈力D.力可以從一個(gè)物體傳給另一個(gè)物體,而不改變其大小答案解析解析關(guān)閉各種“場(chǎng)力”就是沒(méi)有相互接觸的物體間存在的力的作用,選項(xiàng)A正確;力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;力的作用是相互的、同時(shí)的,沒(méi)有先后順序,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;力是物體間的相互作用,不能傳遞,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉A-10-2.下列關(guān)于重力和重心的說(shuō)法正確的是()A.物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力B.重力的方向總是指向地心C.用細(xì)線將重物懸掛起來(lái),靜止時(shí)物體的重心一定在懸線所在的直線上D.重心就是物體所受重力的等效作用點(diǎn),故重心一定在物體上答案解析解析關(guān)閉重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,其方向豎直向下并非一定指向地心,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;重心不一定在物體上,可以用懸掛法找重心,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉C-11-3.如圖所示,小車受到水平向右的彈力作用,與該彈力的有關(guān)說(shuō)法中正確的是

()A.彈簧發(fā)生拉伸形變B.彈簧發(fā)生壓縮形變C.該彈力是小車形變引起的D.該彈力的施力物體是小車答案解析解析關(guān)閉小車受到水平向右的彈力作用,彈簧發(fā)生拉伸形變,該彈力是彈簧形變引起的,該彈力的施力物體是彈簧,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉A-12-4.探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí),在彈性限度內(nèi),懸掛15N重物時(shí),彈簧長(zhǎng)度為0.16m;懸掛20N重物時(shí),彈簧長(zhǎng)度為0.18m,則彈簧的原長(zhǎng)l0和勁度系數(shù)k分別為()A.l0=0.02m;k=500N/mB.l0=0.10m;k=500N/mC.l0=0.02m;k=250N/mD.l0=0.10m;k=250N/m答案解析解析關(guān)閉由胡克定律F=kx可得15N=k(0.16m-l0),20N=k(0.18m-l0)。解得k=250N/m,l0=0.10m,選項(xiàng)D正確。答案解析關(guān)閉D-13-5.關(guān)于摩擦力產(chǎn)生的條件,下列說(shuō)法中正確的是()A.相互壓緊的粗糙物體之間總有摩擦力的作用B.相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體之間一定存在摩擦力的作用C.一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)或有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí),就一定受到摩擦力作用D.只有相互壓緊且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的粗糙物體之間才有摩擦力作用答案解析解析關(guān)閉根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件知,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)不一定受到摩擦力作用,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。答案解析關(guān)閉D-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1考點(diǎn)三彈力的分析與計(jì)算

1.彈力有無(wú)的判斷“三法”例2例3-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.彈力方向的判斷(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷。(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向。3.計(jì)算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解。(2)根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解。(3)根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解。例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三如圖所示,在一個(gè)正方體盒子中放有一個(gè)質(zhì)量分布均勻的小球,小球的直徑恰好和盒子內(nèi)表面正方體的邊長(zhǎng)相等,盒子沿傾角為α的固定斜面滑動(dòng),不計(jì)一切摩擦,下列說(shuō)法中正確的是()A.無(wú)論盒子沿斜面上滑還是下滑,小球都僅對(duì)盒子的下底面有壓力B.盒子沿斜面下滑時(shí),小球?qū)凶拥南碌酌婧陀覀?cè)面有壓力C.盒子沿斜面下滑時(shí),小球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力D.盒子沿斜面上滑時(shí),小球?qū)凶拥南碌酌婧妥髠?cè)面有壓力例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3答案解析解析關(guān)閉先以盒子和小球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,無(wú)論上滑還是下滑,用牛頓第二定律均可求得系統(tǒng)的加速度大小為a=gsinα,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始終保持相對(duì)靜止,所以小球的加速度大小也是a=gsinα,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、右側(cè)面提供彈力。故選項(xiàng)A正確。答案解析關(guān)閉A-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解題探究:①請(qǐng)分析盒子與小球上滑或下滑時(shí)整體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況。②以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)其運(yùn)動(dòng)情況分析小球的受力情況。例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3提示:盒子與小球整體上滑或下滑時(shí)只受重力和斜面的支持力作用,做勻變速直線運(yùn)動(dòng),其加速度均為gsin

α。提示:盒子上滑或下滑時(shí),小球的運(yùn)動(dòng)情況與整體的運(yùn)動(dòng)情況相同,其加速度也為gsin

α,小球重力沿斜面向下的分力大小產(chǎn)生的加速度為gsin

α,故小球只受重力和盒子底面的支持力。-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三特別提醒:(1)彈力產(chǎn)生在直接接觸的物體之間,但直接接觸的物體之間不一定存在彈力。(2)小球與盒子的四個(gè)內(nèi)表面都直接接觸,不要誤認(rèn)為盒子上滑會(huì)受到左側(cè)面的壓力,盒子下滑會(huì)受到右側(cè)面的壓力,實(shí)際上是否存在左、右側(cè)面的壓力,與運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān),而與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(2015·江西九江外國(guó)語(yǔ)月考)如圖所示,一重力為10N的球固定在支桿AB的上端,今用一段繩子水平拉球,使桿發(fā)生彎曲,已知繩的拉力為7.5N,則AB桿對(duì)球的作用力

()A.大小為7.5NB.大小為10NC.方向與水平方向成53°角斜向右下方D.方向與水平方向成53°角斜向左上方例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3如圖所示,兩個(gè)彈簧的質(zhì)量不計(jì),勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們一端固定在質(zhì)量為m的物體上,另一端分別固定在Q、P上,當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長(zhǎng),若把固定的物體換為質(zhì)量為2m的物體(彈簧的長(zhǎng)度不變,且彈簧均在彈性限度內(nèi)),當(dāng)物體再次平衡時(shí),物體比第一次平衡時(shí)的位置下降了x,則x為()答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3方法歸納:彈簧類彈力的計(jì)算要點(diǎn)是彈簧形變量的確定。思維程序?yàn)?1)恢復(fù)彈簧的原長(zhǎng)確定彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)端點(diǎn)的位置;(2)判斷彈簧的形變形式和形變量:從彈簧端點(diǎn)的實(shí)際位置與彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)端點(diǎn)的位置對(duì)比判斷彈簧的形變形式和形變量x,并由形變形式判斷彈力的方向;(3)由胡克定律計(jì)算彈力的大小。-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1例2例3如圖所示,固定在小車支架上的斜桿與豎直桿的夾角為θ,在斜桿下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中正確的是()A.小車靜止時(shí),F=mgcosθ,方向沿桿向上B.小車靜止時(shí),F=mgcosθ,方向垂直桿向上C.小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有D.小車向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),

,方向斜向左上方,與豎直方向的夾角的正切值為答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2考點(diǎn)三例5摩擦力的分析與計(jì)算

1.滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算方法可用公式Ff=μFN計(jì)算,注意對(duì)物體間相互擠壓的彈力FN的分析,并不總是等于物體的重力,它與研究對(duì)象受到的垂直接觸面方向的力密切相關(guān),也與研究對(duì)象在該方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。2.靜摩擦力的計(jì)算方法(1)最大靜摩擦力Ffmax的計(jì)算:最大靜摩擦力Ffmax只在剛好要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)這一特定狀態(tài)下才表現(xiàn)出來(lái),比滑動(dòng)摩擦力稍大些,通常認(rèn)為二者相等,即Ffmax=μN(yùn)F。(2)一般靜摩擦力的計(jì)算:一般靜摩擦力Ff的大小和方向都與產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力密切相關(guān),跟接觸面間相互擠壓的彈力FN無(wú)直接關(guān)系,因此Ff具有大小、方向的可變性。對(duì)具體問(wèn)題要結(jié)合研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng)),利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例5(多選)(2015·山東平陰統(tǒng)考)

如圖所示,物塊A放在直角三角形斜面體B上面,B放在彈簧上面并緊挨著豎直墻壁,初始時(shí)A、B靜止?，F(xiàn)用力F沿斜面向上推A,但A、B并未運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是

()A.A、B之間的摩擦力可能大小不變B.A、B之間的摩擦力一定變小C.B與墻之間可能沒(méi)有摩擦力D.彈簧彈力一定不變答案解析解析關(guān)閉現(xiàn)用力F沿斜面向上推A,A、B之間的摩擦力可能大小不變,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。由于A、B并未運(yùn)動(dòng),彈簧長(zhǎng)度未變,彈簧彈力一定不變,選項(xiàng)D正確。把A、B看作整體分析受力,由于重力不變,彈簧彈力不變,由平衡條件可知,現(xiàn)用力沿斜面向上推A,B與墻之間一定有摩擦力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉AD-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例5解題探究:用力F沿斜面向上推A,B對(duì)A的摩擦力方向是否發(fā)生改變?提示:不一定。有可能變?yōu)檠匦泵嫦蛳隆?/p>

-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例5如圖所示,固定在水平地面上的物體P,左端是光滑圓弧面,一根輕繩跨過(guò)物體P頂點(diǎn)上的小滑輪,一端系有質(zhì)量為m=4kg的小球,小球與圓心連線跟水平方向的夾角θ=60°,繩的另一端水平連接物塊3,三個(gè)物塊重力均為50N,作用在物塊2的水平力F=20N,整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),g取10m/s2,則以下說(shuō)法正確的是()A.1和2之間的摩擦力是20NB.2和3之間的摩擦力是20NC.3與桌面間的摩擦力為20ND.物塊3受6個(gè)力作用答案解析解析關(guān)閉對(duì)小球受力分析可知,繩的拉力等于小球重力沿圓弧面切線方向的分力,由幾何關(guān)系可知繩的拉力等于20N。將三個(gè)物塊看成一個(gè)整體受力分析,可知水平方向整體受到拉力F和繩的拉力的作用,由于F等于繩的拉力,故整體受力平衡,與桌面間沒(méi)有摩擦力,故物塊3與桌面間的摩擦力為0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于物塊1、2之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故物塊1和2之間沒(méi)有摩擦力的作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。隔離物塊3受力分析,水平方向受力平衡可知物塊2和3之間摩擦力的大小是20N,選項(xiàng)B正確。物塊3受重力、桌面的支持力、物塊2的壓力、物塊2的摩擦力、繩的拉力5個(gè)力作用,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉B-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例5特別提醒:摩擦力分析中的“三點(diǎn)注意”(1)在分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí),一般采用整體法與隔離法進(jìn)行分析。(2)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,受滑動(dòng)摩擦力作用的物體不一定是運(yùn)動(dòng)的。(3)摩擦力阻礙的是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但摩擦力不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng),即摩擦力不一定是阻力。-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例5(2015·湖北荊州質(zhì)檢)如圖所示,在水平桌面上疊放著質(zhì)量相等的A、B兩塊木板,在木板A上放著質(zhì)量為m的物塊C,木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),A、B、C之間以及B與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,重力加速度為g,現(xiàn)用水平恒力F向右拉木板A,則以下判斷正確的是()A.不管F多大,木板B一定保持靜止B.A、C之間的摩擦力大小一定等于μmgC.B受到桌面的滑動(dòng)摩擦力大小一定小于FD.A、B之間的摩擦力大小不可能等于F答案解析解析關(guān)閉當(dāng)F增大到一定值后A相對(duì)B發(fā)生滑動(dòng),由于A、B之間的摩擦力一定小于B和桌面間的最大靜摩擦力,因此不管F多大,木板B一定保持靜止,選項(xiàng)A正確;若水平恒力F減小,三者靜止,A、C之間的摩擦力為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)F與A、B之間的滑動(dòng)摩擦力相等時(shí),A相對(duì)B勻速運(yùn)動(dòng),A、B之間的滑動(dòng)摩擦力大小等于F,B受到桌面的靜摩擦力大小等于F,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉A-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3摩擦力的“突變”問(wèn)題

1.靜—靜“突變”物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí),如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生“突變”。2.靜—?jiǎng)印巴蛔儭蔽矬w在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)其他力變化時(shí),如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力。3.動(dòng)—?jiǎng)印巴蛔儭蹦澄矬w相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過(guò)程中,若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向改變了,則滑動(dòng)摩擦力方向發(fā)生“突變”。-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3表面粗糙的長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一個(gè)木塊,如圖所示,木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角α變大,最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力),另一端不動(dòng),則木塊受到的摩擦力Ff隨角度α變化的圖象是下列圖中的(C)-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3解題探究:隨著夾角α的變大,木塊是否一直靜止在木板上?提示:隨著夾角α的變大,木塊一定會(huì)運(yùn)動(dòng);木塊與木板間的摩擦力由靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力。-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3解析:下面通過(guò)“過(guò)程分析法”和“特殊位置法”分別求解:解法一:過(guò)程分析法(1)木板由水平位置剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí):α=0,Ff靜=0。(2)從木板開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到木板與木塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前:木塊所受的是靜摩擦力。由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),可認(rèn)為木塊處于平衡狀態(tài),受力分析如圖所示。

由平衡關(guān)系可知,靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力即Ff靜=mgsin

α。因此,靜摩擦力隨α的增大而增大,它們滿足正弦規(guī)律變化。-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3(3)木塊相對(duì)于木板剛好要滑動(dòng)而沒(méi)滑動(dòng)時(shí),木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力Ffm。α繼續(xù)增大,木塊將開(kāi)始滑動(dòng),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,且滿足Ffm>Ff滑。(4)木塊相對(duì)于木板開(kāi)始滑動(dòng)后,Ff滑=μmgcos

α,此時(shí),滑動(dòng)摩擦力隨α的增大而減小,滿足余弦規(guī)律變化。-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3

(5)最后,

,Ff滑=0。綜上分析可知,選項(xiàng)C正確。解法二:特殊位置法本題選兩個(gè)特殊位置也可方便地求解,具體分析見(jiàn)下表:

由以上分析知,選項(xiàng)C正確。-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,特別設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置,力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接,可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律,將力傳感器固定在光滑水平桌面上,測(cè)力端通過(guò)細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度可使細(xì)繩水平),滑塊放在較長(zhǎng)的小車上,小車一端連接一根輕繩并跨過(guò)光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子,小車一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái),立即停止倒沙子,若力傳感器采集的圖象如圖乙,則結(jié)合該圖象,下列說(shuō)法不正確的是()

A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D.可判斷第50s后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上)答案解析解析關(guān)閉在整個(gè)過(guò)程中,滑塊受到水平向右的摩擦力Ff與水平向左的傳感器的拉力F,滑塊始終靜止,處于平衡狀態(tài),由平衡條件得Ff=F;小車對(duì)滑塊的摩擦力Ff與滑塊對(duì)小車的摩擦力Ff'是作用力與反作用力,由牛頓第三定律得Ff'=Ff,則Ff'=F;t=0時(shí),沒(méi)有向桶中倒沙,G空桶=F,由題圖乙所示圖象可知G空桶=F=2N,故選項(xiàng)A不符合題意;當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊與小車間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,由題圖乙所示圖象可知Ff=F'=3N,故選項(xiàng)B不符合題意;當(dāng)小車由靜止剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),滑塊與小車間的摩擦力是最大靜摩擦力,由題圖乙所示圖象可知,滑塊與小車間的最大靜摩擦力Ffmax=F″=3.5N,故選項(xiàng)C不符合題意;由題圖我們只能知道50s后小車受到的滑動(dòng)摩擦力是3N,恒定不變,并不知道沙桶對(duì)小車的拉力是多少,不知小車所受合力是多少,無(wú)法判斷小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),小車可能做勻速直線運(yùn)動(dòng),也可能做加速直線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D符合題意。答案解析關(guān)閉D-38-輕桿、輕繩、輕彈簧模型三種模型對(duì)比-39-例題(多選)如圖所示,一條細(xì)線一端與地板上的物體B(物體B質(zhì)量足夠大)相連,另一端繞過(guò)質(zhì)量不計(jì)的定滑輪與小球A相連,定滑輪用另一條細(xì)線懸掛在天花板上的O'點(diǎn),細(xì)線與豎直方向所成角度為α,則(

)A.如果將物體B在地板上向右移動(dòng)一點(diǎn),α角將增大B.無(wú)論物體B在地板上左移還是右移,只要距離足夠小,α角將不變C.增大小球A的質(zhì)量,α角一定減小D.懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力不可能等于小球A的重力答案:AD-40-解析:O、A之間的細(xì)線一定沿豎直方向,如果物體B在地板上向右移動(dòng)一點(diǎn),O、B間的細(xì)線將向右偏轉(zhuǎn),OA與OB間的夾角將增大。OA與OB兩段細(xì)線上的彈力都等于小球A的重力,其合力與懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力大小相等、方向相反,懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力方向(即OO'的方向)與∠AOB的平分線在一條直線上,顯然物體B在地板上向右移動(dòng)時(shí)α角將增大,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;增大小球A的質(zhì)量,只要物體B的位置不變,則α角也不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因物體B無(wú)論在地板上移動(dòng)多遠(yuǎn),∠AOB都不可能達(dá)到120°,故懸掛定滑輪的細(xì)線的彈力不可能等于小球A的重力,選項(xiàng)D正確。-41-特別提醒:解決三種模型問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)輕桿、輕繩、輕彈簧都是忽略質(zhì)量的理想化模型。(2)分析輕桿上的彈力時(shí)必須結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(3)討論輕彈簧上的彈力時(shí)應(yīng)明確彈簧處于伸長(zhǎng)還是壓縮狀態(tài)。-42-跟蹤訓(xùn)練1

(2015·山西名校聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示,滑輪本身的質(zhì)量可忽略不計(jì),滑輪軸O安在一根輕木桿B上,一根輕繩AC繞過(guò)滑輪,A端固定在墻上,且繩保持水平,C端掛一重物,BO與豎直方向夾角θ=45°,系統(tǒng)保持平衡。若保持滑輪的位置不變,改變夾角θ的大小,則滑輪受到木桿作用力大小變化情況是()A.只有角θ變小,作用力才變大B.只有角θ變大,作用力才變大C.不論角θ變大或變小,作用力都變大D.不論角θ變大或變小,作用力都不變答案解析解析關(guān)閉由于兩側(cè)細(xì)繩中拉力不變,若保持滑輪的位置不變,改變夾角θ的大小,則滑輪受到木桿作用力大小不變,選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉D-43-跟蹤訓(xùn)練2

(多選)如圖所示,將兩相同的木塊a、b置于粗糙的水平地面上,中間用一輕彈簧連接,兩側(cè)用細(xì)繩系于墻壁。開(kāi)始時(shí)a、b均靜止,彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),兩細(xì)繩均有拉力,a所受摩擦力Ffa≠0,b所受摩擦力Ffb=0?，F(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷,則剪斷瞬間()

A.Ffa大小不變 B.Ffa方向改變C.Ffb仍然為零 D.Ffb方向向右答案解析解析關(guān)閉剪斷右側(cè)繩的瞬間,右側(cè)繩上拉力突變?yōu)榱?而彈簧對(duì)兩木塊的拉力沒(méi)有發(fā)生突變,與原來(lái)一樣,所以b相對(duì)地面有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),受到靜摩擦力Ffb方向向右,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。剪斷右側(cè)繩的瞬間,木塊a受到的各力都沒(méi)有發(fā)生變化,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉AD-44-123451.(2015·河北石家莊一中月考)物塊m位于斜面上,受到平行于斜面的水平力F的作用處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖所示,若將外力F撤去,則()A.物塊可能會(huì)沿斜面下滑B.物塊受到的摩擦力變小C.物塊受到的摩擦力大小不變D.物塊對(duì)斜面的壓力變小答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-45-123452.(2014·廣東理綜,14)如圖所示,水平地面上堆放著原木,關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力的方向,下列說(shuō)法正確的是()A.M處受到的支持力豎直向上B.N處受到的支持力豎直向上C.M處受到的靜摩擦力沿MN方向D.N處受到的靜摩擦力沿水平方向答案解析解析關(guān)閉彈力方向與接觸面垂直指