高考（魯京津瓊）復(fù)習(xí)講義第二章相互作用第1講

[高考導(dǎo)航]考點(diǎn)內(nèi)容高考(全國卷)三年命題情況對照分析201620172018命題熱點(diǎn)形變、彈性、胡克定律卷Ⅰ·T19：多物體的動態(tài)平衡卷Ⅱ·T14：單物體的動態(tài)平衡卷Ⅲ·T17：多物體的平衡卷Ⅰ·T21：共點(diǎn)力的動態(tài)平衡卷Ⅱ·T16：摩擦力、共點(diǎn)力的平衡卷Ⅲ·T17：胡克定律、共點(diǎn)力的平衡卷Ⅰ·T22：游標(biāo)卡尺讀數(shù)、測定彈簧的勁度系數(shù)卷Ⅱ·T23：測定動摩擦因數(shù)(1)力的合成與分解(2)結(jié)合彈力、摩擦力考查共點(diǎn)力的平衡條件(3)靜態(tài)平衡和動態(tài)平衡問題滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力矢量和標(biāo)量力的合成和分解共點(diǎn)力的平衡實(shí)驗(yàn)一：探究彈簧形變與彈力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)二：研究兩個互成角度力的合成規(guī)律第1講重力彈力摩擦力知識排查重力：由于地球的吸引而使物體受到的力。2.大?。号c物體的質(zhì)量成正比，即G＝mg。可用彈簧測力計(jì)測量重力。3.方向：總是豎直向下的。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。注意：物體的重心不一定在物體上。形變、彈性、胡克定律1.形變物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變。2.彈性(1)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力能夠恢復(fù)原狀的形變。(2)彈性限度：當(dāng)形變超過一定限度時，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來的形狀，這個限度叫彈性限度。3.彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對與它接觸的物體會產(chǎn)生力的作用，這種力叫作彈力。(2)產(chǎn)生條件：物體相互接觸且發(fā)生彈性形變。(3)方向：①總是與物體形變的方向相反；②彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。4.胡克定律(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。(2)表達(dá)式：F＝kx。①k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定。②x是形變量，但不是彈簧形變以后的長度。摩擦力(1)定義和條件兩個粗糙的物體之間有彈力，當(dāng)它們發(fā)生相對運(yùn)動時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動的力。(2)大小和方向①大小：F＝μFN，式中μ為動摩擦因數(shù)，其大小與兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。②方向：總是跟接觸面平行，并與相對運(yùn)動的方向相反。2.靜摩擦力(1)定義和條件兩個粗糙的物體之間有彈力，當(dāng)它們具有相對運(yùn)動趨勢時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動趨勢的力。(2)大小和方向①大?。?<F≤Fm，其中Fm為最大靜摩擦力。②方向：總是跟接觸面平行，與相對運(yùn)動趨勢的方向相反。3.幾個易錯點(diǎn)(1)摩擦力的方向總是與物體間相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)的方向相反，但不一定與物體的運(yùn)動方向相反。(2)摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)，但不一定阻礙物體的運(yùn)動。即摩擦力可以作為阻力使物體減速，也可以作為動力使物體加速。(3)受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，但一定與靜摩擦力的施力物體保持相對靜止。(4)靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān)，僅與外力有關(guān)，最大靜摩擦力的大小與正壓力有關(guān)且成正比。小題速練1.思考判斷(1)同一物體從赤道移到北極，其重力不僅大小變大，而且方向也變了。()(2)輕繩、輕桿的彈力方向一定沿繩、桿。()(3)運(yùn)動的物體也可以受靜摩擦力，靜止的物體也可以受滑動摩擦力。()(4)滑動摩擦力的大小可用公式F＝μFN計(jì)算，式中的FN大小可能等于重力與其他力的合力。()(5)勁度系數(shù)k＝eq\f(F,x)，動摩擦因數(shù)μ＝eq\f(F,FN)，從這兩式可以看出分子的數(shù)值越大或分母的數(shù)值越小，則勁度系數(shù)k或動摩擦因數(shù)μ一定越大。()答案(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×2.畫出下圖中物體A受力的示意圖。答案3.(2016·江蘇單科)一輕質(zhì)彈簧原長為8cm，在4N的拉力作用下伸長了2cm，彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數(shù)為()A.40m/N B.40N/mC.200m/N D.200N/m解析由胡克定律得勁度系數(shù)k＝eq\f(F,x)＝200N/m，選項(xiàng)D正確。答案D4.(多選)[人教版必修1·P61·T3改編]重量為100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它從原地開始運(yùn)動。木箱從原地移動以后，用30N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速運(yùn)動。則由此可知()A.木箱與地板間的最大靜摩擦力為35NB.木箱所受的滑動摩擦力為30NC.木箱與地板間的動摩擦因數(shù)為D.答案ABD

彈力的分析與計(jì)算1.“三法”研判彈力的有無2.彈力方向的判斷(1)常見模型中彈力的方向(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律判斷。3.計(jì)算彈力大小的方法(1)彈簧、橡皮條等物體的彈力可以由胡克定律F＝kx計(jì)算。(2)其他彈力可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動情況，利用平衡條件或牛頓第二定律來確定大小?！纠?】(多選)(2019·四川雅安調(diào)研)如圖1所示，一重為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桿對球的作用力()圖1A.大小為7.5NB.大小為12.5NC.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°角斜向左上方解析對小球進(jìn)行受力分析可得，AB桿對球的作用力F和繩的拉力的合力與小球的重力等大反向，可得F方向斜向左上方，其大小F＝eq\r(1022)N＝12.5N，故選項(xiàng)B正確；令A(yù)B桿對小球的作用力與水平方向夾角為α，可得tanα＝eq\f(G,F拉)＝eq\f(4,3)，α＝53°，故選項(xiàng)D正確。答案BD1.(多選)如圖2所示，為一輕質(zhì)彈簧的彈力大小和長度的關(guān)系，根據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論是()圖2A.彈簧的勁度系數(shù)為1N/mB.彈簧的勁度系數(shù)為100N/mC.彈簧的原長為6cmD.彈簧伸長0.02m時，彈力的大小為4N解析彈力與彈簧長度的關(guān)系圖象中，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，圖象與橫軸的交點(diǎn)(橫軸的截距)表示彈簧的原長。k＝eq\f(ΔF,ΔL)＝eq\f(2,2×10－2)N/m＝100N/m，選項(xiàng)A錯誤，B正確；彈簧原長為6cm，選項(xiàng)C正確；彈簧伸長2cm，即L＝8cm時，彈力大小為2N，選項(xiàng)D錯誤。答案BC2.如圖3所示，兩根輕彈簧a、b的上端固定在豎直墻壁上，下端連接在小球上。當(dāng)小球靜止時，彈簧a、b與豎直方向的夾角分別為53°和37°。已知a、b的勁度系數(shù)分別為k1、k2，sin53°＝0.8，則a、b兩彈簧的伸長量之比為()圖3A.eq\f(4k2,3k1) B.eq\f(3k2,4k1)C.eq\f(3k1,4k2) D.eq\f(4k1,3k2)解析作出小球的受力分析圖如圖所示，根據(jù)平衡條件有F＝mg，彈簧a的彈力F1＝Fcos53°＝eq\f(3,5)mg，彈簧b的彈力F2＝Fsin53°＝eq\f(4,5)mg，根據(jù)胡克定律有x＝eq\f(F,k)，則a、b兩彈簧的伸長量之比為eq\f(x1,x2)＝eq\f(\f(F1,k1),\f(F2,k2))＝eq\f(3k2,4k1)，選項(xiàng)B正確。答案B

摩擦力的有無及方向的分析1.明晰“三個方向”名稱釋義運(yùn)動方向一般指物體相對地面(以地面為參考系)的運(yùn)動方向相對運(yùn)動方向指以其中一個物體為參考系，另一個物體相對參考系的運(yùn)動方向相對運(yùn)動趨勢方向能發(fā)生卻沒有發(fā)生的相對運(yùn)動的方向，導(dǎo)致兩物體間存在靜摩擦力2.靜摩擦力的有無及方向的判斷方法(1)假設(shè)法(2)狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的方向。(3)牛頓第三定律法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。【例2】如圖4所示，物體A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向勻速運(yùn)動，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說法正確的是()圖4A.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同B.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反C.甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力D.甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同解析用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)A受摩擦力，與A做勻速運(yùn)動在水平方向合力為零不符，所以A不受摩擦力；乙圖中，假設(shè)A不受摩擦力，A將相對B沿斜面向下運(yùn)動，則知A受沿F方向的摩擦力。選項(xiàng)D正確。答案D1.(多選)如圖5所示，皮帶運(yùn)輸機(jī)將物體勻速地送往高處，下列結(jié)論正確的是()圖5A.物體受到與運(yùn)動方向相同的摩擦力作用B.傳送的速度越大，物體受到的摩擦力越大C.物體所受的摩擦力與傳送的速度無關(guān)D.物體受到的靜摩擦力為物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)上升的動力解析物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)一起上升的過程中，物體具有相對于皮帶下滑的趨勢，受到沿皮帶向上的摩擦力作用，是使物體向上運(yùn)動的動力，其大小等于物體重力沿皮帶向下的分力，與傳送帶的速度大小無關(guān)，故選項(xiàng)A、C、D正確，B錯誤。答案ACD2.如圖6所示，光滑斜面體固定于水平面上，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對靜止，A上表面水平。則A、B一起在斜面上運(yùn)動時，B受力的示意圖為()圖6解析滑塊A、B一起沖上光滑斜面，以A、B整體為研究對象，加速度大小為a＝gsinθ，整體向上做勻減速直線運(yùn)動，加速度方向沿斜面向下。由于B的加速度方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律知，B受到合力沿斜面向下，則B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯誤。答案A摩擦力的計(jì)算1.在確定摩擦力的大小之前，首先分析物體所處的狀態(tài)，分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力。2.滑動摩擦力有具體的計(jì)算公式，而靜摩擦力要利用平衡條件或牛頓第二定律列方程計(jì)算。3.計(jì)算摩擦力時的三點(diǎn)注意事項(xiàng)(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因?yàn)橹挥谢瑒幽Σ亮Σ拍芾霉接?jì)算，靜摩擦力通常只能根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)求解。(2)公式F＝μFN中，F(xiàn)N為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān)，與接觸面積的大小也無關(guān)?！纠?】(2017·全國卷Ⅱ，16)如圖7所示，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動。若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動。物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為()圖7A.2－eq\r(3) B.eq\f(\r(3),6) C.eq\f(\r(3),3) D.eq\f(\r(3),2)解析當(dāng)F水平時，根據(jù)平衡條件得F＝μmg；當(dāng)保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角時，由平衡條件得Fcos60°＝μ(mg－Fsin60°)，聯(lián)立解得μ＝eq\f(\r(3),3)，故選項(xiàng)C正確。答案C1.(2018·浙江衢州五校聯(lián)考)如圖8所示，彈簧測力計(jì)一端固定在墻壁上，另一端與小木塊A相連。在用力抽出長木板B的過程中，觀察到彈簧測力計(jì)的示數(shù)為4.0N(忽略彈簧形變所需時間)，則()圖8A.A受到靜摩擦力，一定大于4.0NB.A受到滑動摩擦力，一定等于4.0NC.A受到滑動摩擦力，一定小于4.0ND.A不受摩擦力解析A、B之間有相對滑動，故可知A受到的是滑動摩擦力，對A受力分析可知，A在水平方向受到B對A的摩擦力和彈簧測力計(jì)對它的拉力，因?yàn)锳受力平衡，故摩擦力一定等于4.0N，選項(xiàng)B正確。答案B“爬竿”受到廣大觀眾的喜愛和好評。如圖9所示，當(dāng)雜技演員用雙手握住固定在豎直方向的竿勻速攀上和勻速下滑時，他所受的摩擦力分別是Ff1和Ff2，那么()圖9A.Ff1向下，F(xiàn)f2向上，且Ff1＝Ff2B.Ff1向下，F(xiàn)f2向上，且Ff1>Ff2C.Ff1向上，F(xiàn)f2向上，且Ff1＝Ff2D.Ff1向上，F(xiàn)f2向下，且Ff1＝Ff2解析勻速攀上時，雜技演員所受重力與靜摩擦力平衡，由平衡條件可知Ff1＝G，方向豎直向上，勻速下滑時，其重力與滑動摩擦力平衡，則Ff2＝G，方向豎直向上，所以Ff1＝Ff2，故選項(xiàng)A、B、D錯誤，C正確。答案C摩擦力的突變1.三種摩擦力的突變問題“靜—動”突變物體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，如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則靜摩擦力將突變成滑動摩擦力“動—動”突變某物體相對于另一物體滑動的過程中，若突然相對運(yùn)動方向變了，則滑動摩擦力方向發(fā)生突變“靜—靜”突變物體在摩擦力和其他力的共同作用下處于靜止?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，物體雖然仍保持相對靜止，但物體所受的靜摩擦力將發(fā)生突變“臨界點(diǎn)”(1)題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時，一般隱藏著摩擦力突變的臨界問題。題意中某個物理量在變化過程中會發(fā)生突變，這可能導(dǎo)致摩擦力突變，則該物理量突變時的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。(2)存在靜摩擦的情景中，相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)研究傳送帶問題時，物體和傳送帶的速度相等的時刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動性質(zhì)的分界點(diǎn)?！纠?】(多選)如圖10甲所示，將一物塊放在固定的斜面體上，在物塊上施加的拉力F按圖乙所示的規(guī)律變化，取沿斜面向上為正方向，開始時物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，則物塊所受的摩擦力Ff與時間t的關(guān)系可能正確的是()圖10【思路點(diǎn)撥】(1)拉力F在大于mgsinθ的范圍內(nèi)變化時，物塊有沿斜面向上的運(yùn)動趨勢。(2)拉力F等于mgsinθ時，物塊與斜面之間沒有相對運(yùn)動趨勢。(3)拉力F在小于mgsinθ之后的時間內(nèi)，物塊有沿斜面向下的運(yùn)動趨勢。解析物塊處于平衡狀態(tài)，設(shè)斜面傾角為θ，在t1時刻，F(xiàn)＝0，此時物塊所受的摩擦力大小為Ff＝mgsinθ，方向沿斜面向上，選項(xiàng)A錯誤；由于F隨時間成線性變化，由平衡條件可知Ff也隨時間成線性變化，選項(xiàng)D錯誤；若物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)f應(yīng)先減小后反向增大，選項(xiàng)B正確；若物塊后來滑動，則Ff＝μFN＝μmgcosθ，則Ff可能先減小后反向增大，最后保持不變，選項(xiàng)C正確。答案BC1.一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖11所示，其中F1＝10N，F(xiàn)2＝2N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為()圖11A.10N，方向向左 B.6N，方向向右C.2N，方向向右 D.0解析當(dāng)物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8N，方向向左?？芍畲箪o摩擦力Ffmax≥8N。當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)2＝2N＜Ffmax，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的F2等大反向，選項(xiàng)C正確。答案C2.如圖12所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長，該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力F隨時間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向?yàn)檎较?，g＝10m/s2)()圖12解析滑塊上升過程中受到滑動摩擦力作用，由F＝μFN和FN＝mgcosθ聯(lián)立得F＝6.4N，方向?yàn)檠匦泵嫦蛳?。?dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsinθ<μmgcosθ，滑塊不動，滑塊受的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得F＝mgsinθ，代入數(shù)據(jù)可得F＝6N，方向?yàn)檠匦泵嫦蛏希蔬x項(xiàng)B正確。答案B科學(xué)思維系列——模型建構(gòu)：“輕繩、輕桿、輕彈簧”三類模型三種模型的彈力比較輕桿輕繩輕彈簧模型圖示模型特點(diǎn)形變特點(diǎn)發(fā)生微小形變?nèi)彳洠l(fā)生微小形變，各處張力相等可伸長，可壓縮，各處彈力相等方向特點(diǎn)不一定沿桿，可以是任意方向只能沿繩，指向繩收縮的方向沿彈簧軸線與形變方向相反效果特點(diǎn)可以提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力能否突變可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變一般不能發(fā)生突變

【典例】(2019·安徽安慶質(zhì)檢)如圖13所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿間的夾角為θ，在斜桿的下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷正確的是()圖13A.小車靜止時，F(xiàn)＝mgsinθ，方向沿桿向上B.小車靜止時，F(xiàn)＝mgcosθ，方向垂直于桿向上C.小車以向右的加速度a運(yùn)動時，一定有F＝eq\f(ma,sinθ)D.小車以向左的加速度a運(yùn)動時，F(xiàn)＝eq\r(（ma）2＋（mg）2)，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角θ1滿足tanθ1＝eq\f(a,g)解析小車靜止時，由物體的平衡條件知，此時桿對小球的作用力方向豎直向上，大小等于球的重力mg，選項(xiàng)A、B錯誤；小車以向右的加速度a運(yùn)動，設(shè)小球受桿的作用力的方向與豎直方向的夾角為θ1，如圖甲所示。根據(jù)牛頓第二定律，有Fsinθ1＝ma，F(xiàn)cosθ1＝mg，兩式相除可得tanθ1＝eq\f(a,g)，只有當(dāng)小球的加速度a＝gtanθ時，桿對小球的作用力才沿桿的方向，此時才有F＝eq\f(ma,sinθ)，選項(xiàng)C錯誤；小車以加速度a向左加速運(yùn)動時，由牛頓第二定律，可知小球所受到的重力mg與桿對球的作用力的合力大小為ma，方向水平向左，如圖乙所示。所以桿對球的作用力的大小F＝eq\r(（ma）2＋（mg）2)，方向斜向左上方，tanθ1＝eq\f(a,g)，選項(xiàng)D正確。答案D

桿彈力的特點(diǎn)——“按需供給”桿的彈力方向不一定沿桿的方向，其大小和方向的判斷要根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)來確定，即為了維持物體的狀態(tài)，由受力平衡或牛頓運(yùn)動定律求解得到所需彈力的大小和方向，桿就會根據(jù)需要提供相應(yīng)大小和方向的彈力。[即學(xué)即練]1.如圖14所示的四個圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈連接，且系統(tǒng)均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用等長的輕繩來代替輕桿，能保持平衡的是()圖14A.圖中的AB桿可以用輕繩代替的有甲、乙、丙B.圖中的AB桿可以用輕繩代替的有甲、丙、丁C.圖中的BC桿可以用輕繩代替的有乙、丙、丁D.圖中的BC桿可以用輕繩代替的有甲、乙、丁解析如果桿受拉力作用，可以用與之等長的輕繩代替，如果桿受壓力作用，則不可用等長的輕繩代替，題圖甲、丙、丁中的AB桿均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC桿均受沿桿的壓力作用，選項(xiàng)A、C、D錯誤，B正確。答案B2.(多選)圖中a、b、c為三個物塊，M、N為兩個輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕繩，它們連接如圖15所示，并處于平衡狀態(tài)()圖15A.有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)B.有可能N處于壓縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)C.有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)D.有可能N處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)解析由于N彈簧上面與細(xì)線相連，故N彈簧可能處于原長也可能被拉伸；當(dāng)N彈簧處于拉伸狀態(tài)時，細(xì)線對a有拉力，當(dāng)拉力小于a物體的重力時，M彈簧處于壓縮狀態(tài)；當(dāng)拉力等于a物體的重力時，M彈簧處于原長狀態(tài)；當(dāng)拉力大于a物體的重力時，M彈簧處于伸長狀態(tài)，選項(xiàng)A、D正確；從上面的分析中發(fā)現(xiàn)共有四種情況，即①N處于伸長狀態(tài)，M處于壓縮狀態(tài)；②N處于伸長狀態(tài)，M也處于伸長狀態(tài)；③N處于伸長狀態(tài)而M處于不伸長不壓縮狀態(tài)；④N不伸不縮，M壓縮狀態(tài)。選項(xiàng)B、C中的狀態(tài)不存在。選項(xiàng)A、D正確。答案AD活頁作業(yè)(時間：30分鐘)基礎(chǔ)鞏固練1.下列關(guān)于常見力的說法中正確的是()A.彈力、重力、支持力、摩擦力都是按照力的性質(zhì)命名的B.有規(guī)則形狀的物體，其重心就在物體的幾何中心C.兩接觸面間有摩擦力存在，則一定有彈力存在D.物體之間接觸就一定產(chǎn)生彈力解析支持力是按效果來命名的，選項(xiàng)A錯誤；重心的位置還跟質(zhì)量分布有關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；產(chǎn)生摩擦力的條件是相互擠壓，且有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，選項(xiàng)C正確；接觸和形變是產(chǎn)生彈力的條件，缺一不可，選項(xiàng)D錯誤。答案C2.(多選)玩具汽車停在模型橋面上，如圖1所示，下列說法正確的是()圖1A.橋面受向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變B.汽車沒有發(fā)生形變，所以汽車不受彈力C.汽車受向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變D.汽車受向上的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變解析彈性形變指物體形變之后撤去外力能完全恢復(fù)原來形狀的形變，模型橋受到向下的彈力，是因?yàn)槠嚢l(fā)生了彈性形變，選項(xiàng)A正確，B錯誤；汽車受到向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變，選項(xiàng)C正確，D錯誤。答案AC3.下列情景中，物體M所受摩擦力Ff的示意圖正確的是()解析物體靜止在水平面上時，不受摩擦力，選項(xiàng)A錯誤；汽車停在斜坡上時，有沿斜坡向下滑動的趨勢，則摩擦力方向沿斜坡向上，選項(xiàng)B正確；物體貼著豎直墻壁自由下落時，物體與墻壁間沒有正壓力，則沒有摩擦力，選項(xiàng)C錯誤；瓶子被握在手中時，有下滑的趨勢，則摩擦力方向向上，選項(xiàng)D錯誤。答案B4.(2018·11月浙江選考)小明在觀察如圖2所示的沙子堆積時，發(fā)現(xiàn)沙子會自然堆積成圓錐體，且在不斷堆積過程中，材料相同的沙子自然堆積成的圓錐體的最大底角都是相同的。小明測出這堆沙子的底部周長為31.4m，利用物理知識測得沙子之間的摩擦因數(shù)為0.5，估算出這堆沙的體積最接近()圖2A.60m3 B.200m3 C.250m3 D.500m3解析沙堆的底部周長為31.4m，由l＝2πR，可知底面半徑為R＝5m，由圖可知當(dāng)沙堆不能再堆高時，即μ＝tanθ＝0.5，所以沙堆高h(yuǎn)＝Rtanθ＝2.5m，故沙堆的體積為V＝eq\f(1,3)πR2h＝65.4m3，故選項(xiàng)A最接近。答案A5.(多選)如圖3所示，A、B、C三個物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)也相同。三個物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動，運(yùn)動方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是()圖3A.A物體受到的摩擦力方向向右B.三個物體中只有A物體受到的摩擦力是零C.B、C受到的摩擦力方向相同D.B、C受到的摩擦力方向相反解析A物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動，它們之間無相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，即無摩擦力作用，選項(xiàng)A錯誤；B、C兩物體雖運(yùn)動方向不同，但都處于平衡狀態(tài)，由沿傳送帶方向所受合力為零可知，B、C兩物體均受沿傳送帶方向向上的摩擦力作用，故選項(xiàng)B、C正確，D錯誤。答案BC6.如圖4所示，質(zhì)量為m的木塊放在粗糙的水平地面上，木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，水平推力F作用于木塊上，但未把木塊推動，則在四個選項(xiàng)中反映木塊受到的靜摩擦力Ff的大小隨水平推力F的大小變化的關(guān)系圖線是()圖4答案A7.如圖5所示，彈簧測力計(jì)一端固定在墻壁上，另一端與小木塊A相連，當(dāng)用力加速抽出長木板B的過程中，觀察到彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3.0N，若勻速抽出木板B，彈簧測力計(jì)的示數(shù)大小()圖5A.一定大于3.0N B.一定小于3.0NC.一定等于3.0N D.一定為零解析不管是加速抽出還是勻速抽出木板B，小木塊A均處于平衡狀態(tài)，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)都等于B對A的滑動摩擦力大小，顯然，在這兩個過程中，該摩擦力大小是不變的，所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)大小也不變，即一定等于3.0N，選項(xiàng)C正確。答案C8.如圖6所示，輕質(zhì)彈簧連接A、B兩物體，彈簧勁度系數(shù)為k，A、B質(zhì)量分別為m1、m2；A放在水平地面上，B也靜止；現(xiàn)用力拉B，使其向上移動，直到A剛好離開地面，此過程中，B物體向上移動的距離為()圖6A.eq\f(m1g,k) B.eq\f(m2g,k) C.eq\f(（m1＋m2）g,k) D.eq\f(（m1－m2）g,k)解析開始時，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧的壓縮量設(shè)為x1，由胡克定律有kx1＝m2g，物體A恰好離開地面時，彈簧的拉力為m1g，設(shè)此時彈簧的伸長量為x2，由胡克定律有kx2＝m1g，這一過程中，物體B上移的距離d＝x1＋x2，聯(lián)立可解得d＝eq\f(（m1＋m2）g,k)，選項(xiàng)C正確。答案C9.(2019·北京市海淀區(qū)質(zhì)檢)如圖7所示，輕桿與豎直墻壁成53°角，斜插入墻中并固定，另一端固定一個質(zhì)量為m的小球，水平輕質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為eq\f(3,4)mg(g表示重力加速度)，則輕桿對小球的彈力大小為()圖7A.eq\f(5,3)mg B.eq\f(3,5)mg C.eq\f(4,5)mg D.eq\f(5,4)mg解析以小球?yàn)檠芯繉ο?，分析受力情況，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得：輕桿對小球的彈力大小為F＝eq\r(（mg）2＋Feq\o\al(2,彈))＝eq\r(（mg）2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)mg))\s\up12(2))＝eq\f(5,4)mg，選項(xiàng)D正確。答案D綜合提能練10.(2019·江蘇如東測試)如圖8所示，超市為方便顧客，安裝智能化的傾斜向上的自動扶梯(無臺階)。在沒有乘客乘行時，自動扶梯以較小的速度勻速運(yùn)行，當(dāng)乘客站立乘行(手不扶扶手)時，自動扶梯經(jīng)過先加速再勻速兩個階段運(yùn)行。則該扶梯在運(yùn)送乘客的過程中()圖8A.扶梯勻速運(yùn)行時，乘客不受摩擦力作用B.扶梯勻速運(yùn)行時，乘客對扶梯的作用力方向豎直向下C.扶梯加速運(yùn)行時，乘客所受摩擦力方向與運(yùn)動方向相反D.扶梯加速運(yùn)行時，扶梯對乘客的作用力方向與運(yùn)動方向相反解析扶梯勻速運(yùn)行時，乘客所受的摩擦力等于重力向下的分力，選項(xiàng)A錯誤；勻速運(yùn)動階段，乘客處于平衡狀態(tài)，扶梯對乘客的作用力豎直向上，乘客對扶梯的作用力方向豎直向下，選項(xiàng)B正確；由于智能化的自動扶梯無臺階，乘客站在斜面上，乘客的加速度的方向沿斜面向上時，乘客要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，與運(yùn)動方向相同，選項(xiàng)C錯誤；乘客加速運(yùn)動階段，加速度有水平方向的分量，乘客受到的摩擦力有水平方向的分力，所以扶梯對乘客的作用力指向斜上方，選項(xiàng)D錯誤。答案B11.(2019·山東濰坊調(diào)研)一小組將兩個完全相同的輕彈簧分別按圖9甲和乙連接，等效