課標(biāo)版2025版高考物理總復(fù)習(xí)第二章力的相互作用第1講重力彈力摩擦力教案

PAGEPAGE21其次章力的相互作用備考解讀1.本章是力學(xué)的基礎(chǔ)，要嫻熟駕馭各種力的性質(zhì)，能推斷各種力的有無(wú)及方向，駕馭受力分析的方法與技巧，形成正確的物理觀念，培育科學(xué)思維。2.共點(diǎn)力作用下的平衡問(wèn)題廣泛應(yīng)用于力、電、熱等各部分內(nèi)容，重視與生活、生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，學(xué)習(xí)過(guò)程留意從詳細(xì)問(wèn)題中構(gòu)筑物理模型，培育正確科學(xué)推理與模型構(gòu)建實(shí)力，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)。3.分析詳細(xì)的平衡問(wèn)題時(shí)要重視數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)與數(shù)學(xué)方法的駕馭，如相像三角形、正弦定理、余弦定理、協(xié)助角公式等。4.本章內(nèi)容是力學(xué)的基礎(chǔ)，重視對(duì)物理觀念的構(gòu)建，重視科學(xué)思維，如模型構(gòu)建、科學(xué)推理等學(xué)科素養(yǎng)。還要仔細(xì)探討探究彈簧彈力與伸長(zhǎng)量關(guān)系、探究求合力的方法等試驗(yàn)，重視科學(xué)探究素養(yǎng)的提升。第1講重力彈力摩擦力一、力1.定義:力是①物體與物體間的相互作用。2.作用效果:使物體發(fā)生形變或變更物體的②運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)。3.性質(zhì):力具有物質(zhì)性、相互性、共存性、矢量性、獨(dú)立性等特征。4.四種基本相互作用:引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。二、重力1.產(chǎn)生:由于③地球吸引而使物體受到的力。留意:重力不是萬(wàn)有引力,而是萬(wàn)有引力豎直向下的一個(gè)分力。2.大小:G=mg,可用④彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量。留意:(1)物體的質(zhì)量不會(huì)變;(2)G的變更是由在地球上不同位置處g的變更引起的。3.方向:總是⑤豎直向下。留意:豎直向下是和水平面垂直,不肯定和接觸面垂直,也不肯定指向地心。4.重心:物體的每一部分都受重力作用,可認(rèn)為重力集中作用于一點(diǎn),即物體的重心。(1)影響重心位置的因素:物體的幾何形態(tài);物體的質(zhì)量分布。(2)不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法:⑥懸掛法。留意:重心的位置不肯定在物體上。三、彈力:1.定義:發(fā)生⑦形變的物體由于要復(fù)原原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。2.產(chǎn)生條件(1)物體間干脆接觸;(2)接觸處發(fā)生形變。3.方向:總是與施力物體形變的方向⑧相反。4.胡克定律(1)內(nèi)容:在彈性限度內(nèi),彈力和彈簧形變量大小(伸長(zhǎng)或縮短的量)成⑨正比。(2)表達(dá)式:F=kx。留意:k是彈簧的勁度系數(shù),單位是牛頓每米,用符號(hào)N/m表示;k的大小由彈簧自身性質(zhì)確定。x是彈簧長(zhǎng)度的變更量,不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度。四、摩擦力項(xiàng)目靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力定義兩個(gè)具有⑩相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力兩個(gè)具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力產(chǎn)生條件(必要條件)(1)接觸面粗糙;(2)接觸處有彈力;(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)(仍保持相對(duì)靜止)(1)接觸面粗糙;(2)接觸處有彈力;(3)兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)大小(1)靜摩擦力的大小,與正壓力無(wú)關(guān),滿意0<Ff≤Ffmax;(2)最大靜摩擦力Ffmax的大小與正壓力大小有關(guān)滑動(dòng)摩擦力的大小與正壓力成正比,即Ff=μFN(μ為動(dòng)摩擦因數(shù),取決于接觸面的材料及粗糙程度,FN為正壓力)方向沿著接觸面,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反沿著接觸面,并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反1.推斷下列說(shuō)法對(duì)錯(cuò)。(1)只要物體發(fā)生形變就會(huì)產(chǎn)生彈力作用。 (?)(2)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反。 (√)(3)輕繩、輕桿的彈力方向肯定沿繩、桿的方向。 (?)(4)滑動(dòng)摩擦力的方向不行能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同。 (?)(5)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),與接觸面的面積大小也無(wú)關(guān)。 (√)(6)運(yùn)動(dòng)的物體也可能受到靜摩擦力的作用。 (√)2.(多選)(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,才能使它從原地起先運(yùn)動(dòng)。木箱從原地移動(dòng)以后,用30N的水平推力,就可以使木箱接著做勻速直線運(yùn)動(dòng)。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(dòng)摩擦力為30NC.木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35D.木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3答案ABD3.(人教版必修1·P55圖示改編)如圖所示,一本書放在水平桌面上保持靜止,下列說(shuō)法中正確的是 ()A.書對(duì)桌面的壓力就是書受到的重力B.書對(duì)桌面的壓力是由于桌面發(fā)生形變產(chǎn)生的C.書對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)書的支持力都是彈力D.書對(duì)桌面的壓力是書發(fā)生形變的緣由答案C考點(diǎn)一彈力的有無(wú)及方向推斷1.[推斷彈力的方向和有無(wú)]畫出圖中物體A受力的示意圖(各接觸面均光滑,g為重力加速度)。答案2.[彈簧的彈力和輕繩的彈力方向]如圖所示,小車內(nèi)一根輕質(zhì)彈簧沿豎直方向和一條與豎直方向成α角的細(xì)繩拴接一小球。當(dāng)小車和小球相對(duì)靜止,一起在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()A.細(xì)繩肯定對(duì)小球有拉力的作用B.輕彈簧肯定對(duì)小球有彈力的作用C.細(xì)繩不肯定對(duì)小球有拉力的作用,但是輕彈簧對(duì)小球肯定有彈力的作用D.細(xì)繩不肯定對(duì)小球有拉力的作用,輕彈簧對(duì)小球也不肯定有彈力的作用答案D若小球與小車一起勻速運(yùn)動(dòng),則細(xì)繩對(duì)小球無(wú)拉力;若小球與小車有向右的加速度a=gtanα,則輕彈簧對(duì)小球無(wú)彈力。D正確。

1.彈力有無(wú)的推斷假設(shè)法思路假設(shè)將與探討對(duì)象接觸的物體解除接觸,推斷探討對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生變更。若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,則此處不存在彈力;若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更,則此處肯定存在彈力例證圖中細(xì)線豎直、斜面光滑,因去掉斜面體,小球的狀態(tài)不變,故小球只受細(xì)線的拉力,不受斜面的支持力替換法思路用細(xì)繩替換裝置中的輕桿,看能不能維持原來(lái)的力學(xué)狀態(tài)。假如能維持,則說(shuō)明這個(gè)桿供應(yīng)的是拉力;否則,供應(yīng)的是支持力例證圖中輕桿AB、AC,用繩替換桿AB,原裝置狀態(tài)不變,說(shuō)明桿AB對(duì)A施加的是拉力;用繩替換桿AC,原狀態(tài)不能維持,說(shuō)明桿AC對(duì)A施加的是支持力狀態(tài)法思路由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析彈力,即物體的受力必需與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符合,依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),由二力平衡(或牛頓其次定律)列方程,求解物體間的彈力例證升降機(jī)以加速度a=g加速下降或減速上升時(shí),物體不受底板的彈力作用2.彈力方向的推斷(1)五種常見(jiàn)模型中彈力的方向(2)依據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓其次定律確定彈力的方向?？键c(diǎn)二彈力的分析與計(jì)算確定彈力的方向(1)“動(dòng)桿”和“定桿”上的彈力①動(dòng)桿:若輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)桿處于平衡時(shí)桿所受到的彈力方向肯定沿著桿,輕桿只能起到“拉”或“推”的作用,否則會(huì)引起桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向。②定桿:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則桿所受到的彈力方向不肯定沿桿的方向。如圖乙所示。(2)輕繩會(huì)發(fā)生拉伸形變,產(chǎn)生沿著繩指向繩收縮的方向的拉力。①同一條輕繩沒(méi)有彎折時(shí),繩上的拉力到處相等。例如圖甲中AB段繩上的拉力到處相等。②當(dāng)輕繩繞過(guò)光滑的滑輪或掛鉤時(shí),由于滑輪或掛鉤對(duì)繩無(wú)約束,因此繩上的力是到處相等的,即滑輪只變更力的方向不變更力的大小,例如圖乙中,BC、BD兩段繩中的拉力大小都等于重物的重力。③當(dāng)輕繩某處打有死結(jié)時(shí),由于結(jié)點(diǎn)對(duì)繩有約束,因此繩上的力可能不是到處相等,例如圖丙中,AO、OB兩段繩中拉力大小不相等。(3)輕彈簧會(huì)發(fā)生拉伸或壓縮形變,產(chǎn)生沿彈簧方向的拉力或壓力。例1如圖所示,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(duì)球的作用力F的推斷正確的是 ()A.小車靜止時(shí),F=mgsinθ,方向沿桿向上B.小車靜止時(shí),F=mgcosθ,方向垂直于桿向上C.小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),肯定有F=maD.小車向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),F=(審題關(guān)鍵(1)本題的力學(xué)探討對(duì)象小球可能的狀態(tài)是什么?提示:靜止或者與小車一起沿水平方向加速運(yùn)動(dòng)(2)若小車處于平衡狀態(tài)則小球的受力狀況如何?若有水平方向的加速度則小球合外力方向如何?提示:平衡狀態(tài)對(duì)應(yīng)合外力為零;加速度的方向即合外力的方向答案D小車靜止時(shí),由力的平衡條件可知,此時(shí)桿對(duì)小球的作用力方向豎直向上,大小等于球的重力mg,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)小球受桿的作用力的方向與豎直方向的夾角為θ',如圖甲所示,依據(jù)牛頓其次定律,有Fsinθ'=ma,Fcosθ'=mg,兩式相除可得tanθ'=ag,只有當(dāng)小球的加速度甲乙解題感悟分析計(jì)算彈力大小的三種方法①依據(jù)胡克定律進(jìn)行求解。②依據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解。③依據(jù)牛頓其次定律進(jìn)行求解。1.[動(dòng)桿模型和定桿模型]如圖甲所示,輕桿OB可繞B點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),另一端O點(diǎn)用細(xì)繩OA拉住,固定在左側(cè)墻壁上,質(zhì)量為m的重物用細(xì)繩OC懸掛在輕桿的O點(diǎn),OA與輕桿的夾角∠BOA=30°。乙圖中水平輕桿OB一端固定在豎直墻壁上,另一端O裝有小滑輪,用一根繩跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量為m的重物,圖中∠BOA=30°。重力加速度為g。求:(1)甲、乙兩圖中細(xì)繩OA的拉力各是多大?(2)甲圖中輕桿受到的彈力是多大?(3)乙圖中輕桿對(duì)滑輪的作用力是多大?答案(1)2mgmg(2)3mg(3)mg解析(1)由于甲圖中的桿可繞B轉(zhuǎn)動(dòng),是轉(zhuǎn)軸桿(“活桿”),故其受力方向沿桿方向,O點(diǎn)的受力狀況如圖1所示,則O點(diǎn)所受繩子OA的拉力FT1、桿的彈力FN1的合力與重物的重力是大小相等、方向相反的,在直角三角形中可得FT1=mgsin30°=2mg;乙圖中是用一細(xì)繩跨過(guò)滑輪懸掛重物的,由于O點(diǎn)處是滑輪,它只是變更繩中力的方向,并未變更力的大小,且AOC是同一段繩子,而同一段繩上的力到處相等,故乙圖中繩子拉力為FT1'=FT2'=mg圖1(2)由圖1可知,甲圖中輕桿受到的彈力為FN1'=FN1=mgtan30°(3)對(duì)乙圖中的滑輪受力分析,如圖2所示,由于桿OB不行轉(zhuǎn)動(dòng),所以桿所受彈力的方向不肯定沿OB方向。即桿對(duì)滑輪的作用力肯定與兩段繩的合力大小相等,方向相反,由圖2可得,F2=2mgcos60°=mg,則所求力FN2'=F2=mg。圖22.[彈簧模型](2024課標(biāo)Ⅰ,15,6分)如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。以x表示P離開(kāi)靜止位置的位移,在彈簧復(fù)原原長(zhǎng)前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是 ()答案A設(shè)系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧壓縮量為x0,由胡克定律和平衡條件得mg=kx0。力F作用在P上后,物塊受重力、彈力和F,向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓其次定律得,F+k(x0-x)-mg=ma。聯(lián)立以上兩式得F=kx+ma,所以F-x圖像中圖線是一條不過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,故A正確?？键c(diǎn)三摩擦力的分析和計(jì)算考向一靜摩擦力1.推斷靜摩擦力的有無(wú)及方向的三種方法假設(shè)法運(yùn)動(dòng)狀態(tài)法此法關(guān)鍵是先確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(如平衡或求出加速度),再利用平衡條件或牛頓其次定律(F=ma)確定靜摩擦力的方向牛頓第三定律法“力是物體間的相互作用”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再依據(jù)牛頓第三定律確定另一物體受到的靜摩擦力的方向2.靜摩擦力的分析(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)),利用力的平衡條件來(lái)推斷靜摩擦力的大小。(2)物體有加速度時(shí),進(jìn)行受力分析,則F合=ma,先求合力再求靜摩擦力。例2如圖所示,水平推力F作用在木塊B上使得木塊A、B保持相對(duì)靜止一起向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),地面粗糙,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.木塊A不受摩擦力B.木塊A對(duì)B的摩擦力方向向右C.若A、B一起向前做勻速直線運(yùn)動(dòng),則A、B間不存在摩擦力D.若A、B一起向前做勻速直線運(yùn)動(dòng),則木塊A受到三個(gè)力的作用審題關(guān)鍵(1)題意中說(shuō)明A、B對(duì)應(yīng)什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?合外力方向?提示:有共同向右的加速度,所以合外力向右(2)分析A、B間的摩擦力應(yīng)以哪個(gè)木塊為探討對(duì)象?提示:隔離木塊A答案C由題意,A、B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為勻加速直線運(yùn)動(dòng),A受力狀況較簡(jiǎn)潔,對(duì)于A,假設(shè)A、B間無(wú)摩擦力,則A只受重力和支持力,合力為0,與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不對(duì)應(yīng),所以假設(shè)不正確,即A、B間存在摩擦力,且B對(duì)A的摩擦力方向向右,則A對(duì)B的摩擦力方向向左,故A、B錯(cuò);若A、B做勻速直線運(yùn)動(dòng),則假設(shè)正確,C對(duì),D錯(cuò)?？枷蚨瑒?dòng)摩擦力1.滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff=μFN計(jì)算,應(yīng)用此公式時(shí)要留意以下幾點(diǎn):(1)μ為動(dòng)摩擦因數(shù),其大小與接觸面的材料、粗糙程度有關(guān);FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不肯定等于物體的重力。(2)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度和接觸面的大小均無(wú)關(guān)。2.滑動(dòng)摩擦力的方向總與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”是相對(duì)接觸面而言的。例3如圖所示,長(zhǎng)為3L的木板從光滑水平面滑上長(zhǎng)為5L的粗糙桌面,停止運(yùn)動(dòng)時(shí)木板右端離開(kāi)桌面邊緣距離為L(zhǎng),則該過(guò)程中,木板所受摩擦力f與位移x的關(guān)系圖線是 ()審題關(guān)鍵(1)滑動(dòng)摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)?提示:f=μFN(2)在木板向右移動(dòng)的過(guò)程中與桌面接觸面間的正壓力如何變更?提示:先增大后不變答案D木板運(yùn)動(dòng)的前3L距離內(nèi),木板對(duì)桌面的壓力隨x勻稱增大,依據(jù)f=μFN,摩擦力隨x勻稱增大。木板全部滑上桌面后到木板右端離開(kāi)桌面邊緣距離為L(zhǎng),木板對(duì)桌面的壓力不隨x而變更,摩擦力不變。故選項(xiàng)D正確。解題感悟求解摩擦力時(shí)的四點(diǎn)留意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì),因?yàn)橐话阒挥谢瑒?dòng)摩擦力才能利用公式Ff=μFN計(jì)算,靜摩擦力通常只能依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解。(2)公式Ff=μFN中,FN為兩接觸面間的壓力,與物體的重力沒(méi)有必定關(guān)系,不肯定等于物體的重力。(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體速度的大小無(wú)關(guān),與接觸面的大小也無(wú)關(guān)。(4)摩擦力的方向與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,但與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向可能相同、可能相反、也可能不共線。1.[靜摩擦力的大小和方向](2024山西模擬)如圖所示,物塊A放在木板上處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將木塊B略向右移動(dòng)一些使傾角α減小,則下列結(jié)論正確的是 ()A.木板對(duì)A的作用力不變B.木板對(duì)A的作用力減小C.物塊A與木板間的正壓力減小D.物塊A所受的摩擦力不變答案A2.[滑動(dòng)摩擦力的大小]如圖,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(dòng)。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(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ()A.2-3C.3答案C物塊在水平力F作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),其受力如圖甲所示甲乙由平衡條件得F=f、FN=mg而f=μFN=μmg則F=μmg當(dāng)F的方向與水平面成60°角時(shí),其受力如圖乙由平衡條件得Fcos60°=f1f1=μFN1=μ(mg-Fsin60°)聯(lián)立解得μ=33,選項(xiàng)C考點(diǎn)四摩擦力的“突變”問(wèn)題當(dāng)物體的受力狀況發(fā)生變更時(shí),摩擦力的大小和方憧憬往會(huì)發(fā)生變更,有可能導(dǎo)致靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力之間的相互轉(zhuǎn)化。常見(jiàn)的摩擦力突變模型如下:分類“靜—靜”突變“靜—?jiǎng)印蓖蛔儭皠?dòng)—靜”突變“動(dòng)—?jiǎng)印蓖蛔儼咐龍D示在水平力F作用下物體靜止于斜面上,F突然增大時(shí)物體仍靜止,則物體所受靜摩擦力的大小或方向?qū)ⅰ巴蛔儭蔽矬w放在粗糙水平面上,作用在物體上的水平力F從零漸漸增大,當(dāng)物體起先滑動(dòng)時(shí),物體受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動(dòng)摩擦力滑塊以v0沖上斜面做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)某位置時(shí)速度減為零而后靜止在斜面上,滑動(dòng)摩擦力“突變”為靜摩擦力水平傳送帶的速度v1大于滑塊的速度v2,滑塊受滑動(dòng)摩擦力方向水平向右,當(dāng)傳送帶突然被卡住時(shí),滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力方向“突變”為向左例4[“靜—靜”突變](多選)如圖所示,有一傾角θ=30°的斜面體B,質(zhì)量為M,一質(zhì)量為m的物體A靜止在B上,現(xiàn)用水平力F推物體A,F的大小為32mg,A和B始終保持靜止,則A.物體A有沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)B.物體A有沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)C.物體A所受摩擦力的方向沿斜面對(duì)下D.若漸漸減小推力F至0,此過(guò)程中物體A所受摩擦力的方向不變審題關(guān)鍵(1)如何確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向?提示:除摩擦力之外的其他力沿斜面方向的合力的方向(2)靜摩擦力的大小變更跟哪些力有關(guān)?提示:與其他力沿斜面方向的合力有關(guān)答案AC作出物體A除摩擦力以外的力的受力示意圖,建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,重力與推力F在x軸上的合力F合=Fcosθ-mgsinθ=mg4,方向沿斜面對(duì)上,所以物體A有沿斜面上滑的趨勢(shì),A對(duì),B錯(cuò);物體A所受摩擦力的方向沿斜面對(duì)下,C對(duì);減小推力F,重力與F在x軸上的合力先減小為0,此過(guò)程中合力方向向上,接著減小F,合力方向?qū)⒆優(yōu)橄蛳?摩擦力的方向?qū)l(fā)生突變,由之前的向下變成向上,D錯(cuò)。例5[“靜—?jiǎng)印蓖蛔兓颉皠?dòng)—靜”突變]如圖所示,斜面固定在地面上,傾角為θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面對(duì)上自由滑行(斜面足夠長(zhǎng),該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8),則該滑塊所受摩擦力F隨時(shí)間變更的圖像是圖中的(取初速度v0的方向?yàn)檎较?g=10m/s2) ()審題關(guān)鍵滑塊沿斜面上滑減速到零后靜止還是反向加速由什么確定?提示:mgsinθ與μmgcosθ的關(guān)系或者μ和tanθ的關(guān)系答案B滑塊上滑過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力作用,由F=μFN和FN=mgcosθ聯(lián)立得F=6.4N,方向沿斜面對(duì)下。當(dāng)滑塊的速度減為零后,由于重力的分力mgsinθ<μmgcosθ,滑塊不動(dòng),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,方向沿斜面對(duì)上,故選項(xiàng)B正確。例6[“動(dòng)—?jiǎng)印蓖蛔僝傳送帶以恒定的速率v=10m/s運(yùn)動(dòng),已知它與水平面成α=37°,如圖所示,PQ的長(zhǎng)度L=16m,將一個(gè)小物體無(wú)初速度地放在P點(diǎn),小物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5。已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小物體運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間為多少?審題關(guān)鍵物體與傳送帶達(dá)到共速后,相對(duì)靜止一起勻速還是接著加速?提示:因?yàn)棣?0.5<tanθ=0.75,所以mgsinθ>μmgcosθ,物體會(huì)接著加速答案見(jiàn)解析解析當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),對(duì)物體受力分析,物體受重力mg、支持力N和摩擦力f(方向沿傳送帶向下)則由牛頓其次定律有mgsinα+μmgcosα=ma1代入數(shù)據(jù)解得a1=10m/s2(方向沿傳送帶向下)故當(dāng)經(jīng)過(guò)時(shí)間t1=va1=1s后,物體的速度與傳送帶相同。此時(shí)物體運(yùn)動(dòng)了s=則由牛頓其次定律有mgsinα-μmgcosα=ma2代入數(shù)據(jù)解得a2=2m/s2(方向沿傳送帶向下)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得L-s=vt2+12a2解得t2=1s(另一個(gè)解舍去)綜上所述用時(shí)為t總=t1+t2=2sA組基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.(多選)關(guān)于力,下列說(shuō)法正確的是 ()A.拳擊運(yùn)動(dòng)員一記重拳出擊,被對(duì)手躲過(guò),運(yùn)動(dòng)員施加的力沒(méi)有受力物體B.站在地面上的人受到的彈力是地面欲復(fù)原原狀而產(chǎn)生的C.重力、彈力、摩擦力是按力的性質(zhì)命名的,動(dòng)力、阻力、壓力、支持力是按力的作用效果命名的D.同一物體放在斜面上受到的重力肯定小于放在水平面上受到的重力答案BC2.如圖,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時(shí)A恰好不滑動(dòng),B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為()A.1C.1+答案B由于A、B都處于即將運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài),設(shè)水平作用力為F,對(duì)B分析有μ1F=mBg,對(duì)A、B整體分析有μ2(mA+mB)g=F,聯(lián)立以上兩式可求得mA∶mB=1-μ1μ23.圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。圖中畫出了小球A所受彈力的狀況,其中正確的是 ()答案C4.如圖所示,固定斜面上有一光滑小球,被一豎直壓縮的輕質(zhì)彈簧P與另一平行斜面的輕質(zhì)彈簧Q連接著處于靜止?fàn)顟B(tài),則小球所受力的個(gè)數(shù)是 ()A.1B.3C.4D.5答案C彈簧P被壓縮,彈力不為零,小球受重力、彈簧P的壓力、支持力,由于支持力有水平向左的分力,彈簧Q肯定有拉力,由于斜面光滑,小球不受摩擦力,小球受4個(gè)力平衡,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。5.如圖為兩種形式的吊車的示意圖,OA為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿,AB為纜繩,當(dāng)它們吊起相同重物時(shí),桿OA在圖(a)、(b)中的受力分別為Fa、Fb,則下列關(guān)系正確的是 ()A.Fa=FbB.Fa>FbC.Fa<FbD.大小不確定答案A對(duì)題圖中的A點(diǎn)受力分析,則由圖(a)可得F1=mg,Fa=F'a=2mgcos30°=3mg由圖(b)可得tan30°=mg則Fb=F'b=3mg故Fa=Fb。6.如圖,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A上,另一端分別固定在Q、P處,當(dāng)物體A平衡時(shí)上面的彈簧處于原長(zhǎng)。若把固定的物體A換為質(zhì)量為2m的物體B(彈簧的原長(zhǎng)不變,且均在彈性限度內(nèi)),當(dāng)物體B平衡,物體B比物體A平衡時(shí)的位置下降了x,重力加速度為g,則x為 ()A.mgC.2答案A當(dāng)物體A平衡時(shí),設(shè)下面的彈簧的壓縮量為x1,則有mg=k1x1;當(dāng)物體B平衡時(shí),有2mg=k1(x1+x)+k2x,聯(lián)立解得x=mgk1+7.如圖甲、乙所示,物體P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向勻速運(yùn)動(dòng),圖乙中斜面體固定不動(dòng),關(guān)于物體P所受的摩擦力,下列說(shuō)法正確的是 ()A.圖甲、乙中物體P均受摩擦力,且方向均與力F相同B.圖甲、乙中物體P均受摩擦力,且方向均與力F相反C.圖甲、乙中物體P均不受摩擦力D.圖甲中物體P不受摩擦力,圖乙中物體P受摩擦力,且方向與力F方向相同答案D題圖甲中,P做勻速運(yùn)動(dòng),在水平方向所受合力為零,所以P不受摩擦力;題圖乙中,假設(shè)P不受摩擦力,P將相對(duì)Q沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng),因此P受沿力F方向的摩擦力,D正確。8.一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80cm的兩點(diǎn)上,彈性繩的原長(zhǎng)也為80cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn),平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100cm;再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn),則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi)) ()A.86cmB.92cmC.98cmD.104cm答案B設(shè)彈性繩總長(zhǎng)度為100cm時(shí)與水平方向的夾角為θ,則cosθ=45,故sinθ=35。彈性繩總長(zhǎng)度為100cm時(shí),其彈力F=kx9.長(zhǎng)直木板上表面的一端放有一鐵塊,木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與水平面的夾角α變大),另一端不動(dòng),如圖所示,則鐵塊受到的摩擦力Ff隨角度α的變更圖像可能正確的是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) ()答案C設(shè)木板與水平面間的夾角增大到θ時(shí),鐵塊起先滑動(dòng),明顯當(dāng)α<θ時(shí),鐵塊與木板相對(duì)靜止,由力的平衡條件可知,鐵塊受到的靜摩擦力的大小為Ff=mgsinα;當(dāng)α≥θ時(shí)鐵塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,設(shè)鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,由滑動(dòng)摩擦力公式得鐵塊受到的摩擦力為Ff=μmgcosα。通過(guò)上述分析可知C正確。10.(2024廣西柳州模擬)如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,從t=0起先以初速度v0沿水平地面對(duì)右滑行,同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用,g取10m/s2,向右為正方向,該物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變更的圖像是(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) ()答案A從t=0起先物體以肯定初速度v0向右滑行時(shí),物體受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力,Ff1=-μFN=-μmg=-2N;最大靜摩擦力Ffm=μmg=2N,由于F<Ffm,所以當(dāng)物體的速度減小到零時(shí),物體將停止運(yùn)動(dòng),受到水平向右的靜摩擦力,由平衡條件得物體受到的靜摩擦力為Ff2=F=1N,故選項(xiàng)A正確。11.如圖所示,光滑斜面固定于水平面,滑塊A、B疊放后一起沖上斜面,且始終保持相對(duì)靜止,A上表面水平,則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),圖中關(guān)于B受力的示意圖正確的為 ()答案A以A、B為整體,A、B整體沿斜面對(duì)下的加速度a可沿水平方向和豎直方向分解為加速度a∥和a⊥,如圖所示,以B為探討對(duì)象,B滑塊必需受到水平向左的力來(lái)產(chǎn)生加速度a∥,因此B受到三個(gè)力的作用,即重力、A