2025版《新亮劍》高中物理：第二章 相互作用含答案

2025版《新亮劍》高中物理：第二章相互作用第二章相互作用核心素養(yǎng)考點(diǎn)內(nèi)容高考真題備考建議物理觀念力的相互作用共點(diǎn)力的平衡2023廣東T2(靜態(tài)平衡)2023山東T2(靜態(tài)平衡)2023浙江T6(靜態(tài)平衡)2023江蘇T7(靜態(tài)平衡)2022浙江T3(受力分析)2022浙江T11(靜態(tài)平衡)2022廣東T1(靜態(tài)平衡)2022遼寧T4(力的分解)2022河北T7(動(dòng)態(tài)平衡)2022湖南T5(力的平衡)2022湖北T11(電磁平衡)高考主要考查力平衡問(wèn)題與平衡類連接體問(wèn)題,情境新穎。復(fù)習(xí)應(yīng)熟練掌握彈力方法的判斷方法和大小的分析與計(jì)算的規(guī)律,加強(qiáng)物體的受力分析,掌握用力的合成與分解、共點(diǎn)力平衡的方程解題,尤其是以生活中的實(shí)際問(wèn)題為背景考查靜力學(xué)的知識(shí)科學(xué)思維合力與分力科學(xué)探究胡克定律力的平行四邊形定則科學(xué)態(tài)度與責(zé)任力的合成與分解的應(yīng)用力的平衡應(yīng)用第1講重力彈力摩擦力對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P23考點(diǎn)一力重力彈力一、力1.定義:力是①的相互作用。

2.作用效果:使物體發(fā)生形變或改變物體的②(即產(chǎn)生加速度)。

3.四種基本相互作用:引力相互作用、③相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。

二、重力1.產(chǎn)生:由于地球的④而使物體受到的力。

2.大小:G=⑤?？捎脧椈蓽y(cè)力計(jì)測(cè)量重力。

3.方向:總是⑥。

4.重心:其位置與物體的⑦和形狀有關(guān)。

三、彈力1.定義:發(fā)生⑧的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。

2.產(chǎn)生的條件:(1)物體間直接⑨;

(2)接觸處發(fā)生⑩。

3.方向:總是與施力物體形變的方向。

答案①物體與物體間②運(yùn)動(dòng)狀態(tài)③電磁④吸引⑤mg⑥豎直向下⑦質(zhì)量分布⑧彈性形變⑨接觸⑩彈性形變相反1.懸掛法(兩次懸掛)確定物體的重心。懸掛重物的A點(diǎn)時(shí),可知重物的重心在直線AB上,懸掛重物的D點(diǎn)時(shí),可知重物的重心在直線DE上,故可知重物的重心在圖中C點(diǎn)。(說(shuō)明:物體的重心不一定在物體上)

2.如圖,在一張大桌子上放兩個(gè)平面鏡M和N,讓一束光依次被這兩面鏡子反射,最后射到墻上,形成一個(gè)光點(diǎn)。按壓兩鏡之間的桌面,觀察墻上光點(diǎn)位置的變化。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么?答:桌面受到壓力將發(fā)生肉眼看不出的微小形變,但借助該裝置可觀察到桌面的微小形變。光線被平面鏡兩次反射,把壓桌面時(shí)產(chǎn)生的微小形變放大。

角度1力重力1.力的五性:力具有物質(zhì)性、相互性、共存性、矢量性、獨(dú)立性等特征。2.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:物體的幾何形狀;物體的質(zhì)量分布。(2)不規(guī)則薄板形物體重心位置的確定方法:懸掛法。(2024屆撫順質(zhì)檢)圖為仰韶文化時(shí)期的一款尖底瓶,該瓶裝水后“虛則欹、中則正、滿則覆”。下面有關(guān)瓶(包括瓶中的水)的說(shuō)法正確的是()。A.瓶所受重力就是地球?qū)ζ康奈.瓶中的水越多,瓶的重心一定越高C.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用點(diǎn)D.瓶的重心一定在兩條繩子連線的交點(diǎn)上答案C解析瓶所受重力是地球?qū)ζ康奈Φ囊粋€(gè)分力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;瓶本身的重心是不變的,隨著裝入瓶中的水的增加,瓶的重心位置可能先降低然后再逐漸升高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)重心的定義,瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用點(diǎn),C項(xiàng)正確;瓶的重心不一定在兩條繩子連線的交點(diǎn)上,D項(xiàng)錯(cuò)誤。1.重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn),并非物體的各部分重力都作用于重心。2.重心位置與質(zhì)量分布和物體形狀有關(guān),質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在物體的幾何中心上。3.物體的重心可以不在物體上。角度2彈力的分析與計(jì)算考向1彈力有無(wú)的判斷方法條件法思路根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來(lái)判斷是否存在彈力。此方法多用來(lái)判斷形變較明顯的情況例證人站在桿的一端,將桿壓彎,人與桿間一定存在彈力假設(shè)法思路假設(shè)將與研究對(duì)象接觸的物體解除接觸,判斷研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生改變,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)改變,則此處一定存在彈力例證細(xì)線豎直、斜面體光滑,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,不受斜面體的支持力替換法思路用細(xì)繩替換裝置中的桿,看能不能維持原來(lái)的力學(xué)狀態(tài),如果能維持,則說(shuō)明這個(gè)桿提供的是拉力;否則,提供的是支持力例證用繩替換桿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,即物體的受力必須與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相符,依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),由二力平衡(或牛頓第二定律)列方程,求物體間的彈力例證升降機(jī)以加速度a=g加速下降時(shí),物體不受底板的彈力作用(2024屆泉州質(zhì)檢)一輛小車勻速前進(jìn),車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球,如圖所示,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()。A.小球一定受重力和細(xì)線對(duì)它的拉力B.小球一定受重力、細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的彈力C.小球一定受重力和斜面對(duì)它的彈力D.小球一定受細(xì)線對(duì)它的拉力和斜面對(duì)它的彈力答案A解析小球必定受到重力和細(xì)線的拉力。小球和光滑斜面接觸,假設(shè)斜面對(duì)小球有彈力,小球?qū)⑹艿饺齻€(gè)力作用,重力和細(xì)線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,與題設(shè)條件矛盾,故斜面對(duì)小球沒(méi)有彈力,A項(xiàng)正確?？枷?彈力方向的判斷下圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。圖中畫(huà)出了小球A所受彈力的情況,其中正確的是()。答案C解析A項(xiàng)中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止?fàn)顟B(tài),由二力平衡可得小球受到的彈力應(yīng)豎直向上,A項(xiàng)錯(cuò)誤。B項(xiàng)中如果左邊的繩有拉力,則豎直向上的那根繩就會(huì)發(fā)生傾斜,所以左邊的繩沒(méi)有拉力,B項(xiàng)錯(cuò)誤。球與面接觸的彈力方向,過(guò)接觸點(diǎn)垂直于接觸面,則D項(xiàng)中大半圓對(duì)小球的支持力FN2方向應(yīng)沿過(guò)小球與圓弧接觸點(diǎn)的半徑指向大半圓的圓心,D項(xiàng)錯(cuò)誤。球與球相接觸的彈力方向,垂直于過(guò)接觸點(diǎn)的公切面而指向受力物體,C項(xiàng)正確。1.常見(jiàn)模型中彈力的方向如下: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?？枷?彈力的計(jì)算如圖所示,與豎直墻壁成53°角的輕桿一端斜插入墻中并固定,另一端固定一個(gè)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34mg(g表示重力加速度大小),則輕桿對(duì)小球的彈力大小為()。A.53mgBC.45mg D.5答案D解析小球處于靜止?fàn)顟B(tài),其所受合力為零,對(duì)小球進(jìn)行受力分析,如圖所示,由圖中幾何關(guān)系可得F=(mg)2+341.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.繩只能產(chǎn)生拉力,不能產(chǎn)生支持力,且繩的彈力方向一定沿著繩收縮的方向。3.桿既可以產(chǎn)生拉力,也可以產(chǎn)生支持力,彈力的方向可以沿著桿,也可以不沿著桿。角度3胡克定律1.胡克定律:F=kx(彈簧長(zhǎng)度的變化量x,不等于彈簧形變以后的長(zhǎng)度)2.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?？枷?胡克定律的應(yīng)用(2023年山東卷)餐廳暖盤(pán)車的儲(chǔ)盤(pán)裝置示意圖如圖所示,三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上,下端連接托盤(pán)。托盤(pán)上疊放若干相同的盤(pán)子,取走一個(gè)盤(pán)子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平。已知單個(gè)盤(pán)子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤(pán)間距1.0cm,重力加速度大小g=10m/s2。彈簧始終在彈性限度內(nèi),每根彈簧的勁度系數(shù)為()。A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m答案B解析由題知,取走一個(gè)盤(pán)子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平,則說(shuō)明一個(gè)盤(pán)子的重力可以使彈簧形變相鄰兩盤(pán)間距,則有mg=3kx,解得k=100N/m,B項(xiàng)正確。考向2胡克定律與圖像的結(jié)合(多選)一輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度和彈力大小的關(guān)系圖像如圖所示。根據(jù)圖像判斷,下列說(shuō)法正確的是()。A.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(zhǎng)為6cmD.彈簧伸長(zhǎng)0.02m時(shí),彈力的大小為4N答案BC解析彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧的彈力應(yīng)為0,由此可知彈簧原長(zhǎng)為6cm,C項(xiàng)正確。進(jìn)一步分析可得,圖像左半部分為彈簧處于壓縮狀態(tài),右半部分為彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài),由F=kx知k=Fx=66×10-2N/m=100N/m,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。當(dāng)x1=0.02m時(shí),F1=kx1=21.應(yīng)用胡克定律解題時(shí),一定要清楚F=kx中的x是指彈簧的形變量。彈簧彈力的方向可以根據(jù)彈簧是處于壓縮狀態(tài)還是處于伸長(zhǎng)狀態(tài)來(lái)確定。反之,如果知道彈力的方向,也可確定彈簧是處于壓縮狀態(tài)還是伸長(zhǎng)狀態(tài)。2.胡克定律F=kx的變形式為ΔF=kΔx?？键c(diǎn)二摩擦力項(xiàng)目靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件接觸面①;接觸處有②

兩物體間有③

兩物體間有④

大小0<Ff≤FfmFf=⑤

方向與受力物體⑥的方向相反

與受力物體⑦的方向相反

作用效果總是阻礙物體間的⑧

總是阻礙物體間的⑨

答案①粗糙②彈力③相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)④相對(duì)運(yùn)動(dòng)⑤μFN⑥相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)⑦相對(duì)運(yùn)動(dòng)⑧相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)⑨相對(duì)運(yùn)動(dòng)在圖中,重50N的木箱靜止在水平地面上,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。當(dāng)其受到水平推力F=5N時(shí),地面對(duì)木箱的摩擦力大小為5N;當(dāng)水平推力F=15N時(shí),地面對(duì)木箱的摩擦力大小為10N。

角度1靜摩擦力的判斷與計(jì)算1.靜摩擦力的判斷先判斷物體的狀態(tài)(加速度的方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力,然后通過(guò)受力分析確定靜摩擦力的大小及方向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的方向2.靜摩擦力大小的計(jì)算方法(1)物體處于平衡狀態(tài):利用平衡條件求解。(2)物體處于加速狀態(tài):應(yīng)用牛頓第二定律F合=ma求解。(3)最大靜摩擦力:與接觸面間的壓力成正比,其值略大于滑動(dòng)摩擦力,通常認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,即Fmax=μFN?？枷?靜摩擦力方向的判斷如圖所示,傾角為θ的斜面體C置于水平地面上,物體B置于斜面上,一細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪與物體A、B相連接,連接B的一段細(xì)繩與斜面平行。已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài),則()。A.B受C的摩擦力一定不為零B.C受地面的摩擦力一定為零C.C有沿地面向右滑的趨勢(shì),一定受到地面向左的摩擦力D.將細(xì)繩剪斷,若B依然靜止在斜面上,此時(shí)地面對(duì)C的摩擦力方向水平向左答案C解析若mBgsinθ=mAg,則B受C的摩擦力為零,A項(xiàng)錯(cuò)誤;以B、C兩物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,系統(tǒng)受斜向右上方的拉力而靜止,故C有沿地面向右滑動(dòng)的趨勢(shì),C一定受到地面向左的摩擦力,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;若將細(xì)繩剪斷,B依然靜止在斜面上,以B、C為整體,可知地面對(duì)C無(wú)摩擦力,D項(xiàng)錯(cuò)誤?？枷?靜摩擦力大小的計(jì)算(2024屆張家口質(zhì)檢)一同學(xué)從t=0時(shí)刻起逐漸增加水平推力,在推動(dòng)水平地面上箱子的過(guò)程中三個(gè)時(shí)刻(t1、t2、t3)的漫畫(huà)圖如圖所示。假設(shè)t1時(shí)刻該同學(xué)對(duì)箱子的推力為5N,t2時(shí)刻推力為10N,t3時(shí)刻推力為15N。下列說(shuō)法正確的是()。A.t1時(shí)刻箱子受到地面的摩擦力等于5NB.箱子對(duì)地面的壓力就是箱子的重力C.t2時(shí)刻箱子受到地面的摩擦力大于10ND.箱子與地面的滑動(dòng)摩擦力一定為15N答案A解析t1時(shí)刻箱子處于靜止?fàn)顟B(tài),據(jù)平衡條件可知,其受到地面的摩擦力等于5N,A項(xiàng)正確;箱子對(duì)地面的壓力大小與箱子的重力大小相等,但兩個(gè)力性質(zhì)不同,不能說(shuō)箱子對(duì)地面的壓力就是箱子的重力,B項(xiàng)錯(cuò)誤;t2時(shí)刻箱子仍處于靜止?fàn)顟B(tài),受到地面的摩擦力等于10N,C項(xiàng)錯(cuò)誤;用15N的力把箱子推走了,此時(shí)的推力大于箱子與地面的滑動(dòng)摩擦力,即箱子與地面的滑動(dòng)摩擦力小于15N,D項(xiàng)錯(cuò)誤。角度2滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算1.公式法:Ff=μFN(1)μ為動(dòng)摩擦因數(shù),其大小與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)。(2)FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不一定等于物體的重力的大小。2.狀態(tài)法:利用平衡條件或牛頓第二定律列方程求解?？枷?摩擦定律的應(yīng)用(2024屆石家莊質(zhì)檢)如圖所示,A、B兩物體疊放在水平地面上,A物體質(zhì)量m=20kg,B物體質(zhì)量M=30kg。處于水平位置的輕彈簧一端固定于墻壁,另一端與A物體相連,輕彈簧處于自然狀態(tài),其勁度系數(shù)為250N/m,A與B之間、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5?，F(xiàn)用一水平推力F作用于物體B上使B緩慢地向墻壁移動(dòng),當(dāng)移動(dòng)0.2m時(shí),水平推力F的大小為(已知A、B之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2)()。A.350N B.300NC.250N D.200N答案B解析假設(shè)A、B間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),則輕彈簧的壓縮量x=0.2m,此時(shí)輕彈簧的彈力大小F=kx=50N,而A與B間的最大靜摩擦力FfA=μmg=100N,所以A、B之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),它們之間的摩擦力為靜摩擦力,其大小Ff1=50N,B與地面間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,其大小Ff2=μ(m+M)g=250N,由B緩慢移動(dòng)可知,推力的大小F=Ff1+Ff2=300N,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)?？枷?靜、動(dòng)摩擦力的綜合計(jì)算(2024屆青島模擬)長(zhǎng)木板上表面的一端放有一個(gè)質(zhì)量為m的木塊,木塊與木板接觸面上裝有摩擦力傳感器,如圖1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θ變大),另一端不動(dòng),摩擦力傳感器記錄了木塊受到的摩擦力Ff隨角度θ的變化圖像如圖2所示。下列判斷正確的是()。A.木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=tanθ1B.木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=FC.木板與地面的夾角為θ2時(shí),木塊做自由落體運(yùn)動(dòng)D.木板由θ1轉(zhuǎn)到θ2的過(guò)程中,木塊的速度變化越來(lái)越快答案D解析當(dāng)夾角為θ1時(shí),最大靜摩擦力為Ff2,而滑動(dòng)摩擦力為Ff1,此時(shí)木塊是加速下滑的,則有μmgcosθ1<mgsinθ1,解得μ<tanθ1,由μmgcosθ1=Ff1解得μ=Ff1mgcosθ1,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)木板與地面的夾角為θ2時(shí),木塊只受重力,但速度不為零,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在木板由θ1轉(zhuǎn)到θ2的過(guò)程中,根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,摩擦力大小的計(jì)算方法角度3摩擦力的四種突變問(wèn)題分類圖示說(shuō)明“靜—靜”突變?cè)谒搅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巴蛔儭薄办o—?jiǎng)印蓖蛔兾矬w放在粗糙水平面上,作用在物體上的水平力F從零逐漸增大;當(dāng)物體開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),物體所受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動(dòng)摩擦力“動(dòng)—靜”突變滑塊以v0沖上斜面做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)?shù)竭_(dá)某位置時(shí)速度減為零后靜止在斜面上,此時(shí)滑塊所受滑動(dòng)摩擦力就“突變”為靜摩擦力“動(dòng)—?jiǎng)印蓖蛔兯絺魉蛶У乃俣葀1大于滑塊的速度v2,滑塊受到水平向右的滑動(dòng)摩擦力,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”為向左考向1“靜—靜”突變(2024屆黃岡質(zhì)檢)如圖1所示,一物塊放在粗糙斜面上,在平行斜面向上的外力F作用下,斜面和物塊始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)F按圖2所示規(guī)律變化時(shí),物塊與斜面間的摩擦力大小變化規(guī)律可能是()。答案D解析依題意,若開(kāi)始靜摩擦力的方向沿斜面向上,則有F+Ff=mgsinθ,在力F減小的過(guò)程中,Ff增大,直到力F減小到零時(shí)Ff恒定,D項(xiàng)符合題意;若開(kāi)始靜摩擦力的方向沿斜面向下,則有F=Ff+mgsinθ,在力F減小的過(guò)程中,Ff先減小到零,然后反向增大到mgsinθ,恒定,無(wú)選項(xiàng)對(duì)應(yīng)。分析摩擦力突變問(wèn)題的方法1.分析臨界狀態(tài),物體由相對(duì)靜止變?yōu)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng),或者由相對(duì)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橄鄬?duì)靜止,或者受力情況發(fā)生突變,往往是摩擦力突變問(wèn)題的臨界狀態(tài)。2.確定各階段摩擦力的性質(zhì)和受力情況,做好各階段摩擦力的分析?？枷?“靜—?jiǎng)印蓖蛔?2024屆襄陽(yáng)檢測(cè))(多選)如圖1所示,A、B兩個(gè)質(zhì)量均為m的物體疊放在水平面上,B的上、下表面均水平,A物體與一拉力傳感器通過(guò)細(xì)繩相連接,連接拉力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平。從t=0時(shí)刻起,用一水平向右且隨時(shí)間逐漸增大的力F作用在B物體上,拉力傳感器的示數(shù)隨時(shí)間變化的圖線如圖2所示,已知重力加速度大小g及題中的t1、t2,且最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力。A與B、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,下列說(shuō)法正確的是()。A.0~t1時(shí)間內(nèi),A、B之間的靜摩擦力逐漸增大B.t1~t2時(shí)間內(nèi),水平面與B之間為滑動(dòng)摩擦力C.0~t1時(shí)間內(nèi),A、B之間無(wú)摩擦力D.t2時(shí)刻,B與水平面之間的摩擦力為2μmg答案CD解析0~t1時(shí)間內(nèi),B處于靜止?fàn)顟B(tài),假設(shè)A受到摩擦力作用,則傳感器會(huì)有拉力,而由圖2可知,在這段時(shí)間傳感器沒(méi)有示數(shù),說(shuō)明A沒(méi)有受到拉力,所以A、B之間沒(méi)有摩擦力,A項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;t1~t2時(shí)間內(nèi),由圖2可知,傳感器的拉力逐漸增大,則A所受的摩擦力也在逐漸增大,這時(shí)A、B相對(duì)地面還是處于靜止?fàn)顟B(tài),故水平面與B之間為靜摩擦力,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖2可知,t2時(shí)刻,B相對(duì)地面滑動(dòng),地面所受的正壓力大小FN=2mg,故B與水平面之間的摩擦力f=μFN=2μmg,D項(xiàng)正確?？枷?“動(dòng)—靜”突變(2024屆恩施模擬)如圖所示,把一重為G的物體,用一水平方向的推力F=kt(k為恒量且大于0,t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整墻上,從t=0開(kāi)始,物體所受的摩擦力Ff隨t變化的關(guān)系大致是()。答案B解析物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用,由于Ff從零開(kāi)始均勻增大,開(kāi)始一段時(shí)間Ff<G,物體加速下滑;當(dāng)Ff=G時(shí),物體的速度達(dá)到最大值;之后Ff>G,物體向下做減速運(yùn)動(dòng),直至速度為零。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,其大小Ff=μFN=μF=μkt,即Ff與t成正比,是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。在物體速度減為零后,滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力,其大小Ff=G,所以物體靜止后的圖線為平行于t軸的直線,B項(xiàng)正確?？枷?“動(dòng)—?jiǎng)印蓖蛔?2024屆大連檢測(cè))(多選)如圖1所示,足夠長(zhǎng)且勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶與水平面的夾角為θ,在傳送帶上某位置輕輕放置一小木塊,小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,小木塊的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示,v0、t0已知,則()。A.傳送帶一定沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)B.μ=tanθ+vC.傳送帶的速度大于v0D.t0后,木塊的加速度為2gsinθ-v答案AD解析若傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)木塊下滑時(shí)(mgsinθ>μmgcosθ),木塊將一直做勻加速運(yùn)動(dòng)到底端;當(dāng)木塊上滑時(shí)(mgsinθ<μmgcosθ),木塊先做勻加速運(yùn)動(dòng),在速度與傳送帶速度相等后將做勻速運(yùn)動(dòng),兩種情況均不符合題圖2的圖像,故傳送帶沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),A項(xiàng)正確。木塊在0~t0內(nèi),所受滑動(dòng)摩擦力方向沿傳送帶向下,木塊勻加速下滑,即有a1=gsinθ+μgcosθ,由題圖2可知a1=v0t0,則μ=v0gt0cosθ-tanθ,B項(xiàng)錯(cuò)誤。經(jīng)過(guò)分析,由題圖2可知,傳送帶的速度等于v0,C項(xiàng)錯(cuò)誤。木塊與傳送帶的速度相等后的加速度a2=gsinθ-μgcosθ,代入μ可得a2=1.站穩(wěn)了,就是精品一件,倒下了,就是亂石一堆。如圖所示,a、b、c三個(gè)形狀不規(guī)則的石塊疊放在一起,放置于水平面上并保持靜止,下列說(shuō)法正確的是()。A.b對(duì)a的作用力大小一定小于a的重力大小B.c對(duì)b的作用力大小一定大于b的重力大小C.b對(duì)a的作用力方向一定垂直二者的接觸面向上D.水平面對(duì)c一定有摩擦力,且方向沿水平方向向左答案B解析對(duì)a石塊分析,根據(jù)二力平衡,可知b對(duì)a的作用力大小等于a的重力大小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)a、b兩個(gè)石塊整體分析,根據(jù)二力平衡,可知c對(duì)b的作用力大小等于a、b重力之和,大于b的重力大小,B項(xiàng)正確;b對(duì)a的作用力方向豎直向上,不一定垂直接觸面,C項(xiàng)錯(cuò)誤;把三個(gè)石塊看作整體,可知水平地面對(duì)c一定沒(méi)有摩擦力,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(改編)如圖所示,小明用25N的水平向右的力推所受重力為100N的木箱,推不動(dòng),木箱此時(shí)受到的摩擦力大小為F1;如果小明用35N的水平力恰能推動(dòng)木箱,此時(shí)木箱與地面間的摩擦力大小為F2;如果小明把木箱推動(dòng)了,此時(shí)木箱與地面間摩擦力大小為F3,木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,則F1、F2、F3的大小分別為()。A.25N、35N、30NB.25N、35N、15NC.25N、25N、30ND.0、25N、35N答案A解析在25N水平向右的力的作用下,木箱沒(méi)有動(dòng),保持靜止?fàn)顟B(tài),水平方向上推力和摩擦力是平衡力,摩擦力大小是25N。用35N的水平力恰能推動(dòng)木箱,則此時(shí)水平推力恰好等于最大靜摩擦力,所以木箱與地面間的最大靜摩擦力為35N。木箱運(yùn)動(dòng)后,木箱與地面間摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,F3=μFN=30N,A項(xiàng)正確。3.(改編)下列關(guān)于一個(gè)玻璃瓶在不同情況下受到摩擦力的說(shuō)法正確的是()。A.瓶子靜止在粗糙的水平面上,瓶子一定受到摩擦力B.瓶子靜止在傾斜的桌面上,瓶子受到沿斜面向下的靜摩擦力C.瓶子被握在手中,瓶口朝上,增大手的握力,瓶子受到的摩擦力增大D.瓶子壓著一紙條,擋住瓶子把紙條抽出,瓶子受到的摩擦力方向沿紙條運(yùn)動(dòng)方向答案D解析瓶子靜止在粗糙的水平面上,瓶子相對(duì)于水平面無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),沒(méi)有摩擦力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;瓶子靜止在傾斜的桌面上時(shí),瓶子有沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),瓶子受到沿斜面向上的靜摩擦力,B項(xiàng)錯(cuò)誤;瓶子被握在手中,豎直方向上瓶子受重力,根據(jù)二力平衡知瓶子還受手對(duì)它的靜摩擦力,增大手的握力,瓶子受到的摩擦力不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;紙條抽出過(guò)程中,瓶子與紙條間有彈力,還有相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以存在滑動(dòng)摩擦力,瓶子受到的摩擦力方向沿紙條運(yùn)動(dòng)方向,D項(xiàng)正確。見(jiàn)《高效訓(xùn)練》P91.(教材改編)(多選)一重力為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(kāi)始運(yùn)動(dòng)。木箱從原地移動(dòng)以后,用30N的水平推力,就可以使木箱繼續(xù)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ABD解析由題意知,木箱與地板間的最大靜摩擦力為35N,滑動(dòng)摩擦力為30N,由Ff=μFN,FN=mg,聯(lián)立得μ=Ffmg=30N100N=0.3,故A、B、2.(2024屆合肥質(zhì)檢)懸掛比較輕的洗刷用具的小吸盤(pán)如圖所示,安裝拆卸都很方便,其原理是排開(kāi)吸盤(pán)與墻壁間的空氣,依靠大氣壓緊緊地將吸盤(pán)壓在豎直墻壁上。則下列說(shuō)法正確的是()。A.吸盤(pán)與墻壁間有四對(duì)相互作用力B.墻壁對(duì)吸盤(pán)的作用力沿水平方向C.若大氣壓變大,吸盤(pán)受到的摩擦力也變大D.大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力與墻壁對(duì)吸盤(pán)的彈力是一對(duì)平衡力答案D解析吸盤(pán)與墻壁間存在彈力和摩擦力兩對(duì)相互作用力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;墻壁對(duì)吸盤(pán)的彈力沿水平方向且垂直于墻面,墻壁對(duì)吸盤(pán)的摩擦力方向豎直向上,所以彈力和摩擦力的合力方向斜向上,即墻壁對(duì)吸盤(pán)的作用力斜向上,B項(xiàng)錯(cuò)誤;吸盤(pán)所受摩擦力與重力大小相等、方向相反,與大氣壓無(wú)關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;大氣對(duì)吸盤(pán)的壓力與墻壁對(duì)吸盤(pán)的彈力大小相等,方向相反,是一對(duì)平衡力,D項(xiàng)正確。3.某客機(jī)的質(zhì)量為72.5t,g=10m/s2。下列關(guān)于該客機(jī)的說(shuō)法正確的是()。A.該客機(jī)的重力就是地球?qū)蜋C(jī)的吸引力B.該客機(jī)勻速飛行時(shí)的重力小于加速飛行時(shí)的重力C.該客機(jī)的重力大小約為7.25×105ND.該客機(jī)的重力的受力物體和施力物體分別是地球和客機(jī)答案C解析重力是因地球的吸引而使物體受到的力,是地球?qū)ξ矬w的吸引力的一個(gè)分力,方向豎直向下,A項(xiàng)錯(cuò)誤;客機(jī)的重力與它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),客機(jī)勻速飛行時(shí)的重力等于其加速飛行時(shí)的重力,B項(xiàng)錯(cuò)誤;G=mg=7.25×105N,C項(xiàng)正確;客機(jī)的重力的受力物體和施力物體分別是客機(jī)和地球,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(多選)關(guān)于下列四幅圖的描述正確的是()。A.圖1中,畫(huà)出的是物體A的重力的示意圖B.圖2中,即將被踢起的足球受到腳給它的彈力是由腳發(fā)生形變產(chǎn)生的C.圖3中,碗對(duì)筷子下端的彈力沿筷子斜向上,如圖中箭頭所示D.圖4中小球受到的彈力方向沿桿斜向上,如圖中箭頭所示答案AB解析力的示意圖只考慮力的方向和作用點(diǎn),A項(xiàng)正確;發(fā)生形變的物體是施力物體,即將被踢起的足球受到腳給它的彈力是由腳發(fā)生形變產(chǎn)生的,B項(xiàng)正確;碗對(duì)筷子的彈力應(yīng)垂直碗的該處切面斜向上,C項(xiàng)錯(cuò)誤;小球只受重力和桿的彈力且處于靜止?fàn)顟B(tài),由二力平衡可得小球受到的彈力方向應(yīng)豎直向上,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2024屆中山模擬)一根輕彈簧如圖所示,其自由端B在未懸掛重物時(shí)指針正對(duì)刻度5。在彈性限度內(nèi),當(dāng)掛上80N重物時(shí)指針正對(duì)刻度45,若要使指針正對(duì)刻度20,所掛重物的重力為()。A.40NB.30NC.20ND.因k值未知,無(wú)法計(jì)算答案B解析彈簧的自由端B在未懸掛重物時(shí)指針正對(duì)刻度5,當(dāng)掛上80N重物時(shí)指針正對(duì)刻度45,知彈簧形變量x1=45-5=40,指針正對(duì)刻度20時(shí),彈簧的形變量x2=20-5=15,由胡克定律F=kx,F'=80N=kx1,F″=G=kx2,解得G=30N,B項(xiàng)正確。6.(2024屆寧波質(zhì)檢)(多選)運(yùn)動(dòng)員騎著自行車在水平賽道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),以下說(shuō)法正確的是()。A.將運(yùn)動(dòng)員和自行車看作一個(gè)整體,整體受到重力、彈力、摩擦力和向心力作用B.自行車所受地面的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反C.自行車所受地面的摩擦力方向指向軌跡的圓心D.運(yùn)動(dòng)員騎車沿圓周做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),自行車所受摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向間的夾角小于90°答案CD解析向心力是效果力,由摩擦力提供,摩擦力的方向指向圓心,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;運(yùn)動(dòng)員騎車沿圓周加速運(yùn)動(dòng)時(shí),自行車所受摩擦力沿半徑方向的分力提供向心力,沿運(yùn)動(dòng)方向的分力使自行車加速,摩擦力的方向斜向前,與運(yùn)動(dòng)方向的夾角小于90°,D項(xiàng)正確。7.(2024屆南京質(zhì)檢)現(xiàn)代的激光打印機(jī)都是自動(dòng)進(jìn)紙的,有一種進(jìn)紙?jiān)砣鐖D所示。進(jìn)紙槽里疊放有一疊白紙,進(jìn)紙時(shí)滾輪以豎直向下的力F壓在第一張白紙上,并沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),確保第一張紙與第二張紙發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。滾輪與白紙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,白紙與白紙之間、白紙與紙槽底座之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2,每張白紙的質(zhì)量為m。不考慮靜電力的影響,已知重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是()。A.滾輪對(duì)第一張白紙的摩擦力大小為μ1FB.第二、三張白紙間的摩擦力大小為μ2(F+2mg)C.第三、四張白紙間的摩擦力大小為μ2(F+mg)D.越靠近底座白紙間的摩擦力越大答案C解析滾輪與第一張白紙間的摩擦力為靜摩擦力,其大小F0≤μ1F,A項(xiàng)錯(cuò)誤;第一、二張白紙間的滑動(dòng)摩擦力大小F12=μ2(F+mg),第二、三張白紙間的靜摩擦力大小F23=F12=μ2(F+mg),B項(xiàng)錯(cuò)誤;第三、四張白紙間的靜摩擦力大小F34=F12=μ2(F+mg),C項(xiàng)正確;第一張白紙下面的所有白紙間的靜摩擦力大小均為F12=μ2(F+mg),D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.(2024屆寧波質(zhì)檢)一運(yùn)動(dòng)員在走廊里用雙腿撐墻,使自己靜止于兩墻之間(全身離地有一定高度)。下列說(shuō)法正確的是()。A.運(yùn)動(dòng)員對(duì)墻壁的壓力是墻壁發(fā)生形變產(chǎn)生的B.墻壁對(duì)運(yùn)動(dòng)員的摩擦力方向沿墻面向下C.墻壁越粗糙,則墻壁對(duì)運(yùn)動(dòng)員的摩擦力越大D.運(yùn)動(dòng)員對(duì)墻壁的壓力增大,其所受摩擦力不變答案D解析運(yùn)動(dòng)員對(duì)墻壁的壓力是腳發(fā)生形變產(chǎn)生的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;以運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,運(yùn)動(dòng)員受到重力和墻對(duì)運(yùn)動(dòng)員的摩擦力,處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件,可知墻壁對(duì)運(yùn)動(dòng)員的摩擦力和重力大小相等、方向相反,沿墻面豎直向上,與墻壁的粗糙程度和運(yùn)動(dòng)員對(duì)墻壁的壓力大小沒(méi)有關(guān)系,故B項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。9.(2024屆合肥質(zhì)檢)(多選)如圖1所示,一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上的質(zhì)量為10kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff與F的關(guān)系如圖2所示,下列說(shuō)法正確的是(g取10m/s2)()。A.木箱所受的最大靜摩擦力Ffm=21NB.木箱所受的最大靜摩擦力Ffm=20NC.木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.21D.木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2答案AD解析木箱受到的靜摩擦力隨推力的增大而增大,最大靜摩擦力為21N,當(dāng)推力F>21N時(shí),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,大小為20N,木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=Ffmg=0.2,A、10.(2024屆襄陽(yáng)質(zhì)檢)(多選)緩慢關(guān)門(mén)時(shí)(關(guān)門(mén)方向?yàn)閳D中箭頭方向)門(mén)鎖的示意圖如圖所示,若彈簧始終處于壓縮狀態(tài),則下列說(shuō)法正確的是()。A.關(guān)門(mén)時(shí)鎖殼對(duì)鎖舌的彈力方向向右B.關(guān)門(mén)時(shí)鎖殼對(duì)鎖舌的彈力方向垂直于鎖舌的斜面C.關(guān)門(mén)時(shí)彈簧彈力變大D.關(guān)門(mén)時(shí)彈簧彈力方向與鎖殼對(duì)鎖舌的彈力方向在一條直線上答案BC解析關(guān)門(mén)時(shí),鎖殼對(duì)鎖舌的彈力方向與接觸面垂直,即垂直于鎖舌的斜面,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。關(guān)門(mén)時(shí),彈簧的壓縮量增大,根據(jù)胡克定律F=kx可知彈簧彈力變大,C項(xiàng)正確。被壓縮的彈簧彈力的方向沿著彈簧向兩邊,鎖殼對(duì)鎖舌的彈力方向垂直于鎖舌的斜面,顯然兩者不在一條直線上,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.(2024屆成都質(zhì)檢)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)桌面邊緣的距離為L(zhǎng),則該過(guò)程中,木板所受摩擦力Ff與位移x的關(guān)系圖像是()。ABCD答案D解析由Ff=μFN可知,隨著長(zhǎng)為3L的木板逐漸進(jìn)入粗糙桌面,木板所受摩擦力Ff均勻增大,全部進(jìn)入粗糙桌面后到木板最終停止,木板所受支持力不變,則木板所受摩擦力Ff也不再改變,D項(xiàng)正確。12.(多選)如圖所示,某同學(xué)將一本質(zhì)量M=1.2kg且分布均勻的大字典放在水平桌面上,一張白紙(質(zhì)量和厚度均可忽略不計(jì),頁(yè)面大于字典頁(yè)面)夾在字典最深處,白紙離桌面的高度是字典高度的13,已知白紙上、下表面與字典書(shū)頁(yè)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.25?，F(xiàn)用一與白紙長(zhǎng)邊垂直的水平拉力F將白紙從字典中勻速拉出,此過(guò)程中字典始終保持靜止,設(shè)最大靜摩摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10m/s2。在白紙被拉出字典的過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是()。A.字典與桌面間的摩擦力始終不變B.拉力F的大小始終不變C.拉力F的最大值為4ND.字典與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2的最小值為1答案CD解析字典與桌面間的靜摩擦力大小Ff=F,設(shè)字典的寬度為L(zhǎng),當(dāng)將白紙向右拉出位移大小為x時(shí),白紙上方受到字典的壓力FN=23Mg·L-xL,此時(shí)白紙受到的拉力大小F=2μ1FN,可得F=4μ1Mg(L-x)3L,可知當(dāng)x增大時(shí),F減小,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)x=0時(shí),拉力的最大值Fmax=4μ1Mg3=4N,C項(xiàng)正確;第2講力的合成與分解對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P29考點(diǎn)一力的合成1.共點(diǎn)力幾個(gè)力作用在物體的同一點(diǎn),或它們的①或其延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。

2.合力與分力(1)定義:如果一個(gè)力產(chǎn)生的②跟幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這一個(gè)力就稱為那幾個(gè)力的合力,原來(lái)那幾個(gè)力稱為分力。

(2)關(guān)系:合力和分力是③的關(guān)系。

3.力的合成(1)定義:求幾個(gè)力的合力的過(guò)程。(2)運(yùn)算方法:④定則。

答案①作用線②效果③等效替代④平行四邊形兩個(gè)彈簧秤拉橡皮條的合力與一個(gè)彈簧秤拉橡皮條的力的效果相同。實(shí)驗(yàn)表明:合力與兩分力之間關(guān)系滿足平行四邊形定則。

(注)合成與分解遵循平行四邊形定則的物理量為矢量,矢量一定既有大小又有方向,但既有大小又有方向的物理量不一定是矢量,如“電流(有很多答案,符合要求的均對(duì))”。

角度1合力與分力的關(guān)系1.平行四邊形定則:求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力的合力,可以用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩條鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向,如圖1所示。2.三角形定則:把兩個(gè)矢量首尾相連,從而求出合矢量,如圖2所示?？枷?用作圖法求合力(教材習(xí)題改編)一物體受到三個(gè)共面共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用,三力的矢量關(guān)系如圖所示(小方格邊長(zhǎng)相等),則下列說(shuō)法正確的是()。A.三力的合力有最大值F1+F2+F3,方向不確定B.三力的合力有唯一值,大小為3F3,方向與F3同向C.三力的合力有唯一值,大小為2F3,方向與F3同向D.由題給條件無(wú)法求合力大小答案B解析應(yīng)先合成其中兩個(gè)力,再合成第三個(gè)力,根據(jù)本題特點(diǎn)先合成F1和F2,如圖所示,再求F12與F3的合力。由圖可知F合=3F3,方向與F3同向,B項(xiàng)正確?？枷?合力范圍的確定1.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍:|F1-F2|≤F≤F1+F2。(1)兩個(gè)力的大小不變時(shí),其合力隨夾角的增大而減小。(2)合力的大小不變時(shí),兩分力隨夾角的增大而增大。(3)當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí),合力最小,為|F1-F2|;當(dāng)兩個(gè)力同向時(shí),合力最大,為F1+F2。2.三個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍(1)最大值:三個(gè)力同向時(shí),其合力最大,為Fmax=F1+F2+F3。(2)最小值:以這三個(gè)力的大小為邊,如果能組成封閉的三角形,則其合力的最小值為零,即Fmin=0;如果不能,則合力的最小值等于最大的一個(gè)力減去另外兩個(gè)力的大小之和,即Fmin=F1-(F2+F3)(F1為三個(gè)力中最大的力)。題型1合力的范圍(多選)一物體靜止于水平桌面上,兩者之間的最大靜摩擦力為5N,現(xiàn)將水平面內(nèi)三個(gè)力同時(shí)作用于物體的同一點(diǎn),三個(gè)力的大小分別為2N、2N、3N。下列關(guān)于物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是()。A.物體所受靜摩擦力可能為2NB.物體所受靜摩擦力可能為4NC.物體可能仍保持靜止D.物體一定被拉動(dòng)答案ABC解析兩個(gè)2N的力的合力范圍為0~4N,然后與3N的力合成,則三力的合力范圍為0~7N,而最大靜摩擦力為5N,因此可判定A、B、C三項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。兩個(gè)力的合力大小1.兩個(gè)分力一定時(shí),夾角θ越大,合力越小。2.合力一定,兩等大分力的夾角越大,兩分力越大。3.合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力。題型2合力大小的矢量圖(2024屆烏魯木齊質(zhì)檢)如圖所示,小寧利用計(jì)算機(jī)研究分力F1、F2與合力F的關(guān)系。保持分力F1的大小和方向不變,F2的大小不變,使F1、F2間的夾角θ由0°逐漸增大到360°的過(guò)程中,合力F的箭頭的軌跡圖形為()。答案A解析解法1:以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),F1所在方向?yàn)閤軸正方向,建立直角坐標(biāo)系(如圖甲),則合力F的箭頭位置坐標(biāo)值為x=F1+F2cosθ,y=F2sinθ,可得(x-F1)2+y2=F22,這是一個(gè)圓心在(F1,0)、半徑大小為F2的圓的方程,即合力F的箭頭的軌跡為圓形,甲乙解法2:平移力矢量F2,讓其首端與矢量F1尾端重合,由矢量三角形法則作出合力F(如圖乙)。保持分力F1的大小和方向不變,F2的大小不變,在F1、F2間的夾角θ由0°逐漸增大到360°的過(guò)程中,可知合力F的箭頭軌跡為一圓周,A項(xiàng)正確。角度2合力的計(jì)算法類型圖示計(jì)算一般情況F=Ftanα=F幾種特例兩力互相垂直F=Ftanθ=F兩力等大,夾角為θF=2F1cosθF與F1夾角為θ幾種特例兩力等大且?jiàn)A角為120°合力與分力等大(2024屆平頂山質(zhì)檢)射箭時(shí),若釋放的瞬間弓弦的拉力為100N,對(duì)箭產(chǎn)生的作用力為120N,其弓弦的拉力如圖中F1和F2所示,對(duì)箭產(chǎn)生的作用力如圖中F所示,則弓弦的夾角α應(yīng)為(cos53°=0.6)()。A.53° B.127° C.143° D.106°答案D解析弓弦拉力的合成如圖所示,由于F1=F2=100N,由幾何知識(shí)得2F1cosα2=F合,又F合=F=120N,則cosα2=F合2F1=0.6,所以α2=53°,力的合成問(wèn)題常常與幾何知識(shí)結(jié)合,解題時(shí)要畫(huà)好受力示意圖,有助于利用形象思維直觀地分析問(wèn)題?？键c(diǎn)二力的分解1.力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,遵循①定則或②定則。

2.分解方法(1)按力產(chǎn)生的③分解。

(2)正交分解①定義:將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。②建立坐標(biāo)軸的原則:一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)。在靜力學(xué)中,以少分解力和容易分解力為原則(盡可能讓更多的力在坐標(biāo)軸上);在動(dòng)力學(xué)中,以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系。3.實(shí)例:如圖,將結(jié)點(diǎn)O所受的力進(jìn)行分解。答案①平行四邊形②三角形③效果1.一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)分力。為了研究問(wèn)題的方便,我們一般將力按照力的的方向分解。

答案作用效果2.生活中經(jīng)常用刀來(lái)劈開(kāi)物體。圖是刀刃的橫截面,F是作用在刀背上的力,若刀刃的橫截面是等腰三角形,刀刃兩側(cè)面的夾角為θ,則刀劈物體時(shí)對(duì)物體側(cè)向推力的大小FN=。

答案F解析將F沿垂直兩側(cè)面的方向分解,如圖所示,由幾何關(guān)系可知,F=2FNsinθ2,解得FN=F角度1按力的作用效果分解(2021年廣東卷)唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢(shì)之一是起土省力。設(shè)牛用大小相等的拉力F通過(guò)耕索分別拉兩種犁,F與豎直方向的夾角分別為α和β,α<β,如圖所示。忽略耕索質(zhì)量,耕地過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()。A.耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力比對(duì)直轅犁的大B.耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力比對(duì)直轅犁的大C.曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí),耕索對(duì)犁的拉力小于犁對(duì)耕索的拉力D.直轅犁加速前進(jìn)時(shí),耕索對(duì)犁的拉力大于犁對(duì)耕索的拉力答案B解析耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力大小F1x=Fsinα,豎直方向的分力大小F1y=Fcosα,耕索對(duì)直轅犁拉力的水平分力大小F2x=Fsinβ,豎直方向分力大小為F2y=Fcosβ,由于α<β,則F1x<F2x,F1y>F2y,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;無(wú)論曲轅犁勻速前進(jìn)或直轅犁加速前進(jìn),耕索對(duì)犁的拉力與犁對(duì)耕索的拉力屬于物體間的相互作用力,總是大小相等、方向相反的,C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。按力的作用效果分解的五種常見(jiàn)情形實(shí)例分解思路拉力F可分解為水平方向的分力F1=Fcosα和豎直方向的分力F2=Fsinα重力分解為沿斜面向下的力F1=mgsinα和垂直斜面向下的力F2=mgcosα重力分解為使球壓緊擋板的分力F1=mgtanα和使球壓緊斜面的分力F2=重力分解為使球壓緊豎直墻壁的分力F1=mgtanα和使球拉緊懸線的分力F2=重力分解為拉緊AO線的分力F2和拉緊BO線的分力F1,大小F1=F2=角度2力的正交分解方法應(yīng)用物體受到多個(gè)力F1,F2,F3,…作用,求合力F時(shí),可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解用正交分解法求合力x軸上的合力:Fx=Fx1+Fx2y軸上的合力:Fy=Fy1+Fy2合力大小:F=F合力方向:tanθ=F(2022年遼寧卷)如圖所示,蜘蛛用蛛絲將其自身懸掛在水管上,并處于靜止?fàn)顟B(tài)。蛛絲OM、ON與豎直方向夾角分別為α、β(α>β)。用F1、F2分別表示OM、ON的拉力,則()。A.F1的豎直分力大于F2的豎直分力B.F1的豎直分力等于F2的豎直分力C.F1的水平分力大于F2的水平分力D.F1的水平分力等于F2的水平分力答案D解析將結(jié)點(diǎn)O左、右兩邊蛛絲的拉力沿水平與豎直方向正交分解,水平方向有F1sinα=F2sinβ,即F1的水平分力等于F2的水平分力,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;由α>β可知F1<F2,F1的豎直分力大小為F1cosα,F2的豎直分力大小為F2cosβ,有F1cosα<F2cosβ,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤。正交分解法是分析力或其他矢量問(wèn)題的常用方法,往往適用于下列情況:1.物體受到三個(gè)以上的力的情況。2.物體受到三個(gè)力的作用,其中有兩個(gè)力互相垂直的情況。3.只分析物體某一方向的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),需要把不沿該方向的力正交分解,然后分析該方向上的受力情況。角度3力的二次分解與多解題型1力的二次分解(2024屆武漢聯(lián)考)如圖所示,兩滑塊放在光滑的水平面上,中間用一細(xì)線相連,輕桿OA、OB擱在滑塊上,且可繞鉸鏈O自由轉(zhuǎn)動(dòng),兩桿長(zhǎng)度相等,夾角為θ,當(dāng)用豎直向下的力F作用在鉸鏈上時(shí),滑塊間細(xì)線的張力為多大?答案F2tan解析把豎直向下的力F沿兩桿OA、OB方向分解,如圖甲所示,則桿作用于滑塊上的力F1=F2=F2cosθ2;桿對(duì)滑塊的作用力F1產(chǎn)生兩個(gè)效果:沿水平方向推滑塊的力F1'和豎直向下壓滑塊的力F1″,因此,將F1沿豎直方向和水平方向分解,如圖乙所示,則細(xì)線上的張力FT與F1'大小相等,即FT=F1sinθ2=F2cosθ2·sinθ題型2力的分解中的多解問(wèn)題已知條件示意圖解的情況已知合力與兩個(gè)分力的方向(非共線力)有唯一解已知合力與兩個(gè)分力的大小在同一平面內(nèi)有兩解、一解或無(wú)解(當(dāng)F<|F1-F2|或F>F1+F2時(shí)無(wú)解;當(dāng)F=F1+F2或F=|F1-F2|時(shí)有一解)已知合力與一個(gè)分力的大小和方向有唯一解已知合力與一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向(非共線力)在0<θ<90°時(shí),有三種情況:(1)當(dāng)F1=Fsinθ或F1>F時(shí),有一組解(2)當(dāng)F1<Fsinθ時(shí),無(wú)解(3)當(dāng)Fsinθ<F1<F時(shí),有兩組解若90°<θ<180°,僅F1>F時(shí)有一組解,其余情況無(wú)解(教材習(xí)題改編)已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力大小為50N,分力F1的方向與合力F的方向成30°角,分力F2的大小為30N。則()。A.F1的大小是唯一的B.F2的方向是唯一的C.F2有兩個(gè)可能的方向D.F2可取任意方向答案C解析作出F1、F2和F的矢量三角形圖如圖所示,可以看出:因F2=30N,F20=25N,且F2<F,所以F1的大小有兩個(gè),即圖中F1'和F1″,F2的方向有兩個(gè),即圖中F2'的方向和F2″的方向,A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。已知合力與一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向,力的分解不唯一,會(huì)產(chǎn)生多值與臨界問(wèn)題?？键c(diǎn)三物體的受力分析牛頓第三定律一、受力分析受力分析把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有力找出來(lái),并畫(huà)出受力示意圖一般順序重力→彈力→摩擦力→其他力常用方法整體法將幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來(lái)分析的方法隔離法將研究對(duì)象與周圍物體分隔開(kāi)分析的方法假設(shè)法若不能確定某力是否存在,可先對(duì)其作出存在或不存在的情況假設(shè),然后就該力存在與否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判斷該力是否存在二、牛頓第三定律1.作用力和反作用力兩個(gè)物體之間的作用總是①的。一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力,另一個(gè)物體一定②對(duì)這一個(gè)物體也施加了力,物體間相互作用的這一對(duì)力,通常叫作作用力和反作用力。

2.牛頓第三定律(1)內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大?、?方向④,作用在同一條直線上。

(2)表達(dá)式:F=-F'。答案①相互②同時(shí)③相等④相反1.如圖1所示,將兩拉力傳感器的掛鉤相互鉤住,沿相反方向拉或壓兩力傳感器,兩力傳感器記錄兩力的動(dòng)態(tài)變化如圖2所示。圖1圖2(1)圖2表明什么現(xiàn)象?(2)通過(guò)該實(shí)驗(yàn)得出什么結(jié)論?答案(1)兩條圖線對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)大小相等、符號(hào)相反。(2)作用力與反作用力總是大小相等、方向相反,且作用在一條直線上。2.如圖,粗糙的長(zhǎng)方體木塊A、B疊在一起,放在水平桌面上,B木塊受到一個(gè)水平方向的力的牽引,但仍然保持靜止。問(wèn)B木塊受到哪幾個(gè)力的作用?答案B木塊受到重力、牽引力、桌面的支持力和摩擦力、壓力(A為施力物體)。(注)A與B間沒(méi)有摩擦力!角度1受力分析受力分析的四個(gè)步驟考向1力的示意圖(2024屆濟(jì)南質(zhì)檢)“兒童散學(xué)歸來(lái)早,忙趁東風(fēng)放紙鳶?！狈棚L(fēng)箏是民間傳統(tǒng)游戲之一。如圖所示,一只風(fēng)箏高高地懸停在空中,已知風(fēng)箏受到重力G、繩子拉力F1、空氣作用力F2,下列受力分析示意圖可能正確的是()。ABCD答案C解析在A、B、D三個(gè)圖中,合力不可能為零,風(fēng)箏不能處于平衡狀態(tài),只有C圖在三個(gè)力的作用下風(fēng)箏能處于平衡狀態(tài),C項(xiàng)正確。受力分析要注意的幾個(gè)問(wèn)題1.防止“添力”。應(yīng)注意區(qū)分內(nèi)力和外力,區(qū)分性質(zhì)力和效果力,區(qū)分施力和受力。2.防止“漏力”。嚴(yán)格按照重力、彈力、摩擦力、其他力的步驟進(jìn)行受力分析是防止“漏力”的有效辦法。3.受力分析還要密切注意物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判定未知力的有無(wú)及方向。考向2受力分析(多選)如圖所示,在水平力F作用下,A、B保持靜止。若A與B的接觸面是水平的,且F≠0,則B的受力個(gè)數(shù)可能為()。A.3B.4C.5D.6答案BC解析先對(duì)A、B整體受力分析,受重力、水平力F、支持力;當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力時(shí),有上滑趨勢(shì);當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力時(shí),有下滑趨勢(shì);當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力時(shí),無(wú)滑動(dòng)趨勢(shì)。再對(duì)A受力分析,受水平力F、重力、支持力和向左的靜摩擦力,共4個(gè)力。最后對(duì)B受力分析,受重力、A對(duì)B的壓力和向右的靜摩擦力、斜面對(duì)B的支持力,若B物體相對(duì)斜面有滑動(dòng)趨勢(shì),則還要受到斜面的靜摩擦力,若相對(duì)斜面無(wú)滑動(dòng)趨勢(shì),則不受斜面的靜摩擦力,即物體B可能受4個(gè)力,也可能受5個(gè)力,B、C兩項(xiàng)正確?！咀兪?】(多選)若例10中的力F作用在B上(如圖),則B的受力個(gè)數(shù)可能為()。A.3個(gè)B.4個(gè)C.5個(gè)D.6個(gè)答案BC解析B物體一定受重力、斜面的支持力、A對(duì)B的壓力和力F,斜面對(duì)B可能有摩擦力,也可能沒(méi)有,B可能受4個(gè)力或5個(gè)力,B、C兩項(xiàng)正確?！咀兪?】若例10中水平向右的推力改為水平向左的拉力作用在B上,斜面改為物塊C,如圖所示,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),則以下說(shuō)法正確的是()。A.物塊A的受力個(gè)數(shù)為4個(gè)B.物塊B的受力個(gè)數(shù)為4個(gè)C.地面對(duì)物塊C的支持力小于三者重力之和D.地面對(duì)物塊C的摩擦力大小等于F,方向水平向右答案D解析對(duì)A進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件知A只受重力和支持力2個(gè)力的作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)B進(jìn)行受力分析,有重力、A對(duì)B的壓力、C施加的垂直斜面向上的支持力、拉力F,根據(jù)平衡條件可知還有C施加的平行斜面向上的摩擦力,共5個(gè)力的作用,B項(xiàng)錯(cuò)誤;以A、B、C整體為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件知地面對(duì)物塊C的支持力等于三者重力之和,C項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)A、B、C整體進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件知地面對(duì)物塊C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,D項(xiàng)正確。受力分析的基本技巧1.要善于轉(zhuǎn)換研究對(duì)象,尤其是對(duì)于摩擦力不易判定的情形,可以先分析與之相接觸、受力較少的物體的受力情況,再應(yīng)用牛頓第三定律判定。2.假設(shè)法是判斷彈力、摩擦力的存在及方向的基本方法。角度2牛頓第三定律考向1牛頓第三定律的理解1.作用力與反作用力的關(guān)系2.相互作用力與平衡力的比較比較項(xiàng)一對(duì)作用力和反作用力一對(duì)平衡力不同點(diǎn)受力物體作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失不一定同時(shí)產(chǎn)生、消失疊加性兩力作用效果不可抵消,不可疊加,不可求合力兩力作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定相同相同點(diǎn)大小方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上在“鳥(niǎo)巢歡樂(lè)冰雪季”期間,花樣滑冰中的男運(yùn)動(dòng)員水平托舉著女運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上一起滑行。下列說(shuō)法正確的是()。A.因?yàn)槟羞\(yùn)動(dòng)員穩(wěn)穩(wěn)地托舉著女運(yùn)動(dòng)員一起滑行,所以男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的支持力大于女運(yùn)動(dòng)員受到的重力B.男運(yùn)動(dòng)員受到的重力和冰面對(duì)他的支持力是一對(duì)平衡力C.女運(yùn)動(dòng)員對(duì)男運(yùn)動(dòng)員的壓力與冰面對(duì)男運(yùn)動(dòng)員的支持力是一對(duì)作用力和反作用力D.男運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰面的壓力與冰面對(duì)他的支持力是一對(duì)作用力和反作用力答案D解析男運(yùn)動(dòng)員穩(wěn)穩(wěn)地托舉著女運(yùn)動(dòng)員一起滑行,在水平冰面上運(yùn)動(dòng),豎直方向沒(méi)有加速度,所以男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的支持力大小等于女運(yùn)動(dòng)員受到的重力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;男運(yùn)動(dòng)員除了受到重力、冰面對(duì)他的支持力外,還受到女運(yùn)動(dòng)員對(duì)他的壓力,三個(gè)力平衡,B項(xiàng)錯(cuò)誤;女運(yùn)動(dòng)員對(duì)男運(yùn)動(dòng)員的壓力與男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的支持力是一對(duì)作用力和反作用力,C項(xiàng)錯(cuò)誤;男運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰面的壓力與冰面對(duì)他的支持力是一對(duì)作用力和反作用力,D項(xiàng)正確?？枷?牛頓第三定律的應(yīng)用(2020年浙江卷)圖片是“中國(guó)天眼”500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時(shí)的照片。為不損傷望遠(yuǎn)鏡球面,一質(zhì)量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著,當(dāng)他在離底部有一定高度的望遠(yuǎn)鏡球面上緩慢移動(dòng)時(shí),氦氣球?qū)ζ溆写笮?6mg、方向豎直向上的拉力作用,使其有“人類在月球上行走”的感覺(jué),若將人視為質(zhì)點(diǎn),此時(shí)工作人員()。A.受到的重力大小為16B.受到的合力大小為16C.對(duì)球面的壓力大小為16D.對(duì)球面的作用力大小為16答案D解析工作人員的質(zhì)量為m,則工作人員受到的重力G=mg,A項(xiàng)錯(cuò)誤;工作人員在球面上緩慢行走,處于平衡狀態(tài),所受合力為0,B項(xiàng)錯(cuò)誤;工作人員所在的球面位置不水平,對(duì)球面的壓力不等于16mg,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由平衡條件可得球面對(duì)工作人員的作用力F=mg-56mg=16mg,由牛頓第三定律可得,工作人員對(duì)球面的作用力大小為16當(dāng)不能直接求解物體受到的某個(gè)力時(shí),可先求它的反作用力,如求壓力時(shí)可先求支持力。在許多問(wèn)題中,摩擦力的求解亦是如此。利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象,可以使我們分析問(wèn)題的思路更靈活、更開(kāi)闊?？枷?受力分析與牛頓第三定律結(jié)合(2024屆沈陽(yáng)模擬)如圖所示,一質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體上,斜面體置于粗糙的水平地面上,用平行于斜面的力F拉物體使其沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng),斜面體始終靜止,重力加速度大小為g,則下列說(shuō)法正確的是()。A.斜面體對(duì)地面的摩擦力大小為FcosθB.地面對(duì)斜面體的支持力大小為(M+m)gC.物體對(duì)斜面體的摩擦力的大小為FD.斜面體對(duì)物體的作用力豎直向上答案A解析由于斜面體和物體都處于平衡狀態(tài),將斜面體和物體看成一個(gè)整體,由受力情況可得地面對(duì)斜面體的摩擦力大小為Fcosθ,地面對(duì)斜面體的支持力大小為(M+m)g+Fsinθ,由牛頓第三定律可知,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;隔離物體進(jìn)行受力分析,斜面體對(duì)物體的摩擦力大小為F+mgsinθ,由牛頓第三定律可知,C項(xiàng)錯(cuò)誤;斜面體對(duì)物體的作用力即為物體受到的支持力與摩擦力的合力,由力的合成可知斜面體對(duì)物體的作用力與物體的重力和F的合力大小相等、方向相反,故斜面體對(duì)物體的作用力不在豎直方向上,D項(xiàng)錯(cuò)誤。1.如圖,在天花板上吊有一臺(tái)電風(fēng)扇,當(dāng)電風(fēng)扇靜止時(shí),掛鉤受到的拉力大小為F1。當(dāng)通電后葉片平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),掛鉤受到的拉力大小為F2。關(guān)于F1和F2的大小,下列說(shuō)法正確的是()。A.F1可能大于F2B.F1可能小于F2C.F1一定大于F2D.F1一定小于F2答案C解析當(dāng)電風(fēng)扇靜止時(shí),掛鉤所受的拉力F1大小等于電風(fēng)扇的重力G的大小。當(dāng)通電后葉片平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),電風(fēng)扇受到三個(gè)力,電扇的重力、掛鉤對(duì)電扇的拉力和空氣對(duì)電扇葉片向上的作用力,所以F2的大小小于電風(fēng)扇的重力G的大小,F1一定大于F2,C項(xiàng)正確。2.如圖所示,在粗糙水平面上有一個(gè)三角形木塊,在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的木塊,已知三角形木塊和兩木塊都是靜止的,則三角形木塊所受外力的個(gè)數(shù)為()。A.5個(gè)B.6個(gè)C.7個(gè)D.8個(gè)答案B解析對(duì)三角形木塊和兩木塊整體分析,地面對(duì)三角形木板有一個(gè)支持力,沒(méi)有摩擦力,兩木塊對(duì)三角形木塊分別有一個(gè)壓力和靜摩擦力,所以三角形木塊所受外力的個(gè)數(shù)為6個(gè),B項(xiàng)正確。3.(多選)如圖,質(zhì)量為m1的小明踩著質(zhì)量為m2的滑板車沖上質(zhì)量為M的斜面,到最高點(diǎn)后,小明用力推一下固定在斜面上的擋板,然后勻速滑下來(lái)。全過(guò)程小明相對(duì)滑板車保持不動(dòng),腳不著地,斜面始終靜止在水平地面。可知()。A.沖上斜面過(guò)程中,斜面受到地面水平向右的摩擦力B.沖上斜面過(guò)程中,斜面對(duì)地面的壓力小于(M+m1+m2)gC.沿斜面勻速下滑過(guò)程中,小明受到滑板車沿斜面向上的摩擦力D.沿斜面勻速下滑過(guò)程中,滑板車受到斜面的作用力小于(m1+m2)g答案BC解析沖上斜面過(guò)程中,小明和滑板車所受合力沿斜面向下,對(duì)斜面、小明和滑板車整體進(jìn)行受力分析如圖甲,可知,斜面受到地面水平向左的摩擦力,地面對(duì)斜面的支持力小于(M+m1+m2)g,由牛頓第三定律知,斜面對(duì)地面的壓力小于(M+m1+m2)g,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。沿斜面勻速下滑過(guò)程中,如圖乙,小明受力平衡,小明受到滑板車沿斜面向上的摩擦力,C項(xiàng)正確。沿斜面勻速下滑過(guò)程中,對(duì)滑板車和小明整體進(jìn)行受力分析如圖丙,滑板車所受支持力和摩擦力的合力等于(m1+m2)g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.如圖所示,帶有定滑輪的三角形斜面置于粗糙的水平面上,光滑的輕繩繞過(guò)定滑輪,兩端分別系有質(zhì)量為m、M的物體A、B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知斜面的傾角為37°,物體B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,且所受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則下列說(shuō)法中正確的是()。A.三角形斜面受地面的摩擦力大小與兩物體的質(zhì)量m、M有關(guān)B.物體B受到斜面的支持力隨物體A的質(zhì)量的變化而變化C.物體B與物體A的質(zhì)量關(guān)系可能為M=5mD.物體B受到的摩擦力隨著m的增大而逐漸增大答案C解析以斜面及兩物體整體為研究對(duì)象,整體只受重力和支持力,相對(duì)地面并無(wú)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),故不受摩擦力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)B所受重力進(jìn)行正交分解,在垂直于斜面的方向有N-Mgcos37°=0,則N的大小與物體A的質(zhì)量無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)題意知T=mg,當(dāng)Mgsin37°=mg時(shí),物體B受到的摩擦力為零,當(dāng)Mgsin37°大于mg時(shí),物體B受到的摩擦力沿斜面向上,若為最大靜摩擦力,則有Mgsin37°=mg+f,代入得M=5m,C項(xiàng)正確;物體B受到的摩擦力沿斜面向上時(shí),物體B受到的摩擦力隨著m的增大而逐漸減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。見(jiàn)《高效訓(xùn)練》P111.一條魚(yú)在水中正沿直線水平向左勻速游動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中,關(guān)于水對(duì)魚(yú)的作用力F與魚(yú)的重力G的示意圖正確的是()。答案A解析魚(yú)在水中勻速運(yùn)動(dòng),受力平衡。水對(duì)魚(yú)的作用力與魚(yú)的重力相平衡,A項(xiàng)正確。2.如圖所示,一個(gè)同學(xué)拉著行李箱(其拉桿可自由轉(zhuǎn)動(dòng))沿水平地面勻速前進(jìn),不考慮空氣的阻力,則以下說(shuō)中正確的是()。A.行李箱受到兩對(duì)平衡力的作用B.行李箱受到一對(duì)平衡力的作用C.該同學(xué)對(duì)行李箱的拉力與行李箱受到的地面的摩擦力的合力方向一定沿豎直方向D.改變拉力的方向,則行李箱受到的地面摩擦力與支持力合力的方向一定改變答案C解析行李箱受到四個(gè)力的作用,如圖所示,這四個(gè)力中沒(méi)有哪兩個(gè)力是相互平衡的關(guān)系,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;由于mg與FN在豎直方向,而箱受到的合力為零,故拉力F與摩擦力Ff的合力一定沿豎直向上,C項(xiàng)正確;設(shè)Ff與FN的合力方向與地面的夾角為θ,由tanθ=FNFf=1μ知θ3.(教材改編)兩個(gè)力F1和F2間的夾角為θ,兩力的合力為F,以下說(shuō)法不正確的是()。A.若F1、F2的大小和方向一定,則F的大小和方向一定B.若F1與F2大小不變,θ角越小,合力F就越大C.如果夾角θ不變,F1大小不變,只要增大F2,合力F就必然增大D.合力F的作用效果與兩個(gè)分力F1和F2共同產(chǎn)生的作用效果是相同的答案C解析根據(jù)平行四邊形定則,若F1、F2的大小和方向一定,則F的大小和方向一定,A項(xiàng)正確;若F1與F2大小不變,θ角越小,合力F就越大,B項(xiàng)正確;若θ角為鈍角且不變,F1大小不變,增大F2時(shí),合力F可能先變小后增大,如圖所示,C項(xiàng)錯(cuò)誤;合力與分力的作用效果是相同的,D項(xiàng)正確。4.(教材改編)有兩個(gè)力,它們的合力為0?，F(xiàn)在把其中一個(gè)向東6N的力改為向南(大小不變),它們的合力大小為()。A.6N B.62N C.12N D.0答案B解析兩個(gè)力合力為0,其中一個(gè)向東的力為6N,則另一個(gè)力向西且大小也為6N,將向東的6N的力改為向南,則向西的6N的力與向南的6N的力的合力大小為62N,B項(xiàng)正確。5.港珠澳大橋的一部分如圖所示,這部分斜拉橋的一根塔柱兩側(cè)共有8對(duì)鋼索,每一對(duì)鋼索等長(zhǎng)。每一條鋼索與塔柱均成α角,若不計(jì)鋼索的自重,且每條鋼索承受的最大拉力均為F。則該塔柱所承受鋼索的最大合力為()。A.8Fcosα C.16Fcosα D.8Fcosα答案C解析如圖所示,每對(duì)鋼索對(duì)塔柱的拉力的合力方向豎直向下,大小F0=2Fcosα。故該塔柱所承受鋼索的最大合力Fm=8F0=16Fcosα,C項(xiàng)正確。6.刀、斧、鑿等切削工具的刃部叫作劈,斧頭劈木柴的情境圖如圖所示。劈的縱截面是一個(gè)等腰三角形,使用劈的時(shí)候,垂直劈背加一個(gè)力F,這個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果,使劈的兩個(gè)側(cè)面推壓木柴,把木柴劈開(kāi)。設(shè)劈背的寬度為d,劈的側(cè)面長(zhǎng)為l,不計(jì)斧頭的自身重力,則劈的側(cè)面推壓木柴的力約為()。A.dlF B.ldF C.l2dF 答案B解析斧頭劈木柴時(shí),設(shè)兩側(cè)面推壓木柴的力分別為F1、F2且F1=F2,如圖。根據(jù)幾何三角形與力的三角形相似,有dF=lF1,得推壓木柴的力F1=F2=ld7.(2024屆廣州質(zhì)檢)超市里磁力防盜扣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理如圖所示,在錐形金屬筒內(nèi)放置四顆小鐵珠(其余兩顆未畫(huà)出),工作時(shí)彈簧通過(guò)鐵環(huán)將小鐵珠擠壓于金屬筒的底部,同時(shí),小鐵珠陷于釘柱上的凹槽里,鎖死防盜扣。當(dāng)用強(qiáng)磁體吸引防盜扣的頂部時(shí),鐵環(huán)和小鐵珠向上移動(dòng),防盜扣松開(kāi)。已知錐形金屬筒底部的圓錐頂角是120°,彈簧通過(guò)鐵環(huán)施加給每個(gè)小鐵珠豎直向下的力F,小鐵珠鎖死防盜扣,每個(gè)小鐵珠對(duì)釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力為(不計(jì)摩擦以及小鐵珠的重力)()。A.33F B.32F C.F D.答案A解析將力F分解為沿垂直于釘柱的壓力和垂直斜面的壓力,則由幾何關(guān)系可知tan60°=FF1,則每個(gè)小鐵珠對(duì)釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力大小F1=33F8.(2024屆天津模擬)汽車的機(jī)械式手剎(駐車器)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,結(jié)構(gòu)對(duì)稱。當(dāng)向上拉動(dòng)手剎拉桿時(shí),手剎拉索(不可伸縮)就會(huì)拉緊,拉索OD、OC分別作用于兩邊輪子的制動(dòng)器,從而實(shí)現(xiàn)駐車的目的。則以下說(shuō)法正確的是()。A.當(dāng)OD、OC兩拉索夾角為60°時(shí),三根拉索的拉力大小相等B.拉動(dòng)手剎拉桿時(shí),拉索AO上的拉力總比拉索OD和OC中任何一個(gè)的拉力大C.若在AO上施加一恒力,OD、OC兩拉索夾角越小,拉索OD、OC拉力越大D.若保持OD、OC兩拉索拉力不變,OD、OC兩拉索越短,拉動(dòng)拉索AO越省力答案D解析當(dāng)OD、OC兩拉索夾角為120°時(shí),三根拉索的拉力大小才相等,A項(xiàng)錯(cuò)誤;拉動(dòng)手剎拉桿時(shí),當(dāng)OD、OC兩拉索夾角大于120°時(shí),拉索AO上的拉力比拉索OD和OC中任何一個(gè)拉力都小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)平行四邊形定則可知,若在AO上施加一恒力,OD、OC兩拉索夾角越小,拉索OD、OC拉力越小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若保持OD、OC兩拉索拉力不變,OD、OC兩拉索越短,則兩力夾角越大,合力越小,即拉動(dòng)拉索AO越省力,D項(xiàng)正確。9.如圖,耕地過(guò)程中,耕索與豎直方向成θ角,牛通過(guò)耕索拉犁的力為F,犁對(duì)耕索的拉力為T(mén),忽略耕索質(zhì)量,則()。A.耕索對(duì)犁拉力的水平分力為FsinθB.耕索對(duì)犁拉力的豎直分力為FsinθC.犁勻速前進(jìn)時(shí),F和T的合力為零D.犁加速前進(jìn)時(shí),有F>T答案A解析如圖,將力F進(jìn)行正交分解,可得Fx=Fsinθ,Fy=Fcosθ,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;耕索拉犁的力F和犁對(duì)耕索的拉力T為一對(duì)相互作用力,作用在兩個(gè)物體上,不能夠進(jìn)行合成,C項(xiàng)錯(cuò)誤;相互作用力永遠(yuǎn)是等大的,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.一位同學(xué)不幸因某次事故小腿受傷,在醫(yī)院中用如圖所示的裝置進(jìn)行牽引治療(腳與動(dòng)滑輪間用綁帶綁住)。不計(jì)滑輪的摩擦和繩子質(zhì)量,重力加速度g取10m/s2,則這個(gè)牽引裝置對(duì)他的作用力大小約為()。A.114NB.120NC.144ND.168N答案C解析如圖所示,把人和動(dòng)滑輪看成整體,牽引裝置對(duì)人的作用力有三個(gè),沿F1和F3的方向建立坐標(biāo)系,則利用正交分解可得,牽引裝置對(duì)他的作用力大小為F=(F3+F2x)2+(F11.(多選)如圖所示,在“共點(diǎn)力合成”的實(shí)驗(yàn)中,橡皮條一端固定于P點(diǎn),另一端連接兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),分別用力F1和F2拉兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè)力的方向夾角小于90°),將結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)?，F(xiàn)讓F1大小不變,方向在紙面內(nèi)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)某一角度,且F1始終處于PO左側(cè),要使結(jié)點(diǎn)仍位于O點(diǎn),則關(guān)于F2的大小和圖中的θ角,下列方法可行的是()。A.增大F2的同時(shí)增大θ角B.增大F2的同時(shí)減小θ角C.增大F2而保持θ角不變D.減小F2的同時(shí)增大θ角答案ABC解析對(duì)O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,它受到兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力和橡皮條的拉力,要使O點(diǎn)位置不變,則橡皮條長(zhǎng)度不變,其拉力大小、方向不變,F1的大小不變,根據(jù)力的平行四邊形定則作出F2的可能情況:如圖甲所示,可以在增大F2的同時(shí)增大θ角,A項(xiàng)正確;如圖乙所示,可以在增大F2的同時(shí)減小θ角,B項(xiàng)正確;如圖丙所示,可以增大F2而保持θ角不變,C項(xiàng)正確;根據(jù)平行四邊形定則可知,減小F2的同時(shí)增大θ角是不能組成平行四邊形的,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.(2024屆東城區(qū)質(zhì)檢)在建造房屋的過(guò)程中,建筑工人用輕繩穿過(guò)與重物固定連接的光滑圓環(huán),將重物從高臺(tái)運(yùn)到地面的過(guò)程,可以簡(jiǎn)化為如圖所示的情境:工人甲和乙站在同一水平高臺(tái)上分別握住輕繩,甲在A點(diǎn)靜止不動(dòng),乙站在B點(diǎn)緩慢釋放輕繩,使重物下降。在乙釋放一小段輕繩的過(guò)程中,下列分析正確的是()。A.繩的拉力大小不變B.工人甲受到高臺(tái)的支持力不變C.工人甲受到高臺(tái)的摩擦力變大D.工人甲受到高臺(tái)和繩的作用力的合力變大答案B解析乙釋放輕繩,使重物下降,兩繩夾角減小,由共點(diǎn)力平衡條件知繩上拉力減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)兩人、繩及重物整體研究,可知兩人受到高臺(tái)的支持力不變,B項(xiàng)正確;繩子拉力減小,且繩與水平面的夾角增大,故繩子對(duì)人的拉力沿水平方向的分力減小,兩人受到的摩擦力減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;兩人分別受到高臺(tái)和繩的作用力的合力均與其重力平衡,D項(xiàng)錯(cuò)誤。13.(2024屆錦州質(zhì)檢)某壓榨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,其中B為固定鉸鏈,若在A鉸鏈處作用一垂直于壁的力F,則由于力F的作用,使滑塊C壓緊物體D,設(shè)C與D光滑接觸,桿的重力及滑塊C的重力不計(jì),圖中a=0.5m,b=0.05m,則物體D所受壓力的大小與力F的比值為()。A.4 B.5 C.10 D.1答案B解析按力F的作用效果將力F沿AC、AB桿方向分解為圖甲所示的F1、F2,則有F1=F2=F2cosθ,由幾何知識(shí)得tanθ=ab=10,再按F1的作用效果將F1沿水平向左和豎直向下分解為圖乙所示的F3、F4,則F4=F1sinθ,聯(lián)立得F4=5F,即物體D所受壓力大小與力F的比值為5第3講共點(diǎn)力的平衡對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P361.平衡狀態(tài):物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.平衡條件:F合=0或Fx=0,Fy=0。3.平衡條件的推論(1)二力平衡:如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個(gè)力必定大?、佟⒎较颌?。

(2)三力平衡:如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個(gè)力與另外兩個(gè)力的合力大?、?、方向④,并且這三個(gè)力可以形成一個(gè)封閉的矢量⑤。

(3)多力平衡:如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個(gè)力與另外幾個(gè)力的合力大?、?、方向⑦。

答案①相等②相反③相等④相反⑤三角形⑥相等⑦相反在光滑墻壁上用網(wǎng)兜把足球掛在A點(diǎn),足球與墻壁的接觸點(diǎn)為B(如圖)。足球的質(zhì)量為m,懸繩與墻壁的夾角為α,網(wǎng)兜的質(zhì)量不計(jì)。取重力加速度為g,則懸繩對(duì)足球的拉力F=,墻壁對(duì)足球的支持力N=。

答案mgcosαmgtan解決平衡問(wèn)題的四種常用方法適用條件注意事項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)合成法物體受三個(gè)力作用而平衡(1)表示三個(gè)力大小的線段長(zhǎng)度不可隨意畫(huà)(2)兩力的合力與第三個(gè)力等大反向?qū)τ谖矬w所受的三個(gè)力,有兩個(gè)力相互垂直或兩個(gè)力大小相等的平衡問(wèn)題求解較簡(jiǎn)單分解法物體受三個(gè)力作用而平衡其中的一個(gè)力的兩個(gè)分力分別與物體受到的另兩個(gè)力等大反向正交分解法物體受三個(gè)或三個(gè)以上的力作用而平衡選坐標(biāo)軸時(shí)應(yīng)使盡量多的力與坐標(biāo)軸重合對(duì)于物體受三個(gè)以上的力處