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)考點內容高考真題備考建議物理觀念力的相互作用共點力的平衡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題與平衡類連接體問題,情境新穎。復習應熟練掌握彈力方法的判斷方法和大小的分析與計算的規(guī)律,加強物體的受力分析,掌握用力的合成與分解、共點力平衡的方程解題,尤其是以生活中的實際問題為背景考查靜力學的知識科學思維合力與分力科學探究胡克定律力的平行四邊形定則科學態(tài)度與責任力的合成與分解的應用力的平衡應用第1講重力彈力摩擦力對應學生用書P23考點一力重力彈力一、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、強相互作用和弱相互作用。

二、重力1.產生:由于地球的④而使物體受到的力。

2.大小:G=⑤?？捎脧椈蓽y力計測量重力。

3.方向:總是⑥。

4.重心:其位置與物體的⑦和形狀有關。

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

2.產生的條件:(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運動狀態(tài)③電磁④吸引⑤mg⑥豎直向下⑦質量分布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點時,可知重物的重心在直線AB上,懸掛重物的D點時,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。(說明: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,形成一個光點。按壓兩鏡之間的桌面,觀察墻上光點位置的變化。這個現象說明了什么?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,把壓桌面時產生的微小形變放大。

角度1力重力1.力的五性:力具有物質性、相互性、共存性、矢量性、獨立性等特征。2.重心:物體的每一部分都受重力作用,可認為重力集中作用于一點,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屆撫順質檢)圖為仰韶文化時期的一款尖底瓶,該瓶裝水后“虛則欹、中則正、滿則覆”。下面有關瓶(包括瓶中的水)的說法正確的是()。A.瓶所受重力就是地球對瓶的吸引力B.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D.瓶的重心一定在兩條繩子連線的交點上答案C解析瓶所受重力是地球對瓶的吸引力的一個分力,A項錯誤;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項錯誤;根據重心的定義,瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用點,C項正確;瓶的重心不一定在兩條繩子連線的交點上,D項錯誤。1.重心是物體各部分所受重力的等效作用點,并非物體的各部分重力都作用于重心。2.重心位置與質量分布和物體形狀有關,質量分布均勻、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彈力的分析與計算考向1彈力有無的判斷方法條件法思路根據物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變來判斷是否存在彈力。此方法多用來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法思路假設將與研究對象接觸的物體解除接觸,判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變,若運動狀態(tài)不變,則此處不存在彈力;若運動狀態(tài)改變,則此處一定存在彈力例證細線豎直、斜面體光滑,因去掉斜面體,小球的狀態(tài)不變,故小球只受細線的拉力,不受斜面體的支持力替換法思路用細繩替換裝置中的桿,看能不能維持原來的力學狀態(tài),如果能維持,則說明這個桿提供的是拉力;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,說明桿AB對A施加的是拉力;用繩替換桿AC,原狀態(tài)不能維持,說明桿AC對A施加的是支持力狀態(tài)法思路由運動狀態(tài)分析彈力,即物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符,依據物體的運動狀態(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以加速度a=g加速下降時,物體不受底板的彈力作用(2024屆泉州質檢)一輛小車勻速前進,車廂頂部用細線豎直懸掛一小球,如圖所示,小球下方與一光滑斜面接觸。關于小球的受力,下列說法正確的是()。A.小球一定受重力和細線對它的拉力B.小球一定受重力、細線對它的拉力和斜面對它的彈力C.小球一定受重力和斜面對它的彈力D.小球一定受細線對它的拉力和斜面對它的彈力答案A解析小球必定受到重力和細線的拉力。小球和光滑斜面接觸,假設斜面對小球有彈力,小球將受到三個力作用,重力和細線的拉力在豎直方向上,彈力垂直于斜面向上,三個力的合力不可能為零,與題設條件矛盾,故斜面對小球沒有彈力,A項正確?？枷?彈力方向的判斷下圖中各物體均處于靜止狀態(tài)。圖中畫出了小球A所受彈力的情況,其中正確的是()。答案C解析A項中小球只受重力和桿的彈力且處于靜止狀態(tài),由二力平衡可得小球受到的彈力應豎直向上,A項錯誤。B項中如果左邊的繩有拉力,則豎直向上的那根繩就會發(fā)生傾斜,所以左邊的繩沒有拉力,B項錯誤。球與面接觸的彈力方向,過接觸點垂直于接觸面,則D項中大半圓對小球的支持力FN2方向應沿過小球與圓弧接觸點的半徑指向大半圓的圓心,D項錯誤。球與球相接觸的彈力方向,垂直于過接觸點的公切面而指向受力物體,C項正確。1.常見模型中彈力的方向如下:2.根據共點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,另一端固定一個質量為m的小球,水平輕質彈簧處于壓縮狀態(tài),彈力大小為34mg(g表示重力加速度大小),則輕桿對小球的彈力大小為()。A.53mgBC.45mg D.5答案D解析小球處于靜止狀態(tài),其所受合力為零,對小球進行受力分析,如圖所示,由圖中幾何關系可得F=(mg)2+341.彈力產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.繩只能產生拉力,不能產生支持力,且繩的彈力方向一定沿著繩收縮的方向。3.桿既可以產生拉力,也可以產生支持力,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(彈簧長度的變化量x,不等于彈簧形變以后的長度)2.計算彈力大小的三種方法:(1)根據胡克定律進行求解。(2)根據力的平衡條件進行求解。(3)根據牛頓第二定律進行求解?？枷?胡克定律的應用(2023年山東卷)餐廳暖盤車的儲盤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。托盤上疊放若干相同的盤子,取走一個盤子,穩(wěn)定后余下的正好升高補平。已知單個盤子的質量為300g,相鄰兩盤間距1.0cm,重力加速度大小g=10m/s2。彈簧始終在彈性限度內,每根彈簧的勁度系數為()。A.10N/m B.100N/mC.200N/m D.300N/m答案B解析由題知,取走一個盤子,穩(wěn)定后余下的正好升高補平,則說明一個盤子的重力可以使彈簧形變相鄰兩盤間距,則有mg=3kx,解得k=100N/m,B項正確?？枷?胡克定律與圖像的結合(多選)一輕質彈簧的長度和彈力大小的關系圖像如圖所示。根據圖像判斷,下列說法正確的是()。A.彈簧的勁度系數為1N/mB.彈簧的勁度系數為100N/mC.彈簧的原長為6cmD.彈簧伸長0.02m時,彈力的大小為4N答案BC解析彈簧處于原長時,彈簧的彈力應為0,由此可知彈簧原長為6cm,C項正確。進一步分析可得,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狀態(tài),由F=kx知k=Fx=66×10-2N/m=100N/m,A項錯誤,B項正確。當x1=0.02m時,F1=kx1=21.應用胡克定律解題時,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彈簧是處于壓縮狀態(tài)還是處于伸長狀態(tài)來確定。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)還是伸長狀態(tài)。2.胡克定律F=kx的變形式為ΔF=kΔx。考點二摩擦力項目靜摩擦力滑動摩擦力產生條件接觸面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相對運動趨勢④相對運動⑤μFN⑥相對運動趨勢⑦相對運動⑧相對運動趨勢⑨相對運動在圖中,重50N的木箱靜止在水平地面上,與地面間的動摩擦因數為0.2。當其受到水平推力F=5N時,地面對木箱的摩擦力大小為5N;當水平推力F=15N時,地面對木箱的摩擦力大小為10N。

角度1靜摩擦力的判斷與計算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“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,其值略大于滑動摩擦力,通常認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,即Fmax=μFN。考向1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,一細繩跨過光滑的定滑輪與物體A、B相連接,連接B的一段細繩與斜面平行。已知A、B、C都處于靜止狀態(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,一定受到地面向左的摩擦力D.將細繩剪斷,若B依然靜止在斜面上,此時地面對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項錯誤;以B、C兩物體組成的系統為研究對象,系統受斜向右上方的拉力而靜止,故C有沿地面向右滑動的趨勢,C一定受到地面向左的摩擦力,B項錯誤,C項正確;若將細繩剪斷,B依然靜止在斜面上,以B、C為整體,可知地面對C無摩擦力,D項錯誤?？枷?靜摩擦力大小的計算(2024屆張家口質檢)一同學從t=0時刻起逐漸增加水平推力,在推動水平地面上箱子的過程中三個時刻(t1、t2、t3)的漫畫圖如圖所示。假設t1時刻該同學對箱子的推力為5N,t2時刻推力為10N,t3時刻推力為15N。下列說法正確的是()。A.t1時刻箱子受到地面的摩擦力等于5NB.箱子對地面的壓力就是箱子的重力C.t2時刻箱子受到地面的摩擦力大于10ND.箱子與地面的滑動摩擦力一定為15N答案A解析t1時刻箱子處于靜止狀態(tài),據平衡條件可知,其受到地面的摩擦力等于5N,A項正確;箱子對地面的壓力大小與箱子的重力大小相等,但兩個力性質不同,不能說箱子對地面的壓力就是箱子的重力,B項錯誤;t2時刻箱子仍處于靜止狀態(tài),受到地面的摩擦力等于10N,C項錯誤;用15N的力把箱子推走了,此時的推力大于箱子與地面的滑動摩擦力,即箱子與地面的滑動摩擦力小于15N,D項錯誤。角度2滑動摩擦力大小的計算1.公式法:Ff=μFN(1)μ為動摩擦因數,其大小與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關。(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。考向1摩擦定律的應用(2024屆石家莊質檢)如圖所示,A、B兩物體疊放在水平地面上,A物體質量m=20kg,B物體質量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),其勁度系數為250N/m,A與B之間、B與地面之間的動摩擦因數均為μ=0.5。現用一水平推力F作用于物體B上使B緩慢地向墻壁移動,當移動0.2m時,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摩擦力,g取10m/s2)()。A.350N B.300NC.250N D.200N答案B解析假設A、B間沒有相對滑動,則輕彈簧的壓縮量x=0.2m,此時輕彈簧的彈力大小F=kx=50N,而A與B間的最大靜摩擦力FfA=μmg=100N,所以A、B之間沒有相對滑動,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摩擦力,其大小Ff2=μ(m+M)g=250N,由B緩慢移動可知,推力的大小F=Ff1+Ff2=300N,滑動摩擦力的大小與物體的運動速度和接觸面的大小均無關。考向2靜、動摩擦力的綜合計算(2024屆青島模擬)長木板上表面的一端放有一個質量為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動(即木板與地面的夾角θ變大),另一端不動,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.木塊與木板間的動摩擦因數μ=tanθ1B.木塊與木板間的動摩擦因數μ=FC.木板與地面的夾角為θ2時,木塊做自由落體運動D.木板由θ1轉到θ2的過程中,木塊的速度變化越來越快答案D解析當夾角為θ1時,最大靜摩擦力為Ff2,而滑動摩擦力為Ff1,此時木塊是加速下滑的,則有μmgcosθ1<mgsinθ1,解得μ<tanθ1,由μmgcosθ1=Ff1解得μ=Ff1mgcosθ1,A、B兩項錯誤;當木板與地面的夾角為θ2時,木塊只受重力,但速度不為零,C項錯誤;在木板由θ1轉到θ2的過程中,根據牛頓第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,摩擦力大小的計算方法角度3摩擦力的四種突變問題分類圖示說明“靜—靜”突變在水平力F作用下,物體靜止于斜面上,F突然增大時物體仍靜止,則物體所受靜摩擦力的大小或方向將“突變”“靜—動”突變物體放在粗糙水平面上,作用在物體上的水平力F從零逐漸增大;當物體開始滑動時,物體所受水平面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力“動—靜”突變滑塊以v0沖上斜面做減速運動,當到達某位置時速度減為零后靜止在斜面上,此時滑塊所受滑動摩擦力就“突變”為靜摩擦力“動—動”突變水平傳送帶的速度v1大于滑塊的速度v2,滑塊受到水平向右的滑動摩擦力,當傳送帶突然被卡住時,滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左考向1“靜—靜”突變(2024屆黃岡質檢)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狀態(tài)。當F按圖2所示規(guī)律變化時,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減小的過程中,Ff增大,直到力F減小到零時Ff恒定,D項符合題意;若開始靜摩擦力的方向沿斜面向下,則有F=Ff+mgsinθ,在力F減小的過程中,Ff先減小到零,然后反向增大到mgsinθ,恒定,無選項對應。分析摩擦力突變問題的方法1.分析臨界狀態(tài),物體由相對靜止變?yōu)橄鄬\動,或者由相對運動變?yōu)橄鄬o止,或者受力情況發(fā)生突變,往往是摩擦力突變問題的臨界狀態(tài)。2.確定各階段摩擦力的性質和受力情況,做好各階段摩擦力的分析?？枷?“靜—動”突變(2024屆襄陽檢測)(多選)如圖1所示,A、B兩個質量均為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細繩相連接,連接拉力傳感器和物體A的細繩保持水平。從t=0時刻起,用一水平向右且隨時間逐漸增大的力F作用在B物體上,拉力傳感器的示數隨時間變化的圖線如圖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摩擦力。A與B、B與水平面間的動摩擦因數均為μ,下列說法正確的是()。A.0~t1時間內,A、B之間的靜摩擦力逐漸增大B.t1~t2時間內,水平面與B之間為滑動摩擦力C.0~t1時間內,A、B之間無摩擦力D.t2時刻,B與水平面之間的摩擦力為2μmg答案CD解析0~t1時間內,B處于靜止狀態(tài),假設A受到摩擦力作用,則傳感器會有拉力,而由圖2可知,在這段時間傳感器沒有示數,說明A沒有受到拉力,所以A、B之間沒有摩擦力,A項錯誤,C項正確;t1~t2時間內,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A、B相對地面還是處于靜止狀態(tài),故水平面與B之間為靜摩擦力,B項錯誤;由圖2可知,t2時刻,B相對地面滑動,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項正確。考向3“動—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為時間)壓在豎直的足夠高的平整墻上,從t=0開始,物體所受的摩擦力Ff隨t變化的關系大致是()。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從零開始均勻增大,開始一段時間Ff<G,物體加速下滑;當Ff=G時,物體的速度達到最大值;之后Ff>G,物體向下做減速運動,直至速度為零。在整個運動過程中,摩擦力為滑動摩擦力,其大小Ff=μFN=μF=μkt,即Ff與t成正比,是一條過原點的傾斜直線。在物體速度減為零后,滑動摩擦力突變?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項正確。考向4“動—動”突變(2024屆大連檢測)(多選)如圖1所示,足夠長且勻速轉動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摩擦因數為μ,小木塊的速度隨時間變化的關系如圖2所示,v0、t0已知,則()。A.傳送帶一定沿逆時針方向轉動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針方向轉動,當木塊下滑時(mgsinθ>μmgcosθ),木塊將一直做勻加速運動到底端;當木塊上滑時(mgsinθ<μmgcosθ),木塊先做勻加速運動,在速度與傳送帶速度相等后將做勻速運動,兩種情況均不符合題圖2的圖像,故傳送帶沿逆時針方向轉動,A項正確。木塊在0~t0內,所受滑動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項錯誤。經過分析,由題圖2可知,傳送帶的速度等于v0,C項錯誤。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,下列說法正確的是()。A.b對a的作用力大小一定小于a的重力大小B.c對b的作用力大小一定大于b的重力大小C.b對a的作用力方向一定垂直二者的接觸面向上D.水平面對c一定有摩擦力,且方向沿水平方向向左答案B解析對a石塊分析,根據二力平衡,可知b對a的作用力大小等于a的重力大小,A項錯誤;對a、b兩個石塊整體分析,根據二力平衡,可知c對b的作用力大小等于a、b重力之和,大于b的重力大小,B項正確;b對a的作用力方向豎直向上,不一定垂直接觸面,C項錯誤;把三個石塊看作整體,可知水平地面對c一定沒有摩擦力,D項錯誤。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,木箱此時受到的摩擦力大小為F1;如果小明用35N的水平力恰能推動木箱,此時木箱與地面間的摩擦力大小為F2;如果小明把木箱推動了,此時木箱與地面間摩擦力大小為F3,木箱與地面間的動摩擦因數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,木箱沒有動,保持靜止狀態(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的水平力恰能推動木箱,則此時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。木箱運動后,木箱與地面間摩擦力為滑動摩擦力,F3=μFN=30N,A項正確。3.(改編)下列關于一個玻璃瓶在不同情況下受到摩擦力的說法正確的是()。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動方向答案D解析瓶子靜止在粗糙的水平面上,瓶子相對于水平面無相對運動和相對運動趨勢,沒有摩擦力,A項錯誤;瓶子靜止在傾斜的桌面上時,瓶子有沿斜面下滑的運動趨勢,瓶子受到沿斜面向上的靜摩擦力,B項錯誤;瓶子被握在手中,豎直方向上瓶子受重力,根據二力平衡知瓶子還受手對它的靜摩擦力,增大手的握力,瓶子受到的摩擦力不變,C項錯誤;紙條抽出過程中,瓶子與紙條間有彈力,還有相對運動,所以存在滑動摩擦力,瓶子受到的摩擦力方向沿紙條運動方向,D項正確。見《高效訓練》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,才能使它從原地開始運動。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)做勻速直線運動。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為0.35D.木箱與地板間的動摩擦因數為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,滑動摩擦力為30N,由Ff=μFN,FN=mg,聯立得μ=Ffmg=30N100N=0.3,故A、B、2.(2024屆合肥質檢)懸掛比較輕的洗刷用具的小吸盤如圖所示,安裝拆卸都很方便,其原理是排開吸盤與墻壁間的空氣,依靠大氣壓緊緊地將吸盤壓在豎直墻壁上。則下列說法正確的是()。A.吸盤與墻壁間有四對相互作用力B.墻壁對吸盤的作用力沿水平方向C.若大氣壓變大,吸盤受到的摩擦力也變大D.大氣對吸盤的壓力與墻壁對吸盤的彈力是一對平衡力答案D解析吸盤與墻壁間存在彈力和摩擦力兩對相互作用力,A項錯誤;墻壁對吸盤的彈力沿水平方向且垂直于墻面,墻壁對吸盤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,即墻壁對吸盤的作用力斜向上,B項錯誤;吸盤所受摩擦力與重力大小相等、方向相反,與大氣壓無關,C項錯誤;大氣對吸盤的壓力與墻壁對吸盤的彈力大小相等,方向相反,是一對平衡力,D項正確。3.某客機的質量為72.5t,g=10m/s2。下列關于該客機的說法正確的是()。A.該客機的重力就是地球對客機的吸引力B.該客機勻速飛行時的重力小于加速飛行時的重力C.該客機的重力大小約為7.25×105ND.該客機的重力的受力物體和施力物體分別是地球和客機答案C解析重力是因地球的吸引而使物體受到的力,是地球對物體的吸引力的一個分力,方向豎直向下,A項錯誤;客機的重力與它的運動狀態(tài)無關,客機勻速飛行時的重力等于其加速飛行時的重力,B項錯誤;G=mg=7.25×105N,C項正確;客機的重力的受力物體和施力物體分別是客機和地球,D項錯誤。4.(多選)關于下列四幅圖的描述正確的是()。A.圖1中,畫出的是物體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)生形變產生的C.圖3中,碗對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,A項正確;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)生形變產生的,B項正確;碗對筷子的彈力應垂直碗的該處切面斜向上,C項錯誤;小球只受重力和桿的彈力且處于靜止狀態(tài),由二力平衡可得小球受到的彈力方向應豎直向上,D項錯誤。5.(2024屆中山模擬)一根輕彈簧如圖所示,其自由端B在未懸掛重物時指針正對刻度5。在彈性限度內,當掛上80N重物時指針正對刻度45,若要使指針正對刻度20,所掛重物的重力為()。A.40NB.30NC.20ND.因k值未知,無法計算答案B解析彈簧的自由端B在未懸掛重物時指針正對刻度5,當掛上80N重物時指針正對刻度45,知彈簧形變量x1=45-5=40,指針正對刻度20時,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項正確。6.(2024屆寧波質檢)(多選)運動員騎著自行車在水平賽道上做勻速圓周運動時,以下說法正確的是()。A.將運動員和自行車看作一個整體,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動方向相反C.自行車所受地面的摩擦力方向指向軌跡的圓心D.運動員騎車沿圓周做加速運動時,自行車所受摩擦力的方向與運動方向間的夾角小于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兩項錯誤,C項正確;運動員騎車沿圓周加速運動時,自行車所受摩擦力沿半徑方向的分力提供向心力,沿運動方向的分力使自行車加速,摩擦力的方向斜向前,與運動方向的夾角小于90°,D項正確。7.(2024屆南京質檢)現代的激光打印機都是自動進紙的,有一種進紙原理如圖所示。進紙槽里疊放有一疊白紙,進紙時滾輪以豎直向下的力F壓在第一張白紙上,并沿逆時針方向勻速轉動,確保第一張紙與第二張紙發(fā)生相對滑動。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。滾輪與白紙之間的動摩擦因數為μ1,白紙與白紙之間、白紙與紙槽底座之間的動摩擦因數均為μ2,每張白紙的質量為m。不考慮靜電力的影響,已知重力加速度為g。下列說法正確的是()。A.滾輪對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項錯誤;第一、二張白紙間的滑動摩擦力大小F12=μ2(F+mg),第二、三張白紙間的靜摩擦力大小F23=F12=μ2(F+mg),B項錯誤;第三、四張白紙間的靜摩擦力大小F34=F12=μ2(F+mg),C項正確;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項錯誤。8.(2024屆寧波質檢)一運動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)。下列說法正確的是()。A.運動員對墻壁的壓力是墻壁發(fā)生形變產生的B.墻壁對運動員的摩擦力方向沿墻面向下C.墻壁越粗糙,則墻壁對運動員的摩擦力越大D.運動員對墻壁的壓力增大,其所受摩擦力不變答案D解析運動員對墻壁的壓力是腳發(fā)生形變產生的,A項錯誤;以運動員為研究對象,運動員受到重力和墻對運動員的摩擦力,處于平衡狀態(tài),根據平衡條件,可知墻壁對運動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動員對墻壁的壓力大小沒有關系,故B項錯誤,D項正確。9.(2024屆合肥質檢)(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量為10kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff與F的關系如圖2所示,下列說法正確的是(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.木箱與地面間的動摩擦因數μ=0.21D.木箱與地面間的動摩擦因數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,當推力F>21N時,靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?大小為20N,木箱與地面間的動摩擦因數μ=Ffmg=0.2,A、10.(2024屆襄陽質檢)(多選)緩慢關門時(關門方向為圖中箭頭方向)門鎖的示意圖如圖所示,若彈簧始終處于壓縮狀態(tài),則下列說法正確的是()。A.關門時鎖殼對鎖舌的彈力方向向右B.關門時鎖殼對鎖舌的彈力方向垂直于鎖舌的斜面C.關門時彈簧彈力變大D.關門時彈簧彈力方向與鎖殼對鎖舌的彈力方向在一條直線上答案BC解析關門時,鎖殼對鎖舌的彈力方向與接觸面垂直,即垂直于鎖舌的斜面,A項錯誤,B項正確。關門時,彈簧的壓縮量增大,根據胡克定律F=kx可知彈簧彈力變大,C項正確。被壓縮的彈簧彈力的方向沿著彈簧向兩邊,鎖殼對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項錯誤。11.(2024屆成都質檢)如圖所示,長為3L的木板從光滑水平面滑上長為5L的粗糙桌面,停止運動時木板右端離開桌面邊緣的距離為L,則該過程中,木板所受摩擦力Ff與位移x的關系圖像是()。ABCD答案D解析由Ff=μFN可知,隨著長為3L的木板逐漸進入粗糙桌面,木板所受摩擦力Ff均勻增大,全部進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項正確。12.(多選)如圖所示,某同學將一本質量M=1.2kg且分布均勻的大字典放在水平桌面上,一張白紙(質量和厚度均可忽略不計,頁面大于字典頁面)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、下表面與字典書頁之間的動摩擦因數均為μ1=0.25?，F用一與白紙長邊垂直的水平拉力F將白紙從字典中勻速拉出,此過程中字典始終保持靜止,設最大靜摩摩擦力大小等于滑動摩擦力,重力加速度g=10m/s2。在白紙被拉出字典的過程中以下說法正確的是()。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.字典與桌面間的動摩擦因數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,設字典的寬度為L,當將白紙向右拉出位移大小為x時,白紙上方受到字典的壓力FN=23Mg·L-xL,此時白紙受到的拉力大小F=2μ1FN,可得F=4μ1Mg(L-x)3L,可知當x增大時,F減小,A、B兩項錯誤;當x=0時,拉力的最大值Fmax=4μ1Mg3=4N,C項正確;第2講力的合成與分解對應學生用書P29考點一力的合成1.共點力幾個力作用在物體的同一點,或它們的①或其延長線交于一點,這幾個力叫作共點力。

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

(2)關系:合力和分力是③的關系。

3.力的合成(1)定義:求幾個力的合力的過程。(2)運算方法:④定則。

答案①作用線②效果③等效替代④平行四邊形兩個彈簧秤拉橡皮條的合力與一個彈簧秤拉橡皮條的力的效果相同。實驗表明:合力與兩分力之間關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)”。

角度1合力與分力的關系1.平行四邊形定則:求兩個互成角度的共點力的合力,可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩條鄰邊之間的對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(教材習題改編)一物體受到三個共面共點力F1、F2、F3的作用,三力的矢量關系如圖所示(小方格邊長相等),則下列說法正確的是()。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.由題給條件無法求合力大小答案B解析應先合成其中兩個力,再合成第三個力,根據本題特點先合成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項正確?？枷?合力范圍的確定1.兩個共點力的合力范圍:|F1-F2|≤F≤F1+F2。(1)兩個力的大小不變時,其合力隨夾角的增大而減小。(2)合力的大小不變時,兩分力隨夾角的增大而增大。(3)當兩個力反向時,合力最小,為|F1-F2|;當兩個力同向時,合力最大,為F1+F2。2.三個共點力的合力范圍(1)最大值:三個力同向時,其合力最大,為Fmax=F1+F2+F3。(2)最小值:以這三個力的大小為邊,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力減去另外兩個力的大小之和,即Fmin=F1-(F2+F3)(F1為三個力中最大的力)。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,現將水平面內三個力同時作用于物體的同一點,三個力的大小分別為2N、2N、3N。下列關于物體的受力情況和運動情況判斷正確的是()。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.物體一定被拉動答案ABC解析兩個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三項正確,D項錯誤。兩個力的合力大小1.兩個分力一定時,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屆烏魯木齊質檢)如圖所示,小寧利用計算機研究分力F1、F2與合力F的關系。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°的過程中,合力F的箭頭的軌跡圖形為()。答案A解析解法1:以O點為坐標原點,F1所在方向為x軸正方向,建立直角坐標系(如圖甲),則合力F的箭頭位置坐標值為x=F1+F2cosθ,y=F2sinθ,可得(x-F1)2+y2=F22,這是一個圓心在(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°的過程中,可知合力F的箭頭軌跡為一圓周,A項正確。角度2合力的計算法類型圖示計算一般情況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夾角為120°合力與分力等大(2024屆平頂山質檢)射箭時,若釋放的瞬間弓弦的拉力為100N,對箭產生的作用力為120N,其弓弦的拉力如圖中F1和F2所示,對箭產生的作用力如圖中F所示,則弓弦的夾角α應為(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°,力的合成問題常常與幾何知識結合,解題時要畫好受力示意圖,有助于利用形象思維直觀地分析問題?？键c二力的分解1.力的分解是力的合成的逆運算,遵循①定則或②定則。

2.分解方法(1)按力產生的③分解。

(2)正交分解①定義:將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法。②建立坐標軸的原則:一般選共點力的作用點為原點。在靜力學中,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軸上);在動力學中,以加速度方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標系。3.實例:如圖,將結點O所受的力進行分解。答案①平行四邊形②三角形③效果1.一個力可以分解為無數對分力。為了研究問題的方便,我們一般將力按照力的的方向分解。

答案作用效果2.生活中經常用刀來劈開物體。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,刀刃兩側面的夾角為θ,則刀劈物體時對物體側向推力的大小FN=。

答案F解析將F沿垂直兩側面的方向分解,如圖所示,由幾何關系可知,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》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力。設牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁,F與豎直方向的夾角分別為α和β,α<β,如圖所示。忽略耕索質量,耕地過程中,下列說法正確的是()。A.耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大B.耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大C.曲轅犁勻速前進時,耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力D.直轅犁加速前進時,耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力答案B解析耕索對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項錯誤,B項正確;無論曲轅犁勻速前進或直轅犁加速前進,耕索對犁的拉力與犁對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兩項錯誤。按力的作用效果分解的五種常見情形實例分解思路拉力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用物體受到多個力F1,F2,F3,…作用,求合力F時,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,并處于靜止狀態(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解析將結點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項錯誤,D項正確;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兩項錯誤。正交分解法是分析力或其他矢量問題的常用方法,往往適用于下列情況:1.物體受到三個以上的力的情況。2.物體受到三個力的作用,其中有兩個力互相垂直的情況。3.只分析物體某一方向的運動情況時,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屆武漢聯考)如圖所示,兩滑塊放在光滑的水平面上,中間用一細線相連,輕桿OA、OB擱在滑塊上,且可繞鉸鏈O自由轉動,兩桿長度相等,夾角為θ,當用豎直向下的力F作用在鉸鏈上時,滑塊間細線的張力為多大?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;桿對滑塊的作用力F1產生兩個效果: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題已知條件示意圖解的情況已知合力與兩個分力的方向(非共線力)有唯一解已知合力與兩個分力的大小在同一平面內有兩解、一解或無解(當F<|F1-F2|或F>F1+F2時無解;當F=F1+F2或F=|F1-F2|時有一解)已知合力與一個分力的大小和方向有唯一解已知合力與一個分力的大小及另一個分力的方向(非共線力)在0<θ<90°時,有三種情況:(1)當F1=Fsinθ或F1>F時,有一組解(2)當F1<Fsinθ時,無解(3)當Fsinθ<F1<F時,有兩組解若90°<θ<180°,僅F1>F時有一組解,其余情況無解(教材習題改編)已知兩個共點力的合力大小為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,即圖中F1'和F1″,F2的方向有兩個,即圖中F2'的方向和F2″的方向,A、B、D三項錯誤,C項正確。已知合力與一個分力的大小及另一個分力的方向,力的分解不唯一,會產生多值與臨界問題?？键c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(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有力找出來,并畫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物體作為一個整體來分析的方法隔離法將研究對象與周圍物體分隔開分析的方法假設法若不能確定某力是否存在,可先對其作出存在或不存在的情況假設,然后就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來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物體之間的作用總是①的。一個物體對另一個物體施加了力,另一個物體一定②對這一個物體也施加了力,物體間相互作用的這一對力,通常叫作作用力和反作用力。

2.牛頓第三定律(1)內容:兩個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)表達式:F=-F'。答案①相互②同時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態(tài)變化如圖2所示。圖1圖2(1)圖2表明什么現象?(2)通過該實驗得出什么結論?答案(1)兩條圖線對應的縱坐標大小相等、符號相反。(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,粗糙的長方體木塊A、B疊在一起,放在水平桌面上,B木塊受到一個水平方向的力的牽引,但仍然保持靜止。問B木塊受到哪幾個力的作用?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間沒有摩擦力!角度1受力分析受力分析的四個步驟考向1力的示意圖(2024屆濟南質檢)“兒童散學歸來早,忙趁東風放紙鳶?！狈棚L箏是民間傳統游戲之一。如圖所示,一只風箏高高地懸停在空中,已知風箏受到重力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三個圖中,合力不可能為零,風箏不能處于平衡狀態(tài),只有C圖在三個力的作用下風箏能處于平衡狀態(tài),C項正確。受力分析要注意的幾個問題1.防止“添力”。應注意區(qū)分內力和外力,區(qū)分性質力和效果力,區(qū)分施力和受力。2.防止“漏力”。嚴格按照重力、彈力、摩擦力、其他力的步驟進行受力分析是防止“漏力”的有效辦法。3.受力分析還要密切注意物體的運動狀態(tài),運用平衡條件或牛頓運動定律判定未知力的有無及方向?？枷?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的受力個數可能為()。A.3B.4C.5D.6答案BC解析先對A、B整體受力分析,受重力、水平力F、支持力;當水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力時,有上滑趨勢;當水平力F平行斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力時,有下滑趨勢;當水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力時,無滑動趨勢。再對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個力。最后對B受力分析,受重力、A對B的壓力和向右的靜摩擦力、斜面對B的支持力,若B物體相對斜面有滑動趨勢,則還要受到斜面的靜摩擦力,若相對斜面無滑動趨勢,則不受斜面的靜摩擦力,即物體B可能受4個力,也可能受5個力,B、C兩項正確。【變式1】(多選)若例10中的力F作用在B上(如圖),則B的受力個數可能為()。A.3個B.4個C.5個D.6個答案BC解析B物體一定受重力、斜面的支持力、A對B的壓力和力F,斜面對B可能有摩擦力,也可能沒有,B可能受4個力或5個力,B、C兩項正確?！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,整個系統處于靜止狀態(tài),則以下說法正確的是()。A.物塊A的受力個數為4個B.物塊B的受力個數為4個C.地面對物塊C的支持力小于三者重力之和D.地面對物塊C的摩擦力大小等于F,方向水平向右答案D解析對A進行受力分析,根據平衡條件知A只受重力和支持力2個力的作用,A項錯誤;對B進行受力分析,有重力、A對B的壓力、C施加的垂直斜面向上的支持力、拉力F,根據平衡條件可知還有C施加的平行斜面向上的摩擦力,共5個力的作用,B項錯誤;以A、B、C整體為研究對象進行受力分析,根據平衡條件知地面對物塊C的支持力等于三者重力之和,C項錯誤;對A、B、C整體進行受力分析,根據平衡條件知地面對物塊C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,D項正確。受力分析的基本技巧1.要善于轉換研究對象,尤其是對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,再應用牛頓第三定律判定。2.假設法是判斷彈力、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系2.相互作用力與平衡力的比較比較項一對作用力和反作用力一對平衡力不同點受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關系同時產生、同時消失不一定同時產生、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,合力為零力的性質一定是同性質的力性質不一定相同相同點大小方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上在“鳥巢歡樂冰雪季”期間,花樣滑冰中的男運動員水平托舉著女運動員在水平冰面上一起滑行。下列說法正確的是()。A.因為男運動員穩(wěn)穩(wěn)地托舉著女運動員一起滑行,所以男運動員對女運動員的支持力大于女運動員受到的重力B.男運動員受到的重力和冰面對他的支持力是一對平衡力C.女運動員對男運動員的壓力與冰面對男運動員的支持力是一對作用力和反作用力D.男運動員對冰面的壓力與冰面對他的支持力是一對作用力和反作用力答案D解析男運動員穩(wěn)穩(wěn)地托舉著女運動員一起滑行,在水平冰面上運動,豎直方向沒有加速度,所以男運動員對女運動員的支持力大小等于女運動員受到的重力,A項錯誤;男運動員除了受到重力、冰面對他的支持力外,還受到女運動員對他的壓力,三個力平衡,B項錯誤;女運動員對男運動員的壓力與男運動員對女運動員的支持力是一對作用力和反作用力,C項錯誤;男運動員對冰面的壓力與冰面對他的支持力是一對作用力和反作用力,D項正確。考向2牛頓第三定律的應用(2020年浙江卷)圖片是“中國天眼”500m口徑球面射電望遠鏡維護時的照片。為不損傷望遠鏡球面,一質量為m的工作人員被懸在空中的氦氣球拉著,當他在離底部有一定高度的望遠鏡球面上緩慢移動時,氦氣球對其有大小為56mg、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,若將人視為質點,此時工作人員()。A.受到的重力大小為16B.受到的合力大小為16C.對球面的壓力大小為16D.對球面的作用力大小為16答案D解析工作人員的質量為m,則工作人員受到的重力G=mg,A項錯誤;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項錯誤;工作人員所在的球面位置不水平,對球面的壓力不等于16mg,C項錯誤;由平衡條件可得球面對工作人員的作用力F=mg-56mg=16mg,由牛頓第三定律可得,工作人員對球面的作用力大小為16當不能直接求解物體受到的某個力時,可先求它的反作用力,如求壓力時可先求支持力。在許多問題中,摩擦力的求解亦是如此。利用牛頓第三定律轉換研究對象,可以使我們分析問題的思路更靈活、更開闊。考向3受力分析與牛頓第三定律結合(2024屆沈陽模擬)如圖所示,一質量為m的物體放在質量為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動,斜面體始終靜止,重力加速度大小為g,則下列說法正確的是()。A.斜面體對地面的摩擦力大小為FcosθB.地面對斜面體的支持力大小為(M+m)gC.物體對斜面體的摩擦力的大小為FD.斜面體對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整體,由受力情況可得地面對斜面體的摩擦力大小為Fcosθ,地面對斜面體的支持力大小為(M+m)g+Fsinθ,由牛頓第三定律可知,A項正確,B項錯誤;隔離物體進行受力分析,斜面體對物體的摩擦力大小為F+mgsinθ,由牛頓第三定律可知,C項錯誤;斜面體對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,故斜面體對物體的作用力不在豎直方向上,D項錯誤。1.如圖,在天花板上吊有一臺電風扇,當電風扇靜止時,掛鉤受到的拉力大小為F1。當通電后葉片平穩(wěn)轉動時,掛鉤受到的拉力大小為F2。關于F1和F2的大小,下列說法正確的是()。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解析當電風扇靜止時,掛鉤所受的拉力F1大小等于電風扇的重力G的大小。當通電后葉片平穩(wěn)轉動時,電風扇受到三個力,電扇的重力、掛鉤對電扇的拉力和空氣對電扇葉片向上的作用力,所以F2的大小小于電風扇的重力G的大小,F1一定大于F2,C項正確。2.如圖所示,在粗糙水平面上有一個三角形木塊,在它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質量分別為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數為()。A.5個B.6個C.7個D.8個答案B解析對三角形木塊和兩木塊整體分析,地面對三角形木板有一個支持力,沒有摩擦力,兩木塊對三角形木塊分別有一個壓力和靜摩擦力,所以三角形木塊所受外力的個數為6個,B項正確。3.(多選)如圖,質量為m1的小明踩著質量為m2的滑板車沖上質量為M的斜面,到最高點后,小明用力推一下固定在斜面上的擋板,然后勻速滑下來。全過程小明相對滑板車保持不動,腳不著地,斜面始終靜止在水平地面?？芍?)。A.沖上斜面過程中,斜面受到地面水平向右的摩擦力B.沖上斜面過程中,斜面對地面的壓力小于(M+m1+m2)gC.沿斜面勻速下滑過程中,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解析沖上斜面過程中,小明和滑板車所受合力沿斜面向下,對斜面、小明和滑板車整體進行受力分析如圖甲,可知,斜面受到地面水平向左的摩擦力,地面對斜面的支持力小于(M+m1+m2)g,由牛頓第三定律知,斜面對地面的壓力小于(M+m1+m2)g,A項錯誤,B項正確。沿斜面勻速下滑過程中,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項正確。沿斜面勻速下滑過程中,對滑板車和小明整體進行受力分析如圖丙,滑板車所受支持力和摩擦力的合力等于(m1+m2)g,D項錯誤。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,光滑的輕繩繞過定滑輪,兩端分別系有質量為m、M的物體A、B,整個裝置處于靜止狀態(tài)。已知斜面的傾角為37°,物體B與斜面間的動摩擦因數為0.5,且所受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則下列說法中正確的是()。A.三角形斜面受地面的摩擦力大小與兩物體的質量m、M有關B.物體B受到斜面的支持力隨物體A的質量的變化而變化C.物體B與物體A的質量關系可能為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象,整體只受重力和支持力,相對地面并無運動趨勢,故不受摩擦力,A項錯誤;對B所受重力進行正交分解,在垂直于斜面的方向有N-Mgcos37°=0,則N的大小與物體A的質量無關,B項錯誤;據題意知T=mg,當Mgsin37°=mg時,物體B受到的摩擦力為零,當Mgsin37°大于mg時,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項正確;物體B受到的摩擦力沿斜面向上時,物體B受到的摩擦力隨著m的增大而逐漸減小,D項錯誤。見《高效訓練》P111.一條魚在水中正沿直線水平向左勻速游動。在這個過程中,關于水對魚的作用力F與魚的重力G的示意圖正確的是()。答案A解析魚在水中勻速運動,受力平衡。水對魚的作用力與魚的重力相平衡,A項正確。2.如圖所示,一個同學拉著行李箱(其拉桿可自由轉動)沿水平地面勻速前進,不考慮空氣的阻力,則以下說中正確的是()。A.行李箱受到兩對平衡力的作用B.行李箱受到一對平衡力的作用C.該同學對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力的作用,如圖所示,這四個力中沒有哪兩個力是相互平衡的關系,A、B兩項錯誤;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項正確;設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)兩個力F1和F2間的夾角為θ,兩力的合力為F,以下說法不正確的是()。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的作用效果與兩個分力F1和F2共同產生的作用效果是相同的答案C解析根據平行四邊形定則,若F1、F2的大小和方向一定,則F的大小和方向一定,A項正確;若F1與F2大小不變,θ角越小,合力F就越大,B項正確;若θ角為鈍角且不變,F1大小不變,增大F2時,合力F可能先變小后增大,如圖所示,C項錯誤;合力與分力的作用效果是相同的,D項正確。4.(教材改編)有兩個力,它們的合力為0?，F在把其中一個向東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解析兩個力合力為0,其中一個向東的力為6N,則另一個力向西且大小也為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共有8對鋼索,每一對鋼索等長。每一條鋼索與塔柱均成α角,若不計鋼索的自重,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,每對鋼索對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。劈的縱截面是一個等腰三角形,使用劈的時候,垂直劈背加一個力F,這個力產生兩個作用效果,使劈的兩個側面推壓木柴,把木柴劈開。設劈背的寬度為d,劈的側面長為l,不計斧頭的自身重力,則劈的側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,設兩側面推壓木柴的力分別為F1、F2且F1=F2,如圖。根據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屆廣州質檢)超市里磁力防盜扣的內部結構及原理如圖所示,在錐形金屬筒內放置四顆小鐵珠(其余兩顆未畫出),工作時彈簧通過鐵環(huán)將小鐵珠擠壓于金屬筒的底部,同時,小鐵珠陷于釘柱上的凹槽里,鎖死防盜扣。當用強磁體吸引防盜扣的頂部時,鐵環(huán)和小鐵珠向上移動,防盜扣松開。已知錐形金屬筒底部的圓錐頂角是120°,彈簧通過鐵環(huán)施加給每個小鐵珠豎直向下的力F,小鐵珠鎖死防盜扣,每個小鐵珠對釘柱產生的側向壓力為(不計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,則由幾何關系可知tan60°=FF1,則每個小鐵珠對釘柱產生的側向壓力大小F1=33F8.(2024屆天津模擬)汽車的機械式手剎(駐車器)系統的結構示意圖如圖所示,結構對稱。當向上拉動手剎拉桿時,手剎拉索(不可伸縮)就會拉緊,拉索OD、OC分別作用于兩邊輪子的制動器,從而實現駐車的目的。則以下說法正確的是()。A.當OD、OC兩拉索夾角為60°時,三根拉索的拉力大小相等B.拉動手剎拉桿時,拉索AO上的拉力總比拉索OD和OC中任何一個的拉力大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,拉動拉索AO越省力答案D解析當OD、OC兩拉索夾角為120°時,三根拉索的拉力大小才相等,A項錯誤;拉動手剎拉桿時,當OD、OC兩拉索夾角大于120°時,拉索AO上的拉力比拉索OD和OC中任何一個拉力都小,B項錯誤;根據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項錯誤;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,即拉動拉索AO越省力,D項正確。9.如圖,耕地過程中,耕索與豎直方向成θ角,牛通過耕索拉犁的力為F,犁對耕索的拉力為T,忽略耕索質量,則()。A.耕索對犁拉力的水平分力為FsinθB.耕索對犁拉力的豎直分力為FsinθC.犁勻速前進時,F和T的合力為零D.犁加速前進時,有F>T答案A解析如圖,將力F進行正交分解,可得Fx=Fsinθ,Fy=Fcosθ,A項正確,B項錯誤;耕索拉犁的力F和犁對耕索的拉力T為一對相互作用力,作用在兩個物體上,不能夠進行合成,C項錯誤;相互作用力永遠是等大的,D項錯誤。10.一位同學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行牽引治療(腳與動滑輪間用綁帶綁住)。不計滑輪的摩擦和繩子質量,重力加速度g取10m/s2,則這個牽引裝置對他的作用力大小約為()。A.114NB.120NC.144ND.168N答案C解析如圖所示,把人和動滑輪看成整體,牽引裝置對人的作用力有三個,沿F1和F3的方向建立坐標系,則利用正交分解可得,牽引裝置對他的作用力大小為F=(F3+F2x)2+(F11.(多選)如圖所示,在“共點力合成”的實驗中,橡皮條一端固定于P點,另一端連接兩個彈簧測力計,分別用力F1和F2拉兩個彈簧測力計(兩個力的方向夾角小于90°),將結點拉至O點。現讓F1大小不變,方向在紙面內沿順時針方向轉動某一角度,且F1始終處于PO左側,要使結點仍位于O點,則關于F2的大小和圖中的θ角,下列方法可行的是()。A.增大F2的同時增大θ角B.增大F2的同時減小θ角C.增大F2而保持θ角不變D.減小F2的同時增大θ角答案ABC解析對O點進行受力分析,它受到兩個彈簧測力計的拉力和橡皮條的拉力,要使O點位置不變,則橡皮條長度不變,其拉力大小、方向不變,F1的大小不變,根據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的同時增大θ角,A項正確;如圖乙所示,可以在增大F2的同時減小θ角,B項正確;如圖丙所示,可以增大F2而保持θ角不變,C項正確;根據平行四邊形定則可知,減小F2的同時增大θ角是不能組成平行四邊形的,D項錯誤。12.(2024屆東城區(qū)質檢)在建造房屋的過程中,建筑工人用輕繩穿過與重物固定連接的光滑圓環(huán),將重物從高臺運到地面的過程,可以簡化為如圖所示的情境:工人甲和乙站在同一水平高臺上分別握住輕繩,甲在A點靜止不動,乙站在B點緩慢釋放輕繩,使重物下降。在乙釋放一小段輕繩的過程中,下列分析正確的是()。A.繩的拉力大小不變B.工人甲受到高臺的支持力不變C.工人甲受到高臺的摩擦力變大D.工人甲受到高臺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,由共點力平衡條件知繩上拉力減小,A項錯誤;對兩人、繩及重物整體研究,可知兩人受到高臺的支持力不變,B項正確;繩子拉力減小,且繩與水平面的夾角增大,故繩子對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項錯誤;兩人分別受到高臺和繩的作用力的合力均與其重力平衡,D項錯誤。13.(2024屆錦州質檢)某壓榨機的結構示意圖如圖所示,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C與D光滑接觸,桿的重力及滑塊C的重力不計,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講共點力的平衡對應學生用書P361.平衡狀態(tài):物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(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:如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大?、?、方向②。

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

(3)多力平衡:如果物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與另外幾個力的合力大小⑥、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兜把足球掛在A點,足球與墻壁的接觸點為B(如圖)。足球的質量為m,懸繩與墻壁的夾角為α,網兜的質量不計。取重力加速度為g,則懸繩對足球的拉力F=,墻壁對足球的支持力N=。

答案mgcosαmgtan解決平衡問題的四種常用方法適用條件注意事項優(yōu)點合成法物體受三個力作用而平衡(1)表示三個力大小的線段長度不可隨意畫(2)兩力的合力與第三個力等大反向對于物體所受的三個力,有兩個力相互垂直或兩個力大小相等的平衡問題求解較簡單分解法物體受三個力作用而平衡其中的一個力的兩個分力分別與物體受到的另兩個力等大反向正交分解法物體受三個或三個以上的力作用而平衡選坐標軸時應使盡量多的力與坐標軸重合對于物體受三個以上的力處