高中物理精典例題專題解析

高中物理精典名題解析專題

專題01：運(yùn)動(dòng)學(xué)專題.doc

專題02：摩擦力專題.doc

專題03：牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié).doc

專題04：萬有引力定律全面提高doc

專題05：動(dòng)量、動(dòng)量守恒定律.doc

專題06：機(jī)械能守恒定律.doc

專題07：功和能.doc

專題08：帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc

專題09：電場(chǎng)力的性質(zhì)，能的性質(zhì).doc

專題10：電容器專題2.doc

專題11：電學(xué)圖象專題.doc

專題12：恒定電流.doc

專題13：帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc

專題14：電磁感應(yīng)功能問題.doc

專題15：電磁感應(yīng)力學(xué)綜合題.doc

專題16：交流電doc

專題17：幾何光學(xué).doc

專題18：物理光學(xué)doc

專題19：如何審題doc

專題20：物理解題方法.doc

專題21：高三后期復(fù)習(xí)的指導(dǎo)思想.doc

專題22：中檔計(jì)算題專題.doc

專題23：創(chuàng)新設(shè)計(jì)與新情景問題.doc

—v運(yùn)動(dòng)學(xué)專題

直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及追及問題

—、例題

例題1.一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,

在這1s內(nèi)該物體的（）

A.位移的大小可能小于4m

B.位移的大小可能大于10m

C.加速度的大小可能小于4ni/'s

D.加速度的大小可能大于10m/s

析：同向時(shí)q=乜二％=吐3加//=6m//

%+凹r=4+10

?\m=7m

22

U4r匕-%—10—4.2,/,

反向1時(shí)生=———=jtn!s~=-14A/H/S~

式中負(fù)號(hào)表示方向跟規(guī)定正方向相反

答案：A、D

例題2：兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下木快每

次曝光時(shí)的位置，如圖所示，連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的，由圖可知（）

A在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同

B在時(shí)刻t1兩木塊速度相同

C在時(shí)刻七和時(shí)刻乜之間某瞬間兩木塊速度相同

D在時(shí)刻乜和時(shí)刻t5之間某瞬間兩木塊速度相同

解析：首先由圖看出：上邊那個(gè)物體相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量，可以判定其做

勻變速直線運(yùn)動(dòng)；下邊那個(gè)物體

tlt2Ut517

很明顯地是做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由□□□□□C

于及t3時(shí)刻兩物體位置相同，II1||||||||111||||||||||||

說明這段時(shí)間內(nèi)它們的位移相□□□□□□□

t【2tjut5t6t7

等，因此其中間時(shí)刻的即時(shí)速度

相等，這個(gè)中間時(shí)刻顯然在t3、匕之間

答案：C

例題3一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上躍起，舉雙臂直立身體離開臺(tái)面，此時(shí)

中心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn)，躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn)，落水時(shí)身體豎直，手先

入水（在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì)）從離開跳臺(tái)到手觸水面，他可用于完成

空中動(dòng)作的時(shí)間是多少？（g取lOm/s?結(jié)果保留兩位數(shù)字）

解析：根據(jù)題意計(jì)算時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)員的全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，且忽略其水

平方向的運(yùn)動(dòng)，因此運(yùn)動(dòng)員做的是豎直上拋運(yùn)動(dòng)，由%-可求出剛離開臺(tái)面時(shí)的速度

2g

麗=3"/$,由題意知整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)員的位移為一10m（以向上為正方向），由

12,日

S=S得：

-10=3t-5t2

解得：7s

思考：把整個(gè)過程分為上升階段和下降階段來解，可以嗎？

例題4.如圖所示，有若干相同的小鋼球，從斜面

上的某一位置每隔0.1s釋放一顆，在連續(xù)釋放若干

顆鋼球后對(duì)斜面上正在滾動(dòng)的若干小球攝下照片如

圖，測(cè)得AB=15cm,BC=20cm,試求：

（1）拍照時(shí)B球的速度；

（2）A球上面還有幾顆正在滾動(dòng)的鋼球

解析：拍攝得到的小球的照片中，A、B、C、D…各小球

的位置，正是首先釋放的某球每隔0.1s所在的位置.這樣就把本題轉(zhuǎn)換成一個(gè)物體在斜面上

做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的問題了。求拍攝時(shí)B球的速度就是求首先釋放的那個(gè)球運(yùn)動(dòng)到

B處的速度；求A球上面還有幾個(gè)正在滾動(dòng)的小球變換為首先釋放的那個(gè)小球運(yùn)動(dòng)到A處經(jīng)

過了幾個(gè)時(shí)間間隔（0.1s）

（1）A、B、C、D四個(gè)小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相差△1"=（）.1s

SBC+SAB_0-35

m/s=1.75m/s

2AT~0.2

(2)由△sf/kT?得:

Av0.2-0.15

m/s==5m/s2

AT10.12

例5：火車A以速度w勻速行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方同一軌道上相距s處有另一火車B沿

同方向以速度vz（對(duì)地，且vz〈V。做勻速運(yùn)動(dòng)，A車司機(jī)立即以加速度（絕對(duì)值）a緊急

剎車，為使兩車不相撞，a應(yīng)滿足什么條件？

分析：后車剎車做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)后車運(yùn)動(dòng)到與前車車尾即將相遇時(shí)，如后車車速已降

到等于甚至小于前車車速，則兩車就不會(huì)相撞，故取s后二s+s前和v后Wv前求解

解法一：取取上述分析過程的臨界狀態(tài)，則有

12,

Vit——aot=s+v2t

2

Vi-aot=V2

a。二8二苴

2s

所以當(dāng)a,（匕一匕）時(shí)，兩車便不會(huì)相撞。

2s

法二：如果后車追上前車恰好發(fā)生相撞，則

Vit——at2=s+v2t

2

上式整理后可寫成有關(guān)t的一元二次方程，即

—at2+（V2-vi）t+s=0

2

取判別式4〈0,則t無實(shí)數(shù)解，即不存在發(fā)生兩車相撞時(shí)間t。A>0,則有

（V?—Vi）224（—a）s

2

行AV”?一%）?

待aW----------

2s

為避免兩車相撞，故心力

法三：運(yùn)用v-t圖象進(jìn)行分析，設(shè)從某時(shí)

刻起后車開始以絕對(duì)值為a的加速度開始剎車,

取該時(shí)刻為t=0,則A、B兩車的v-t圖線如圖

所示。圖中由w、V2、C三點(diǎn)組成的三角形面

積值即為A、B兩車位移之差（s后一s前）二s,tan

0即為后車A減速的加速度絕對(duì)值a。。因此有

所以tanO二a廣豆”

若兩車不相撞需一匕尸

2s

二、習(xí)題

1、下列關(guān)于所描述的運(yùn)動(dòng)中，可能的是（）

A速度變化很大，加速度很小

B速度變化的方向?yàn)檎?，加速度方向?yàn)樨?fù)

C速度變化越來越快，加速度越來越小

D速度越來越人，加速度越來越小

解析：由2=/^//^知，即使很大，如果At足夠長(zhǎng)，a可以很小，故A正確。速

度變化的方向即的方向，與a方向一定相同，故B錯(cuò)。加速度是描述速度變化快慢的物

理量，速度變化快，加速度一定大。故C錯(cuò)。加速度的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)速度的

改變量，與速度大小無關(guān)，故D正確。

答案：AvD

2、一個(gè)物體在做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知它在第一個(gè)△!：時(shí)間內(nèi)的位移為

s,若△土未知，則可求出（）

A.第一個(gè)時(shí)間內(nèi)的平均速度

B.第n個(gè)時(shí)間內(nèi)的位移

C.時(shí)間的位移

D.物體的加速度

解析：因/二二，而未知，所以E不能求出，故A錯(cuò).因

Ar

4：%:邑口：…：%=1：3：5:…：（2〃-1）,有力：%=1:（2〃-1）,5ZJ=（2n-l）5j=

cAc

（2n-1）s,故B正確；又sect?所以」■=n2,所以s.=n2s,故C正確；因"丁，盡管

SV

△s二Sn-Sn-1可求，但未知，所以A求不出，D錯(cuò).

答案：B、C

3、汽車原來以速度v勻速行駛,剎車后加速度大小為a,做勻減速運(yùn)動(dòng)，則t秒后其位

移為（）

I21

Avtat2B—C—vt-\—cit~D無法確定

22a2

解析:汽車初速度為v,以加速度。作勻減速運(yùn)動(dòng)。速度戒到零后停止運(yùn)動(dòng)，設(shè)其運(yùn)動(dòng)

的時(shí)間t-二一。當(dāng)twt時(shí)，汽車的位移為s=W--at2；如果t>t,汽車在t時(shí)已停止

a2

2

運(yùn)動(dòng)，其位移只能用公式v?=2as計(jì)算，s=—

2a

答案：D

4、汽車甲沿著平直的公路以速度v。做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它路過其處的同時(shí)，該處有一

輛汽車乙開始做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)去追趕甲車，根據(jù)上述的已知條件（）

A.可求出乙車追上甲車時(shí)乙車的速度

B.可求出乙車追上甲車時(shí)乙車所走的路程

C.可求出乙車從開始起動(dòng)到追上甲車時(shí)所用的時(shí)間

D,不能求出上述三者中任何一個(gè)

分析：題中涉及到2個(gè)相關(guān)物體運(yùn)動(dòng)問題，分析出2個(gè)物體各作什么運(yùn)動(dòng)，并盡力找到

兩者相關(guān)的物理?xiàng)l件是解決這類問題的關(guān)鍵，通?？梢詮奈灰脐P(guān)系、速度關(guān)系或者時(shí)間

關(guān)系等方面去分析。

解析：根據(jù)題意，從汽車乙開始追趕汽車甲直到追上，兩者運(yùn)動(dòng)距離相等，即s甲二

二S乙二S,經(jīng)歷時(shí)間t甲二t乙二t.

那么，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)公式對(duì)甲應(yīng)有：s=vot

根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式對(duì)乙有：s=-at\及匕

2

由前2式相除可得at=2v。，代入后式得

vt=2vo,這就說明根據(jù)已知條件可求出乙車追上

甲車時(shí)乙車的速度應(yīng)為20。因a不知,無法求出

路程和時(shí)間，如果我們采取作v-t圖線的方法，

則上述結(jié)論就比較容易通過圖線看出。圖中當(dāng)

乙車追上甲車時(shí)，路程應(yīng)相等，即從圖中圖線

上看面積S甲和S乙，顯然三角形高vt等于長(zhǎng)方

形高V。的2倍，由于加速度a未知，乙圖斜率

不定，a越小，t越大，s也越大，也就是追趕

時(shí)間和路程就越大。

答案：A

5、在輕繩的兩端各栓一個(gè)小球，一人用手拿者上端的小球站在3層樓陽(yáng)臺(tái)上，放手后

讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時(shí)間差為T,如果站在4層樓的陽(yáng)臺(tái)上，同樣放手讓小

球自由下落，則兩小球相繼落地時(shí)間差將（）

A不變B變大C變小D無法判斷

解析：兩小球都是自由落體運(yùn)動(dòng)，可在一

v-t圖象中作出速度隨時(shí)間的關(guān)系曲線，如圖

所示，設(shè)人在3樓陽(yáng)臺(tái)上釋放小球后，兩球落地

時(shí)間差為△匕，圖中陰影部分面積為△h,若人在

4樓陽(yáng)臺(tái)上釋放小球后，兩球落地時(shí)間差△上2,

要保證陰影部分面積也是Ah；從圖中可以看出

一定有（Ati

答案：C

6、一物體在A、B兩點(diǎn)的正中間

由靜止開始運(yùn)動(dòng)（設(shè)不會(huì)超越A、B）,

其加速度隨時(shí)間變化如圖所示。設(shè)向

A的加速度為為正方向，若從出發(fā)開

始計(jì)時(shí)，則物體的運(yùn)動(dòng)情況是

（）

A先向A，后向B,再向A,又向

B,4秒末靜止在原處

B先向A,后向B,再向A,又向

B,4秒末靜止在偏向A的某點(diǎn)

C先向A,后向B,再向A,又向B,4秒末靜止在偏向B的某點(diǎn)

D一直向A運(yùn)動(dòng),4秒末靜止在偏向A的某

點(diǎn)

解析:根據(jù)a-1圖象作出其v-t圖象，如右圖

所示，由該圖可以看出物體的速度時(shí)大時(shí)

小，但方向始終不變，一直向A運(yùn)動(dòng)，又因

v-t圖象與t軸所圍“面積”數(shù)值上等于物

體在t時(shí)間內(nèi)的位移大小，所以4秒末物

體距A點(diǎn)為2米

答案：D

7、天文觀測(cè)表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星（或星系）都在以各自的速度背離我們而運(yùn)動(dòng),

離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動(dòng)的速度（稱為退行速度）越大；也就是說，宇宙在膨脹，

不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比，即v=Hr。式中H為一常量，稱為哈

勃常數(shù)，已由天文觀察測(cè)定，為解釋上述現(xiàn)象，有人提供一種理論，認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大爆

炸的火球開始形成的，假設(shè)大爆炸后各星體即以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，并設(shè)想我們就位

于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們?cè)竭h(yuǎn)，這一結(jié)果與上述天文觀測(cè)一致。

由上述理論和天文觀測(cè)結(jié)果，可估算宇宙年齡T,其計(jì)算式如何？根據(jù)近期觀測(cè)，哈勃

常數(shù)H=3X1（）2m/（s光年），其中光年是光在一年中行進(jìn)的距離，由此估算宇宙的年齡約為

多少年？

解析：由題意可知，可以認(rèn)為宇宙中的所有星系均從同一點(diǎn)同時(shí)向外做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于

各自的速度不同，所以星系間的距離都在增大，以地球?yàn)閰⒖枷?，所有星系以不同的速度?/p>

在勻速遠(yuǎn)離。則由s=vt可得r=vT,所以，宇宙年齡：T=-=—=—

vHrH

若哈勃常數(shù)H=3X10-2mz（s光年）

則T二-!-二1010年

H

思考：1宇宙爆炸過程動(dòng)量守恒嗎？如果爆炸點(diǎn)位于宇宙的“中心”，地球相對(duì)于這個(gè)“中

心”做什么運(yùn)動(dòng)？其它星系相對(duì)于地球做什么運(yùn)動(dòng)？

2其它星系相對(duì)于地球的速度與相對(duì)于這個(gè)“中心”的速度相等嗎？

8、摩托車在平直公路上從靜止開始起動(dòng)，a,=1.6m/s2,稍后勻速運(yùn)動(dòng)，然后減速，

a2=6.4m/s2,直到停止，共歷時(shí)130s,行程1600m。試求：

（1）摩托車行駛的最大速度Ve；

（2）若摩托車從靜止起動(dòng)，a八a?不變，直到停止，行程不變，所需最短時(shí)間為多

少？

分析：（1）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分三個(gè)階段：勻加速運(yùn)動(dòng)；勻速運(yùn)動(dòng)；勻減速運(yùn)動(dòng)?？山柚?/p>

v-t圖象表示。

（2）首先要回答摩托車以什么樣的方式運(yùn)動(dòng)可使得時(shí)間最短。借助v-t圖象可以證明：

當(dāng)摩托車以ai勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到V；時(shí)，緊接著以a?勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止時(shí)，行程不

變，而時(shí)間最短

0130t/s

22

vVV

有：4+（130--J2-一一v?+南二攻。.其中昨―2.解得:

2a{a2

vn=12.8m/s（另一解舍去）.

⑵路程不變，則圖象中面積不變，當(dāng)V越大則t越小，如圖所示.設(shè)最短時(shí)間為Jn,

貝I]t(?in=-----1----①

6。2

/2/2

VinVnt-

-------+--------=1600②

262a2

其中ai=1.6m/s；az=6.4m/$2.由②式解得

6464Unin130t/S

vn=64m/s,故=——S+——s=50s.既

1.66.4

最短時(shí)間為50s.

答案：(1)12.8m/s(2)50s

9一平直的傳送以速率v=2m/s勻速行駛，傳送帶把A處的工件送到B處，A、B兩處相

距L=10m,從A處把工件無初速度地放到傳送帶上，經(jīng)時(shí)間t=6s能傳送到B處，欲使工件

用最短時(shí)間從A處傳送到B處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少應(yīng)多大？

解析：物體在傳送帶上先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到v=2m/s后與傳送帶保持相對(duì)靜止，作

勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為3加速度為a,則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為（6-t）s,則：

v=at①

Si=—at2②

2

S2=V（6-t）③

si+s2=10@

聯(lián)列以上四式，解得t=2s,a=1m/s2

物體運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)速度即為皮帶的最小速度

由v2=2as得v=d2as=2^5m/s

傳送帶給物體的滑動(dòng)摩擦力提供加速度，即卬ig=ma,a=隅,此加速度為物體運(yùn)動(dòng)的最大

加速度.要使物體傳送時(shí)間最短，應(yīng)讓物體始終作勻加速運(yùn)動(dòng)

10、一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3m/s?的加速度開始行駛，恰在

這時(shí)一輛自行車以6m/s的速度勻速駛來，從后邊趕過汽車。試求：

（1）汽車從路口開動(dòng)后，在追上自行車之前經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn)？此時(shí)距

離是多少？

（2）什么時(shí)候汽車追上自行車，此時(shí)汽車的速度是多少？

解析：解法一：汽車開動(dòng)后速度由零逐漸增大，而自行車的速度是定值。當(dāng)汽車的速度

還小于自行車速度時(shí)，兩者的距離將越來越大，而一旦汽車速度增加到超過自行車速度

時(shí)，兩車距離就將縮小。因此兩者速度相等時(shí)兩車相距最大，有射汽二必=%，所以,

t=v^/a=2sA5=v^t-at1/2=6m

解法二：用數(shù)學(xué)求極值方法來求解

（1）設(shè)汽車在追上自行車之前經(jīng)過t時(shí)間兩車相距最遠(yuǎn),

因?yàn)槿?$2一

所以加=6/-3//2,由二次函數(shù)求極值條件知，1=二2=2s時(shí)，As?最大

2a

即加相=6f-3//2=6x2—3x22/2=6（機(jī)）

（2）汽車追上自行車時(shí)，二車位移相等，則3產(chǎn)/2

6，=3產(chǎn)/2,t=45

v=at=\2m/s

解法三：用相對(duì)運(yùn)動(dòng)求解更簡(jiǎn)捷

選勻速運(yùn)動(dòng)的自行車為參考系，則從運(yùn)動(dòng)開始到相距最遠(yuǎn)這段時(shí)間內(nèi)，汽車相對(duì)此參考

系的各個(gè)物理量為：

初速度Vo=v汽初一v自=（0—6）m/s=-6m/s

末速度Vt=v會(huì)一v自二（6—6）m/s=0

加速度a=a汽一a自二（3—0）m/s2-3m/s2

所以相距最遠(yuǎn)s=V/~Vq=-6m（負(fù)號(hào)表示汽車落后）

2a

解法四：用圖象求解

（1）自行車和汽車的v-t圖如圖，由于圖線與

橫坐標(biāo)軸所包圍的面積表示位移的大小，所以由圖

上可以看出：在相遇之前，在t時(shí)刻兩車速度相等

時(shí)，自行車的位移（矩形面積）與汽車的位移（三

角形面積）之差（即斜線部分）達(dá)最大，所以

/6C

t=vs/a=—s=2s

3

△s=vt-at72=（6X2-3X272）m=6m

（2）由圖可看出：在t時(shí)刻以后，由v自或與

v汽線組成的三角形面積與標(biāo)有斜線的三角形面積相等時(shí)，兩車的位移相等（即相遇）。所以

由圖得相遇時(shí)，t'=2t=4s,v'=2v§=12m/s

答案(1)2s6m(2)12m/s

二摩擦力專題

一、明確摩擦力產(chǎn)生的條件

（1）物體間直接接觸

（2）接觸面粗糙

（3）接觸面間有彈力存在

（4）物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

這四個(gè)條件緊密相連，缺一不可.顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是

光滑的，則肯定不存在摩擦力.但滿足（1）、（2）而缺少（3）、（4）中的任意一條，

也不會(huì)有摩擦力.如一塊磚緊靠在豎直墻，放手后讓其沿墻壁下滑，它滿足條件

（1）、（2）、（4）,卻不具備條件（3）,即相互間無壓力，故磚不可能受到摩擦力作

用.又如，靜止在粗糙水平面上的物體它滿足了條件（1）、（2）、（3）,缺少條件

（4）,當(dāng)然也不存在摩擦力.

由于不明確摩擦力產(chǎn)生的條件，導(dǎo)致答題錯(cuò)誤的

事是經(jīng)常發(fā)生的.

例1（1994年全國(guó)考題）如圖1所示，C是水平地

面，A、8是兩個(gè)長(zhǎng)方形物塊，F(xiàn)是作用在物塊上沿水

平方向的力，物體A和3以相同的速度作勻速直^運(yùn)圖1

動(dòng)，由此可知，4、3間的動(dòng)摩擦因數(shù)四和5、。間

的動(dòng)摩擦因數(shù)人有可能是

（A）//1=0,=0（B）必=0，4。0

（C）從工0,7/2=0（D）工0,

解析：本題-中選A、3整體為研究對(duì)象，由于受推力的作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)，

可知地面對(duì)的摩擦力一定水平向左，故〃2?！?，對(duì)A受力分析可知，水平方向不

受力,從可能為0,可能不為0。正確答案為（B）、（D）.

二、了解摩擦力的特點(diǎn)

摩擦力具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：（1）接觸性；（2）被動(dòng)性.所謂接觸性，即指物

體受摩擦力作用物體間必直接接觸（反之不一定成立）。這種特點(diǎn)已經(jīng)包括在摩擦

力產(chǎn)生的條件里，這里不贅述。對(duì)于摩擦力的被動(dòng)性，現(xiàn)仔細(xì)闡述。所謂被動(dòng)性

是指摩擦力隨外界約束因素變化而變化.熟知的是靜摩擦力隨外力的變化而變

化。

例2（1992年全國(guó)考題）如圖2所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共

受到三個(gè)力，即《、巴和摩擦力作用，木塊圖2處于靜

止?fàn)顟B(tài)，其中K=10N、F2=2N,若撤去力巴，則木塊

在水平方向受到的合力為

（A）10N,方向向左（B）6N,方向向右

（C）2N,方向向左（D）零

解析；尸?沒有撤去時(shí)，物體所受合外力為零，此時(shí)靜

摩擦力大小為8N,方向向左.撤去巴以后，物體在外作用下不可能沿水平方向

發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，物體仍保擰靜止.此時(shí)地面對(duì)物體的靜摩擦力大小為2N,

方向向右.從上述分析可見靜摩擦力是被動(dòng)力.答案應(yīng)為（D；.對(duì)于滑動(dòng)摩擦力

同樣具有被動(dòng)性.

三、把握摩擦力大小和方向的計(jì)算和判斷

中學(xué)物理只談靜摩擦和滑動(dòng)摩擦兩種（滾動(dòng)摩擦不講）.其中/靜沒有具體的計(jì)

算公式，是隨外力變化的范圍值。W/靜Wfnax，一般根據(jù)（D平衡條件求；（2）根

據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求.而啟不但可根據(jù)上述的（1）、（2）方法求，

還可以用公式啟="V計(jì)算

例3如圖3所示，質(zhì)量為加、帶電量為+q的小物體，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中，粗糙擋板ab的寬度略大于小物體厚度.現(xiàn)給帶電體一個(gè)水平?jīng)_量/,

試分析帶電體所受摩擦力的情況.

解析：帶電體獲得水平初速％它在.它在；；好與：：：

XyXYXXX

磁場(chǎng)中受洛侖茲力力各二4%8二48//m和重力G=/〃g,若廣

危=G,則帶電體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，不受摩擦力作用.圖3

若/洛〉G,則帶電體貼著a板前進(jìn)，滑動(dòng)摩擦力

/滑="V=p（qvB-mg），速度越來越小，了滑變小，當(dāng)u減小到”,又有q%B=mg,

它又不受摩擦力作用而勻速前進(jìn).

若/洛<G,則帶電體貼著b板前逆。滑動(dòng)摩擦力；=jLiN=^mg-qvB）,

它減速運(yùn)動(dòng)動(dòng)直至靜止，而/前卻是變大的.

這充分說明亳也是具有被動(dòng)性，所以摩擦力是被動(dòng)力.了解摩擦力的上述

特點(diǎn)在解題時(shí)就能因題致宜，靈活地思考，少走鸞路，避免出錯(cuò).

對(duì)于滑動(dòng)摩擦力的大小，還必須了解其與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與接觸面積

大小無關(guān)的特點(diǎn).

例4如圖4所示，一質(zhì)量為m的貨物放在傾角為a的傳送帶上

隨傳送帶一起向上或向下做加速運(yùn)動(dòng).設(shè)加速度大小為a,試求兩種

情況下貨物所受的摩擦力.

解析：物體m向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于沿斜面向下有重力的分力，所____

以要使物體隨傳送帶向上加速運(yùn)動(dòng)，傳送帶對(duì)物體的摩擦力必定沿傳

送帶向上.物體沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦力的方向要視加速度的圖

大小而定，當(dāng)加速度為某一合適值時(shí)，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，則

摩擦力為零；當(dāng)加速度大于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)沿斜面向下；當(dāng)加速度小于此值時(shí)，摩擦力應(yīng)

沿斜面向上.

向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得：所以F-mgsina=ma,方向沿斜面向上

向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，得：mgsina—F=ma（設(shè)F沿斜面向上）

所以F=mgsina-ma

時(shí)，F(xiàn)>0.與所設(shè)方向相同----沿斜面向上.

當(dāng)@=8$徐a時(shí)，F(xiàn)=0.即貨物與傳送帶間無摩擦力作用.

當(dāng)a>gsina時(shí)，F(xiàn)<0.與所設(shè)方向相反----沿斜面向下.

小結(jié)：當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)而摩擦力方向不明確時(shí)，可先假設(shè)摩擦力向某一方向，

然后應(yīng)用牛頓第二定律導(dǎo)出表達(dá)式，再結(jié)合具體情況進(jìn)行討論

例5如圖5所示，質(zhì)量M=10Kg的木楔ABC靜止于水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)u

=0.02,在木楔的傾角。為30。的斜面上有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿

斜面下滑.當(dāng)滑行路程S=l.4nl時(shí)，其速度s=l.4m/s,在此過程中木楔沒

有動(dòng).求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向（g取10m/s'）

解析：地面對(duì)木楔的摩擦力為靜摩擦力，但不一定為最大靜摩擦力，所以不

能由F“=UFN,來計(jì)算求得，只能根據(jù)物體勻運(yùn)動(dòng)情況和受力情況來確定.

物塊沿斜面勻加速下滑，由匕2一詔=2心可求得物塊下滑的加速度

a=^-=0.7m/52<gsvaO=5m/s2

可知物塊受到摩塔力的作用.

此條件下，物塊與木楔受力情況分別如圖6.7所示.

物塊沿斜面以加速度Q下滑，對(duì)它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛頓第二

定律有mgsin0—Fpi=mamgcos。一FNI=0.

木楔靜止，對(duì)它沿水平方向和豎直方向由牛頓第二定律，

并注意B「與F'NI與FNI，等值反向，有FM+RICOS。一FwsinO=0

七2一Mg—FmCOSO-F^SinO=0

由上面各式解得地面對(duì)木楔的摩擦力

Fy2=F'isin6-COSO=/ngcos^sin0-(mgsin0-ma)sin0

=tnacosO=1.0x0.7xN=0.61N

2

此力方向與所設(shè)方向相同，由C指向B。

另外由以上幾式聯(lián)立還可以求出地面對(duì)木楔的支持力

2

FN2=Mg+mgcos0+(nigsin。一"以)sin0=Mg+mg-tnasin0

=Uxl0N—1.0x0.7xgN=lC9.65N<(M+Mg

顯然，這是由于物塊和木楔系統(tǒng)有向下的加速度而產(chǎn)生了失重現(xiàn)象。

對(duì)此題也可以系統(tǒng)為研究對(duì)象。在水平方向，木楔靜止，加速度為零，物塊加速

度水平分量為4=acQsO0對(duì)系統(tǒng)在水平方向由牛頓第二定律，有

FR=cos0=0.61N

答案：0.61N方向由C-B

小結(jié)：(D靜摩擦力的大小是個(gè)變量，它的大小常需要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及

摩擦力與物體所受其他力的關(guān)系來確定.

(2)由此題可看出，研究對(duì)象的選取對(duì)解題步驟的簡(jiǎn)繁程度有很大的影響。

練習(xí)

1、如圖8所示，位于斜面上的物塊m在沿斜面向上的力F作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，

則斜面作用于物塊的靜摩擦力①方向可能沿斜面向上②方向可能沿斜面向

下③大小可能為零④大小可能等于F以上判斷正確

的是...........................(D)/

A.只有①②B.只有③④C.只有①②③D.①②NK

③④都正確

圖8

2、（2004年連云港第二次調(diào)研題）某人在乎直公路上騎自行車，見到前方較遠(yuǎn)處紅色交

通信號(hào)燈亮起，他便停止蹬車，此后的一段時(shí)間內(nèi)，自行車前輪和后輪受到地面的摩

擦力分別為了前和/后，則…（C）

A./前向后，/后后向前B./前向前，f后向后

C./前向后，/后向后D./前向前，/后向前

3、如圖9所示，重6N的木塊靜止在傾角為30°的斜面上，若用平

A

行于斜面沿水平方向，大小等于4N的力F推木塊，木塊仍保持靜止，

則木塊所受的摩擦力大小為........................（C）

A.4NB.3NC.5ND.6N圖9

4、（2004年樂山調(diào)研題）如圖10所示，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)

量為M的長(zhǎng)木板A上滑行，長(zhǎng)木板放在水平地面上，一直處于靜止?fàn)顟B(tài).若長(zhǎng)木板A

與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為從，木塊P與長(zhǎng)板A間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_

C--fl

則長(zhǎng)木板ab受到地面的摩擦力大小為（C）

]0

A〃|MgB.+Cju2mg。從圖+42mg

5、（2004年黃岡調(diào)研題）如圖11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)量為n和nh的小木塊，"11已知三角形木

塊和兩個(gè)小木塊均靜止，則粗糙水平面對(duì)三角形木塊（A）W

A.沒有摩擦力作用/Z/^/）/////）//）/

B.有摩擦力作用，摩擦力方向水平向右圖]]

C.有摩擦力作用，摩擦力方向水平向左

I）.有摩擦力作用，但其方向無法確定，因?yàn)榻小h、〃和％的數(shù)值并未給出

6、（2004年寧波期末試題）某空間存在著如圖12所示的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),

A、B兩個(gè)物塊疊放在一起，并置于光滑的絕緣水平地面上，物塊A帶正電，物塊B

為不帶電的絕緣塊：水平恒力F作用在物塊B上，使A、B一起由靜止開始水平向左

運(yùn)動(dòng).在A、B一起水平向左運(yùn)動(dòng)的過程中，關(guān)于A、B受力情況的

x

以下說法，正確的是……（B）xF^r7jx

A.A對(duì)B的壓力變小B.B對(duì)A的摩擦力保持不變

CoA對(duì)B的摩擦力變大D.B對(duì)地面的壓力保持不變圖12

7、如圖13所示，一直角斜槽（兩槽面夾角為90°）,對(duì)水平面夾角為30°,一個(gè)橫截面

為正方形的物塊恰能沿此槽勻速下滑，假定兩槽面的材料和表面情況

相同，問物塊和槽面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少？

解析：因?yàn)槲飰K對(duì)直角斜槽每一面的正壓力為mgcos”cos450,

所以當(dāng)物體勻速下滑時(shí)，有平衡方程：mgsina=2Pmgcosacos45°=

如圖13

41umgcosa,所以口=J_tana=，（正）=逅?

、歷、536

8、質(zhì)量m=1.5Kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力F的作用下，從水平面上A點(diǎn)由

靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力，物體繼續(xù)滑行t=2.0s停在B點(diǎn).已知AB兩點(diǎn)

間的距離S=5.0m,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.20,求恒力F為多

大？（gGOin/s?）

解析：設(shè)撤去力產(chǎn)前物塊的位移為M，撤去力尸時(shí)物塊的速度為u,物塊受

到的滑動(dòng)摩擦力F、=頤

對(duì)撤去力后物塊滑動(dòng)過程應(yīng)用動(dòng)量定理得-耳，=0-mv

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得s=s=上￡

12

對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)的全過程應(yīng)用動(dòng)能定理ES\-AS=0

由以上各式得八表

代入數(shù)據(jù)解得尸=15N

9.如圖14所示，靜止在水平面上的紙帶上放一質(zhì)量

m為的小金屬塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），金屬塊離紙帶右端距離

為L(zhǎng),金屬塊與紙帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為口.現(xiàn)用力向左將

紙帶從金屬塊下水平抽出，設(shè)紙帶加速過程極短，可認(rèn)

為紙帶在抽動(dòng)過程中一直做勻速運(yùn)動(dòng).求：

（1）屬塊剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力的大小和方向；

（2）要將紙帶從金屬塊下水平抽出，紙帶的速度v應(yīng)滿足的條件.

解析：（1）金屬塊與紙帶達(dá)到共同速度前，金屬塊受到的摩擦力為：f="mg

方向向左。

（2）出紙帶的最小速度為心即紙帶從金屬塊下抽出時(shí)金屬塊速度恰好等于%。

對(duì)金屬塊：f=mav0=at

金屬塊位移：4=；。產(chǎn)紙帶位移：$2=%/

兩者相對(duì)位移：S2解得：v0=7w

故要抽出紙帶，紙帶速度低值

10.如圖15所示，物塊和斜面體的質(zhì)量分別為m.M,物塊

在平行于斜面的推力F作用下沿斜面加速度a向上滑動(dòng)時(shí)，斜

面體仍保持靜止.斜面傾角為。，試求地面對(duì)斜面體的支持

力和摩擦力.

解析：由于小物塊沿斜面加速上升，所以物塊與斜面不

能看成一個(gè)整體，應(yīng)分別對(duì)物塊與斜面進(jìn)行研究。

(1)取物塊為研究對(duì)象，受力分析如圖16所示：

由題意得：FV1=mgcos。①

F-mgsin。一Ffl=nici②

由②得：Ffx=F-tngsin0-ina@

(2)取斜面為研究對(duì)象，受力分析如圖17得：

圖16

FN2+與］sin。=Mg+%cos。④

Ff2=F；icos。+sin-⑤

又因?yàn)榕cF：是作用力與反作用力，F(xiàn)娥與您是作用

力與反作用力

由牛頓第三定律得：F；,=Ffl=F-mgsm0-ma?

圖17

F\i=FNi=mgcos?⑦

由④⑤⑥⑦解得：FN2=(M+m)g-(F-nia)sin0

Ff2=(F-nig)cos0

牛頓運(yùn)動(dòng)定律總結(jié)

（一）牛頓第一定律（即慣性定律）

一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

（1）理解要點(diǎn)：

①運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。

②它定性地揭示了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速

度的原因。

③第一定律是牛頓以伽俐略的理想斜面實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，總結(jié)前人的研究成果加以豐富的想

象而提出來的；定律成立的條件是物體不受外力，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。

④牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，不能認(rèn)為它是牛頓第二定律合外力為零時(shí)的特

例，第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，第二定律定