第二章第1講　重力　彈力　摩擦力—2021高中物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案

1、第二章相互作用考試說(shuō)明課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)1.認(rèn)識(shí)重力、彈力與摩擦力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解胡克定律。知道滑動(dòng)摩擦和靜摩擦現(xiàn)象，能用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小。2通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解力的合成與分解，知道矢量和標(biāo)量。能用共點(diǎn)力的平衡條件分析日常生活中的問(wèn)題。(1)力的合成與分解。(2)結(jié)合彈力、摩擦力考查共點(diǎn)力的平衡條件。(3)靜態(tài)平衡和動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題。第1講重力彈力摩擦力ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU知識(shí)梳理·自測(cè)鞏固 知識(shí)點(diǎn)1力的分類(lèi)1按力的性質(zhì)分可分為萬(wàn)有引力(包含重力)、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等。2按力的作用效果分可分為壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、向心力、回

2、復(fù)力等。3按作用方式分可分為場(chǎng)力和接觸力，萬(wàn)有引力、電磁力等均屬于場(chǎng)力，彈力、摩擦力等均屬于接觸力。4按研究對(duì)象分可分為外力和內(nèi)力。知識(shí)點(diǎn)2重力重力的產(chǎn)生由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力注意：在地球表面附近可近似認(rèn)為重力等于萬(wàn)有引力重力的大小Gmg可用彈簧秤測(cè)量注意：(1)物體的質(zhì)量不會(huì)變(2)G的變化是由在地球上不同位置處g的變化引起的重力的方向總是豎直向下的注意：豎直向下是和水平面垂直，不一定和接觸面垂直重心因?yàn)槲矬w各部分都受重力作用，可認(rèn)為重力作用集中于一點(diǎn)即為物體的重心(1)影響重心位置的因素：物體的形狀；物體的質(zhì)量分布(2)薄板類(lèi)重心的確定方法：懸掛法注意：重心的位置不一定在物體

3、上知識(shí)點(diǎn)3彈力1產(chǎn)生條件(1)兩物體接觸；(2)發(fā)生彈性形變；兩者缺一不可，并且彈力和形變同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失。2彈力的方向(1)輕繩和細(xì)線的拉力沿繩和線指向它們收縮趨勢(shì)的方向。(2)點(diǎn)與平面、平面與平面接觸處的彈力垂直于平面(若是曲面則垂直于接觸處的公切面)指向被壓或被支持的物體。(3)彈簧的彈力方向：總是沿中心軸線指向恢復(fù)原長(zhǎng)的方向。3彈力的大小(1)彈力在彈性限度內(nèi)彈力的大小遵循胡克定律：Fkx。式中k為勁度系數(shù)，其大小由彈簧本身的因素決定(即：材料、匝數(shù)、粗細(xì))，x為形變量，并非原長(zhǎng)或總長(zhǎng)。(2)一般情況下，應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用平衡條件_或牛頓第二定律來(lái)計(jì)算。思考：試分析圖中半圓柱

4、上A、B、C三點(diǎn)所受的彈力方向。答案半圓柱上A點(diǎn)彈力方向豎直向上，B點(diǎn)彈力方向水平向左，C點(diǎn)彈力方向指向O點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)4滑動(dòng)摩擦力1產(chǎn)生兩個(gè)相互接觸的物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。2作用效果總是起著阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用。3產(chǎn)生條件(1)相互接觸且擠壓；(2)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；(3)接觸面粗糙。4大小滑動(dòng)摩擦力大小與壓力成正比，即：FfFN。5方向跟接觸面相切，并跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。知識(shí)點(diǎn)5靜摩擦力1產(chǎn)生兩個(gè)相互接觸的物體，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。2作用效果總是起著阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的作用。3產(chǎn)生條件(1)相互接觸且擠壓；(2)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；(3)接觸面粗糙。4大小隨外力的變化而變

5、化，即：只與外力有關(guān)而與正壓力無(wú)關(guān)。計(jì)算時(shí)只能根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡或加速)，由平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解。5方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。6最大靜摩擦力靜摩擦力的最大值與接觸面的壓力成正比，還與接觸面的粗糙程度有關(guān)系，在實(shí)際問(wèn)題中最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力，但在一般計(jì)算時(shí)，若無(wú)特別說(shuō)明，認(rèn)為二者相等。思維診斷：(1)重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力。(×)(2)物體所受彈力的方向與其形變方向相同。()(3)桿的彈力不一定沿桿。()(4)摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反。(×)(5)靜摩擦力一定是阻力，滑動(dòng)摩擦力不一定是阻力。(×)(6)運(yùn)動(dòng)的物體不可能受到

6、靜摩擦力的作用。(×)(7)正壓力越大，摩擦力可能越大，也可能不變。()1(2020·江西聯(lián)考)力是物體對(duì)物體的作用，則下列關(guān)于力的說(shuō)法中正確的是(D)A相互接觸的物體之間一定存在彈力B物體總是落向地球，表明地球?qū)ξ矬w的作用力大于物體對(duì)地球的作用力C一定距離的磁鐵間有相互作用力，因此力可以離開(kāi)物體而獨(dú)立存在D靜止的物體也能受到滑動(dòng)摩擦力解析本題考查對(duì)力的認(rèn)識(shí)。相互接觸的物體之間不一定存在彈力，還需要物體發(fā)生彈性形變才能產(chǎn)生彈力，故A錯(cuò)誤；物體間力的作用是相互的，地球?qū)ξ矬w的作用力大小等于物體對(duì)地球的作用力大小，故B錯(cuò)誤；一定距離的磁鐵間有相互作用力，因此力的作用不一定要接觸

7、，但力不能離開(kāi)物體而獨(dú)立存在，故C錯(cuò)誤；靜止的物體也能受到滑動(dòng)摩擦力，例如物體在粗糙的地面上滑動(dòng)，地面就受到滑動(dòng)摩擦力，故D正確。2(2020·山東部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)在研究彈簧彈力時(shí)，通常忽略彈簧本身的質(zhì)量，把這樣理想化的彈簧稱(chēng)為輕質(zhì)彈簧或輕彈簧。彈簧測(cè)力計(jì)中的彈簧可以認(rèn)為是輕質(zhì)彈簧。下列說(shuō)法中正確的有(A)A輕彈簧兩端所受的拉力大小一定相等B輕彈簧兩端所受的拉力大小可能不等C彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于彈簧測(cè)力計(jì)中彈簧某一端所受力的2倍D根據(jù)胡克定律，在彈性限度內(nèi)，輕彈簧受到的拉力或壓力與彈簧的長(zhǎng)度成正比解析本題考查彈簧彈力的特點(diǎn)。以輕彈簧為研究對(duì)象，由于不計(jì)其質(zhì)量，因此兩端拉力一定等大反

8、向；彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于彈簧一端受到的力的大?。惠p彈簧受到的拉力或壓力與彈簧的形變量成正比，而不是與彈簧長(zhǎng)度成正比，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。3(2019·浙江嘉興一中期末)關(guān)于摩擦力，下列說(shuō)法正確的是(B)A運(yùn)動(dòng)的物體不可能受靜摩擦力作用B物體受摩擦力作用時(shí)，一定受到彈力作用C手握瓶子，握得越緊越不容易滑落，因?yàn)殪o摩擦力增大D同一接觸地面上可能同時(shí)存在靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力解析本題考查摩擦力的概念。運(yùn)動(dòng)的物體也能受靜摩擦力作用，例如傾斜傳送帶運(yùn)送貨物的過(guò)程中，貨物相對(duì)于傳送帶靜止，雖受靜摩擦力作用，但貨物是運(yùn)動(dòng)的，A錯(cuò)誤；根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件可知，受彈力的物體不一定受摩擦力，但受摩擦

9、力的物體必然受彈力，B正確；握在手中的瓶子，握得越緊越不容易滑落下來(lái)，是因?yàn)槲盏迷骄o，最大靜摩擦力越大，而瓶子所受的靜摩擦力大小等于重力，不變，故C錯(cuò)誤；同一接觸面上只能產(chǎn)生一種類(lèi)型的摩擦力，主要看接觸面上發(fā)生的是相對(duì)運(yùn)動(dòng)，還是只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，D錯(cuò)誤。HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破 考點(diǎn)一彈力的分析與計(jì)算1彈力有無(wú)的判斷假設(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

10、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)繩替換裝置中的桿件，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圖中輕桿AB、AC，用繩替換AB，原裝置狀態(tài)不變，說(shuō)明AB對(duì)A施加的是拉力；用繩替換AC，原狀態(tài)不能維持，說(shuō)明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)相符合，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，求解物體間的彈力例證升降機(jī)以ag加速下降時(shí)物體不受底板的彈力作用2彈力方向的判斷(1)根據(jù)物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反判斷。(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力

11、的方向。3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。例1(2020·甘肅診斷)在半球形光滑碗內(nèi)，斜放一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點(diǎn)分別為A、B，則碗對(duì)筷子A、B兩點(diǎn)處的作用力方向分別為(D)A均豎直向上B均指向球心OCA點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處豎直向上DA點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處垂直于筷子斜向上解析本題考查彈力方向問(wèn)題。碗對(duì)筷子A、B點(diǎn)處都有支持力作用。在A處：筷子與碗的接觸面是碗的切面，碗對(duì)筷子的支持力垂直切面指向筷子，根據(jù)幾何知識(shí)得知，此方向指向球心O。在B處：筷子與碗的接觸面就是筷子的下表面，所以B點(diǎn)處碗

12、對(duì)筷子的支持力垂直于筷子斜向上，D正確。方法總結(jié)：彈力方向的判定技巧1彈力方向2技巧點(diǎn)撥利用替代法判斷輕桿提供的是拉力還是支持力：輕繩和有固定轉(zhuǎn)軸輕桿的相同點(diǎn)是彈力的方向是沿繩和沿桿的，但輕繩只能提供拉力，輕桿既可以提供拉力也可以提供支持力。類(lèi)題演練1(2019·北京師大附中期中)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m的物體上，另一端分別固定在Q、P上，當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長(zhǎng)，若把固定的物體換成質(zhì)量為2m的物體(彈簧的長(zhǎng)度不變，且彈簧均在彈性限度內(nèi))，當(dāng)物體再次平衡時(shí)，物體比第一次平衡時(shí)的位置下降了x，則x為(A)A BC D解析本題考查胡克

13、定律在彈簧串聯(lián)體中的應(yīng)用。當(dāng)物體的質(zhì)量為m時(shí)，下方彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為x1。當(dāng)物體的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí)，設(shè)物體下降的高度為x，則上方彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為x，下方彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為x1x，兩彈簧彈力之和等于2mg，由胡克定律和平衡條件得k2xk1(x1x)2mg，聯(lián)立解得x，故選A?？键c(diǎn)二摩擦力的有無(wú)及方向判斷高中階段，只學(xué)習(xí)靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力，其中的靜摩擦力方向是難以判斷的。靜摩擦力方向的判斷可用以下三種方法：1假設(shè)法利用假設(shè)法判斷的思維程序如下：2狀態(tài)法先判明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度的方向)，再利用牛頓第二定律(Fma)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。3牛頓第三定律法先確定受力較

14、少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。例2(2020·貴州銅仁一中月考)某人買(mǎi)了一輛前輪驅(qū)動(dòng)的玩具小汽車(chē)，接通電源讓小汽車(chē)自動(dòng)前行，地面對(duì)前輪的摩擦力為Ff 1，對(duì)后輪的摩擦力為Ff 2；關(guān)掉電源，推著小汽車(chē)前進(jìn)，地面對(duì)前輪的摩擦力為Ff 1，對(duì)后輪的摩擦力為Ff 2，則(C)AFf 1與車(chē)前進(jìn)方向相同BFf 2與車(chē)前進(jìn)方向相同CFf 1與車(chē)前進(jìn)方向相同DFf 2與車(chē)前進(jìn)方向相同解析本題考查摩擦力方向的判斷。玩具汽車(chē)接通電源前進(jìn)時(shí)，前輪是主動(dòng)輪，在它與地面接觸處有相對(duì)地面向后滑的趨勢(shì)，故受到向前的摩擦力；后輪是從動(dòng)輪，它與地面接觸處有相對(duì)于

15、地面向前滑的趨勢(shì)，故受向后的摩擦力。而推動(dòng)玩具汽車(chē)前進(jìn)時(shí)，地面對(duì)前、后輪的摩擦力方向都向后，所以Ff 1向前，F(xiàn)f 2、Ff 1、Ff 2向后，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。規(guī)律總結(jié)：判斷摩擦力方向時(shí)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題(1)靜摩擦力的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有必然關(guān)系，可能相同，也可能相反，還可能成一定的夾角。(2)分析摩擦力方向時(shí)，要注意靜摩擦力方向的“可變性”和滑動(dòng)摩擦力的“相對(duì)性”。類(lèi)題演練2如圖甲、乙所示，物體A、B在力F的作用下一起以相同的速度沿F方向勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是(D)A兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同B兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反C

16、兩圖中物體A均不受摩擦力D圖甲中物體A不受摩擦力，圖乙中物體A受摩擦力，方向和F相同解析甲圖中A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合外力為零，水平方向不受外力，故甲圖中A沒(méi)有相對(duì)于B的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故A不受摩擦力；乙圖中A也處于平衡狀態(tài)，但A的重力使A有沿B上表面下滑的趨勢(shì)，故B對(duì)A有向上的摩擦力，即A受與F方向相同的摩擦力，故D正確?？键c(diǎn)三摩擦力大小的計(jì)算1滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算方法可用公式FfFN計(jì)算，注意對(duì)物體間相互擠壓的彈力FN的分析，并不總是等于物體的重力，它與研究對(duì)象受到的垂直接觸面方向的力密切相關(guān)，也與研究對(duì)象在該方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)；或者利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。2.靜摩擦力的計(jì)算方法(1)最

17、大靜摩擦力Fmax的計(jì)算：最大靜摩擦力Fmax只在剛好要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)這一特定狀態(tài)下才表現(xiàn)出來(lái)。比滑動(dòng)摩擦力稍大些，通常認(rèn)為二者相等，即FmaxFN。(2)一般靜摩擦力的計(jì)算：一般靜摩擦力F的大小和方向都與產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力密切相關(guān)，跟接觸面間相互擠壓的彈力FN無(wú)直接關(guān)系，因此F具有大小、方向的可變性。對(duì)具體問(wèn)題要結(jié)合研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng))，利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。例3(2019·山東濟(jì)寧質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在水平地面上，放在長(zhǎng)木板上的質(zhì)量為m的木塊在水平向右的拉力F的作用下向右滑行，長(zhǎng)木板保持靜止。已知木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

18、1，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，下列說(shuō)法正確的是(A)A地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力的大小一定為1mgB地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力的大小一定為2mgC地面對(duì)長(zhǎng)木板的摩擦力的大小一定為2(mM)gD只要拉力F增大到足夠大，長(zhǎng)木板一定會(huì)與地面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)解析本題考查滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算。木塊所受木板的滑動(dòng)摩擦力大小為f11mg，方向水平向左，根據(jù)牛頓第三定律得知，木板受到木塊的摩擦力方向水平向右，大小等于1mg；木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受到木塊的滑動(dòng)摩擦力和地面的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件可知木板受到地面的摩擦力的大小也是1mg，木板相對(duì)于地面處于靜止?fàn)顟B(tài)，不能使用滑動(dòng)摩擦力的公式計(jì)算木板受到的地面的摩擦力，所以

19、木板與地面之間的摩擦力不一定是2(mM)g，故A正確，B、C錯(cuò)誤；開(kāi)始時(shí)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明木塊與木板之間的摩擦力小于木板與地面之間的最大靜摩擦力，與拉力F的大小無(wú)關(guān)，所以即使拉力F增大到足夠大，木板仍靜止，故D錯(cuò)誤。規(guī)律總結(jié)：在計(jì)算摩擦力大小之前，必須分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，判斷是滑動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力。若是滑動(dòng)摩擦力，可用FfFN來(lái)計(jì)算；若是靜摩擦力，則不能用FfFN計(jì)算，只能根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律求解?？键c(diǎn)四摩擦力的突變問(wèn)題摩擦力發(fā)生突變的原因具有多樣性：可能是物體的受力情況發(fā)生了變化，可能是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，也可能是物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生了變化。因此要全面分析物體的受力情況

20、和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，抓住摩擦力突變的原因，才能正確地處理此類(lèi)問(wèn)題。1靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力靜摩擦力達(dá)到最大值的狀態(tài)是物體恰好保持相對(duì)靜止的臨界狀態(tài)。2滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力滑動(dòng)摩擦力存在于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間，因此兩物體的速度達(dá)到相同時(shí)，滑動(dòng)摩擦力要發(fā)生突變(變?yōu)榱慊蜃優(yōu)殪o摩擦力)。3由一個(gè)靜摩擦力突變?yōu)榱硪粋€(gè)靜摩擦力靜摩擦力是被動(dòng)力，其大小、方向取決于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)取決于主動(dòng)力，若主動(dòng)力發(fā)生突變而物體仍然處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，則其靜摩擦力將由一個(gè)靜摩擦力突變?yōu)榱硪粋€(gè)靜摩擦力。例4(2020·天津耀華中學(xué)月考)如圖所示，一長(zhǎng)直木板的上表面放有一小物塊，當(dāng)木板以遠(yuǎn)離物塊的

21、一端O為軸，由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(角變大)時(shí)，則物塊受到的摩擦力Ff隨轉(zhuǎn)過(guò)的角度變化的圖象可能是圖中的(C)解析本題考查摩擦力的突變問(wèn)題。物塊受到的摩擦力在開(kāi)始為靜摩擦力，fmgsin ，按正弦規(guī)律變化；而滑動(dòng)后，fmgcos ，接余弦定律變化，故C正確。方法技巧：摩擦力的“突變”問(wèn)題的分析(1)靜摩擦力突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力靜摩擦力是被動(dòng)力，其大小、方向取決于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。靜摩擦力為零的狀態(tài)是方向變化的臨界狀態(tài)；靜摩擦力達(dá)到最大值是物體恰好保持相對(duì)靜止的臨界狀態(tài)。(2)滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力滑動(dòng)摩擦力存在于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間，因此兩物體的速度達(dá)到相同時(shí)，滑動(dòng)摩擦力要發(fā)生突變(摩擦力

22、變?yōu)榱慊蜃優(yōu)殪o摩擦力)。類(lèi)題演練3(多選)如圖甲所示，放在固定斜面上的物體，受到一個(gè)沿斜面向上的力F作用，始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，F(xiàn)的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則在0t0時(shí)間內(nèi)物體所受的摩擦力Ff隨時(shí)間t的變化規(guī)律可能為下圖中的(取沿斜面向上為摩擦力Ff的正方向)(BCD)解析物體在斜面上始終處于平衡狀態(tài)，沿斜面方向受力平衡方程為：Fmgsin Ff0，解得Ffmgsin F，若初態(tài)mgsin F，則B項(xiàng)正確；若初態(tài)mgsin >F，則C項(xiàng)正確；若初態(tài)mgsin <F，則D項(xiàng)正確。類(lèi)題演練4如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面夾角為，以速度v0逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在傳送帶的上端輕輕放置一個(gè)

23、質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)<tan，則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是(D)解析開(kāi)始階段，小木塊受到豎直向下的重力和沿傳送帶向下的摩擦力作用，做加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：mgsin mgcos ma1，所以a1gsin gcos 。小木塊加速至與傳送帶速度相等時(shí)，由于<tan，則小木塊不會(huì)與傳送帶保持相對(duì)靜止而勻速運(yùn)動(dòng)，之后小木塊繼續(xù)加速，所受滑動(dòng)摩擦力變?yōu)檠貍魉蛶蛏希黾铀俣葹閍2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這一階段由牛頓第二定律得：mgsin mgcos ma2，所以：a2gsin gcos 。根據(jù)以上分析，有a2<a1。所

24、以，本題正確答案為D。JIE DUAN PEI YOU CHA QUE BU LOU階段培優(yōu)·查缺補(bǔ)漏 “動(dòng)桿”和“定桿”“活結(jié)”和“死結(jié)”問(wèn)題輕桿模型是物體間連接的一種典型方式。中學(xué)物理一般討論動(dòng)桿或定桿兩種連接方式?！皠?dòng)桿”多是“二力桿”，輕桿兩端所受彈力方向一定沿著桿的方向。“定桿”固定不能轉(zhuǎn)動(dòng)，輕桿兩端所受彈力方向不一定沿著桿的方向?！盎罱Y(jié)”即一根繩經(jīng)過(guò)滑輪或光滑掛鉤而改變方向，一根繩上的張力大小處處相等?！八澜Y(jié)”是幾根不同的繩結(jié)在一起，結(jié)點(diǎn)連接的是不同的多根繩，張力可以是不同的。1“動(dòng)桿”和“定桿”問(wèn)題桿所受到的彈力方向可以沿著桿，也可以不沿桿，因此在分析問(wèn)題時(shí)，要注意是動(dòng)

25、桿還是定桿。(1)若輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當(dāng)桿處于平衡狀態(tài)時(shí)，桿所受到的彈力方向一定沿著桿，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)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一定沿桿的方向。如圖乙所示，水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一個(gè)小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量m10 kg的重物，CBA30°?；喪艿嚼K子的作用力應(yīng)為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力，如圖丙所示。因?yàn)橥桓K子張力大小處處相等，都等于重物的重力，即F1F2Gmg100 N，用平行四邊形定則作圖，可知合力F100 N

26、，故滑輪受繩的作用力為100 N，方向與水平方向成30°角斜向下，彈力的方向不沿桿的方向。2“活結(jié)”和“死結(jié)”問(wèn)題(1)當(dāng)繩繞過(guò)滑輪或掛鉤時(shí)，由于滑輪或掛鉤對(duì)繩無(wú)約束，因此繩上張力的大小是相等的，即滑輪或掛鉤只改變力的方向，不改變力的大小。例如圖乙中，兩段繩中的拉力F1F2mg。(2)若結(jié)點(diǎn)不是滑輪或掛鉤，是稱(chēng)為“死結(jié)”的結(jié)點(diǎn)，則兩側(cè)繩上的張力大小不一定相等。例如圖甲中，B點(diǎn)固定，B點(diǎn)下面繩中的拉力大小始終等于mg，而B(niǎo)點(diǎn)上側(cè)繩AB中的拉力隨桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。例5如圖甲所示，細(xì)繩AD跨過(guò)固定的水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個(gè)質(zhì)量為M1的物體，ACB30°；圖乙中輕桿HG一端用

27、鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住，EG與水平方向也成30°，輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF拉住一個(gè)質(zhì)量為M2的物體，求：(1)細(xì)繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比；(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力；(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。解析題圖甲和乙中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小等于物體的重力；分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析如圖(a)和(b)所示，根據(jù)平衡條件可求解。(1)題圖甲中細(xì)繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體，物體處于平衡狀態(tài)，由圖(a)可得細(xì)繩AC段的拉力FACM1g，由圖(b)可得FEGsin30&

28、#176;M2g，則FEG2M2g。所以。(2)圖(a)中，三個(gè)力之間的夾角都為120°，根據(jù)平衡條件有FNCFACM1g，F(xiàn)NC方向和水平方向成30°指向右上方。(3)如圖(b)所示，根據(jù)平衡條件有FEG·sin30°M2g，F(xiàn)EGcos30°F HG，所以F HGM2g，方向水平向右。答案(1)(2)M1g方向和水平方向成30°指向右上方(3)M2g方向水平向右2 NIAN GAO KAO MO NI XUN LIAN2年高考·模擬訓(xùn)練 1(2020·貴州一模)如圖所示，一根彈性桿的一端固定在傾角為30

29、6;的斜面上，桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。取g10 m/s2。則彈性桿對(duì)小球的作用力(A)A大小為10 N，方向豎直向上B大小為10 N，方向垂直于斜面向上C大小為5 N，方向垂直于斜面向上D大小為5 N，方向垂直于斜面向上解析小球受到重力和彈力作用，由于小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以重力和彈力是一對(duì)平衡力，重力大小為10 N，方向豎直向下，所以彈力大小也為10 N，方向豎直向上，故A正確。2(2019·寧夏大學(xué)附屬中學(xué)月考)如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長(zhǎng)度和彈力大小的關(guān)系圖象。根據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論是(A)A彈簧的原長(zhǎng)為6 cmB彈簧的勁度系數(shù)為1 N/mC可將圖象中右側(cè)的圖線無(wú)限延長(zhǎng)D該彈簧兩端各加2 N拉力時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為10 cm解析本題考查胡克定律的圖象問(wèn)題。由圖讀出，彈簧的彈力F0時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)06 cm，即彈簧的原長(zhǎng)為6 cm，故A正確；由圖讀出彈力為F12 N時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)14 cm，彈簧壓縮的長(zhǎng)度x1L0L12 cm0.02 m，由胡克定律得彈簧的勁度系數(shù)為k100 N/m，故B錯(cuò)誤