專題強化31三種性質(zhì)的力及物體的受力分析

1.能根據(jù)平衡法、假設(shè)法判定彈力的有無和方向.2.進一步熟練掌握靜摩擦力、滑動摩擦力方向的判定方法和大小的計算方法.3.學會對物體進行初步受力分析.學習目標:專題強化

三種性質(zhì)的力及物體的受力分析第三章

相互作用——力重點探究隨堂演練專題強化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN一、彈力的分析與計算重點探究1.彈力方向的確定2.彈力的計算(1)對有明顯形變且遵守胡克定律的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律F＝kx計算.(2)對于難以觀察的微小形變，可以根據(jù)物體的受力情況和運動情況，運用物體平衡條件或牛頓第二定律(第四章學習)來確定彈力大小.例1:如圖，物體A分別與水平面、豎直墻面以及物體B緊密接觸，所有接觸面均光滑，A、B均靜止，則()A.物體A受三個彈力作用B.物體A受兩個彈力作用C.物體B受兩個彈力作用D.物體A和物體B均只受一個彈力作用D解析A、B兩物體沒有相互擠壓，它們之間無彈力作用，A所受的彈力只有地面的支持力，B所受的彈力也只有地面的支持力.1.摩擦力有無的判斷方法(1)條件法：根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件判斷.(2)假設(shè)法：假設(shè)接觸面光滑，若物體原先的運動狀態(tài)改變，說明存在摩擦力；否則不存在摩擦力.(3)狀態(tài)法：由物體所處的狀態(tài)分析，若物體靜止或做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡的知識可判斷是否存在摩擦力.(4)力的相互作用法：當一物體所受摩擦力方向不易判斷時，可先確定與之相互作用的另一物體所受摩擦力情況，然后根據(jù)牛頓第三定律作出判斷.二、摩擦力的分析與計算2.摩擦力大小的計算(1)滑動摩擦力的大?。河嬎愎紽f＝μFN注：公式中FN為接觸面受到的正壓力，與物體的重力G是兩種性質(zhì)的力，大小和方向不一定與重力相同，F(xiàn)f與物體的運動狀態(tài)、運動速度的大小、接觸面積的大小均無關(guān).(2)靜摩擦力的大?、凫o摩擦力大小通常利用平衡條件或牛頓第二定律(第四章學習)求得.②最大靜摩擦力Fmax的大小隨物體對接觸面的壓力的增大而增大，其值略大于滑動摩擦力，高中階段為了計算方便，往往認為最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力.例2

如圖2所示，物體A、B疊放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做勻速直線運動，下列說法正確的是()A.A、B之間無摩擦力B.A受到B的摩擦力水平向左C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面對B的摩擦力為靜摩擦力，水平向右圖2C變式訓練上例中，若水平作用力F作用于B上，其他條件不變，分析A和B所受摩擦力的大小和方向.解析對于A物體，受重力和B對它的支持力，假設(shè)A受B給它的靜摩擦力，則A不能保持勻速運動.根據(jù)力的相互作用可知，B對A無摩擦力，所以A對B也無摩擦力.對A、B組成的整體分析可知，地面對B有向右的滑動摩擦力.例3

把一個重為G的物體，用一個水平力F＝kt(k為恒量，t為時間)壓在豎直的足夠高的粗糙墻壁上，物體與墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ，如圖3所示，從t＝0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系正確的是()B3、解析：由于物體受到的水平推力為F＝kt，由二力平衡得，墻壁與物體間的彈力FN＝kt.當F比較小時，物體所受的摩擦力Ff小于物體的重力G，物體將沿墻壁下滑，此時物體與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力，由公式可得，滑動摩擦力大小Ff＝μkt.當摩擦力Ff大小等于重力G時，物體有速度，不能立即停止運動，物體受到的摩擦力仍然是滑動摩擦力；當摩擦力大于重力時，物體最終會靜止，靜止時滑動摩擦力將變?yōu)殪o摩擦力，靜摩擦力與正壓力無關(guān)，跟重力始終平衡，故B正確，A、C、D錯誤.受力分析的一般步驟1.明確研究對象.研究對象可以是單個物體(質(zhì)點、結(jié)點)，也可以是兩個(或多個)物體組成的整體.2.隔離分析：將研究對象從周圍物體中隔離出來.3.按重力、彈力、摩擦力、其他力的順序，依據(jù)各力的方向，畫出各力的示意圖.4.當題中出現(xiàn)多個物體時，注意整體法與隔離法的運用.三、物體的受力分析例4如圖所示，在傾斜的天花板上用力F垂直壓住一木塊，使它處于靜止狀態(tài)，則關(guān)于木塊的受力情況，下列說法正確的是()A.可能只受兩個力作用B.可能只受三個力作用C.必定受四個力作用D.以上說法都不對C例5如圖，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止.物體B的受力個數(shù)為()A.2 B.4或4 D.無法確定B變式訓練物體A的受力個數(shù)為____個？31.受力分析時要注意：(1)只分析研究對象所受的力，不分析研究對象對其他物體所施加的力；(2)只分析性質(zhì)力，不分析效果力；(3)每分析一個力，都應找出施力物體.2.受力分析時判斷某個力是否存在，無法直接判斷可用假設(shè)法來判斷，如物體處于平衡狀態(tài)時，可假設(shè)這個力不存在，看能否使物體處于平衡狀態(tài)，若不能使物體處于平衡狀態(tài)則說明存在這個力.3.對于多個物體構(gòu)成的系統(tǒng)，要將整體法和隔離法結(jié)合起來使用.總結(jié)提升1.(摩擦力的分析)如圖物體A、B在力F的作用下一起以相同速度沿F方向勻速運動，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說法正確的是()A.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且

方向均與F相同B.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且

方向均與F相反C.甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力D.甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F方向相同D3.(摩擦力的分析和計算)如圖位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的，已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都為μ，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪上的摩擦不計，若用一水平向右的力F拉P使其做勻速運動，則F的大小為()μmg

μmgμmg

D.μmgA2.(受力分析)如圖7所示，將鉛筆一端放在水平桌面上，另一端用細線懸吊，則鉛筆受到力的個數(shù)為()個

個個

個B解析以P為研究對象4個力，F(xiàn)＝μmg＋μ·2mg＋FT以Q為研究對象，繩子張力FT＝μmg，故F＝4μmg，4.(彈力的計算)如圖兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的輕質(zhì)彈簧上(但不拴接)，整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面的輕質(zhì)彈簧，在此過程中上面木塊移動的距離為()C解析最初狀態(tài)時，設(shè)彈簧k1壓縮量為x1，k2壓縮量為x2.根據(jù)胡克定律：對m1：m1g＝k1x1，對m1、m2整體：(m1＋m2)g＝k2x2，123當上面彈簧恢復原長時，設(shè)彈簧k2壓縮量為x341.(多選)如圖1所示，在水平力F的作用下，重為G的物體沿豎直墻壁勻速下滑，物體與墻之間的動摩擦因數(shù)為μ，物體所受的摩擦力大小為()A.μ(F＋G) B.μFC.G

D.μ(F－G)BC專題強化練基礎(chǔ)強化練2.如圖A、B、C三個物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)也相同，三個物體隨傳送帶一起勻速運動，運動方向如圖中箭頭所示，則下列說法正確的是()A.A物體受到的摩擦力方向向右B.三個物體中只有A物體受到的摩擦力是零C.B受到的摩擦力沿傳送帶向下D.B、C受到的摩擦力方向相反B3.(多選)如圖3，豎直放置的輕彈簧下端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P與斜放的固定擋板MN接觸且處于靜止狀態(tài)，則斜面體P受到的外力個數(shù)可能是()個

個個

個AC若FN＝G，對P受力分析如圖甲所示，故P可能受2個力的作用；若FN<G，P不可能在此位置受力平衡；若FN>G，P會受到擋板MN的彈力F和摩擦力Ff，受力分析如圖乙所示，故P可能受4個力的作用.綜上所述，P可能的受力個數(shù)是2個或4個.4.(多選)物體b在水平推力F作用下，將物體a壓在豎直墻壁上，a、b均處于靜止狀態(tài)，如圖關(guān)于a、b兩物體的受力情況，下列說法正確的是()A.a受到兩個摩擦力的作用B.a共受到四個力的作用C.b共受到三個力的作用D.a受到墻壁摩擦力的大小不隨F的增大而增大123456789101112131514AD解析以a、b整體為研究對象，整體受到重力、水平推力F、墻對整體水平向右的彈力和墻壁對整體的摩擦力作用，由于整體處于平衡狀態(tài)，所以墻對a的摩擦力不隨F的增大而增大，選項D正確；隔離b為研究對象，b受到重力、水平推力、a對b水平向右的彈力、a對b向上的摩擦力四個力作用，選項C錯誤；再隔離a，a受到b對a向下的摩擦力、墻壁對a向上的摩擦力、重力及水平方向上的兩個彈力作用，選項A正確，B錯誤.5.如圖，一傾角為45°且底面光滑的斜面體緊靠豎直墻面放置，為使一光滑的球靜止，需加一水平力F，且F指向球心，下列說法正確的是()A.球一定受墻的彈力且水平向左B.球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上C.球可能不受斜面的彈力D.斜面體和豎直墻之間可能沒有彈力能力綜合練B6.如圖，固定斜面C上有A、B兩個物體相對靜止沿斜面勻速下滑，則A、B兩個物體受力的個數(shù)分別為()A.3,4 B.3,5C.3,6 D.4,5B7.(多選)如圖，三個相同物體疊放在一起，置于粗糙水平面上，物體間不光滑，現(xiàn)用一水平力F作用于B上，物體仍靜止.下列說法中正確的是()BCA.B物體受到六個力作用B.A物體受到兩個力作用C.C物體受到水平面對它的摩擦力大小為F，方向水平向左D.C物體對B物體的支持力大小等于B物體的重力解析對A物體受力分析可知，A物體受重力和B物體對它的支持力，B選項正確；123456789101112131514對B物體受力分析，B物體受重力、A物體對B物體的壓力、C物體對B物體的支持力、拉力和C物體對B物體的摩擦力，所以B物體受五個力的作用，A選項錯誤；由于B物體相對于C物體具有向右運動的趨勢，所以B物體受到C物體對它向左的摩擦力作用，則B物體對C物體的摩擦力的方向為水平向右，因此C物體相對水平面具有向右運動的趨勢，C物體受到水平面對它的水平向左的摩擦力，由二力平衡可知，C物體所受的摩擦力的大小為F，C選項正確；由于A物體放在B物體上，所以C物體對B物體的支持力大小等于A物體和B物體的重力之和，D選項錯誤.8.(多選)放在水平地面上的物體M上表面有一物體m，m與M之間有一處于伸長狀態(tài)的彈簧，整個裝置處于靜止狀態(tài)，如圖則關(guān)于M和m受力情況的判斷，正確的是()A.m受到向左的摩擦力B.M受到m對它向左的摩擦力C.地面對M的摩擦力方向向右D.地面對M不存在摩擦力作用123456789101112131514AD解析:伸長的彈簧對m產(chǎn)生向右的彈力，由于m處于靜止狀態(tài)，所以M對m有向左的摩擦力，m對M有向右的摩擦力，A正確，B錯誤；選整體分析，整體相對地面無運動趨勢，地面對M無摩擦力，C錯誤，D正確.9.如圖，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長木板處于靜止狀態(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，重力加速度為g，下列說法正確的是()A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)gC.木板受到地面的摩擦力的大小一定等于FD.當F>μ2(m＋M)g時，木板仍靜止D解析木塊所受木板的滑動摩擦力大小Ff1＝μ1mg，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μ1mg；木板處于靜止狀態(tài)，水平方向受到木塊的滑動摩擦力和地面的靜摩擦力，根據(jù)二力平衡得木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg，因木塊不一定勻速滑行，則F的大小不一定等于μ1mg，A、B、C錯誤；因為木塊相對長木板運動，兩者之間的摩擦力為滑動摩擦力，故當F>μ2(m＋M)g時，木塊對木板的作用力仍為μ1mg，故木板仍靜止，D正確.12345678910111213151410.(多選)如圖，輕質(zhì)彈簧連接A、B兩物體，A放在水平面上，B的上端通過細線懸掛在天花板上.已知A的重力為8N，B的重力為6N，彈簧的彈力大小為4N.則地面受到的壓力大小和細線上的拉力大小可能是()A.18N和10N B.4N和10NC.12N和2N D.14N和2NBC解析:若A受的彈簧彈力向上，則支持力F＝GA－F1＝8N－4N＝4N，若彈簧彈力向下，則支持力F′＝GA＋F1＝8N＋4N＝12N.把A、B和彈簧作為一個整體分析則：若支持力為4N，則拉力F2＝GA＋GB－F＝10N，若支持力為12N，則拉力F2′＝GA＋GB－F′＝2N，故B、C正確，11.(多選)如圖11是某小組同學為研究動摩擦因數(shù)所設(shè)計的實驗裝置.其中A為一質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的木塊，Q為木塊右端連接的一水平彈簧測力計.實驗時用水平力F將A從B的下方抽出，通過Q的讀數(shù)即可測出動摩擦因數(shù).若實驗條件較為理想，則()A.只有將木板A勻速抽出才能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)B.將木板A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)C.通過該方法可測得A與B之間的動摩擦因數(shù)D.通過該方法可測得A與地面之間的動摩擦因數(shù)BC解析用水平力F將A從B的下方抽出達到穩(wěn)定狀態(tài)時，在水平方向上B所受的滑動摩擦力與彈簧測力計的拉力平衡，根據(jù)滑動摩擦力Ff＝μFN可知，滑動摩擦力的大小與A的速度無關(guān)，無論木板A做勻速直線運動還是變速直線運動，都不會改變木塊受到的摩擦力的大小，均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)，選項A錯誤，B正確；12345678910111213151412.(多選)如圖，在豎直向上的恒力F作用下，a、b兩物體緊挨豎直墻面處于靜止狀態(tài)，則關(guān)于它們的受力情況，下列說法正確的是()A.a一定受到4個力B.a可能受到3個力C.a與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D.a與b之間一定有摩擦力AD13.如圖一質(zhì)量不計的彈簧原長為10cm，一端固定于質(zhì)量m＝2kg的物體上，另一端施一水平拉力F，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2.當將彈簧拉長至12cm時，物體恰好勻速運動.(g＝10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，彈簧始終在彈性限度內(nèi))(1)彈簧的勁度系數(shù)多大？(2)物體靜止后，當將彈簧拉長至11cm時，物體受到的摩擦力大小為多少？(3)當將彈簧拉長至13cm時，物體所受的摩擦力大小為多少？解:(1)物體勻速前進時有k(x－x0)＝μmg，則:(2)F1＝k(x1－x0)＝200×－0.10)N＝2N因最大靜摩擦力等于滑動摩擦力即：Ffmax＝μmg＝×2×10N＝4N故物體沒動，所受靜摩擦力Ff1＝F1＝2N(3)彈簧彈力F2＝k(x2－x0)＝200×－0.10)N＝6NF2＞Ffmax，此時物體受到的滑動摩擦力為：Ff2＝μmg＝×2×10N＝4N.14.(多選)如圖14甲所示，A、B兩個物體疊放在水平面上，B的上、下表面均水平且B足夠長，物體A與一固定于墻面上的拉力傳感器相連接，連接拉力傳感器和物體A的細繩保持水平.從t＝0時刻起，用一水平向右的力F＝kt(k為常數(shù))作用在物體