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：運動學(xué)專題.doc

專題02：摩擦力專題.doc

專題03：牛頓運動定律總結(jié).doc

專題04：萬有引力定律全面提高doc

專題05：動量、動量守恒定律.doc

專題06：機(jī)械能守恒定律.doc

專題07：功和能.doc

專題08：帶電粒子在電場中的運動.doc

專題09：電場力的性質(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：帶電粒子在磁場中的運動.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：中檔計算題專題.doc

專題23：創(chuàng)新設(shè)計與新情景問題.doc

—v運動學(xué)專題

直線運動規(guī)律及追及問題

—、例題

例題1.一物體做勻變速直線運動，某時刻速度大小為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q=乜二％=吐3加//=6m//

%+凹r=4+10

?\m=7m

22

U4r匕-%—10—4.2,/,

反向1時生=———=jtn!s~=-14A/H/S~

式中負(fù)號表示方向跟規(guī)定正方向相反

答案：A、D

例題2：兩木塊自左向右運動，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

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

A在時刻t2以及時刻t5兩木塊速度相同

B在時刻t1兩木塊速度相同

C在時刻七和時刻乜之間某瞬間兩木塊速度相同

D在時刻乜和時刻t5之間某瞬間兩木塊速度相同

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

勻變速直線運動；下邊那個物體

tlt2Ut517

很明顯地是做勻速直線運動。由□□□□□C

于及t3時刻兩物體位置相同，II1||||||||111||||||||||||

說明這段時間內(nèi)它們的位移相□□□□□□□

t【2tjut5t6t7

等，因此其中間時刻的即時速度

相等，這個中間時刻顯然在t3、匕之間

答案：C

例題3一跳水運動員從離水面10m高的平臺上躍起，舉雙臂直立身體離開臺面，此時

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

入水（在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計）從離開跳臺到手觸水面，他可用于完成

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

解析：根據(jù)題意計算時，可以把運動員的全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點，且忽略其水

平方向的運動，因此運動員做的是豎直上拋運動，由%-可求出剛離開臺面時的速度

2g

麗=3"/$,由題意知整個過程運動員的位移為一10m（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

顆鋼球后對斜面上正在滾動的若干小球攝下照片如

圖，測得AB=15cm,BC=20cm,試求：

（1）拍照時B球的速度；

（2）A球上面還有幾顆正在滾動的鋼球

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)換成一個物體在斜面上

做初速度為零的勻加速運動的問題了。求拍攝時B球的速度就是求首先釋放的那個球運動到

B處的速度；求A球上面還有幾個正在滾動的小球變換為首先釋放的那個小球運動到A處經(jīng)

過了幾個時間間隔（0.1s）

（1）A、B、C、D四個小球的運動時間相差△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（對地，且vz〈V。做勻速運動，A車司機(jī)立即以加速度（絕對值）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動，當(dāng)后車運動到與前車車尾即將相遇時，如后車車速已降

到等于甚至小于前車車速，則兩車就不會相撞，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，兩車便不會相撞。

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無實數(shù)解，即不存在發(fā)生兩車相撞時間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：運用v-t圖象進(jìn)行分析，設(shè)從某時

刻起后車開始以絕對值為a的加速度開始剎車,

取該時刻為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)于所描述的運動中，可能的是（）

A速度變化很大，加速度很小

B速度變化的方向為正，加速度方向為負(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，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。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。加速度的大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的

改變量，與速度大小無關(guān)，故D正確。

答案：AvD

2、一個物體在做初速度為零的勻加速直線運動，已知它在第一個△!：時間內(nèi)的位移為

s,若△土未知，則可求出（）

A.第一個時間內(nèi)的平均速度

B.第n個時間內(nèi)的位移

C.時間的位移

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.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.

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,做勻減速運動，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。作勻減速運動。速度戒到零后停止運動，設(shè)其運動

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

a2

2

運動，其位移只能用公式v?=2as計算，s=—

2a

答案：D

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

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

A.可求出乙車追上甲車時乙車的速度

B.可求出乙車追上甲車時乙車所走的路程

C.可求出乙車從開始起動到追上甲車時所用的時間

D,不能求出上述三者中任何一個

分析：題中涉及到2個相關(guān)物體運動問題，分析出2個物體各作什么運動，并盡力找到

兩者相關(guān)的物理條件是解決這類問題的關(guān)鍵，通常可以從位移關(guān)系、速度關(guān)系或者時間

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，兩者運動距離相等，即s甲二

二S乙二S,經(jīng)歷時間t甲二t乙二t.

那么，根據(jù)勻速直線運動公式對甲應(yīng)有：s=vot

根據(jù)勻加速直線運動公式對乙有：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

甲車時乙車的速度應(yīng)為20。因a不知,無法求出

路程和時間，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，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

時間和路程就越大。

答案：A

5、在輕繩的兩端各栓一個小球，一人用手拿者上端的小球站在3層樓陽臺上，放手后

讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時間差為T,如果站在4層樓的陽臺上，同樣放手讓小

球自由下落，則兩小球相繼落地時間差將（）

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動，可在一

v-t圖象中作出速度隨時間的關(guān)系曲線，如圖

所示，設(shè)人在3樓陽臺上釋放小球后，兩球落地

時間差為△匕，圖中陰影部分面積為△h,若人在

4樓陽臺上釋放小球后，兩球落地時間差△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兩點的正中間

由靜止開始運動（設(shè)不會超越A、B）,

其加速度隨時間變化如圖所示。設(shè)向

A的加速度為為正方向，若從出發(fā)開

始計時，則物體的運動情況是

（）

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

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

D一直向A運動,4秒末靜止在偏向A的某

點

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大時

小，但方向始終不變，一直向A運動，又因

v-t圖象與t軸所圍“面積”數(shù)值上等于物

體在t時間內(nèi)的位移大小，所以4秒末物

體距A點為2米

答案：D

7、天文觀測表明，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動,

離我們越遠(yuǎn)的星體，背離我們運動的速度（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動，并設(shè)想我們就位

于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們越遠(yuǎn)，這一結(jié)果與上述天文觀測一致。

由上述理論和天文觀測結(jié)果，可估算宇宙年齡T,其計算式如何？根據(jù)近期觀測，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同時向外做勻速直線運動，由于

各自的速度不同，所以星系間的距離都在增大，以地球為參考系，所有星系以不同的速度均

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宇宙爆炸過程動量守恒嗎？如果爆炸點位于宇宙的“中心”，地球相對于這個“中

心”做什么運動？其它星系相對于地球做什么運動？

2其它星系相對于地球的速度與相對于這個“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，a,=1.6m/s2,稍后勻速運動，然后減速，

a2=6.4m/s2,直到停止，共歷時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，a八a?不變，直到停止，行程不變，所需最短時間為多

少？

分析：（1）整個運動過程分三個階段：勻加速運動；勻速運動；勻減速運動。可借助

v-t圖象表示。

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

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

變，而時間最短

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)時間t=6s能傳送到B處，欲使工件

用最短時間從A處傳送到B處，求傳送帶的運行速度至少應(yīng)多大？

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

勻速運動.設(shè)加速運動時間為3加速度為a,則勻速運動的時間為（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

物體運動到B處時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摩擦力提供加速度，即卬ig=ma,a=隅,此加速度為物體運動的最大

加速度.要使物體傳送時間最短，應(yīng)讓物體始終作勻加速運動

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）汽車從路口開動后，在追上自行車之前經(jīng)過多長時間兩車相距最遠(yuǎn)？此時距

離是多少？

（2）什么時候汽車追上自行車，此時汽車的速度是多少？

解析：解法一：汽車開動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，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，兩車距離就將縮小。因此兩者速度相等時兩車相距最大，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時間兩車相距最遠(yuǎn),

因為人=$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，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，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：用相對運動求解更簡捷

選勻速運動的自行車為參考系，則從運動開始到相距最遠(yuǎn)這段時間內(nèi)，汽車相對此參考

系的各個物理量為：

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時刻兩車速度相等

時，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，兩車的位移相等（即相遇）。所以

由圖得相遇時，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）物體間有相對運動或相對運動趨勢

這四個條件緊密相連，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)致答題錯誤的

事是經(jīng)常發(fā)生的.

例1（1994年全國考題）如圖1所示，C是水平地

面，A、8是兩個長方形物塊，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^運圖1

動，由此可知，4、3間的動摩擦因數(shù)四和5、。間

的動摩擦因數(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整體為研究對象，由于受推力的作用做勻速直線運動，

可知地面對的摩擦力一定水平向左，故〃2?！悖瑢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

摩擦力具有兩個顯著特點：（1）接觸性；（2）被動性.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）。這種特點已經(jīng)包括在摩擦

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

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，物體所受合外力為零，此時靜

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)生運動狀態(tài)的改變，物體仍保擰靜止.此時地面對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力.答案應(yīng)為（D；.對于滑動摩擦力

同樣具有被動性.

三、把握摩擦力大小和方向的計算和判斷

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

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)物體運動狀態(tài)，由牛頓運動定律求.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動，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?；瑒幽Σ亮?；=jLiN=^mg-qvB）,

它減速運動動直至靜止，而/前卻是變大的.

這充分說明亳也是具有被動性，所以摩擦力是被動力.了解摩擦力的上述

特點在解題時就能因題致宜，靈活地思考，少走鸞路，避免出錯.

對于滑動摩擦力的大小，還必須了解其與物體運動狀態(tài)無關(guān)，與接觸面積

大小無關(guān)的特點.

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動.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向上加速運動時，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動，傳送帶對物體的摩擦力必定沿傳

送帶向上.物體沿斜面向下加速運動時，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，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，摩擦力應(yīng)沿斜面向下；當(dāng)加速度小于此值時，摩擦力應(yīng)

沿斜面向上.

向上加速運動時，由牛頓第二定律，得：所以F-mgsina=ma,方向沿斜面向上

向下加速運動時，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，F(xiàn)>0.與所設(shè)方向相同----沿斜面向上.

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

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

小結(jié)：當(dāng)物體加速運動而摩擦力方向不明確時，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，其速度s=l.4m/s,在此過程中木楔沒

有動.求地面對木楔的摩擦力的大小和方向（g取10m/s'）

解析：地面對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,來計算求得，只能根據(jù)物體勻運動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。

對此題也可以系統(tǒng)為研究對象。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變量，它的大小常需要根據(jù)物體的運動狀態(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，研究對象的選取對解題步驟的簡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

通信號燈亮起，他便停止蹬車，此后的一段時間內(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的長木板A上滑行，長木板放在水平地面上，一直處于靜止?fàn)顟B(tài).若長木板A

與地面間的動摩擦因數(shù)為從，木塊P與長板A間的動摩擦因數(shù)為_

C--fl

則長木板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三角形木塊，

在它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質(zhì)量為n和nh的小木塊，"11已知三角形木

塊和兩個小木塊均靜止，則粗糙水平面對三角形木塊（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，因為叫、oh、〃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,

A、B兩個物塊疊放在一起，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

運動.在A、B一起水平向左運動的過程中，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B的壓力變小B.B對A的摩擦力保持不變

CoA對B的摩擦力變大D.B對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°）,對水平面夾角為30°,一個橫截面

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摩擦因數(shù)為多少？

解析：因為物塊對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，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）在水平恒力F的作用下，從水平面上A點由

靜止開始運動，運動一段距離撤去該力，物體繼續(xù)滑行t=2.0s停在B點.已知AB兩點

間的距離S=5.0m,物塊與水平面間的動摩擦因數(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，撤去力尸時物塊的速度為u,物塊受

到的滑動摩擦力F、=頤

對撤去力后物塊滑動過程應(yīng)用動量定理得-耳，=0-mv

由運動學(xué)公式得s=s=上￡

12

對物塊運動的全過程應(yīng)用動能定理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），金屬塊離紙帶右端距離

為L,金屬塊與紙帶間動摩擦因數(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)

為紙帶在抽動過程中一直做勻速運動.求：

（1）屬塊剛開始運動時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金屬塊速度恰好等于%。

對金屬塊：f=mav0=at

金屬塊位移：4=；。產(chǎn)紙帶位移：$2=%/

兩者相對位移：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向上滑動時，斜

面體仍保持靜止.斜面傾角為。，試求地面對斜面體的支持

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

能看成一個整體，應(yīng)分別對物塊與斜面進(jìn)行研究。

(1)取物塊為研究對象，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)取斜面為研究對象，受力分析如圖17得：

圖16

FN2+與］sin。=Mg+%cos。④

Ff2=F；icos。+sin-⑤

又因為與F：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

牛頓運動定律總結(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動狀態(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：

①運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持。

②它定性地揭示了運動與力的關(guān)系：力是改變物體運動狀態(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驗為基礎(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，不能用實驗直接驗證。

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的特

例，第一定律定性地給出了力與運動的關(guān)系，第二定律定