《（全國通用版）2018-2019高中物理 第三章 相互作用 微型專題 三種性質(zhì)的力及物體的受力分析學(xué)案 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用版）2018-2019高中物理 第三章 相互作用 微型專題 三種性質(zhì)的力及物體的受力分析學(xué)案 新人教版必修1（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 微型專題　三種性質(zhì)的力及物體的受力分析 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.進(jìn)一步熟練判定彈力的方向，能根據(jù)平衡法、假設(shè)法確定彈力的有無和方向.2.進(jìn)一步熟練掌握靜摩擦力、滑動摩擦力方向的判定和大小的計算方法.3.學(xué)會對物體進(jìn)行受力分析的方法. 一、彈力有無及方向的判斷 1.條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生形變來判斷，常用于形變明顯的情況. 2.對于形變不明顯的情況通常有以下三種方法 (1)假設(shè)法：可以假設(shè)將與所研究物體接觸的其他物體撤去.看所研究物體還能否保持原來的狀態(tài)，若能則無彈力，若不能，則存在彈力. (2)狀態(tài)法：因為物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相吻合，所以可以依據(jù)物體的運動狀態(tài)

2、由相應(yīng)的規(guī)律(如二力平衡等)來判斷物體間的彈力. (3)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，若替換后能發(fā)生形變，則表示原接觸處有彈力存在；若替換后不能發(fā)生形變，則表示原接觸處無彈力存在. 例1　在圖1中畫出物體A所受彈力的示意圖(已知各接觸面都是光滑的). 圖1 答案　如圖所示 解析　用假設(shè)法判斷.題圖甲中，若拿走B球，A球?qū)⑾蛴蚁逻\動，說明A、B間有彈力.題圖乙中，若拿走A球，B球?qū)⑾蛳逻\動，說明A、B間有彈力；將容器左壁或底拿走，A球則會運動，說明容器左壁或底對A也會有彈力作用；題圖丙中，球受到地面的支持力，斜面對球A沒有力的作用；題

3、圖丁中桿給重物的彈力F并不沿著桿的方向，根據(jù)假設(shè)法判斷F的方向應(yīng)豎直向上. 【考點】彈力方向和彈力有無的判斷 【題點】彈力方向的判斷 二、靜摩擦力有無及方向的判斷 1.靜摩擦力產(chǎn)生的條件：接觸面間有壓力、接觸面粗糙且有相對運動趨勢. 2.平衡條件法 當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時，可根據(jù)二力平衡條件判斷靜摩擦力的存在與否及其方向. 3.假設(shè)法 利用假設(shè)法進(jìn)行判斷時，可按以下思路進(jìn)行分析： 4.力的相互作用法：當(dāng)一物體所受摩擦力方向不易判斷時，可根據(jù)與之相互作用的另一物體所受摩擦力情況和相互作用力等大反向的特點進(jìn)行判定. 例2　(多選)如圖2所示，有三

4、個相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用水平力F作用在B上，三個物體仍然靜止，下列說法中正確的是(　　) 圖2 A.B對A有摩擦力作用 B.B受到A、C的摩擦力作用 C.B受到C的摩擦力作用 D.地面對C有摩擦力作用，大小等于F 答案　CD 解析　假設(shè)B對A有摩擦力作用，則A受力不能平衡，與題給條件不符，所以B對A無摩擦力作用，A錯誤.根據(jù)力的相互性可知，A對B也無摩擦力作用，B錯誤.假設(shè)C對B無摩擦力作用，則B在水平方向上只受力F作用，不可能保持靜止，與題給條件不符，故B受到C的摩擦力作用.由于A、B、C是保持靜止的，那么地面給C的摩擦力大小為F，方向向左，所以選項C

5、、D正確. 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的方向及有無判斷 在分析C對B的摩擦力時，也可以將A、B看做一個整體，因A、B整體保持靜止，說明C對B的摩擦力與F大小相等、方向相反. 針對訓(xùn)練1　(多選)如圖3所示，物體A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向右做勻速直線運動，下列說法正確的是(　　) 圖3 A.A、B之間無摩擦力 B.A受到的摩擦力水平向右 C.B受到A的摩擦力水平向右 D.地面對B的摩擦力為滑動摩擦力，水平向左 答案　CD 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的方向及有無判斷 三、摩擦力的分析與計算 例3　把一個重為G的物體，用

6、一個水平力F＝kt(k為恒量，t為時間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上，如圖4所示，從t＝0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)系是(　　) 圖4 答案　B 解析　由于物體受到的水平推力為F＝kt，由二力平衡得，墻與物體間的彈力FN＝kt.當(dāng)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(dāng)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；隨著摩擦力的增大，摩擦力將大于重力，物體做減速運動直至靜止，摩擦力將變?yōu)殪o摩擦力，靜摩擦力與正壓力無關(guān)，跟

7、重力始終平衡，故B正確，A、C、D錯誤. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 摩擦力的變化過程比較復(fù)雜，有些問題會涉及圖象問題，分析解答此類問題關(guān)鍵要分析清楚摩擦力的變化情況，涉及靜摩擦力的大小變化、方向變化，靜摩擦力與滑動摩擦力之間的轉(zhuǎn)化，需要根據(jù)題意做出正確判斷. 四、物體的受力分析 受力分析的一般步驟： 1.明確研究對象，即首先確定我們要分析哪個物體的受力情況，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，分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用. 3.按重力、彈力、摩擦力、其他

8、力的順序，依據(jù)各力的方向，畫出各力的示意圖. 例4　畫出圖5中物體A所受力的示意圖，并寫出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面光滑；(2)A沿粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑，A靜止. 圖5 答案　見解析 解析　(1)物體A受重力G、推力F、支持力FN、墻壁對A向左的彈力FN′，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁；(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑動摩擦力Ff，施力物體分別是地球、斜面、斜面；(3)物體A受重力G、支持力FN、滑動摩擦力Ff，施力物體分別是地球、水平面、水平面；(4)物體A受重力G、拉力

9、FT、彈力FN，施力物體分別是地球、繩子、墻壁. 【考點】受力分析 【題點】簡單的受力分析問題 針對訓(xùn)練2　(多選)如圖6所示，A物體沿豎直墻自由下滑，B、C、D物體均靜止，各接觸面均粗糙.下列說法正確的是(　　) 圖6 A.A物體受到三個力作用 B.B物體受到三個力作用 C.C物體受到三個力作用 D.D物體受到三個力作用 答案　BC 【考點】受力分析 【題點】簡單的受力分析問題 1.(彈力方向的判斷)分別畫出圖7中小球的受力示意圖.(圖甲中小球用細(xì)繩懸掛著靜止在光滑的斜面上，乙中小球用細(xì)繩掛著靜止在桌角上，丙中小球固定在桿上) 圖7 答案　如圖所示

10、 【考點】彈力方向和彈力有無的判斷 【題點】彈力方向的判斷 2.(摩擦力的分析與計算)如圖8所示，A、B兩物體重力都等于10 N，各接觸面間的動摩擦因數(shù)都等于0.3, F1＝1 N 和 F2＝2 N的兩個水平力分別作用在A和B上，A、B均靜止，則A受的摩擦力和地面對B的摩擦力大小分別為(　　) 圖8 A.3 N,6 N　B.1 N,2 N　C.1 N,1 N D.0 N,1 N 答案　C 解析　因兩個物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，故所受的摩擦力均為靜摩擦力；對物體A受力分析可知：F1＝FfA＝1 N；對A、B整體受力分析，由平衡條件可知：F2＝F1＋FfB，解得FfB＝1 N，故選項

11、C正確. 【考點】靜摩擦力 【題點】靜摩擦力的大小及計算 3.(摩擦力的分析與計算)如圖9所示，物體A的質(zhì)量為1 kg，置于水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，從t＝0開始，物體以一定的初速度v0向右滑行的同時，受到一個水平向左、大小恒為F0＝1 N的作用力，則反映物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象是圖中的(取向右為正方向，g取10 N/kg)(　　) 圖9 答案　C 解析　物體向右滑動時，受到地面向左的滑動摩擦力，由Ff1＝μmg，得Ff1＝2 N；物體靜止后，因受到向左的拉力F0＝1 N

12、f2＝F0＝1 N，故C正確. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 4.(物體的受力分析)如圖10所示，在水平桌面上疊放著木塊P和Q，水平力F推動兩個木塊一起做勻速直線運動，下列說法正確的是(　　) 圖10 A.P受3個力，Q受3個力 B.P受3個力，Q受4個力 C.P受2個力，Q受5個力 D.P受4個力，Q受6個力 答案　C 解析　兩木塊一起做勻速直線運動，P不受摩擦力，只受到重力和Q的支持力；以P、Q整體為研究對象，由平衡條件可知Q必定受到地面的摩擦力作用，Q共受到5個力(重力、壓力、支持力、摩擦力、推力). 【考點】受力分析 【題點】簡單的受力

13、分析問題 5.(摩擦力大小的計算)如圖11所示，一個質(zhì)量為M＝2 kg的物體放在粗糙水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，用一條質(zhì)量不計的細(xì)繩繞過定滑輪和一個質(zhì)量為m0＝0.1 kg的小桶相連，已知：M受到的最大靜摩擦力Fmax＝4.5 N，物體與定滑輪間的細(xì)繩水平，滑輪上的摩擦不計，g取10 N/kg，求在以下情況中，M受到的摩擦力的大小. 圖11 (1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時； (2)只掛m0但在M上再放一個M′＝3 kg的物體時； (3)只在桶內(nèi)加入m1＝0.33 kg的砂子時； (4)只在桶內(nèi)加入m2＝0.5 kg的砂子時. 答案　(1)1 N　(2)1 N

14、　(3)4.3 N　(4)4 N 解析　(1)因為m0g＝1 NFmax，故物體運動，受到滑動摩擦力作用，所以F4＝μFN＝μMg＝4 N. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 一、選擇題 考點一　彈力的方向及彈力有無的判斷

15、 1.在立起一根木棍的過程中要經(jīng)過如圖1所示的位置，此時地面對木棍的彈力方向是圖中的(　　) 圖1 A.F1的方向　B.F2的方向　C.F3的方向　D.F4的方向 答案　B 解析　點、面接觸的彈力方向垂直于接觸面指向被支持的物體，所以地面對木棍的彈力方向正確的是F2. 【考點】彈力的方向及彈力有無的判斷 【題點】彈力方向的判斷 2.靜止的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖2所示， 圖2 小球下方與一光滑斜面接觸.關(guān)于小球的受力，下列說法正確的是(　　) A.細(xì)線對它一定有拉力作用 B.細(xì)線對它可能沒有拉力作用 C.斜面對它可能有支持力作用 D.斜面對它一定有

16、支持力作用 答案　A 解析　小球和光滑斜面接觸，斜面對小球沒有彈力(假設(shè)有彈力，小球?qū)⑹艿饺齻€力作用，重力和細(xì)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，小球?qū)⑾蛴疑戏竭\動，與題設(shè)條件矛盾，故斜面對小球沒有彈力)，故小球只受到重力和細(xì)線對它的拉力兩個力，故選項A正確，B、C、D錯誤. 【考點】彈力方向和彈力有無的判斷 【題點】彈力有無的判斷 3.如圖3所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定著質(zhì)量為m的小球，小車靜止，下列關(guān)于桿對球的彈力的判斷正確的是(　　) 圖3 A.大小為mg，方向沿桿向上 B.大小為mg，方向垂直桿向上

17、 C.大小為mg，方向豎直向上 D.以上說法都不對 答案　C 解析　小車靜止時，根據(jù)平衡條件可知，桿對球的彈力F＝mg，方向豎直向上，C正確，A、B、D錯誤. 【考點】彈力方向和彈力有無的判斷 【題點】彈力方向的判斷 考點二　物體的受力分析 4.如圖4所示，木箱A中放一個光滑的鐵球B，它們一起靜止于斜面上，如果對鐵球B(不包括木箱A)進(jìn)行受力分析，則鐵球B受力個數(shù)為(　　) 圖4 A.3個　　　　　　 B.4個 C.2個 D.1個 答案　A 解析　對B球受力分析，受重力、木箱對球垂直斜面向上的支持力和木箱對球平行斜面向上的支持力，三力平衡，故選A. 【考點】受

18、力分析 【題點】簡單的受力分析問題 5.如圖5所示，一人站在自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運動，以下說法正確的是(　　) 圖5 A.人受到重力和支持力的作用 B.人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用 C.人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用 D.人受到重力、支持力和與速度方向相同的摩擦力的作用 答案　A 解析　人做勻速直線運動，則人處于平衡狀態(tài)，受重力和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，但沒有力與摩擦力平衡，故A正確，B、C、D錯誤. 【考點】受力分析 【題點】簡單的受力分析問題 6.如圖6所示，質(zhì)量為m的木塊，在斜向左上方的力F的作用下，沿天花板向左

19、做勻速直線運動，則該物體受到的作用力的個數(shù)為(　　) 圖6 A.2個 B.3個　C.4個 D.5個 答案　C 解析　由題意可知，木塊在斜向左上方的力F的作用下，沿天花板向左做勻速直線運動，因此除受到重力外，還受到天花板對木塊的水平向右的滑動摩擦力，根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，則木塊受天花板豎直向下的支持力，對木塊受力分析如圖所示，木塊受重力、支持力、摩擦力與推力共4個力，故C正確. 【考點】受力分析 【題點】簡單的受力分析問題 7.如圖7所示，在粗糙水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，它們用一根原長為l、勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧連接，木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)均

20、為μ，重力加速度為g.現(xiàn)用一水平力向右拉木塊1，當(dāng)兩木塊一起勻速運動時，兩木塊之間的距離為(　　) 圖7 A.l＋ B.l＋ C.l＋ D.l＋ 答案　C 解析　對木塊2受力分析，有kx＝μm2g，彈簧伸長量x＝，木塊之間的距離為l＋x＝l＋，選項C正確. 【考點】滑動摩擦力 【題點】滑動摩擦力的計算 8.木塊A、B分別重50 N和60 N，它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25，夾在A、B之間的水平輕彈簧被壓縮了2 cm，彈簧的勁度系數(shù)為400 N/m，系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動.現(xiàn)用F＝1 N的水平拉力作用在木塊B上，如圖8所示.力F作用后(　　) 圖8 A

21、.木塊A所受摩擦力大小是12.5 N B.木塊A所受摩擦力大小是11.5 N C.木塊B所受摩擦力大小是9 N D.木塊B所受摩擦力大小是7 N 答案　C 解析　未加F時，木塊A在水平方向受彈簧彈力F1和靜摩擦力FfA作用，且FfA＝F1＝kx＝8 N.木塊B在水平方向受彈簧彈力F2和靜摩擦力FfB的作用，且FfB＝F2＝kx＝8 N.在木塊B上施加F＝1 N向右的拉力后，由于F2＋F<μGB＝15 N，故木塊B所受摩擦力仍為靜摩擦力，其大小FfB′＝F2＋F＝9 N，木塊A的受力情況不變，C正確. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 9.(多選)如圖9所示，物

22、體A放在水平桌面上，通過水平細(xì)繩繞過光滑定滑輪懸掛一個重為10 N的物體B，且已知物體A與桌面間的最大靜摩擦力為4 N.要使A靜止，需加一水平向左的力F1，則力F1的取值可以為(　　) 圖9 A.6 N B.8 N C.10 N D.16 N 答案　ABC 解析　當(dāng)F1＝6 N時，靜摩擦力為Ff＝F2－F1＝4 N，即達(dá)到最大值且方向向左，故選項A正確. 當(dāng)F1＝8 N時，靜摩擦力為Ff＝F2－F1＝2 N<4 N， 物體仍能靜止，且Ff的方向向左，故選項B正確. 當(dāng)F1＝10 N時，靜摩擦力為Ff＝F2－F1＝0，故選項C正確. 當(dāng)F1＝16 N時，物體A將向左運動，故

23、選項D錯誤. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 10.(多選)如圖10是某小組同學(xué)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(　　) 圖10 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) 答案　BC 解析　用力將A從B的下方抽出達(dá)到

24、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)滑動摩擦力公式F＝μFN可知，滑動摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與A的速度無關(guān)，無論木板A是做勻速直線運動還是變速直線運動，都不會改變木塊受到摩擦力的大小，木塊相對地面總是靜止的，均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)，選項A錯誤，B正確；當(dāng)B達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，彈簧測力計的讀數(shù)F與B所受的滑動摩擦力Ff大小相等，B對木塊A的壓力大小等于B的重力mg，由F＝μFN，得μ＝，從Q上讀取F，則可求得μ，選項C正確，D錯誤. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 二、非選擇題 11.(受力分析)畫出圖11(1)～

25、(3)中靜止物體A的受力示意圖. 圖11 答案　如圖所示 【考點】受力分析 【題點】簡單的受力分析問題 12.(摩擦力的計算)如圖12甲所示，將完全相同、質(zhì)量均為4 kg的木塊A和B疊放在水平桌面上，在16 N的水平拉力F1作用下，A、B一起做勻速直線運動.(g取10 N/kg) 圖12 (1)此時木塊B上表面受到摩擦力Ff1大小是多少？B的下表面所受的摩擦力Ff2大小又是多少？ (2)桌面與木塊之間的動摩擦因數(shù)是多少？ (3)若將A、B緊靠著放在水平桌面上(如圖乙所示)，用水平推力F2推A使它們一起勻速直線運動，這時，A對B的彈力有多大？ 答案　(1)0　16

26、 N　(2)0.2　(3)8 N 解析　(1)A做勻速運動，水平方向不受力，所以B上表面Ff1＝0 下表面Ff2＝F1＝16 N. (2)由FN＝(mA＋mB)g Ff2＝μFN 解得μ＝0.2. (3)FNB＝mBg B受的摩擦力FfB＝8 N FB＝FfB＝8 N. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 13.(摩擦力的計算)如圖13所示，A物體重力為20 N，B物體重力為10 N，力F豎直向下，A與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，其余摩擦不計，A與定滑輪間的細(xì)線水平，求(1)(2)兩種情況下物體A受什么摩擦力？大小如何？(假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力

27、) 圖13 (1)F＝0時由靜止釋放B物體； (2)F＝10 N時由靜止釋放B物體； (3)若要使A勻速運動，所加力F的大小是多少？ 答案　(1)滑動摩擦力　8 N　(2)靜摩擦力　10 N (3)5 N 解析　(1)F＝0時，A所受最大靜摩擦力為F靜max＝μmAg＝8 N，此時mBg＞F靜max，故A將運動，A所受摩擦力為滑動摩擦力，大小為Ff＝μmAg＝8 N； (2)當(dāng)F＝10 N時，A所受最大靜摩擦力為F靜max′＝μ(F＋mAg)＝12 N，此時mBg＜F靜max′，故A靜止，A所受摩擦力為靜摩擦力，大小為F靜＝mBg＝10 N. (3)若A勻速運動，此時滑動摩擦力大小等于B的重力大小，故此時有：μ(mAg＋F)＝mBg，代入數(shù)據(jù)得：F＝5 N，故所加力F的大小是5 N. 【考點】摩擦力的綜合應(yīng)用 【題點】摩擦力的大小計算 15