《（浙江專用）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)《（浙江專用）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（12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 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)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)

2、生形變，則表示原接觸處無彈力存在. 例1　如圖所示的四個圖中，M、N兩方形木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，它們相互之間一定沒有彈力作用的是(　　) 答案　D 解析　D選項中N與M間雖接觸但不存在擠壓，故D中M、N之間一定不存在彈力. 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

3、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　 A、B、C三物塊質(zhì)量分別為M，m和m0，按如圖1所示的位置放置，繩子不可伸長，且繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計．若B隨A一起沿水平桌面做勻速運動，則可以斷定(　　) 圖1 A．物塊A與桌面間有摩擦力，大小為m0g B．物塊A與B之間有摩擦力，大小為m0g C．桌面對A，B對A都有摩擦力，兩者方向相同，合力為m0g D．桌面對A，B對A都有摩擦力，兩者方向相反，合力為0 答案　A 解析　B隨A做勻速運動，水平方向不受力的作用，即A與B之間沒有摩擦力．A、B一起做勻速運動，受到水平向右的大小為m0g的

4、拉力，故桌面對A有向左的摩擦力，大小等于拉力，故A項正確． 靜摩擦力的有無和方向，可以根據(jù)平衡條件用假設(shè)法來進(jìn)行判斷.選定某靜止或勻速直線運動的物體為研究對象，假設(shè)物體受到靜摩擦力作用，若物體能夠保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，則此靜摩擦力存在，并結(jié)合其他力判斷靜摩擦力的方向；若物體不能保持平衡狀態(tài)，則不受此靜摩擦力的作用. 針對訓(xùn)練1　(多選)如圖2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2 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

5、，水平向左 答案　CD 三、摩擦力的計算 例3　如圖3所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊的重力G＝6 N，木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，求： 圖3 (1)當(dāng)F＝25 N時，木塊靜止，木塊受到的摩擦力為多大？ (2)當(dāng)F增大為30 N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？ (3)當(dāng)F＝10 N時，木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？ 答案　(1)6 N　(2)6 N　(3)2.5 N 解析　分析木塊的受力情況，如圖所示. (1)(2)木塊靜止，根據(jù)二力平衡，豎直方向上的靜摩擦力等于重力，F(xiàn)f1＝Ff2＝G＝6 N，與壓

6、力大小無關(guān). (3)木塊沿墻面下滑時，木塊與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力， Ff3＝μFN，F(xiàn)N＝F 所以Ff3＝μF＝0.25×10 N＝2.5 N. 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4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

7、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4 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FT、彈力FN，施力物體分別是地球、繩子、墻壁. 針對訓(xùn)練2　如圖5所示，一小球用兩根輕繩掛于天花板上，球靜止，繩1傾斜，

8、繩2恰好豎直，則小球所受的作用力有(　　) 圖5 A.1個　　　　　　 B.2個 C.3個 D.4個 答案　B 解析　假設(shè)繩1對球有作用力，該作用力的方向斜向左上方，另外，球在豎直方向上還受重力和繩2的拉力，在這三個力的作用下球不可能保持平衡，所以繩1不可能對球施加拉力，小球只受重力和繩2的拉力.故B正確. 1.(彈力的方向及有無)畫出圖6(1)～(4)中靜止物體A的受力示意圖(注意：圖中球形物體的接觸面光滑). 圖6 答案 2.(簡單的受力分析)如圖7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

9、，則鐵球B受力個數(shù)為(　　) 圖7 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、斜面對球垂直斜面向上的支持力和箱子對球平行斜面向上的支持力，三力平衡，故選A. 3.(簡單的受力分析)(多選)如圖8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8 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 解析　A物體沿豎直墻自由下滑，“自由”說明物體A與豎直墻之間沒有彈力和摩擦力，因此A只受重力作用，故A選項錯誤

10、；B物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到重力、彈力、摩擦力三個力的作用，故B正確；C物體受到重力和兩個繩子的拉力，故C正確；D物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到重力、支持力、繩子的拉力和摩擦力四個力的作用，故D錯誤. 4.(摩擦力大小的計算)如圖9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9 (1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時； (2)只掛m0

11、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　(3)4.3 N　(4)4 N 解析　(1)因為m0g＝1 NFmax，故物體運動，

12、受到滑動摩擦力作用，所以F4＝μFN＝μMg＝4 N. 一、選擇題 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，所以地面施予木棍的彈力方向正確的是F2. 2．(2018·寧波市第一學(xué)期期末)如圖2所示，某人用一只手緊握一飲料瓶，使瓶子靜止在豎直方向上，對飲料瓶的受力，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．重力、彈力 B．重力、彈力和摩擦力 C．重力和摩擦力 D．重力和托力

13、 答案　B 解析　水平方向，瓶受手對它的壓力，豎直方向，瓶保持靜止，處于平衡狀態(tài)，受重力和靜摩擦力，故B正確，A、C、D錯誤． 3．如圖3所示，在粗糙的水平地面上有質(zhì)量為m的物體A，連接在一勁度系數(shù)為k的輕彈簧上，物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用一水平力F向右拉彈簧(彈簧未拉動前處于原長)，使物體A做勻速直線運動，則彈簧伸長的長度為(重力加速度為g)(　　) 圖3 A. B. C. D. 答案　D 解析　設(shè)彈簧伸長的長度為x，由胡克定律和二力平衡得kx＝μmg，所以x＝.故選項D正確． 4.如圖4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

14、確的是(　　) 圖4 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. 5.靜止的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖5所示，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(　　) 圖5 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

15、一定有支持力作用 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. 6.如圖6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6 A.大小為mg，方向沿桿向上 B.大小為mg，方向垂直桿向上 C.大小為mg，方向豎直向上 D.以上說法都不對

16、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. 7.如圖7所示，在研究摩擦力的實驗中，用彈簧測力計拉一個放在水平板上的木塊，部分實驗記錄如表所示.則實驗中木塊受到的(　　) 圖7 實驗次序 木塊狀態(tài) 彈簧測力計讀數(shù)/N 第1次 靜止 0.60 … … … 第5次 勻速 0.50 … … … 第10次 加速 0.90 A.靜摩擦力恒為0.60 N B.靜摩擦力可能大于0.60 N C.滑動摩擦力為0.90 N D.滑動摩擦力一定小于靜摩擦力 答案　B 解析　當(dāng)木塊保持

17、靜止時，靜摩擦力的大小隨著拉力的變化而變化，選項A錯誤；當(dāng)拉力為0.60 N時，木塊處于靜止，靜摩擦力大小為0.60 N，隨著拉力的增大，靜摩擦力可能大于0.60 N，選項B正確；當(dāng)彈簧拉力為0.50 N時，木塊做勻速直線運動，知滑動摩擦力等于0.50 N，選項C錯誤；靜摩擦力隨著拉力的變化而變化，因此可能大于滑動摩擦力，可能小于滑動摩擦力，也可能等于滑動摩擦力，選項D錯誤. 8.如圖8所示，傳送帶運輸機正在把貨物從低處勻速運往高處，運送過程中貨物與傳送帶保持相對靜止，則下列說法正確的是(　　) 圖8 A.貨物具有相對傳送帶向上運動的趨勢 B.貨物具有相對傳送帶向下運動的趨勢 C

18、.貨物受傳送帶的摩擦力沿傳送帶向下 D.傳送帶沒有給貨物摩擦力作用 答案　B 解析　若貨物與傳送帶間的接觸面光滑，則貨物不會被傳送帶“帶著”向高處運動，即貨物相對傳送帶有向下運動的趨勢，所以貨物受傳送帶的摩擦力方向沿傳送帶向上. 9.如圖9所示，不光滑的水平面上并列放置兩物塊A和B.已知水平面對A的最大靜摩擦力為4 N，水平面對B的最大靜摩擦力為2 N，當(dāng)用F＝3 N的水平力從左側(cè)推A時，物體A、B受的摩擦力分別為FfA、FfB，則(　　) 圖9 A.FfA＝1 N，F(xiàn)fB＝2 N B.FfA＝3 N，F(xiàn)fB＝0 C.FfA＝4 N，F(xiàn)fB＝2 N D.因動摩擦因數(shù)和A、

19、B的質(zhì)量未知，故無法計算 答案　B 解析　對A：水平方向受到3 N向右的推力和3 N向左的靜摩擦力，沒有超過A的最大靜摩擦力4 N，所以A和B接觸而沒有擠壓，B對A的作用力FBA＝0. 對B：沒有相對水平面滑動的趨勢，水平面對B沒有摩擦力，F(xiàn)fB＝0. 10.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放置的彈簧測力計.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

20、A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù) C.通過該方法不能測得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　B 解析　用力將A從B的下方抽出達(dá)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)滑動摩擦力公式F＝μFN可知，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的摩擦力大小，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)與B所受的滑動摩擦力大小相等，B對木板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A與B之間的動摩擦因

21、數(shù)μ，選項C、D錯誤. 二、非選擇題 11.如圖11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11 (1)此時木塊B上表面受到摩擦力Ff1是多少？B的下表面所受的摩擦力Ff2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使它們一起勻速運動，這時，A對B的彈力有多大？ 答案　(1)0　16 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

22、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＝μmBg＝8 N FAB＝FfB＝8 N. 12.如圖12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，與A相連的細(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) 圖12 (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F滑＝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. 12