【创新设计】高考物理一轮复习 第2章第1讲 重力 弹力(1).doc

第1讲重力弹力形变、弹性(考纲要求 )1.重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力(2)大小：与物体的质量成正比，即gmg.可用弹簧测力计测量重力(3)方向：总是竖直向下的(4)重心：其位置与物体的质量分布和形状有关2弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积的变化叫形变(2)弹性弹性形变：有些物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫弹性限度(3)弹力定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用产生条件物体相互接触且发生弹性形变方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)重力的方向竖直向下，但不一定与接触面垂直()(2)物体所受弹力方向与自身形变的方向相同()(3)绳、杆的弹力方向一定沿绳、杆()(4)面面接触(或点面接触)的物体间的弹力垂直于面(或切面)并指向受力物体()答案(1)(2)(3)(4)胡克定律(考纲要求 )1.内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小f跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比2表达式：fkx.(1)k是弹簧的劲度系数，单位为n/m；k的大小由弹簧自身性质决定(2)x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度基 础 自 测1(多选)如图211所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()图211a物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点b重力的方向总是垂直向下的c物体重心的位置与物体形状或质量分布有关d力是使物体运动的原因解析物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点，这个点就是物体的重心，重力的方向总是和水平面垂直，是竖直向下而不是垂直向下，所以a正确，b错误；从图中可以看出，汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化，重心的位置就发生了变化，故c正确；力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因，所以d错误答案ac2(单选)玩具汽车停在模型桥面上，如图212所示，下列说法正确的是()图212a桥面受向下的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变b汽车没有发生形变，所以汽车不受弹力c汽车受向上的弹力，是因为桥梁发生了弹性形变d汽车受向上的弹力，是因为汽车发生了形变解析汽车与桥面相互挤压都发生了形变，b错；由于桥面发生弹性形变，所以对汽车有向上的弹力，c对，d错；由于汽车发生了形变，所以对桥面产生向下的压力，a错答案c3(单选)在图中，a、b均处于静止状态，则a、b之间一定有弹力的是()解析假设将与研究对象接触的物体逐一移走，如果研究对象的状态发生变化，则表示它们之间有弹力；如果状态无变化，则表示它们之间无弹力四个选项中当b选项中的b物体移走后，a物体一定会摆动，所以b选项中a、b间一定有弹力答案b4(单选)在半球形光滑碗内斜搁一根筷子，如图213所示，筷子与碗的接触点分别为a、b，则碗对筷子a、b两点处的作用力方向分别为()图213a均竖直向上b均指向球心oca点处指向球心o，b点处竖直向上da点处指向球心o，b点处垂直于筷子斜向上解析碗对筷子a、b两点处的作用力属于弹力，而接触的弹力总是垂直于接触面，因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键在a点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动，所以在a点处的接触面是球面在该点的切面，此处的弹力与切面垂直，即指向球心o.在b点处，当筷子滑动时，筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动，所以在b点处的接触面与筷子平行，此处的弹力垂直于筷子斜向上故选项d正确答案d5(单选)一根轻质弹簧，当它上端固定、下端悬挂重为g的物体时，长度为l1；当它下端固定在水平地面上，上端压一重为g的物体时，其长度为l2，则它的劲度系数是()a.b.c.d.解析设弹簧原长为l0，由胡克定律知，gk(l1l0)，gk(l0l2)，联立可得k，d对答案d热点一弹力的有无及方向的判断1弹力有无的判断“四法”(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力此方法多用来判断形变较明显的情况(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否发生形态的变化，若发生形变，则此处一定有弹力2弹力方向的确定【典例1】 如图214所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等，盒子沿倾角为的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是()图214a无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力b盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力c盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力d盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力解析先以盒子和小球组成的系统为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为agsin ，方向沿斜面向下，由于盒子和小球始终保持相对静止，所以小球的加速度大小也是agsin ，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此不需要左、右侧面提供弹力故选项a正确答案a【跟踪短训】1画出下图215中物体a所受弹力的示意图(所有接触面均光滑)图215答案热点二弹力大小的计算弹力大小的计算方法(1)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小(2)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律fkx计算图216【典例2】 图216所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆的下端固定有质量为m的小球下列关于杆对球的作用力f的判断中，正确的是()a小车静止时，fmgsin ，方向沿杆向上b小车静止时，fmgcos ，方向垂直于杆向上c小车向右做匀速运动时，一定有fmg，方向竖直向上d小车向右做匀加速运动时，一定有fmg，方向可能沿杆向上审题指导审题关键词：固定曲杆杆发生微小弹性形变杆上的弹力方向具有多种可能性需借助相关物体的运动状态来判断(不能直接判断)解析小球受重力和杆的作用力f处于静止或匀速运动状态时，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有fmg，方向竖直向上小车向右做匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和f的合力应水平向右，如图所示，由图可知，fmg，方向可能沿杆向上答案cd反思总结轻杆弹力的确定方法杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力【跟踪短训】2如图217所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为f的拉力作用，而左端的情况各不相同：图217弹簧的左端固定在墙上；弹簧的左端受大小也为f的拉力作用；弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动若认为弹簧质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有()al2l1bl4l3cl1l3dl2l4解析弹簧伸长量由弹簧的弹力(f弹)大小决定由于弹簧质量不计，这四种情况下，f弹都等于弹簧右端拉力f，因而弹簧伸长量均相同，故选d项答案d物理建模1.轻杆、轻绳、轻弹簧模型模型阐述轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型，与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位，且涉及的情景综合性较强，物理过程复杂，能很好地考查学生的综合分析能力，是高考的常考问题.三种模型轻杆轻绳轻弹簧模型图示续表模型特点形变特点只能发生微小形变柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等既可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等方向特点不一定沿杆，可以是任意方向只能沿绳，指向绳收缩的方向一定沿弹簧轴线，与形变方向相反作用效果特点可提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力大小突变特点可以发生突变可以发生突变一般不能发生突变自由杆和固定杆中的弹力方向类型特征受力特征自由杆可以自由转动杆受力一定沿杆方向固定杆不能自由转动不一定沿杆方向，由物体所处状态决定【典例1】甲、乙两图中的杆都保持静止，试画出甲、乙两图o点受杆的作用力的方向(o为结点)图218解析甲为自由杆，受力一定沿杆方向，如下图甲所示的fn1.乙为固定杆，受力由o点所处状态决定，此时受力平衡，由平衡条件知杆的支持力fn2的方向与mg和f1的合力方向相反，如下图乙所示答案如解析图所示【典例2】 一轻弹簧两端分别连接物体a、b，在水平力作用下共同向右做匀加速运动，如图219所示，在水平面上时，力为f1，弹簧长为l1，在斜面上时，力为f2，弹簧长为l2，已知a、b两物体与接触面间的动摩擦因数相同，则轻弹簧的原长为()图219a.b.c.d.解析设物体a、b的质量分别为m1、m2，与接触面间的动摩擦因数为，弹簧原长为l0，在水平面上时，以整体为研究对象有f1(m1m2)g(m1m2)a，隔离a物体有k(l1l0)m1gm1a，联立解得k(l1l0)f1，同理可得k(l2l0)f2，联立可得轻弹簧的原长为l0，c对答案c反思总结如何理解理想化模型“轻弹簧”与“橡皮筋”(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律fkx，x是指形变量(2)“轻”即指弹簧(或橡皮筋)的重力不计，所以同一弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等(3)弹簧既能受拉力，也能受压力(沿弹簧轴线)，分析弹簧问题时一定要特别注意这一点，而橡皮筋只能受拉力作用(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变，但当将弹簧(或橡皮筋)剪断时，其弹力立即消失即学即练(2013石家庄质检，18)如图2110所示，一个“y”形弹弓顶部跨度为l，两根相同的橡皮条自由长度均为l，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2l(弹性限度内)，则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为()图2110aklb2klc.kld.kl解析对裹片受力分析，由相似三角形可得：得：fkl则裹片对弹丸的最大作用力为f丸fkl，故选项d正确答案d附：对应高考题组(ppt课件文本，见教师用书)1(2010新课标全国卷，15)一根轻质弹簧一端固定，用大小为f1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为f2的力拉弹簧，平衡时长度为l2.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为()a.b.c.d.解析设弹簧原长为l，由题意知，f1k(ll1)，f2k(l2l)，两式联立，得k，选项c正确答案c2(2011山东卷，19)如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力ff a0，b所受摩擦力ff b0.现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()aff a大小不变bff a方向改变cff b仍然为零dff b方向向右解析剪断右侧绳的瞬间，右侧细绳上拉力突变为零，而弹簧对两木块的拉力没有发生突变，与原来一样，所以b对地面有向左的运动趋势，受到静摩擦力ff b方向向右，c错误，d正确剪断右侧绳的瞬间，木块a受到的各力都没有发生变化，a正确，b错误答案ad3(2012山东基本能力，85)力是物体间的相互作用，下列有关力的图示及表述正确的是()解析由于在不同纬度处重力加速度g不同，旅客所受重力不同，故对飞机的压力不同，a错误充足气的篮球平衡时，篮球壳对内部气体有压力作用，即内外气体对篮球壳压力的差值等于篮球壳对内部气体的压力，故b正确书对桌子的压力作用在桌子上，箭尾应位于桌面上，故c错误平地上匀速行驶的汽车，其主动轮受到地面的摩擦力是其前进的动力，地面对其从动轮的摩擦力是阻力，汽车受到的动力与阻力平衡时才能匀速前进，故d正确答案bda对点训练练熟基础知识题组一对力、重力概念的理解1(单选)下列说法正确的是()a力是物体对物体的作用b只有直接接触的物体间才有力的作用c用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，始终受到向前的力来维持它向前运动d甲用力把乙推倒，说明甲对乙的作用力在先，乙对甲的作用力在后解析力的作用不一定要直接接触譬如地球与物体之间的万有引力，电荷与电荷之间的作用力，都不需要直接接触，所以b错误；力的作用离不开物体，用脚踢出去的足球，在向前飞行的过程中，球没有受到向前的力来维持它向前运动，c错误；两个物体之间的相互作用力没有先后之说，所以d错误答案a2(单选)下列关于重力的说法中正确的是()a物体只有静止时才受重力作用b重力的方向总是指向地心c地面上的物体在赤道上受的重力最小d物体挂在弹簧秤下，弹簧秤的示数一定等于物体的重力解析物体是否受重力作用与其运动状态无关，故a错重力实际是万有引力的一个分力(另一个分力提供物体绕地球自转的向心力)，万有引力方向指向地心，重力方向不一定指向地心(只有在两极或赤道上的物体所受的重力方向才指向地心)，故b错在赤道上，物体所受的重力等于万有引力与物体随地球运动的向心力之差，而在赤道上向心力最大，物体在赤道上受的重力最小，c正确在弹簧秤和物体都静止或匀速运动时，测出的示数才等于物体的重力，若弹簧秤拉着物体加速上升或下降，则弹簧秤的示数不等于重力，故d错答案c3(单选)关于地球上的物体，下列说法中正确的是()a在“天上”绕地球飞行的人造卫星不受重力作用b物体只有落向地面时才受到重力作用c将物体竖直向上抛出，物体在上升阶段所受的重力比落向地面时小d物体所受重力的大小与物体的质量有关，与物体是否运动及怎样运动无关解析重力是由于地球的吸引而使物体受到的地球的作用力，不管物体静止还是运动，也不管物体上升还是下落，一切物体都受重力作用在“天上”绕地球飞行的人造卫星也要受重力作用，故a、b项错误地面附近同一物体的重力大小、方向都不会发生改变，重力的大小可由公式gmg求出，c项错误重力大小与物体的质量有关，与运动状态无关，选项d正确答案d题组二对弹力的理解4(多选)在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图2111所示的情况就是一个实例当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是()图2111a跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变b运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的c此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大d此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力解析发生相互作用的物体均要发生形变，故a错；发生形变的物体，为了恢复原状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，b正确；在最低点，运动员虽然处于瞬间静止状态，但接着运动员要加速上升，故此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，c错误、d正确答案bd5(多选)如图2112所示，在一张大桌子上放两个平面镜m和n，让一束光依次被两面镜子反射，最后射到墙上，形成一个光点p.用力压桌面，观察墙上光点位置的变化下列说法中正确的是()图2112af增大，p上移bf增大，p下移cf减小，p下移df减小，p上移解析本题考查微小形变的放大法当力f增大时，两镜面均向里倾斜，使入射角减小，经两次累积，使反射光线的反射角更小，光点p下移；反之，若力f减小，光点p上移所以，选项b、d正确答案bd6(单选)小车上固定一根弹性直杆a，杆顶固定一个小球b(如图2113所示)，现让小车从光滑斜面上自由下滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是()图2113解析小车在光滑斜面上自由下滑，则加速度agsin (为斜面的倾角)，由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于gsin ，则杆的弹力方向垂直于斜面向上，杆不会发生弯曲，c正确答案c7(单选)如图2114所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，小车处于水平面上，细绳始终保持竖直关于小球的受力情况，下列说法正确的是()图2114a若小车静止，绳对小球的拉力可能为零b若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零c若小车向右运动，小球一定受两个力的作用d若小车向右运动，小球一定受三个力的作用解析若小车静止，则小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、绳子的拉力，重力和拉力都沿竖直方向；如果受斜面的支持力，则没法达到平衡，因此在小车静止时，斜面对小球的支持力一定为零，绳子的拉力等于小球的重力，故a项错误，b项正确若小车向右匀速运动，小球受重力和绳子拉力两个力的作用；若小车向右做减速运动，则一定受重力和斜面的支持力，可能受绳子的拉力，也可能不受绳子的拉力，故c、d项都不对答案b题组三弹力大小的分析计算8(2013银川、吴忠部分中学联考)(单选)如图2115所示，某一弹簧秤外壳的质量为m，弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计将其放在光滑水平面上，现用两水平拉力f1、f2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上，关于弹簧秤的示数，下列说法正确的是()图2115a只有f1f2时，示数才为f1b只有f1f2时，示数才为f2c不论f1、f2关系如何，示数均为f1d不论f1、f2关系如何，示数均为f2解析弹簧秤的示数决定于作用在秤钩上力的大小，而与作用在与外壳相连的提环上的力无关，故c正确答案c9(单选)如图2116所示的装置中，小球的质量均相同，弹簧和细线的质量均不计，一切摩擦忽略不计，平衡时各弹簧的弹力分别为f1、f2、f3，其大小关系是()图2116af1f2f3bf1f2f2df3f1f2解析第一个图中，以弹簧下面的小球为研究对象，第二个图中，以悬挂的小球为研究对象，第三个图中，以任意一小球为研究对象第一个图中，小球受竖直向下的重力mg和弹簧向上的弹力，二力平衡，f1mg；后面两个图中，小球受竖直向下的重力和细线的拉力，二力平衡，弹簧的弹力大小均等于细线拉力的大小，则f2f3mg，故三图中平衡时弹簧的弹力相等答案a10(单选)如图2117所示，将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐，使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上当弹簧下端挂一个50 g的砝码时，指针示数为l13.40 cm，当弹簧下端挂两个50 g的砝码时，指针示数为l25.10 cm.g取9.8 m/s2.由此可知()图2117a弹簧的原长是1.70 cmb仅由题给数据无法获得弹簧的原长c弹簧的劲度系数是28 n/md由于弹簧的原长未知，无法算出弹簧的劲度系数解析设弹簧原长为l0，由胡克定律得k(l1l0)mg，k(l2l0)2mg，解得l01.70 cm，k29 n/m，a正确答案ab深化训练提高能力技巧11(2013浙江金华十校联考)(单选)如图2118所示，重为10 n的小球套在与水平面成37角的硬杆上，现用一垂直于杆向上、大小为20 n的力f拉小球，使小球处于静止状态(已知sin 370.6，cos 370.8)则()图2118a小球不一定受摩擦力的作用b小球受摩擦力的方向一定沿杆向上，大小为6 nc杆对小球的弹力方向垂直于杆向下，大小为4.8 nd杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，大小为12 n解析对小球受力分析，正交分解如图，由共点力平衡可知，fmgsin 37100.6 n6 n，fnfmgcos 3720 n8 n12 n、方向垂直杆向下，故b正确，a、c、d错误答案b12(单选)如图2119所示，一重为120 n的球固定在弹性杆ab的上端，今用测力计沿与水平方向成37角斜向右上方拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为100 n，已知sin 370.6，cos 370.8，则杆ab对球作用力的大小为()图2119a80 nb100 nc110 nd120 n解析球受到重力mg、测力计的弹力f100 n和杆对其的作用力fn，根据平衡条件可得：fnxfcos 3780 n，fnymgfsin 3760 n，所以fn100 n，即b正确答案b13(单选)如图2120所示，重80 n的物体a放在倾角为30的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为1 000 n/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体a后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 n，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计读数不可能为()图2120a10 nb20 nc40 nd60 n解析当物体受到的静摩擦力方向沿斜面向下，且达到最大静摩擦力时，测力计的示数最大，此时fkxmgsin ffmax解得f45 n，故f不能超过45 n，选d.答案d14(多选)如图2121所示，两根光滑细棒在同一竖直平面内，两棒与水平面成37角，棒上各穿有一个质量为m的相同小球，两球用轻质弹簧连接，两小球在图中位置处于静止状态，此时弹簧与水平面平行，则下列判断正确的是()图2121a弹簧处于拉伸状态b弹簧处于压缩状态c弹簧的弹力大小为mgd弹簧的弹力大小为mg解析若弹簧处于压缩状态，右侧小球受到竖直向下的重力，水平向右的弹簧弹力和垂直细杆斜向左下方的弹力，小球不可能平衡，所以弹簧处于拉伸状态，对左侧小球受力分析如图所示，由平衡条件知fmgtan 37mg，则a、c对，b、d错答案ac第2讲摩擦力滑动摩擦力、动摩擦因数(考纲要求 )1.滑动摩擦力的产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动2滑动摩擦力的定义滑动摩擦力：两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们发生相对运动时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力3滑动摩擦力的大小及方向(1)大小：ffn(2)方向：沿两物体的接触面，与相对运动的方向相反4动摩擦因数滑动摩擦力大小的计算公式ffn中为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反()(2)滑动摩擦力一定是阻力()(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的面积大小也无关()(4)滑块从向右下方倾斜的逆时针旋转的传送带的顶端以某一初速度沿着传送带滑下时受到的摩擦力沿着传送带向下()答案(1)(2)(3)(4)静摩擦力(考纲要求 )1.产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体有相对运动趋势(仍保持相对静止)2定义：两个相互接触且发生形变的粗糙物体，当它们具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力3大小和方向(1)大小：02(mm)g时，木板便会开始运动d无论怎样改变f的大小，木板都不可能运动解析由于木块在木板上运动，所以木块受到木板的滑动摩擦力的作用，其大小为1mg，根据牛顿第三定律可得木块对木板的滑动摩擦力也为1mg.又由于木板处于静止状态，木板在水平方向上受到木块的摩擦力1mg和地面的静摩擦力的作用，二力平衡，选项a正确，b错误若增大f的大小，只能使木块加速运动，但木块对木板的滑动摩擦力大小不变，因而也就不可能使木板运动起来，选项c错误，d正确答案ad物理建模2.摩擦力的“突变”模型 “静静”突变物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变【典例1】 一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即f1、f2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图2210所示，其中f110 n，f22 n，若撤去f1，则木块受到的摩擦力为()图2210a10 n，方向向左b6 n，方向向右c2 n，方向向右d0解析当物体受f1、f2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 n，可知最大静摩擦力ffmax8 n当撤去力f1后，f22 n0后，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，则f滑gcos 故当继续变大时，物体受到的滑动摩擦力减小了当90时，物体受到的滑动摩擦力等于0.答案见解析即学即练2在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，特设计了如图2213甲所示的演示装置，力传感器a与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是()图2213a可求出空沙桶的重力b可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小c可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小d可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)解析t0时刻，传感器显示拉力为2 n，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 n，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 n，a对；t50 s时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 n，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 n，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 n的滑动摩擦力，b、c正确；此后由于沙和沙桶重力3.5 n大于滑动摩擦力3 n，故50 s后小车将加速运动，d错答案abc“动静”突变在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力【典例3】 如图2214所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力f1 n的作用，取g10 m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力ff随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图2214解析答案a反思总结物体受到的外力发生变化时，物体受到的摩擦力的种类就有可能发生突变解决这类问题的关键是：正确对物体受力分析和运动状态分析，从而找到物体摩擦力的突变“临界点”即学即练3如图2215所示，把一重为g的物体，用一水平方向的推力fkt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t0开始物体所受的摩擦力ff随t的变化关系是下图中的()图2215解析物体在竖直方向上只受重力g和摩擦力ff的作用由于ff从零开始均匀增大，开始一段时间ffg，物体向下做减速运动，直至减速为零在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为fffnfkt，即ff与t成正比，是一条过原点的倾斜直线当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小ffg，所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段正确答案为b.答案b1(2011安徽卷，14)一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上现对物块施加一个竖直向下的恒力f，如图所示则物块()a仍处于静止状态b沿斜面加速下滑c受到的摩擦力不变d受到的合外力增大解析由于物块恰好静止在斜面上，由平衡条件知mgsin mgcos 当加一竖直向下的力f时ff(mgf)cos 由得ff(mgf)sin ，所以物块仍保持静止答案a2(2011海南卷，5)如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()a等于零b不为零，方向向右c不为零，方向向左d不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右解析解法一整体法选物块和斜劈组成的系统为研究对象，由于系统的加速度等于零，合力等于零，故系统在水平方向的合力等于零，因此地面对斜劈的摩擦力等于零故a正确解法二隔离法选物块为研究对象，受力情况如图所示，由于物块匀速运动，故ffcos fnsin .选斜劈为研究对象，受力情况如图所示，假设地面对斜劈的摩擦力为ff向右，则根据平衡条件，得fffnsin ffcos ，且ffcos fnsin ，fnfn，ffff，所以ffffcos ffcos 0.故a正确答案a3