教科版必修1 第二章 力 习题课 学案.docx

习题课物体的受力分析学习目标1.进一步熟练判定弹力的方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法.3.学会对物体进行受力分析的方法一、弹力有无及方向的判断例1在图中画出物体a所受弹力的示意图图1答案如图解析用假设法判断甲图中，若拿走b球，a球将向右运动，说明a、b间有弹力乙图中，若拿走a球，b球将向下运动，说明a、b间有弹力；将容器左壁和底拿走，a球将会运动，说明容器左壁和底部对a也会有弹力作用；丙图中杆给重物的弹力f为支持力，方向沿杆向上；丁图中杆给重物的弹力f并不沿着杆的方向，根据假设法判断f的方向应竖直向上二、静摩擦力有无及方向的判断1静摩擦力产生的条件：接触面间有压力、接触面粗糙且有相对运动趋势2平衡条件法当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向3假设法利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：例2(多选)如图2所示，有三个相同的物体叠放在一起，置于粗糙的水平地面上，现用水平力f作用在b上，三个物体仍然静止，下列说法中正确的是()图2ab对a有摩擦力作用bb受到a、c的摩擦力作用cb只受到c的摩擦力作用d地面对c有摩擦力作用，大小等于f答案cd解析假设b对a有摩擦力作用，则a受力不能平衡，与题给条件不符，所以b对a无摩擦力作用，a错误根据力的相互性可知，a对b也无摩擦力作用，b错误假设c对b无摩擦力作用，则b在水平方向上只受力f作用，不可能保持静止，与题给条件不符，故b受到c的摩擦力作用由于a、b、c是保持静止的，那么地面给c的摩擦力大小为f，方向向左，所以选项c、d正确在分析c对b的摩擦力时，也可以将a、b看做一个整体，因a、b均保持静止，说明c对b的摩擦力与f大小相等、方向相反.针对训练1(多选)如图3所示，物体a、b叠放在水平面上，水平力f作用在a上，使二者一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是()图3aa、b之间无摩擦力ba受到的摩擦力水平向右cb受到a的摩擦力水平向右d地面对b的摩擦力为滑动摩擦力，水平向左答案cd三、摩擦力的计算例3如图4所示，用水平力f将木块压在竖直墙壁上，已知木块的重力g6 n，木块与墙壁间的动摩擦因数0.25，求：图4(1)当f25 n时，木块静止，木块受到的摩擦力为多大？(2)当f增大为30 n时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当f10 n时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？答案(1)6 n(2)6 n(3)2.5 n解析分析木块的受力情况，如图所示(1)(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力，f1f2g6 n，与压力大小无关(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，f3n nf所以f3f0.2510 n2.5 n.四、物体的受力分析受力分析的一般步骤：1明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体2隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用3按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图例4画出图5中物体a所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体a静止，接触面光滑；(2)a沿粗糙斜面上滑；(3)a沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑，a静止图5答案见解析图解析(1)物体a受重力g、推力f、支持力n、墙壁对a向左的弹力n，施力物体分别是地球、推a的物体、地面、墙壁；(2)物体a受竖直向下的重力g、垂直于斜面向上的支持力n、沿斜面向下的滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(3)物体a受重力g、支持力n、滑动摩擦力f，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(4)物体a受重力g、拉力t、弹力n，施力物体分别是地球、绳子、墙壁针对训练2如图6所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有()图6a1个b2个c3个 d4个答案b解析假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外，球在竖直方向上还受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力，故b正确1.(弹力方向的判断)分别画出图7中小球的受力示意图(图甲中小球用细绳挂在光滑的斜面上，乙中小球用细绳挂着静止在桌角上，丙中小球固定在杆上)图7答案如图2(摩擦力的理解及计算)如图8所示，在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计拉一个放在水平板上的木块，部分实验记录如表所示则实验中木块受到的()图8实验次序木块状态弹簧测力计读数/n第1次静止0.60第5次匀速0.50第10次加速0.90a.静摩擦力恒为0.60 nb静摩擦力可能大于0.60 nc滑动摩擦力为0.90 nd滑动摩擦力一定小于静摩擦力答案b解析当木块保持静止时，静摩擦力的大小随着拉力的变化而变化，选项a错误；当拉力为0.60 n时，木块处于静止，静摩擦力大小为0.60 n，随着拉力的增大，静摩擦力可能大于0.60 n，选项b正确；当弹簧拉力为0.50 n时，木块做匀速直线运动，知滑动摩擦力等于0.50 n，选项c错误；静摩擦力随着拉力的变化而变化，因此可能大于滑动摩擦力，可能小于滑动摩擦力，也可能等于滑动摩擦力，选项d错误3.(简单的受力分析问题)(多选)物体b在水平推力f作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上，如图9所示，a、b处于静止状态，关于a、b两物体的受力分析，下列说法正确的是()图9aa受到两个摩擦力的作用ba共受到四个力的作用cb共受到三个力的作用da受到墙壁摩擦力的大小不随f的增大而增大答案ad解析b共受到四个力的作用：重力、f、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力，故c错误a受到五个力：重力、墙对a向右的弹力和向上的静摩擦力，b对a向左的压力和向下的静摩擦力故a正确，b错误由上得知，墙壁对a的摩擦力大小等于a和b的总重力之和，不随f的增大而增大，故d正确4(摩擦力大小的计算)如图10所示，一个质量为m2 kg的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为m00.1 kg的小桶相连，已知：m受到的最大静摩擦力f静max4.5 n，细绳水平，滑轮上的摩擦不计，g取10 n/kg，求在以下情况中，m受到的摩擦力的大小图10(1)只挂m0处于静止状态时；(2)只挂m0但在m上再放一个m3 kg的物体时；(3)只在桶内加入m10.33 kg的砂子时；(4)只在桶内加入m20.5 kg的砂子时答案(1)1 n(2)1 n(3)4.3 n(4)4 n解析(1)因为m0g1 nf静max，m处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得f1m0g1 n.(2)在m上再放一个m3 kg的物体，m仍静止，仍受静摩擦力f2f1m0g1 n.(3)因为(m0m1)g4.3 nf静max，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，所以f4nmg4 n.课时作业一、选择题(17为单选题，810为多选题)1.在立起一根木棍的过程中要经过如图1所示的位置，此时地面对木棍的弹力方向是图中的()图1af1的方向bf2的方向cf3的方向df4的方向答案b解析点面接触的弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体，所以地面施予木棍的弹力方向正确的是f2.2如图2所示，将一个钢球分别放在量杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是()图2a各容器的侧壁对钢球均无弹力作用b各容器的侧壁对钢球均有弹力作用c量杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用d茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用答案a解析假设容器侧壁对钢球均有弹力作用，作出各容器中钢球的受力分析图分别如图a、b、c所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以原假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用因此，本题正确选项为a.3.如图3所示，若小猫沿树匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别是f1和f2，则()图3af1向下，f2向上，且f1f2bf1向下，f2向上，且f1f2cf1向上，f2向上，且f1f2df1向上，f2向下，且f1f2答案c解析由题意可知小猫向上、向下均做匀速运动，且小猫受重力、摩擦力作用，故二力平衡，由重力的大小和方向可推断出摩擦力总是向上的，且大小等于小猫的重力4.如图4所示，木箱a中放一个光滑的铁球b，它们一起静止于斜面上，如果对铁球b(不包括木箱a)进行受力分析，则铁球b受力个数为()图4a3个 b4个c2个 d1个答案a解析对b受力分析，受重力、斜面对球垂直斜面向上的支持力和木箱对球平行斜面向上的支持力，三力平衡，故选a.5.如图5所示，一人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是()图5a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、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用答案a解析人做匀速直线运动，则人处于平衡状态，受重力和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，但没有力与摩擦力平衡，故a正确，b、c、d错误6.如图6所示，a、b两物体重力都等于10 n，各接触面间的动摩擦因数都等于0.3, f11 n 和 f22 n的两个水平力分别作用在a和b上，a、b均静止，则a受的摩擦力和地面对b的摩擦力大小分别为()图6a3 n,6 n b1 n,2 nc1 n,1 n d0 n,1 n答案c解析因两个物体都处于静止状态，故所受的摩擦力均为静摩擦力；对物体a受力分析可知：f1fa1 n；对a、b整体受力分析，由平衡条件可知：f2f1fb，解得fb1 n，故选项c正确7物体a的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数0.2，从t0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左大小恒为f01 n的作用力，则反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像是图中的(取向右为正方向，g取10 n/kg)()答案c解析物体向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由f1mg，得f12 n；物体静止后，因受到向左的拉力f01 nf1，故物体a不再运动由二力平衡可知，物体受到向右的静摩擦力，f2f01 n，故c正确8.水平的皮带传输装置如图7所示，皮带的速度保持不变，物体被轻轻地放在a端皮带上，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置c后滑动停止，随后就随皮带一起匀速运动，直至传送到目的地b端，在传输过程中，该物体受摩擦力的情况是()图7a在ac段受水平向左的滑动摩擦力b在ac段受水平向右的滑动摩擦力c在cb段不受静摩擦力d在cb段受水平向右的静摩擦力答案bc解析在ac段物体相对皮带向左滑动，受水平向右的滑动摩擦力；在cb段物体相对皮带没有滑动，物体随皮带一起匀速运动，受到的是平衡力，如果有静摩擦力，则物体不可能处于平衡状态，所以不受静摩擦力故b、c两项正确9如图8所示，a物体沿竖直墙自由下滑，b、c、d物体均静止，各接触面均粗糙下列说法正确的是()图8aa物体受到三个力作用bb物体受到三个力作用cc物体受到三个力作用dd物体受到三个力作用答案bc解析a物体沿竖直墙自由下滑，“自由”说明物体a虽与竖直墙之间接触但没有弹力和摩擦力，因此a只受重力作用，故a选项错误；b物体处于静止状态，受到重力、弹力、摩擦力三个力的作用，故b正确；c物体受到重力和两个绳子的拉力，故c正确；d物体处于静止状态，受到重力、支持力、绳子的拉力和摩擦力四个力的作用，故d错误10如图9是某小组同学为研究动摩擦因数所设计的实验装置其中a为一质量为m的长直木板，b为木板上放置的质量为m的木块，q为木块右端连接的一弹簧测力计实验时用力将a从b的下方抽出，通过q的读数即可测出动摩擦因数若实验条件较为理想，则()图9a只有将木板a匀速抽出才能从q上读取稳定读数b将木板a加速、减速或匀速抽出均能从q上读取稳定读数c通过该方法可测得a与b之间的动摩擦因数d通过该方法可测得a与地面之间的动摩擦因数答案bc解析用力将a从b的下方抽出达到稳定状态时，在水平方向上b所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡，根据滑动摩擦力公式fn可知，滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，与b的速度无关，无论木板a是做匀速直线运动还是变速直线运动，都不会改变木块受到摩擦力的大小，木块相对地面总是静止的，均能从q上读取稳定读数，选项a错误，b正确；当b达到稳定状态时，弹簧测力计的读数f与b所受的滑动摩擦力f大小相等，b对木块a的压力大小等于b的重力mg，由fn，得，从q上读取f，则可求得，选项c正确，d错误二、非选择题11画出图10(1)(3)中静止物体a的受力示意图图10答案12如图11甲所示，将完全相同、质量均为4 kg的木块a和b叠放在水平桌面上，在16 n的水平拉力f1作用下，a、b一起做匀速直线运动(g取10 n/kg)图11(1)此时木块b上表面受到摩擦力f1是多少？b的下表面所受的摩擦力