专题强化31三种性质的力及物体的受力分析

1.能根据平衡法、假设法判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方法和大小的计算方法.3.学会对物体进行初步受力分析.学习目标:专题强化

三种性质的力及物体的受力分析第三章

相互作用——力重点探究随堂演练专题强化练内容索引NEIRONGSUOYIN一、弹力的分析与计算重点探究1.弹力方向的确定2.弹力的计算(1)对有明显形变且遵守胡克定律的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算.(2)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(第四章学习)来确定弹力大小.例1:如图，物体A分别与水平面、竖直墙面以及物体B紧密接触，所有接触面均光滑，A、B均静止，则()A.物体A受三个弹力作用B.物体A受两个弹力作用C.物体B受两个弹力作用D.物体A和物体B均只受一个弹力作用D解析A、B两物体没有相互挤压，它们之间无弹力作用，A所受的弹力只有地面的支持力，B所受的弹力也只有地面的支持力.1.摩擦力有无的判断方法(1)条件法：根据摩擦力产生的条件判断.(2)假设法：假设接触面光滑，若物体原先的运动状态改变，说明存在摩擦力；否则不存在摩擦力.(3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力.(4)力的相互作用法：当一物体所受摩擦力方向不易判断时，可先确定与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况，然后根据牛顿第三定律作出判断.二、摩擦力的分析与计算2.摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的大小：计算公式Ff＝μFN注：公式中FN为接触面受到的正压力，与物体的重力G是两种性质的力，大小和方向不一定与重力相同，Ff与物体的运动状态、运动速度的大小、接触面积的大小均无关.(2)静摩擦力的大小①静摩擦力大小通常利用平衡条件或牛顿第二定律(第四章学习)求得.②最大静摩擦力Fmax的大小随物体对接触面的压力的增大而增大，其值略大于滑动摩擦力，高中阶段为了计算方便，往往认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.例2

如图2所示，物体A、B叠放在水平地面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是()A.A、B之间无摩擦力B.A受到B的摩擦力水平向左C.B受到A的摩擦力水平向左D.地面对B的摩擦力为静摩擦力，水平向右图2C变式训练上例中，若水平作用力F作用于B上，其他条件不变，分析A和B所受摩擦力的大小和方向.解析对于A物体，受重力和B对它的支持力，假设A受B给它的静摩擦力，则A不能保持匀速运动.根据力的相互作用可知，B对A无摩擦力，所以A对B也无摩擦力.对A、B组成的整体分析可知，地面对B有向右的滑动摩擦力.例3

把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的粗糙墙壁上，物体与墙壁间的动摩擦因数为μ，如图3所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系正确的是()B3、解析：由于物体受到的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙壁与物体间的弹力FN＝kt.当F比较小时，物体所受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，由公式可得，滑动摩擦力大小Ff＝μkt.当摩擦力Ff大小等于重力G时，物体有速度，不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力；当摩擦力大于重力时，物体最终会静止，静止时滑动摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡，故B正确，A、C、D错误.受力分析的一般步骤1.明确研究对象.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.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.4.当题中出现多个物体时，注意整体法与隔离法的运用.三、物体的受力分析例4如图所示，在倾斜的天花板上用力F垂直压住一木块，使它处于静止状态，则关于木块的受力情况，下列说法正确的是()A.可能只受两个力作用B.可能只受三个力作用C.必定受四个力作用D.以上说法都不对C例5如图，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止.物体B的受力个数为()A.2 B.4或4 D.无法确定B变式训练物体A的受力个数为____个？31.受力分析时要注意：(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施加的力；(2)只分析性质力，不分析效果力；(3)每分析一个力，都应找出施力物体.2.受力分析时判断某个力是否存在，无法直接判断可用假设法来判断，如物体处于平衡状态时，可假设这个力不存在，看能否使物体处于平衡状态，若不能使物体处于平衡状态则说明存在这个力.3.对于多个物体构成的系统，要将整体法和隔离法结合起来使用.总结提升1.(摩擦力的分析)如图物体A、B在力F的作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是()A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且

方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且

方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和F方向相同D3.(摩擦力的分析和计算)如图位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ，两物块的质量都是m，滑轮上的摩擦不计，若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动，则F的大小为()μmg

μmgμmg

D.μmgA2.(受力分析)如图7所示，将铅笔一端放在水平桌面上，另一端用细线悬吊，则铅笔受到力的个数为()个

个个

个B解析以P为研究对象4个力，F＝μmg＋μ·2mg＋FT以Q为研究对象，绳子张力FT＝μmg，故F＝4μmg，4.(弹力的计算)如图两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的轻质弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的轻质弹簧，在此过程中上面木块移动的距离为()C解析最初状态时，设弹簧k1压缩量为x1，k2压缩量为x2.根据胡克定律：对m1：m1g＝k1x1，对m1、m2整体：(m1＋m2)g＝k2x2，123当上面弹簧恢复原长时，设弹簧k2压缩量为x341.(多选)如图1所示，在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，物体所受的摩擦力大小为()A.μ(F＋G) B.μFC.G

D.μ(F－G)BC专题强化练基础强化练2.如图A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数也相同，三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示，则下列说法正确的是()A.A物体受到的摩擦力方向向右B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零C.B受到的摩擦力沿传送带向下D.B、C受到的摩擦力方向相反B3.(多选)如图3，竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P受到的外力个数可能是()个

个个

个AC若FN＝G，对P受力分析如图甲所示，故P可能受2个力的作用；若FN<G，P不可能在此位置受力平衡；若FN>G，P会受到挡板MN的弹力F和摩擦力Ff，受力分析如图乙所示，故P可能受4个力的作用.综上所述，P可能的受力个数是2个或4个.4.(多选)物体b在水平推力F作用下，将物体a压在竖直墙壁上，a、b均处于静止状态，如图关于a、b两物体的受力情况，下列说法正确的是()A.a受到两个摩擦力的作用B.a共受到四个力的作用C.b共受到三个力的作用D.a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大123456789101112131514AD解析以a、b整体为研究对象，整体受到重力、水平推力F、墙对整体水平向右的弹力和墙壁对整体的摩擦力作用，由于整体处于平衡状态，所以墙对a的摩擦力不随F的增大而增大，选项D正确；隔离b为研究对象，b受到重力、水平推力、a对b水平向右的弹力、a对b向上的摩擦力四个力作用，选项C错误；再隔离a，a受到b对a向下的摩擦力、墙壁对a向上的摩擦力、重力及水平方向上的两个弹力作用，选项A正确，B错误.5.如图，一倾角为45°且底面光滑的斜面体紧靠竖直墙面放置，为使一光滑的球静止，需加一水平力F，且F指向球心，下列说法正确的是()A.球一定受墙的弹力且水平向左B.球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上C.球可能不受斜面的弹力D.斜面体和竖直墙之间可能没有弹力能力综合练B6.如图，固定斜面C上有A、B两个物体相对静止沿斜面匀速下滑，则A、B两个物体受力的个数分别为()A.3,4 B.3,5C.3,6 D.4,5B7.(多选)如图，三个相同物体叠放在一起，置于粗糙水平面上，物体间不光滑，现用一水平力F作用于B上，物体仍静止.下列说法中正确的是()BCA.B物体受到六个力作用B.A物体受到两个力作用C.C物体受到水平面对它的摩擦力大小为F，方向水平向左D.C物体对B物体的支持力大小等于B物体的重力解析对A物体受力分析可知，A物体受重力和B物体对它的支持力，B选项正确；123456789101112131514对B物体受力分析，B物体受重力、A物体对B物体的压力、C物体对B物体的支持力、拉力和C物体对B物体的摩擦力，所以B物体受五个力的作用，A选项错误；由于B物体相对于C物体具有向右运动的趋势，所以B物体受到C物体对它向左的摩擦力作用，则B物体对C物体的摩擦力的方向为水平向右，因此C物体相对水平面具有向右运动的趋势，C物体受到水平面对它的水平向左的摩擦力，由二力平衡可知，C物体所受的摩擦力的大小为F，C选项正确；由于A物体放在B物体上，所以C物体对B物体的支持力大小等于A物体和B物体的重力之和，D选项错误.8.(多选)放在水平地面上的物体M上表面有一物体m，m与M之间有一处于伸长状态的弹簧，整个装置处于静止状态，如图则关于M和m受力情况的判断，正确的是()A.m受到向左的摩擦力B.M受到m对它向左的摩擦力C.地面对M的摩擦力方向向右D.地面对M不存在摩擦力作用123456789101112131514AD解析:伸长的弹簧对m产生向右的弹力，由于m处于静止状态，所以M对m有向左的摩擦力，m对M有向右的摩擦力，A正确，B错误；选整体分析，整体相对地面无运动趋势，地面对M无摩擦力，C错误，D正确.9.如图，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，下列说法正确的是()A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2mgB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)gC.木板受到地面的摩擦力的大小一定等于FD.当F>μ2(m＋M)g时，木板仍静止D解析木块所受木板的滑动摩擦力大小Ff1＝μ1mg，方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：木板受到木块的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg；木板处于静止状态，水平方向受到木块的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据二力平衡得木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg，因木块不一定匀速滑行，则F的大小不一定等于μ1mg，A、B、C错误；因为木块相对长木板运动，两者之间的摩擦力为滑动摩擦力，故当F>μ2(m＋M)g时，木块对木板的作用力仍为μ1mg，故木板仍静止，D正确.12345678910111213151410.(多选)如图，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平面上，B的上端通过细线悬挂在天花板上.已知A的重力为8N，B的重力为6N，弹簧的弹力大小为4N.则地面受到的压力大小和细线上的拉力大小可能是()A.18N和10N B.4N和10NC.12N和2N D.14N和2NBC解析:若A受的弹簧弹力向上，则支持力F＝GA－F1＝8N－4N＝4N，若弹簧弹力向下，则支持力F′＝GA＋F1＝8N＋4N＝12N.把A、B和弹簧作为一个整体分析则：若支持力为4N，则拉力F2＝GA＋GB－F＝10N，若支持力为12N，则拉力F2′＝GA＋GB－F′＝2N，故B、C正确，11.(多选)如图11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水平弹簧测力计.实验时用水平力F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()A.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BC解析用水平力F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Ff＝μFN可知，滑动摩擦力的大小与A的速度无关，无论木板A做匀速直线运动还是变速直线运动，都不会改变木块受到的摩擦力的大小，均能从Q上读取稳定读数，选项A错误，B正确；12345678910111213151412.(多选)如图，在竖直向上的恒力F作用下，a、b两物体紧挨竖直墙面处于静止状态，则关于它们的受力情况，下列说法正确的是()A.a一定受到4个力B.a可能受到3个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.a与b之间一定有摩擦力AD13.如图一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m＝2kg的物体上，另一端施一水平拉力F，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.当将弹簧拉长至12cm时，物体恰好匀速运动.(g＝10m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内)(1)弹簧的劲度系数多大？(2)物体静止后，当将弹簧拉长至11cm时，物体受到的摩擦力大小为多少？(3)当将弹簧拉长至13cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？解:(1)物体匀速前进时有k(x－x0)＝μmg，则:(2)F1＝k(x1－x0)＝200×－0.10)N＝2N因最大静摩擦力等于滑动摩擦力即：Ffmax＝μmg＝×2×10N＝4N故物体没动，所受静摩擦力Ff1＝F1＝2N(3)弹簧弹力F2＝k(x2－x0)＝200×－0.10)N＝6NF2＞Ffmax，此时物体受到的滑动摩擦力为：Ff2＝μmg＝×2×10N＝4N.14.(多选)如图14甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上、下表面均水平且B足够长，物体A与一固定于墙面上的拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平.从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在物体