易错点04 弹力 摩擦力 受力分析（原卷版）-高考物理

易借点04弹力摩擦力受力分析

例题1.（2022•福建♦模拟预测）人形机器人阿特拉斯（Atlas）可以模仿人类完成自主连续

跳跃、空中转体180。等一系列高难度动作。如图所示，某次测试中，该机器人从木箱跳跃

到前方矮桌后站稳，则机器人（）

A.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力大于其对木箱的压力

B.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其摩擦力方向向前

C.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力做正功

D.离开木箱后上升到最高点时，其速度为零

例题2.（2022•福建省龙岩第一中学模拟预测）木块A、8的质量分别为5kg和6kg,它们

与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在48之间的轻质弹簧被压缩了2cm,弹簧

的劲度系数为400N/m,初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成60。的拉

力尸=6N作用在木块8上，如图所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取s=

A.木块A所受摩擦力的方向向左B.木块A所受摩擦力大小是12.5N

C,木块8所受摩擦力大小是UND.木块8所受摩擦力大小是15N

知识总结

1.判断弹力方向的三种方法

方法一：形变方向法

弹力的方向与施力物体形变的方向相反，作用在迫使物体发生形变的那个物体上，判断弹力

的方向时先明确两物体之间的作用类型，再根据各种类型的特点来判断弹力的方向。

方法二:替换法.

用细绳替换装置中的杆，看能否维持原来的状态。如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力，

否则提供的是支持力。

方法三:状态法.

物体的受力必须与物体的运动状态相符合,可根据物体所处的状态,先假设一个弹力的方向，

由平衡条件或牛顿第二定律列方程求出弹力。所得结果若为正值,其方向与假设方向相同;若

为负值，其方向与假设方向相反。.

2.弹力的计算方法

⑴胡克定律尸二kr

弹簧弹力的问题分析:其中x是弹簧的形变量（可能是伸长量,也可能是压缩量），x=|/-r0|；k

是弹簧的劲度系数，它是,个反映弹簧形变难易程度的物理量，由弹簧本身（材料、长度、粗细、

匝数等）决定。.

（2）平衡条件法

对于处于静止状态或匀速直线运动状态的物体，弹力的大小可以根据平衡条件进行求解，.

注意:胡克定律只能计算弹簧弹力的大小，而弹簧弹力的方向要根据是被拉伸还是被压缩来确

定，其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同。.

3.计算摩擦力的大小

滑动摩擦力和静摩擦力的计算方法有所不同，因此计算摩擦力时，应先判断是静摩擦力还是滑

动摩擦力。.

⑴静摩擦力的大小.

静摩擦力是被动力，其大小无具体计算公式，只能依据力的平衡条件或牛顿运动定律间接求解。

静摩擦力的大小介于0和最大静摩擦力之间，即0＜与Cb/max。.

⑵滑动摩擦力的大小

①公式法:F,=式中FN为两物体间的正压力，其大小不一定等于重力。

②状态法:若动摩擦因数从未知，可利用平衡条件或牛顿第二定律，结合物体的运动状态和其

他受力情况间接确定滑动摩擦力的大小。

4.怎样解摩擦力的突变问题

⑴“静一静”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突变时,

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一

⑵“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，物体将静止而不受滑动摩擦力

作用，可能受静摩擦力作用，即滑动摩擦力可能“突变”成静摩擦力。.

⑶“静一动”突变

物体在静摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态

而滑动，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力一

⑷“动一动”突变

某物体相对于另•物体滑动的过程中，若突然物体间的正压力变了，则滑动摩擦力的大小将发

生“突变”。

5.怎样进行受力分析

⑴受力分析.

①顺序:先场力（重力、静电力、磁场力），后接触力;接触力中必须先弹这几个物体同的作用到

的合力方力，后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。.

①画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、单独隔离分析时;葭梯

的踏板术向心力等）画力，否则将出现重复。.

⑵整体法与隔离法.

整体法隔离法

概念将几个物体作为一个整体来将一个物体与周围物体分隔

分析的方法开来分析的方法

选用原则研究系统外的物体对系统整研究系统内物体之间的相互

体的作用力作用力

注意问题分析周围其他物体对整体的分析其他物体对某一物体的

作用力作用力

⑶假设法

在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体

运动状态是否产生影响来判断该力是否存在。

易混点:

1.产生弹力的条件之一是两物体相互接触，但相互接触的物体间不一定存在弹力。（产生弹力

的条件是两物体接触并有形变）.

2.某个物体受到的弹力作用，不是由这个物体的形变产生的，而是由施加这个弹力的物体的形

变产生的。.

3,压力或支持力的方向总是垂直于接触面，与物体的重心位置无关一

4,胡克定律公式F=储工中的X是弹簧伸长或缩短的长度，不是弹簧的总长度，也不是弹簧

原长。

5.在弹簧测力计两端同时施加等大反向的力，测力计示数的大小等于它一端受力的大小，而不

是两端受力之和，更不是两端受力之差。

6•杆的弹力方向不一定沿杆。（可转动的杆的弹力方向沿机固定的杆的弹力方向不•定沿杆。）

7、摩擦力的作用效果既可充当阻力，也可充当动力。

8.滑动摩擦力只与压力和动摩擦因素有关，与接触面的大小和物体的运动状态无关。只有发

生相对运动的物体才可能受滑动摩擦力。

9.各种摩擦力的方向与物体的运动方向无关，与相对运动方向或相对运动趋势方向相反。.

10.最大静摩擦力与接触面和正压力有关，静摩擦力与压力无关。.

举一反三/

1.（2022•浙江杭州•二模）小明乘地铁上学，某一次列车在水平轨道上运行，他面向列车前

进方向两脚分开竖直站立，当列车匀速直行时他看到的景象如图甲所示，当列车匀速拐弯

时他看到的景象如图乙所示。下列说法正确的是（）

图甲图乙

A.图甲中列车对他有向前的摩擦力

B.图甲中他对列车的压力是因为车厢地板发生了形变

C.图乙中列车对他左脚的支持力小于对右脚的支持力

D.图乙中他对列车车厢右向左下方的作用力

2.（2022・重庆•模拟预测）图中是生活中磨刀的情景。若磨刀石始终处于静止状态，当刀相

对磨刀石向前运动的过程中，下列说法错误的是（）

A.刀受到的滑动摩擦力向后B.磨刀石受到地面的静摩擦力向后

C.磨刀石受到四个力的作用D.地面和磨刀石之间有两对相互作用力

3.（2022•上海•模拟预测）如图，水平桌面上等间距放置几支玻璃管，玻璃管上放一张轻薄

的复合板，在复合板上放一辆电动遥控小车。启动遥控小车的前进挡，则（）

B.小车向左运动，受到向右的滑动摩擦力

C.复合板受到小车的滑动摩擦力作用而向右运动

D.复合板受到小车的静摩擦力作用而向右运动

易错题通关

1.（2022•广东•模拟预测）如图所示，用轻弹簧连接的两相同滑块甲、乙置于粗糙的水平桌

面上，甲滑块通过绕过光滑定滑轮的轻绳A悬挂质量为，〃的重物，乙滑块通过绕过光滑定

滑轮的轻绳B悬挂质量为2〃?的重物，滑块甲、乙均静止，弹簧处于伸长状态，已知弹簧

弹力的大小/满足机重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.甲、乙两滑块受到的摩擦力•定不相同

B.乙滑块受到的摩擦力一定大于甲涓块受到的摩擦力

C.若突然将B绳剪断，则剪断瞬间乙滑块受到的摩擦力大小可能不变

D.若突然将B绳剪断，则剪断瞬间甲滑块受到的摩擦力可能变大

2.（2022・辽宁•东北育才双语学校模拟预测）如图所示为智能机器人协助派件员分拣快递的

场景，派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过扫码读取FI的地信息，并生

成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器

人和包裹，卜列说法止确的是（）

A.机器人的轮胎上印有花纹，是为了增大摩擦力

B,包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的

C.包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力

D.包裹随着机器人一起做匀速更线运动时，包裹受到向前的摩擦力

3.（2022•浙江•模拟预测）如图，桌子边缘用茶口|健子压着一张纸，欲向外把纸拉走，而让

茶叶罐子留在桌上，实验发现纸拉得越快，茶叶罐子越稳定，对此，以下说法正确的是

（）

A.纸拉得越快，纸对罐子的摩擦力越小

B.由于耀子有惯性，所以纸拉得越快，罐子惯性越大，越稳定

C.纸拉得越快，纸对罐子的摩擦力的冲量越小

D.无论拉纸的力如何，罐子和纸总会有相对运动，最终罐子总可以留在桌上

4.（2022•广西•玉林市第十中学一模）飞机逃生滑梯是飞机安全设备之一，当飞机发生紧急

迫降时，充气滑梯从舱门侧翼中释放，并在10秒内充气后与地面构成倾斜滑道（滑道可近

似为平直滑道），保证乘客可以安全的撤离.某机组在一次安全测试中，让一名体验者静止

在滑道上，然后改变滑道与水平面之间的夹角6,发现当。=30。和0=45。时，该体验者所

受的摩擦力大小恰好相等，则体验者与滑道之间的动摩擦因数为（）

5.（2021•湖南娄底•模拟预测）如图所示，物块48叠放在一起，用绕过定滑轮的细线连

接，连接两物块的细线水平。定滑轮连在力传感器上、用大小为F的水平力拉物块4使

物块4匀速向右运动，此时力传感器上的示数为耳，不计滑轮与力传感器的重力，A与

8、8与水平面的接触面均粗糙，则（）

力传感器—

■QK~I

A.F、＞FB.尸

C.F、=FD.无法判“、F的大小关系

6.如图，工地上常用夹钳搬运砖块。已知砖块均为规格相同的长方体，每块质量为

2.8kg,夹钳与砖块之间的动摩擦因数为0.50,砖块之间的动摩擦因数为0.35,最大静摩擦

力近似等于滑动摩擦力，9取lOm/s?。搬运7块砖时，夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力

大小至少应为（）

A.196NB.200NC.392ND.400N

7.一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端

固定于水平地面上，挡板与木板不接触.现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度u运动，

同时方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟

竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为必和外，物块的质量为，〃，则竖直挡板对物块

网叫

C.1D.叵内氏mg

8.（多选）（2022•辽宁•模拟预测）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在光滑水平面上向

右匀速运动，此时给物块A施加一个水平向左的拉力，物块A和B仍保持相对静止一起向

右运动过程中（）

B

"77777777777777777777/77777

A.物块B对A的摩擦力方向水平向左B.物块B受到的摩擦力大小等于F

C.物块A和B各受到四个力的作用D.物块B对物块A的支持力是由于物块B

形变引起的

9.（多选）（2022•广东•模拟预测〉如图，研究漏斗落下的细沙形成的沙堆的形状，发现由

漏斗落下的细沙会形成一个小圆锥体，开始时，沙堆会逐渐隆起，坡度变陡，随着圆锥体

母线与底面夹角达到一定程度，漏斗落下的细沙将沿着圆锥体表面下滑，设此时沙面与底

面夹角为e沙子间摩擦因数都为则下列说法正确是（）

A.。将越来越大

B.〃=lane

C.细沙将加速下滑

D.〃越大，圆锥体将堆得越陡

10.（多选）（2020•江苏江苏•二模）如图所示，水平放置的复印机纸盒里有10张叠放的复

印纸，每一张纸的质量均为m。摩擦轮竖直向卜.压第1张纸，并以一定的角速度逆时针转

动。摩擦轮与第1张纸力间的动摩擦因数为出，纸张间的动摩擦因数均为卬，日有

口邛2。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，则下列说法正确的是（）

A.第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左

B.第2张纸受到的合外力为零

C.第2张纸到第10张纸之间不可能发生相对滑动

D.第10张纸不受第9张纸给的摩擦力作用

11.（多选）如图所示，一倾角为45。的斜面固定于墙角，为使〜光滑的铁球静止于图示位

置，需加一水平力F,且F通过球心.下列说法正确的是（）

A.铁球一定受墙水平向左的弹力

B.铁球可能受墙水平向左的弹力

C.铁球一定受斜面通过铁球的重心的弹力

D.铁球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力

12.（2022•广东•模拟预测）某实验小组设计实验探究弹簧的劲度系数与哪些因素有关，在

研究弹簧劲度系数与弹簧的圈数关系时：

⑴小组取材料相同，直径相同，粗细相同，长度相同，招数不同的两个弹簧进行实验.这

种实验方法称。

⑵按照如图甲所示的方案设计实验，1的圈数少，2的圈数多，改变被支撑重物的质量

m,静止时测出弹簧的形变量x,得到质量m与形变量x的关系式图象，取多组类似弹簧

实验均可得到类似的图象，如图乙所示则可知弹簧单位