采点夺分物理第2章相互作用力22983.pdf

1 第二章 相互作用力 一、考纲内容 主题 内容 要求 相互作用 滑动摩擦力、静摩擦力、动摩擦因数 形变、弹性、胡克定律 矢量和标量 力的合成和分解 共点力的平衡 I I I II II 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系 实验三 验证力的平行四边形定则 二、真题采点 1（2011 年广东高考 16）如图 5 所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点 P 在 F1、F2和 F3三力作用下保持静止下列判断正确的是 AF1 F2 F3 BF3 F1 F2 CF2 F3 F1 DF3 F2 F1 解析：把 F1、F2、F3移到一个矢量三角形中，可知 F3对应 900,可知 F1对应 600,可知 F2对应 300.故 D 正确 答案：B 2（2010 年广东高考 13）图 2 为节日里悬挂灯笼的一种方式，A、B 点等高，O 为结点，轻绳 AO、BO 长度相等，拉力分别为 FA，FB灯笼受到的重力为 G下列表述正确的是（）AFA一定小于 G BFA与 FB大小相等 CFA与 FB是一对平衡力 DFA与 FB大小之和等于 G 解析：三力平衡问题，用正交分解法，设AOB=2，O 点受到 FA、F 三力作用，其中 F=G，建立如图所示的坐标系，列平衡方程得：GFFFFBABAcoscossinsin FA FB G 2 解出：cos2GFFBA 当=1200时：GFFBA；当 1200时：GFFBA故选 B 答案：B 3（2011 海南）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：斜劈和物块都平衡对斜劈和物块整体受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零，选 A 答案：A 4（2011 山东）如图所示，将两相同的木块 a、b至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁开始时 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0faF，b 所受摩擦力0fbF，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间 （）AfaF大小不变 BfaF方向改变 CfbF仍然为零 DfbF方向向右 答案：AD 解析：对 b 进行受力分析，剪断前 b 受重力、支持力、向左弹簧的拉力和绳的拉力由于它所受摩擦力0fbF，所以弹簧的拉力和绳的拉力是一对平衡力，当将右侧细绳剪断瞬间，绳的拉力消失，但弹簧的拉力不变，所以 b 受摩擦力fbF方向向右，C 错误，D 正确；由于细绳剪断瞬间，弹簧的弹力不变，所以faF大小不变，A 正确，B 错误 3 三、考情分析 本章是高考中常考的内容，其中摩擦力的存在与否，静摩擦力方向判断是比较难的常考点，共点力作用下物体的平衡一直习惯穿在考试内容中，“弹簧模型”在不同情景下的综合应用也是常考点，都应当加强复习 对于三种力和物体的受力分析，常常与牛顿运动定律和电磁场内容结合起来综合考查，是学生必须熟练掌握的内容，常常以选择题的形式来考查受力分析或求解平衡问题，预计在 2014 年高考中也会重点考查本章知识内容 第一讲 常见的三种力 一、夺分必知 一、力的概念 1定义：力是物体间的相互作用(1)其中的“物体”是指施力物体和受力物体(2)其中的“作用”是指一对作用力，即作用力和反作用力 2力的基本性质 物质性：力不能离开物体而存在；相互性：力的作用是相互的，只要有作用力，就一定有对应的反作用力；矢量性：力既有大小，又有方向，其运算遵循平行四边形定则；独立性：一个力作用在物体上产生的效果，与这个物体是否同时还受到其他力的作用无关；同时性：物体间的相互作用总是同时产生，同时变化，同时消失 3力的效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态 4力的三要素(1)力的三要素包含力的大小、方向、作用点；(2)力的大小可以用弹簧测力计测量 5力的分类(1)按性质命名的力有：重力、弹力、摩擦力、电场力、分子力等(2)按效果命名的力有：压力、支持力、拉力、推力、阻力、浮力等 二、重力 1重力的产生：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力 2重力的大小：G=mg 3重力的方向：总是竖直向下 4重心：因为物体各部分都受重力作用，可认为重力作用集中于一点，该点即称为重心 注意：物体的重心不一定在物体上，并不是只有重心处才受重力的作用 三、弹力 1弹力产生的条件：(1)两物体直接接触；(2)发生弹性形变 2弹力的方向：(1)轻绳的拉力沿绳指向绳收缩的方向；(2)点与平面、平面与平面接触处的弹力垂直于平面(若是曲面则垂直于接触处的切线方向)指向被压或被支持的物体球与面、球与球接触的弹力垂直于面或过接触点的公切面，指向受力物体；(3)弹簧的弹力方向：总是沿弹簧轴线指向变回原长的方向(4)杆的弹力方向：可能沿杆，也可能不沿杆，要依照平衡条件或牛顿定律判定 3弹力的大小(1)弹簧弹力在弹性限度内遵从胡克定律即弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比，其公式为 4 F=kxk 是劲度系数，其大小与弹簧的粗细、长度、材料、匝数等有关(2)非弹簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求得 注意：静止在水平地面上的物体所受重力与物体对地面的压力相等但不能说重力就是压力 四、摩擦力 1产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运动或相对运动趋势时，在接触面上所产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力 摩擦力 静摩擦力 滑动摩擦力 定义 两相对静止的物体间的摩擦力 两相对运动的物体间的摩擦力 产生条件 a接触面粗糙 b接触处有挤压 c两物体间有相对运动趋势 a接触面粗糙 b接触处有挤压 c两物体间有相对运动 大小、方向 大小：0FfFfm 方向：与受力物体相对运动趋势的方向相反 大小：Ff=FN 方向：与受力物体相对朝的方向相反 作用效果 总是阻碍物体间的相对运动趋势 总是阻碍物体间的相对运动 注意：总是起着阻碍相对运动的作用，并不等于起着阻碍运动的作用如，木箱放在汽车的平板上，当汽车向前加速运动时，无论木箱相对汽车是静止或打滑，汽车对木箱的摩擦力都是向前的，此时摩擦力对木箱起着动力作用对物体做正功 四、四种基本相互作用：1万有引力：宇宙的一切物体之间都存在相互吸引的作用，称为万有引力 2电磁相互作用(或电磁力)：电荷之间的相互作用及磁体之间的相互作用，称为电磁相互作用(或电磁力)3强相互作用：使核子紧密地保持在一起的相互作用 4、弱相互作用：在放射现象中起的作用，称为弱相互作用 二、点例分析 采点一 弹力的分析 例 1 如图所示，已知小球静止，甲中的细线竖直，乙中的细线倾斜，试判断图中小球受到的弹力的方向 解析：小球除了受到重力外，还受其他力的作用，甲、乙图中均可采用“假设法”分析：在两图中，若去掉细线，则小球将下滑，故两细线中均有沿线方向的拉力在甲图中若去掉斜面体，小球仍能静止在原位置；在乙图中若去掉斜面体，则小球不会在原位置静止故甲图中小球受沿细线向上的拉力；乙图中小球受到沿细线斜向上的拉力和垂直斜面的弹力 总结：一些似是而非，难以正面直接判断的问题，利用“假设法”可使问题简化 采点二 摩擦力的分析 例 2 如图甲中，物体 B 叠放在物体 A 上，水平地面光滑，外力 F 作用于物体 A 上，使它们一起运动试分析两物体受到的静摩擦力的方向 解析：假如没有摩擦力，当F使物体A向右加速时 物体 B 将保持原来的运动状态(静止)，经一小段时间后它们的相对位置如图乙，所以物体 B 相对 A 发生了向左的 5 运动，即物体属相对A有向左运动的趋势 所以A对B的静摩擦向右(与B的实际运动方向相同)同理 A 相对于 B 有向右运动的趋势，A 受到 B 对它的摩擦力应是向左(与 A 的实际运动反向)答案：A 对 B 的静摩擦向右，B 对 A 的摩擦力应是向左 例 4 一圆盘可绕一通过圆盘中心 O 且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一木块当圆盘匀角速转动时，木块随圆盘一起运动，试分析木块受到静摩擦力的方向 解析：木块的运动状态是：匀速圆周运动根据匀速圆周运动的条件可知，木块在水平方向的合力应指向圆心，而木块在水平方向只可能受到静摩擦力的作用，因此木块受到的静摩擦力必指向圆心 答案：木块受到的静摩擦力必指向圆心 总结：判断两物体间有无静摩擦力及静摩擦力方向的方法：1根据“摩擦力与物体相对运动的趋势方向相反”来判断此法关键是先利用“假设法”判出物体相对运动趋势的方向，即先假定没有摩擦力存在(即光滑)时，看两物体会发生怎样的相对运动 2根据物体的运动状态，用牛顿第二定律来判断此法关键署先判明物体的运动状态(即加速度方向)，再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力的方向，然后受力分析决定静摩擦力的方向 3利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力反向)来判断此法关键是抓住“摩擦力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的摩擦力方向，再确定另一物体受到的摩擦力方向 如例 2 中，因，B 随 A 一起向右加速，故 B 受合力一定向右，而 B 在水平方向只受摩擦力的作用力，所以 B 受摩擦力一定向右由作用力与反作用力关系知 A 受到 B 的摩擦力向左 例 4 (2011 年阳江模拟)用一根长 20 cm，劲度系数 k=200N/m 的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为 l kg 的木块，弹簧的长度逐渐伸长到 22.4 cm 时开始运动，当弹簧的长度为 21.7 cm 时，木块在桌面上做匀速运动则：(1)木块受到的最大静摩擦力多大?静摩擦力的变化范围是多少?(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?(3)在木块滑动的过程中，当弹簧的长度小于或大于 21.7 cm 时，滑动摩擦力如何变化?(取 gl0m/s2)解析：(1)木块开始运动时弹簧的拉力大小等于木块受到的最大静摩擦力，fm=kx1=200(22.420)102N=4.8 N，静摩擦力的变化范围为 0f4.8 N(2)木块匀速运动时弹簧的拉力大小等于滑动摩擦力，故 f=kx2=200(21.720)102N=3.4N 由 f=N、N=mg 可得=0.34(3)木块在滑动过程中所受到的滑动摩擦力大小与弹簧拉力大小无关 答案：(1)4.8 N 0f2 Cf1向上，f2向上，且 f1=f2 Df1向上，f2向下，且 f1=f2 答案：C 解析：运动员匀速运动，所受合外力为零，所受的静摩擦力的方向向上，且无论匀速攀升还是匀速下滑，摩擦力 f1=f2=G，只有 C 正确 4(2011 安徽理综 14)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 答案：A 解析：物块恰好静止在斜面上，沿斜面方向有：mgsin=mgscos，得=tan，摩擦力 f=mgsin，施加一个竖直向下的恒力 F 后，沿斜面向下的力(mg+F)sin 与沿斜面向上的力(mg+F)scos 仍然相等，所以物块仍处于静止状态，合外力不变，仍为零，故 A 正确，B、D 错误受到的摩擦力 f=(mg+F)sin，变大，故 C 错误(二)双项选择题 5(2011 山东理综 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 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 Ffa0)，b 听受摩擦力 Ffb=0现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间 ()AFfa大小不变 BFfa方向改变 CFfb仍然为零 10 DFfb方向向右 答案：AD 解析：剪断右侧绳的瞬间，右端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 Ffb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 6如图所示，重 20N 的物体放在粗糙水平面上，用 F=8N 的力，斜向下推物体F 与水平面成 30角，物体与水平面间的动摩擦因数=0.5，则()A物体对地面的压力为 24N B物体所受的摩擦力为 12N C物体所受的合力为 5N D物体所受的合力为零 答案：AD 解析：将 F 沿水平和竖直方向分解，由物体的平衡条件可以求出压力为 24N，摩擦力为34N，合力为 0，只有 AD 正确 7(2010 广东珠海二中)如图所示，位于斜面上的物块 在沿斜面向上的力 F 作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力 ()A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向下 C方向可能垂直斜面 D大小不可能等于零 答案：AB 解析：题中对力 F 的大小未作具体限制，静摩擦力的方向有多种可能：(1)若 F 较小，物块 M 有沿斜面下滑的趋势，则静摩擦力方向沿斜面向上，A 选项正确(2)若 F 较大，在 F 作用下物块 M 有沿斜面上滑的趋势，则静摩擦力方向沿斜面向下，B 选项正确(3)若 F 取某一合适值，物块 M 相对斜面无相对运动趋势，不受静摩擦力作用，D 选项错误 无论怎样改变 F 大小，物块在垂直斜面方向无相对运动趋势，C 错误 8(2011 年揭阳模拟)如图所示，物块质量为 M，与甲、乙两弹簧相连接，乙弹簧下端与地面连接，甲、乙两弹簧质量不计其劲度系数分别为 k1和 k2，起初甲处于自由伸长状态现用手将弹簧甲上端 A 缓缓上提，使乙产生的弹力的大小变为原来的31，则手提甲的上端 A 应向上移动 ()A21213)(kkMgkk B21213)(2kkMgkk C21213)(4kkMgkk D21213)(5kkMgkk 答案：BC 11 解析：开始时只有乙弹簧处于压缩状态，压缩量为 x2，则 Mg=k2x2上提 A 端使乙的弹力变为原来的31，则压缩量变为原来的231x或乙弹簧恢复原长后又伸长了231x 若乙仍处于压缩状态，对甲弹 kx1=Mg32，A 向上移动的距离为 x1(x231x2)=21213)(2kkMgkk 若乙处于伸长状态，kx1=Mg34，A 向上移动的距离为 x1(x2+31x2)=21213)(4kkMgkk，故只有 B、C 正确(三)非选择题 9(2012 山东日照 4 月)如图所示，倾角=60的斜面上，放一质量为 1 kg 的物体，用 k=100N/m 的轻质弹簧平行于斜面拉着，物体放在 PQ 之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体就会沿斜面滑动若AP=22cm，AQ=8 cm，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小(取g=10m/s2)答案：7N 解析：P、Q 两点应是静摩擦力最大的两个临界位置，在 P 点弹簧处于伸长状态，受力分析如图(1)所示 fm=F1mgsin 在 Q 点弹簧处于压缩状态，受力分析如图(2)所示 fm=F2+mgsin F1=k(0.22x)F2=k(x0.08)由+得：2 fm=F1+F2=k(0.220.08)=1000.14N fm=7N 10如图所示，水平面上有一重为 40 N 的物体受到 F1=13 N 和 F2=6 N 的水平力作用而保持静止已知物体与水平面间的动摩擦因数=0.2设最大静摩擦力等于滑动摩擦力求：(1)物体所受的摩擦力的大小与方向(2)若只将 F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向(3)若撤去的力不是 F1而是 F2，则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何?答案：(1)7N 水平向右 (2)6 N 水平向左 (3)8 N 水平向右 解析：物体在竖直方向上受支持力和重力 FN=G据题意最大静摩擦力 Fm=f滑=FN，代入数据Fm=FN=G=0.2 40 N=8 N(1)当 Fl=13 N，F2=6 N 时，物体静止，故 F1=F2+F静，代人数据可得 F静=7 N，方向水平向右(1)若将 Fl撤去，只有 F2=6 NFm，物体开始滑动则 F滑=8 N，方向水平向右 11(2011 广东珠海)一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长 0.2m，它们的一端平齐并固定，另一端自由如图甲所示，当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示，则大弹簧的劲度系数 k1和小弹簧的劲度系数 k2分别为多少?12 答案：10 N/m，20 N/m 解析：当压缩至 0.2m 的过程中，大弹簧的弹力由 0 达到 12N由胡克定律知 Fl=k1x1，2.02111xFkN/m=10 N/m 继续压缩时，两个弹簧弹力均增大 当压缩至 0.3 m 时：大弹簧与小弹簧的弹力之和 F=Fl+F2=5N Fl=k1x1=10 0.3 N=3 N F2=FFl=5 N3 N=2 N 同理据胡克定律 F2=k2x2，知)2.03.0(2222xFkN/m=20 N/m 13 第二讲 受力分析 一、夺分必知（一）力的图示：1力的三要素：大小、方向和作用点 注意：(1)力的大小用弹簧秤(包括体重计)测量，天平(包括杆秤、磅秤)测量的是质量；(2)力的国际单位制单位是牛顿，符号为 N 2图示方法：用有一方向线段把力的大小、方向和作用点表示出来的方法 注意：在图中必须明确力的大小、方向、作用点三个方向，因此在作图时必须根据力的实际大小选定一个标度(同一图示中要用同一标度)，且在表示力的线段上标刻度，线段指向表示方向，线段的箭头或箭尾表示作用点在画力的图示时，同学们常常由于粗心漏了选标度和标刻度而使力的图示不规范化，所以在学习物理时一定要养成考虑问题细心周到，处理问题谨慎、果断等良好习惯 3力的示意图：用一有方向线段把力的方向作用点表示出来（二）受力分析的一般步骤和方法 对物体进行正确受力分析是分析、求解力学问题的一个关键，在整个高中物理学习的全过程中有极重要的地位对物体进行受力分析，通常可按以下方法和步骤进行：1明确研究对象亦即是确定我们是要分析哪个物体的受力情况 2隔离物体分析亦即将所确定的研究对象从周围物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加力的作用，方向如何，并将这些力一一画在受力图上 3分析受力的顺序：先重力，后接触力(弹力、摩擦力)，接触力宜逐个接触面(或点)去找，有必要时要用力的概念和产生条件或假设法判断这个接触力是否存在 在进行受力分析时，应注意：(1)防止“漏力”和“添力”按正确顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施注意寻找施力物体，这是防止“添力”的措施之一，找不出施力物体，则这个力一定不存在(2)深刻理解“确定研究对象”的含意，题目要求分析 A 物体受力，那么 A 物体对其它物体的力就不是 A 所受的力画受力图时，力的作用点可沿作用线移动 二、点例分析 采点一 物体受力分析的方法 例 1 画出下图甲物体 A 的受力示意图已知物体 A 静止在斜面上，F 垂直于斜面 解析：取物体为研究对象，物体受：重力 G，方向竖直向下；压力 F，方向垂直于斜面向下；支持力 Fl，方向垂直于斜面向上；静摩擦力 F2，方向沿斜面向上在判定有无摩擦力时，可用假设法，假设接触面光滑没有摩擦力，则物体将沿着斜面下滑，而现在物体静止，说明有沿斜面向上的摩擦力阻碍物体下滑力的图示如下图乙 14 答案：受力图见图乙 总结：在画支持力、压力和摩擦力的方向时容易出错，要熟记：弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，摩擦力的方向一定沿着接触面与物体相对运动(或趋势)方向相反 例 2 如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，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，弹簧处于竖直方向，则质量为 m 的斜面体 P 此刻受到的外力个数有可能为（）A2 个 B3 个 C4 个 D5 个 解析：以斜面体 P 为研究对象，很显然斜面体 P 受到重力和弹簧弹力 Fl作用，二力共线 若 F1=mg，二力使 P 处于平衡(如图甲所示)若 Flmg，挡板 MN 必对斜面体施加垂直斜面的压力 FN作用，FN产生水平向左的分量，欲使斜面体 P 处于平衡状态，MN 必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力 Ff(如图乙所示)，故答案为 A、C 答案：AC 总结：受力分析时常出现的思维误区有两类(1)漏力：当物体间同时存在多对相互作用力时，可能就会漏掉其中的一对作用力(2)添力：把一些效果力，如向心力、回复力，或某个力的分力，如重力的下滑力当做是物体受到的力，画受力示意图，物体所受的各个力应画成共点力，力的作用点可沿力的作用线移动 采点二 整体法和隔离法在受力分析中的应用 例 3 物体 b 在水平推力 F 作用下，将物体 a 挤压在竖直墙壁上，如图所示a、b 处于静止状态，关于 a、b 两物体的受力情况，下列说法正确的是 ()Aa 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 解析：本题考查受力分析的能力及研究对象的选取能力以整体为研究对象，物体受到重力、水平推力 F、墙对物体的水平向右的弹力、墙壁对物体的摩擦力如图甲由于物体处于平衡状态，所以摩擦力不随 F 的增大而增大，D 项正确；隔离 b 为研究对象，b 15 受到重力、水平推力、a 对 b 的水平向右的弹力、a 对 b 向上的摩擦力四个力作用如图乙，C 项错误；再隔离 a，b 对 a 施加向下的摩擦力、墙壁对 a 有向上的摩擦力作用、重力及水平方向上的两个弹力，A 项正确、B 项错误 答案：AD 总结：整体法和隔离法：(1)当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用(2)当所涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间的相互作用的内力就会变为各个独立于物体的外力(3)当不能确定某力是否存在时，可选用假设法 三、过关夺分（一）单项选择题 1下图中各物体的受力图哪些是不正确的？（）答案：B 解析：图 B 中漏画了墙对铁块作用力中的支持力 N，所以 B 不正确，其它都正确 2均匀长棒一端搁在地面上，另一端用细线系在天花板上，如图所示，受力分析示意图中，正确的是 ()16 答案：C 解析：长棒处于平衡状态，其所受所有外力的合力为零即水平方向和竖直方向的合力都要为零，显然选项 A 中的水平合力不为零，A 错；B、C、D 选项中，将 F 沿水平和竖直方向分解，水平方向不满足平衡条件的还有 B、D 选项，综上可知，选项 C 正确 3如图所示，物体在水平推力 F 的作用下，静止在斜面上若减小水平推力 F，而物体仍保持静止，则物体所受的支持力 FN和静摩擦力 Ff将 ()AFN和 Ff都减小 BFN减小，Ff增大 CFN增大，Ff减小 DFN减小，Ff可能增大也可能减小 答案：D 解析：对物体受力分析如图所示，由于条件不明，无法确定 Ff的方向当减小 F 时，Ff若向上，则增大；Ff若向下，则减小但 F 减小，FN也将减小，FN=Gcos+Fsin (二)双项选择题 4用一轻绳将小球 P 系于光滑墙壁上的 O 点，在墙壁和球 P 之间夹有一矩形物块 Q，如图所示P、Q 均处于静止状态，则下列相关说法正确的是 ()AP 物体受 4 个力 BQ 受到 3 个力 C若绳子变长，绳子的拉力将变小 D若绳子变短，Q 受到的静摩擦力将增大 答案：AC 解析：先研究 Q，Q 受竖直向下的重力和 P 对它的竖直向上的摩擦力而平衡，故 Q 受到的静摩擦力始终等于其重力，选项 B、D 错误；再研究 P，P 受重力、绳子拉力、Q 对它的支持力和竖直向下的摩擦力作用，选项 A 正确；以 P、Q 整体为研究对象，设绳子与墙壁之间的夹角为，17 若绳子变长，变小，根据平衡条件在竖直方向上有：Fcos=G总，则绳子的拉力将变小，选项 C正确 5如图所示，A、B、C 三物体叠放在水平面上，B 受到水平向右的力作用，C 受到水平向左的力作用，且两力的大小相等，均为 F，则对 A、B 间，C 与地面间摩擦力描述正确的是 ()AA 受向右的摩擦力作用，大小为 F BA 不受摩擦力作用 CC 受到地面的向右的摩擦力作用，大小为 F DC 与地面间无摩擦力 答案：BD 解析：整体法可知，C 与地面间无摩擦力的作用，把 A 物体隔离，对 A 受力分析可得，A 也不受摩擦力作用，故 B、D 正确 6(2011 年三明模拟)如图所示，物体 A 靠在竖直的墙面 C 上，在竖直向上的力 F 作用下，A、B 物体均保持静止，则物体 A 受力分析示意图正确的是 ()答案：A 解析：先隔离 B 进行受力分析，B 保持静止，所受合力为 0，B 受到自身重力 GB和已知 F 作用时，还受 A 给的垂直接触斜向下的弹力 NAB，又 B 保持静止，故 B 必受 A 给的沿接触向下的摩擦力 fAB受力分析图如图甲所示；再隔离分析 A，A 受自身重力 GA和 B 给 A 的反作用力 NBA和fBA墙面 C 有没有给 A 弹力作用，可以把 A、B 视为一个整体，假设墙面 C 对 A、B 整体有弹力作用，则 A、B 整体不可能处于静止状态，因此假设是错误的据此分析 A 正确 (三)非选择题 7画出下图中，A 物体所受的力(球面和竖直墙面光滑，其它粗糙)答案：18 8如图，人重 600N，木块 A 重 400N，人与 A、A 与地面的动摩擦因数均为 0.2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：(1)人对绳的拉力；(2)人脚对 A 的摩擦力的大小和方向 答案：(1)100 N (2)100N，方向向右 解析：设绳子的拉力为 FT，木块与地面的摩擦力为 FfA(1)取人和木块为整体，并对其进行受力分析，如图甲所示，由题意可知 FfA=(M+m)g=200N 由于系统处于平衡状态，故 2FT=FfA 所以 FT=100N (2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示 由于人处于平衡状态，故 FT=Ff人=100N 由于人与木块 A 处于相对静止状态，故人与木块 A 之间的摩擦力为静摩擦力由牛顿第三定律可知人脚对木块的摩擦力为静摩擦力，方向向右，大小为 100 N 19 四、最新模拟(一)单项选择题 1如图所示，三个质量和形状都相同的圆柱体，它们的重心位置不同，放在两墙之间为了方便，将它们画在同一图上，重心分别用 1、2、3 标出，且在同一竖直线上，设 Nl、N2、N3分别表示三个圆柱体对 A 端的压力，那么 ()ANl=N2=N3 BNlN2N2N3 DNl=N2N3 答案：A 解析：圆柱体的受力示意图如图所示三种情况下 A、B 两点对圆柱体的支持力沿半径方向，由平衡状态可知，三种情况下重力 G 相同，所以Nl=N2=N3，根据作用力与反作用力的关系，三个圆柱体对 A 端的压力相同，故 A 正确 2（2008 年广东理基）人站在自动扶梯的水平踏板上；随扶梯斜向上匀速运动，如图所示，以下说法正确的是 ()A人受到重力和支持力的作用 B人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C人受到的合外力不为零 D人受到的合外力方向与速度方向相同 答案：A 解析：人做匀速运动，故所受合外力为零，人所受重力和支持力均在竖直方向，故水平方向不应该受力，即人不受摩擦力的作用，只有 A 正确 3（2010 年安徽理综 18）L 型木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块 Q 相连，如图所示若 P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板 P 的受力个数为 ()A3 B4 C5 D6 答案：C 解析：对木板 P 进行受力分析：木板 P 受重力、斜面的支持力、滑块 Q 的弹力、弹簧的弹力和与斜面间的摩擦力 5 个力的作用，故选 C 4(2011南平模拟)如图所示，倾角为 的斜面体 C 置于水平面上，B 置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接，连接 B 的一段细绳与斜面平行，A、B、C 都处于静止状态则 ()AB 受到 C 的摩擦力一定不为零 BC 受到水平面的摩擦力一定为零 C水平面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等 D若将细绳剪断，B 物体依然静止在斜面上，水平面对 C 的摩擦力为零 答案：D 解析：若 GBsin=GA，B、C 间无摩擦力，A 不正确；若 GBsinGA，B、C 间有摩擦力，C 20 受 B 的摩擦力沿斜面向上或向下，它的水平分量有使 C 具有沿水平方向运动的趋势，C 将会受地面的摩擦力，B 不正确；将静止的 B 和 C 作为一个整体来分析，A 通过绳对这个整体有斜向上的拉力，因而 B、C 整体对地面的压力小于这个整体的重力，C 不正确；若将细绳剪断，B 在 C 上仍静止时，B、C 整体只受重力和地面的支持力，水平面对 C 的摩擦力为 0，故 D 正确(二)双项选择题 5如图所示，光滑水平地面上放有截面为41圆周的柱状物体 A，A 与墙面之间放一光滑的圆柱形物体 B，对 A 施加一水平向左的力 F，整个装置保持静止若将 A 的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则 （）A水平外力 F 增大 B墙对 B的作用力减小 C地面对 A 的支持力减小 DB 对 A 的作用力减小 答案：BD 解析：(1)先用整体法分析把 A、B 看做整体，受力分析，可得地面对 A 的支持力等于 A、B两物体的总重力A 的位置向左移动时，地面对 A 的支持力不变，C 错误由整体法还可确定墙对 B 的弹力 N1和力 F 相等(2)再用隔离法分析以物体 B 为研究对象，受力分析如图，则墙对月的弹力 N1=Gtan，A的位置向左移动，减小，则 Nl减小，F 也减小，A 错误，B 正确cosGN，减小，N 减小，D 正确 6（2009 年广东 7）某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型图中 K1、K2为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧下列表述正确的是 ()A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等 C垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等 D垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变 答案：BD 解析：两弹簧中任点处，相互作用力均相等都等于弹簧一端的力，与劲度系数无关(只是劲度系数不同，形变量不同)，B 对，C 错两弹簧均发生形变，其弹性势能均变化，D 对 7(2010 广东廉江)如图所示，两个完全相同的光滑球的质量为 m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间若缓慢转动挡板至与斜面垂直，则在此过程中 （）AA、B 两球间的弹力不变 BB 球对挡板的压力逐渐减小 21 CB 球对斜面的压力逐渐增大 DA 球对斜面的压力逐渐增大 答案：AD 解析：缓慢转动挡板，A、B 两球始终处于平衡状态，对 A 受力分析可知：A、B 间的弹力FAB=mgsin不变，A 球对斜面的压力不变再对 A、B 整体受力分析，画出矢量三角形图可知，B 球对挡板的压力在挡板转至与斜面垂直的过程中逐渐减小，B 球对斜面的压力逐渐减小，所以A、B 正确，C、D 错误 8(2010 广州模拟)如图所示，轻质弹簧连接 A、B 两物体，A 放在水平地面上，B 的上端通过细线挂在天花板上；已知 A 的重力为 8 N、B 的重力为 6 N、弹簧的弹力为 4 N则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是 ()A18 N 和 10 N B4 N 和 10 N C12 N 和 2 N D14 N 和 2 N 答案：BC 解析：题目没有具体说明弹簧是被拉伸还是被压缩，如果弹簧被拉伸，A、B 两物体的受力情况如图甲所示，A 物体满足：FN=GAF=4 N；B 物体满足：FT=GBF=10 N，选项 B 正确如果弹簧被压缩，A、B 物体的受力情况如图乙所示，A 物体满足：FN=GAF=12 N；B 物体满足：FT=GBF=2 N，选项 C 正确 (三)非选择题 9如图所示，质量为 m、横截面为直角三角形的物块 ABC，ABC=，AB 边靠在竖直墙面上，F 是垂直于 BC 的推力，现物块静止不动，别摩擦力的大小为多少?答案：mg+Fsin 解析：如图受力分析并正交分解得：Fy=fmgFsin=0 所少 f=mgFsin 22 10如图所示，重 10N 的物体位于倾角=30的斜面上，在沿斜面向上的 F=6N 的力作用下处于静止状态，则斜面对物体的摩擦力大小是多少，方向怎样?如果是 F 分别为 4N、5N 的情况，摩擦力的大小、方向又怎样?答案：1N，沿斜面向上；1N，沿斜面向下；0 解：对物体受力分析并正交分解得：Fx=FGsin30f=0N 当 F=6N 时，f 1=1N，沿斜面向下，当 F=4N 时，f 2=1N，沿斜面向上，当 F=5N 时，f 3=0 11(2011 年湖南长沙模拟)如图所示，板 A 的质量为 m，滑块 B 的质量为 2m，板 A 用绳拴住，绳与斜面平行，滑块 A 沿倾角为 的斜面在 A 板的中间一段匀速下滑，若 AB 之间以及 B 与斜面间的动摩擦因数相同，求动摩擦因数 答案：tan21 解析：以 B 为研究对象进行受力分析，如图所示，由平衡条件得 2mg sin=FN1+FN2 对于冉由平衡条件得 FN2=mg cos 对 A、B 整体由平衡条件得 FN1=3mgcos 由以上三式解得 tan21 23 第三讲 力的合成与分解 共点力的平衡 一、夺分必知（一）力的合成 1合力与分力(1)定义：如果几个力同时作用时产生的效果与某一个力单独作用时的效果相同，则这一个力为那几个力的合力，那几个力为这一个力的合力(2)二者关系：合力和分力可以在作用效果上等效替代(等效替代)2共点力：几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线交于一点 3力的合成：求几个力的合力的过程 4平行四边形定则：求互成角度的两个共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边，作平行四边形，这两个相邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向 合力与分力的作用效果可以等效代替，合力可以小于分力，也可以大于或等于分力 5合力范围：FlF2FFlF2（二）力的分解 1力的分解：求个力的分力的过程，力的分解与力的合成互为逆运算 2分解方法：(1)按力产生的作用效果分；(2)正交分解法 3矢量运算法则 无论力的合成还是分解，都需要遵守矢量运算法则(1)平行四边形定则，如图甲 (2)三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量，如图乙（三）共点力作用下物体的平衡 1平衡状态 物体处于静止状态或匀速直线运动状态叫做平衡状态处于平衡状态的物体，物体的加速度为零 2平衡条件：物体受到的合外力为零即 F合=0；若采用正交分解法，平衡条件表示为 Fx=0，Fy=0 二、点例分析 例 1 (2011 年成都模拟)一物体受到三个共面共点力 F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格迪长相等)，则下列说法正确的是 ()A二力的合力有最大值 F1F2F3，方向不确定 B二力的合力有惟一值 3 F3，方向与 F3同向 C二力的合-力有堆一值 2 F3，方向与 F3同向 24 D由题给条件无法求出合力大小 解析：以 F1和 F2为邻边作平行四边形，对角线必沿 F3方向，其大小 F122 F3，再与 F3求合力，故 F3 F3，与 F3同向，所以只有 B 正确 答案：B 总结：共点力合成常用的方法 1作图法(1)从力的作用点起，按同一标度作出两力 F1和 F2的图示(2)以 F1和 F2图示为邻边作平行四边形，画出过作用点的对角线，如图所示(3)量出对角线长度，计算出合力大小，量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向 2解析法(1)相互垂直的两个力的合成如图甲所示 F合=2221FF，方向12tanFF (2)夹角为 的大小相同的两个力的合成，如图乙所示 作出的平行四边形为菱形，F合=2F1cos2，方向与 Fl夹角为2 例 2 图甲中，电灯的重力 G10N，AO 绳与顶板问夹角为 45，BO 绳水平，则 AO 绳所受的拉力 FOA和 BO 绳所受的拉力 FOB各为多大?解析：先分析物理现象：为什么绳 AO、BO 受到拉力呢?原因是由于 OC绳受到电灯的拉力才使 AO、BO 绳张紧产生拉力，因此 OC 绳的拉力产生了两个效果，一是沿 AO 向下的拉紧 AO 的分力 F1，二是沿 BO 向左的拉紧 BO 绳的分力 F2，且绳 OA 拉力 FOA的大小等于 F1的大小，绳 OB 拉力 FOB的大小