PAGEPAGE13微型專題兩種性質(zhì)的力及物體的受力分析進(jìn)一步嫻熟駕馭靜摩擦力、滑動摩擦力方向的判定方法和大小的計算方法.3.學(xué)會對物體進(jìn)行受力分析的方法．一、彈力有無及方向的推斷1．條件法：依據(jù)物體是否干脆接觸并發(fā)生形變來推斷，常用于形變明顯的狀況．2．對于形變不明顯的狀況通常有以下三種方法(1)假設(shè)法：可以假設(shè)將與所探討物體接觸的其他物體撤去．看所探討物體還能否保持原來的狀態(tài)，若能則無彈力，若不能，則存在彈力．(2)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的易產(chǎn)生明顯形變的物體來替換，若替換后能發(fā)生形變，則表示原接觸處有彈力存在；若替換后不能發(fā)生形變，則表示原接觸處無彈力存在．(3)狀態(tài)法：依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用牛頓其次定律(第四章學(xué)習(xí))或共點(diǎn)力平衡條件推斷彈力是否存在．例1在圖1中畫出物體A所受彈力的示意圖．圖1答案如圖所示解析用假設(shè)法推斷．甲圖中，若拿走B球，A球?qū)⑾蛴疫\(yùn)動，說明A、B間有彈力；乙圖中，若拿走A球，B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動，說明A、B間有彈力；將容器左壁或底拿走，A球會運(yùn)動，說明容器左壁和底部對A也會有彈力作用；丙圖中桿給重物的彈力F為支持力，方向沿桿向上；丁圖中桿給重物的彈力F并不沿著桿的方向，依據(jù)假設(shè)法推斷F的方向應(yīng)豎直向上．彈力方向的確定二、靜摩擦力有無及方向的推斷1．條件法推斷：接觸且有壓力、接觸面粗糙、有相對運(yùn)動趨勢．2．平衡法當(dāng)相互接觸的兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)時，可依據(jù)二力平衡條件推斷靜摩擦力的存在與否及其方向．3．假設(shè)法利用假設(shè)法進(jìn)行推斷時，可按以下思路進(jìn)行分析：4．力的相互作用法：當(dāng)一物體所受摩擦力方向不易推斷時，可依據(jù)與之相互作用的另一物體所受摩擦力狀況和相互作用力等大反向的特點(diǎn)進(jìn)行判定．例2(多選)如圖2所示，有三個相同的物體疊放在一起，置于粗糙的水平地面上，現(xiàn)用水平力F作用在B上，三個物體仍舊靜止，下列說法中正確的是()圖2A．B對A有摩擦力作用B．B受到A、C的摩擦力作用C．B只受到C的摩擦力作用D．地面對C有摩擦力作用，大小等于F答案CD解析假設(shè)B對A有摩擦力作用，則A受力不能平衡，與題目所給條件不符，所以B對A無摩擦力作用，A錯誤；依據(jù)力的相互性可知，A對B也無摩擦力作用，B錯誤；假設(shè)C對B無摩擦力作用，則B在水平方向上只受力F作用，不行能保持靜止，與題目所給條件不符，故B受到C的摩擦力作用．由于A、B、C是保持靜止的，那么地面給C的摩擦力大小為F，方向向左，所以選項C、D正確．在分析C對B的摩擦力時，也可以將A、B看成一個整體，因A、B整體保持靜止，說明C對B的摩擦力與F大小相等、方向相反.針對訓(xùn)練1(多選)如圖3所示，物體A、B疊放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向右做勻速直線運(yùn)動，下列說法正確的是()圖3A．A、B之間無摩擦力B．A受到的摩擦力水平向右C．B受到A的摩擦力水平向右D．地面對B的摩擦力為滑動摩擦力，水平向左答案CD三、摩擦力的計算1．計算摩擦力時，應(yīng)先推斷是靜摩擦力還是滑動摩擦力．2．靜摩擦力用平衡條件計算，其大小只與平行于接觸面方向的力有關(guān)，與垂干脆觸面方向的力無關(guān)．靜摩擦力在0＜f≤fmax內(nèi)隨外力的變更而變更．3．滑動摩擦力用f＝μFN計算，其中FN為接觸面受到的正壓力．或用平衡條件計算，其大小只與垂干脆觸面方向的力和動摩擦因數(shù)有關(guān)，與平行接觸面方向的力無關(guān)．也可用平衡條件計算．例3如圖4所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊的重力G＝6N，木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，求：圖4(1)當(dāng)F＝25N時，木塊靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(2)當(dāng)F增大為30N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？(3)當(dāng)F＝10N時，木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？答案(1)6N(2)6N(3)2.5N解析分析木塊的受力狀況，如圖所示．(1)(2)木塊靜止，依據(jù)二力平衡，豎直方向上的靜摩擦力等于重力，f1＝f2＝G＝6N，與壓力大小無關(guān)．(3)木塊沿墻面下滑時，木塊與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力，f3＝μFNFN＝F＝10N所以f3＝μF＝0.25×10N＝2.5N.摩擦力的變更過程比較困難，有些問題會涉及圖象問題，分析解答此類問題關(guān)鍵要分析清晰摩擦力的變更狀況，涉及靜摩擦力的大小變更、方向變更，靜摩擦力與滑動摩擦力之間的轉(zhuǎn)化，須要依據(jù)題意作出正確推斷.四、物體的受力分析受力分析的一般步驟：1．明確探討對象，即首先確定我們要分析哪個物體的受力狀況，探討對象可以是單個物體(質(zhì)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn))，也可以是兩個(或多個)物體組成的整體．2．隔離分析：將探討對象從四周物體中隔離出來，分析四周有哪些物體對它施加了力的作用．3．按重力、彈力、摩擦力、其他力的依次，依據(jù)各力的方向，畫出各力的示意圖．例4畫出圖5中物體A所受力的示意圖，并寫出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面光滑；(2)A沿粗糙的固定斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑，A靜止．圖5答案見解析解析(1)物體A受重力G、推力F、支持力FN、墻壁對A向左的彈力FN′，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁；(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面對上的支持力FN、沿斜面對下的滑動摩擦力f，施力物體分別是地球、斜面、斜面；(3)物體A受重力G、支持力FN、滑動摩擦力f，施力物體分別是地球、水平面、水平面；(4)物體A受重力G、拉力FT、彈力FN，施力物體分別是地球、繩子、墻壁．針對訓(xùn)練2(2024·上杭一中期中)對以下小球或木塊受力分析正確的是()A．兩小球靠在一起靜止于光滑水平面上B．木塊靜止于斜面上C．小球用繩拴掛于豎直光滑墻壁上靜止D．小球在光滑水平面上向右勻速運(yùn)動答案C1.(彈力方向的推斷)分別畫出圖6中小球的受力示意圖．(圖甲中小球在彈簧和細(xì)繩的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，乙中小球用細(xì)繩拉著靜止在桌角上，丙中小球固定在桿上)圖6答案如圖所示2．(摩擦力的分析與計算)(2024·濟(jì)南一中期中)如圖7所示，A、B、C三個物體質(zhì)量相等，它們與傳送帶間的動摩擦因數(shù)也相同．三個物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動，運(yùn)動方向如圖中箭頭所示．則下列說法正確的是()圖7A．A物體受到的摩擦力方向向右B．三個物體中只有A物體受到的摩擦力是零C．B受到的摩擦力沿傳送帶向下D．B、C受到的摩擦力方向相反答案B解析A物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，水平方向上不受摩擦力，故A錯誤；B、C物誤．3．(摩擦力的分析與計算)如圖8所示，物體A的質(zhì)量為1kg，置于水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，從t＝0起先，物體以肯定的初速度v0向右滑行的同時，受到一個水平向左、大小恒為F0＝1N的作用力，則反映物體受到的摩擦力f隨時間變更的圖象正確的是(取向右為正方向，g取10m/s2)()圖8答案C解析物體向右滑動時，受到地面對左的滑動摩擦力，由f1＝μmg，得f1＝2N；物體靜止后，因受到向左的拉力F0＝1N<f1，故物體A不再運(yùn)動．由二力平衡可知，物體受到向右的靜摩擦力，f2＝F0＝1N，故C正確．4.(物體的受力分析)(2024·泰安一中期中)如圖9所示，物體A、B、C疊放在水平桌面上，力F作用在物體C上后，各物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，那么以下說法正確的是()圖9A．A受的各個摩擦力的合力不為零B．A、B、C三個物體組成的整體所受摩擦力為零C．C不受摩擦力作用D．B不受摩擦力作用答案D解析物體A保持靜止，所受的各個摩擦力的合力為零，故A錯誤．對A、B、C三個物體組成的整體受力分析，水平方向受到F和水平向左的摩擦力，則整體所受摩擦力不為零，故B錯誤．C水平方向受到F作用，因C處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件知，C所受摩擦力應(yīng)水平向左，故C錯誤．B不受摩擦力，否則其受力將不平衡，不能保持靜止，故D正確．5.(物體的受力分析)如圖10所示，物體A、B在平行于斜面的力F作用下沿粗糙固定斜面對上運(yùn)動，A相對于B靜止，則物體B受力的個數(shù)為()圖10A．4 B．5C．6 D．7答案C解析如圖所示，B物體受到的力包括：重力G、拉力F(已知力)、A對B的壓力FN(彈力)、斜面對B的支持力FN′(彈力)、A對B的摩擦力FAB(摩擦力)、斜面對B的摩擦力FB(摩擦力)．一、選擇題1．靜止的車廂頂部用細(xì)線豎直懸掛一小球，如圖1所示，小球下方與一光滑斜面接觸．關(guān)于小球的受力，下列說法正確的是()圖1A．細(xì)線對它肯定有拉力作用B．細(xì)線對它可能沒有拉力作用C．斜面對它可能有支持力作用D．斜面對它肯定有支持力作用答案A解析小球和光滑斜面接觸，斜面對小球沒有彈力(假設(shè)有彈力，小球?qū)⑹艿饺齻€力作用，重力和細(xì)線的拉力在豎直方向上，彈力垂直于斜面對上，三個力的合力不行能為零，小球?qū)⑾蛴疑戏竭\(yùn)動，與題設(shè)條件沖突，故斜面對小球沒有彈力)，故小球只受到重力和細(xì)線對它的拉力兩個力，故選項A正確，B、C、D錯誤．2.(2024·黑龍江省試驗中學(xué)期中)如圖2所示，物體A分別與水平面、豎直墻面以及物體B緊密接觸，全部接觸面均光滑，A、B均靜止，則()圖2A．物體A受三個彈力作用B．物體A受兩個彈力作用C．物體B受兩個彈力作用D．物體A和物體B均只受一個彈力作用答案D解析A、B兩物體沒有相互擠壓，它們之間無彈力作用，A所受的彈力只有地面的支持力，B所受的彈力也只有地面的支持力．3.(2024·泰安一中期中)如圖3所示，物體A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力分別為13N和7N，不計彈簧測力計和細(xì)線的重力，不考慮一切摩擦，則彈簧測力計的讀數(shù)是()圖3A．6N B．7NC．13N D．20N答案B解析以物體B為探討對象進(jìn)行受力分析，由二力平衡，得細(xì)線上的拉力為：FT＝GB＝7N．細(xì)線拉力的大小即為彈簧測力計的讀數(shù)，A、C、D錯誤，B正確．4.如圖4所示，一人站在自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動，以下說法正確的是()圖4A．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、支持力和與速度方向相同的摩擦力的作用答案A解析人做勻速直線運(yùn)動，則人處于平衡狀態(tài)，受重力和支持力，若受摩擦力，肯定沿水平方向，但沒有力與摩擦力平衡，所以肯定不受摩擦力，故A正確，B、C、D錯誤．5．如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊，在斜向左上方的力F的作用下，沿天花板向左做勻速直線運(yùn)動，則該木塊受到的作用力的個數(shù)為()圖5A．2個 B．3個C．4個 D．5個答案C解析由題意可知，木塊在斜向左上方的力F的作用下，沿天花板向左做勻速直線運(yùn)動，因此除受到重力外，還受到天花板對木塊的水平向右的滑動摩擦力，依據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件，則木塊肯定受天花板豎直向下的支持力，對木塊受力分析如圖所示，木塊受重力、支持力、摩擦力與推力共4個力，故C正確．6．(2024·濟(jì)南一中期中)我國的高鐵技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位，高鐵(如圖6甲所示)在行駛過程中特別平穩(wěn)，放在桌上的水杯幾乎感覺不到晃動．圖乙為高鐵車廂示意圖，A、B兩物塊相互接觸地放在車廂里的水平桌面上，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)相同，A的質(zhì)量比B的質(zhì)量大，車廂在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動，A、B相對于桌面始終保持靜止，下列說法正確的是()圖6A．A受到2個力的作用B．B受到3個力的作用C．A受到桌面對它向右的摩擦力D．B受到A對它向右的彈力答案A解析車廂在平直的鐵軌上向右做勻速直線運(yùn)動，此時A、B均在向右做勻速直線運(yùn)動，故A、B均只受重力和支持力作用，水平方向沒有外力，故水平方向均不受摩擦力，同時A、B間也沒有彈力作用，故A正確，B、C、D錯誤．7.如圖7所示，A、B兩物體重力都等于10N，各接觸面間的動摩擦因數(shù)都等于0.3,F1＝1N和F2＝2N的兩個水平力分別作用在A和B上，A、B均靜止，則A受的摩擦力和地面對B的摩擦力大小分別為()圖7A．3N,6N B．1N,2NC．1N,1N D．0N,1N答案C解析因兩個物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，故所受的摩擦力均為靜摩擦力；對物體A受力分析可知：F1＝fA＝1N；對A、B整體受力分析，由平衡條件可知：F2＝F1＋fB，解得fB＝1N，故選項C正確．8．如圖8所示，在粗糙水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2，它們用一根原長g.現(xiàn)用一水平力向右拉木塊1，當(dāng)兩木塊一起勻速運(yùn)動時，兩木塊之間的距離為()圖8A．l＋eq\f(μm1g,k) B．l＋eq\f(μm1＋m2g,k)C．l＋eq\f(μm2g,k) D．l＋eq\f(μm1m2g,km1＋m2)答案C解析對木塊2受力分析，有kx＝μm2g，彈簧伸長量x＝eq\f(μm2g,k)，木塊之間的距離為l＋x＝l＋eq\f(μm2g,k)，選項C正確．9．(2024·華中師大一附中期中)如圖9所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，下列說法正確的是()圖9A．木板受到地面的摩擦力的大小肯定是μ2mgB．木板受到地面的摩擦力的大小肯定是μ2(m＋M)gC．木板受到地面的摩擦力的大小肯定等于FD．當(dāng)F>μ2(m＋M)g時，木板仍靜止答案D解析木塊所受木板的滑動摩擦力大小f1＝μ1mg，方向水平向左，依據(jù)力的作用是相互的，可知木板受到木塊的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg；木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受到木塊的滑動摩擦力和地面的靜摩擦力，依據(jù)平衡條件得木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg，A、B、C錯誤；因為木塊相對木板運(yùn)動，兩者之間的摩擦力為滑動摩擦力，故當(dāng)F>μ2(m＋M)g時，此時木塊對木板的作用力仍為μ1mg，故木板仍靜止，D正確．10．(多選)如圖10是某小組同學(xué)為探討動摩擦因數(shù)所設(shè)計的試驗裝置．其中A為一質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的木塊，Q為木塊右端連接的一輕質(zhì)水平彈簧測力計．試驗時用水平力將A從B的下方抽出，通過Q的讀數(shù)即可測出動摩擦因數(shù)．若試驗條件較為志向，則()圖10A．只有將木板A勻速抽出才能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)B．將木板A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)C．通過該方法可測得A與B之間的動摩擦因數(shù)D．通過該方法可測得A與地面之間的動摩擦因數(shù)答案BC解析用力將A從B的下方抽出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，在水平方向上B所受的滑動摩擦力與彈簧測力計的拉力平衡，依據(jù)滑動摩擦力公式f＝μFN可知，滑動摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與A的速度無關(guān)，無論木板A是做勻速直線運(yùn)動還是變速直線運(yùn)動，都不會變更木塊受到摩擦力的大小，木塊相對地面總是靜止的，均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)，選項A錯誤，B正確；當(dāng)B達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，彈簧測力計的讀數(shù)F與B所受的滑動摩擦力f大小相等，B對木塊A的壓力大小等于B的重力mg，由f＝μFN，得μ＝eq\f(F,mg)，從Q上讀取F，則可求得μ，選項C正確，D錯誤．二、非選擇題11．畫出圖11(1)～(3)中靜止物體A的受力示意圖．圖11答案如圖所示12．如圖12甲所示，將完全相同、質(zhì)量均為4kg的木塊A和B疊放在水平桌面上，在16N的水平拉力F1作用下，A、B一起做勻速直線運(yùn)動．(g取10N/kg)圖12(1)此時木