第二章相互作用-2-第1節(jié)重力彈力摩擦力-4-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷一、力的概念1.力的概念(1)力是物體間的相互作用

,力總是成對

出現(xiàn)的,這一對力的性質(zhì)相同

。不接觸的物體間也可以有力的作用,如重力、磁力等。

(2)力是矢量,其作用效果由大小、方向及作用點(diǎn)三個(gè)要素決定。力的作用效果是使物體產(chǎn)生形變

或加速度

。

2.力的分類按力的性質(zhì)可分為重力、彈力、摩擦力等;按力的效果可分為動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力、浮力、壓力、支持力等。即使力的作用效果相同,但這些力產(chǎn)生的條件及性質(zhì)也不一定相同。3.力的表示方法(1)力的圖示。(2)力的示意圖。-5-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷二、常見的三種力1.重力(1)產(chǎn)生:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力。(2)大小:G=mg。與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),與物體所在的緯度、高度有關(guān)

。

(3)方向:豎直向下

。

(4)重心①定義:物體各部分都受重力的作用,從效果

上看,可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn),這一點(diǎn)叫物體的重心。

②重心的確定:質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在其幾何中心

;形狀不規(guī)則或質(zhì)量分布不均勻的薄板,重心可用懸掛

法確定。

-6-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.彈力(1)定義發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀

會(huì)對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫作彈力。

(2)產(chǎn)生的條件①兩物體相互接觸

。②發(fā)生彈性形變

。

(3)方向與施力物體恢復(fù)形變的方向相同

(選填“相同”或“相反”),作用在迫使物體發(fā)生形變的那個(gè)物體上。

-7-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷(4)大小——胡克定律①內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性形變

時(shí),彈力的大小跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比

。

②表達(dá)式:F=kx

。k是彈簧的勁度系數(shù)

,由彈簧自身的性質(zhì)決定,單位是牛/米

,x是彈簧長度的形變量

,不是彈簧形變以后的長度。

-8-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.摩擦力兩種摩擦力對比-9-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷1.試分析圖中光滑半圓柱體上A、B、C三點(diǎn)所受的彈力方向。提示：如圖,因?yàn)閳A柱體受重力作用,則A點(diǎn)受水平面給它的豎直向上的彈力FA;C點(diǎn)受到的彈力FC垂直于點(diǎn)與曲面的切線,指向圓心;B點(diǎn)受到的彈力FB垂直于接觸面水平向左。-10-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.用彈簧測力計(jì)測定木塊A和木塊B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,有如圖甲、乙兩種裝置。(1)為了用彈簧測力計(jì)的讀數(shù)表示滑動(dòng)摩擦力的大小,兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速直線運(yùn)動(dòng)?(2)若木塊A均做勻速直線運(yùn)動(dòng),圖甲中A、B間摩擦力是否等于拉力Fa?提示：(1)題圖甲中A可以不做勻速運(yùn)動(dòng),題圖乙中A必須做勻速運(yùn)動(dòng)

(2)不等于-11-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷1.下列關(guān)于重力和重心的說法正確的是(

)A.物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w的吸引力B.重力的方向總是指向地心C.用細(xì)線將重物懸掛起來,靜止時(shí)物體的重心一定在懸線所在的直線上D.重心就是物體所受重力的等效作用點(diǎn),故重心一定在物體上

答案解析解析關(guān)閉重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,但不是地球的吸引力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;重力的方向豎直向下,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由平衡條件可知,細(xì)線拉力和重力平衡,重心在重力作用線上,選項(xiàng)C正確;重心位置跟物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān),是重力的等效作用點(diǎn),但不一定在物體上,如拐尺,其重心就不在尺上,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉C-12-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.(2016·廣東清遠(yuǎn)質(zhì)檢)如圖所示,小車受到水平向右的彈力作用,與該彈力有關(guān)的說法中正確的是(

)A.彈簧發(fā)生拉伸形變B.彈簧發(fā)生壓縮形變C.該彈力是小車形變引起的D.該彈力的施力物體是小車

答案解析解析關(guān)閉小車受到水平向右的彈力作用,彈簧發(fā)生拉伸形變,該彈力是彈簧形變引起的,該彈力的施力物體是彈簧,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉A-13-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.(多選)關(guān)于胡克定律,下列說法正確的是(

)A.由F=kx可知,在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧形變量x成正比B.由k=可知,勁度系數(shù)k與彈力F成正比,與彈簧的形變量x成反比C.彈簧的勁度系數(shù)k是由彈簧本身的性質(zhì)決定的,與彈力F的大小和彈簧形變量x的大小無關(guān)D.彈簧的勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(或縮短)單位長度時(shí)彈力的大小

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-14-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.(2016·廣東中山模擬)如圖所示,放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B,A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧,A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法中正確的是(

)A.B受到向左的摩擦力B.B對A的摩擦力向右C.地面對A的摩擦力向右D.地面對A沒有摩擦力

答案解析解析關(guān)閉壓縮的彈簧對B有向左的彈力,B有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢,受到向右的摩擦力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;A對B的摩擦力向右,由牛頓第三定律可知,B對A的摩擦力向左,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對整體研究,根據(jù)平衡條件分析可知,地面對A沒有摩擦力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。答案解析關(guān)閉D-15-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷5.如圖所示,在水平桌面上放置一斜面體P,兩長方體物塊a和b疊放在P的斜面上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將a與b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用Ff1、Ff2和Ff3表示。則(

)A.Ff1=0,Ff2≠0,Ff3≠0B.Ff1≠0,Ff2=0,Ff3=0C.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3=0D.Ff1≠0,Ff2≠0,Ff3≠0-16-答案：C解析

物塊a相對于物塊b,物塊b相對于斜面P,都有沿斜面下滑的趨勢,所以物塊a與b、b與斜面體P之間的摩擦力Ff1、Ff2不為零,把物塊a和b及斜面體P看成一個(gè)整體,則斜面體P與桌面之間沒有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢,斜面體P與桌面之間摩擦力Ff3為零,所以選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三彈力的分析與計(jì)算(師生共研)想一想如圖所示,一重為10N的球固定在支撐桿AB的上端,今用一段繩子水平拉球,使桿發(fā)生彎曲,已知繩的拉力為7.5N,則AB桿對球的作用力方向及大小為多少?提示：AB桿對球作用力與水平方向夾角為53°,大小為12.5

N-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三知識(shí)整合1.彈力有無的判斷“三法”-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.彈力方向的確定

-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3.計(jì)算彈力大小的三種方法(1)根據(jù)胡克定律進(jìn)行求解。(2)根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行求解。(3)根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解。-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1(多選)如圖所示,一傾角為45°的斜面固定于豎直墻上,為使一光滑的鐵球靜止,需加一水平力F,且F通過球心,下列說法正確的是(

)A.球一定受墻的彈力且水平向左B.球可能受墻的彈力且水平向左C.球一定受斜面的彈力且垂直斜面向上D.球可能受斜面的彈力且垂直斜面向上

答案解析解析關(guān)閉F大小合適時(shí),球可以靜止在斜面上,F增大到一定程度時(shí)墻才對球有水平向左的彈力,故A錯(cuò)誤,B正確;而斜面對球必須有斜向上的彈力才能使球不下落,故C正確,D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉BC-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2如圖所示,小車上固定著一根彎成θ角的曲桿,桿的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球。下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷正確的是(

)A.小車靜止時(shí),F=mgcosθ,方向沿桿向上B.小車靜止時(shí),F=mgcosθ,方向垂直桿向上

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維點(diǎn)撥(1)小車靜止時(shí),由平衡條件判斷;(2)小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律判斷。-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3如圖所示,兩個(gè)彈簧的質(zhì)量不計(jì),勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們一端固定在質(zhì)量為m的物體上,另一端分別固定在Q、P上,當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長。若把物體換為質(zhì)量為2m的物體(彈簧均在彈性限度內(nèi)),當(dāng)物體再次平衡時(shí),物體比第一次平衡時(shí)的位置下降了x,則x為(

)

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三方法歸納1.輕桿彈力的確定方法桿的彈力與繩的彈力不同,繩的彈力始終沿繩指向繩收縮的方向,但桿的彈力方向不一定沿桿的方向,其大小和方向的判斷要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來確定,可以理解為“按需提供”,即為了維持物體的狀態(tài),由受力平衡或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解得到所需彈力的大小和方向,桿就會(huì)根據(jù)需要提供相應(yīng)大小和方向的彈力。2.彈簧類彈力的計(jì)算要點(diǎn)是彈簧形變量的確定,思維過程為(1)恢復(fù)彈簧的原長確定彈簧處于原長時(shí)端點(diǎn)的位置;(2)判斷彈簧的形變形式和形變量:從彈簧端點(diǎn)的實(shí)際位置與彈簧處于原長時(shí)端點(diǎn)的位置對比判斷彈簧的形變形式和形變量x,并由形變形式判斷彈力的方向;(3)由胡克定律計(jì)算彈力的大小。-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練1.(2016·山東聊城模擬)如圖所示,小車上固定一根彈性直桿A,桿頂固定一個(gè)小球B,現(xiàn)讓小車從光滑斜面上自由下滑,在下圖的情況中桿發(fā)生了不同的形變,其中正確的是(

)

答案解析解析關(guān)閉小車在光滑斜面上自由下滑,則加速度a=gsin

θ(θ為斜面的傾角),由牛頓第二定律可知小球所受重力和桿的彈力的合力沿斜面向下,且小球的加速度等于gsin

θ,則桿的彈力方向垂直于斜面向上,桿不會(huì)發(fā)生彎曲,C正確。答案解析關(guān)閉C-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.(多選)(2016·山東濰坊質(zhì)檢)如圖所示,在傾角為30°的光滑斜面上,A、B兩個(gè)質(zhì)量均為m的滑塊用輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,水平力F作用在滑塊B上,A和B均靜止,此時(shí)彈簧長度為l,且在彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是(

)

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三摩擦力的分析與計(jì)算(師生共研)1.靜摩擦力的有無和方向的判斷方法(1)假設(shè)法:利用假設(shè)法判斷的思維過程如下(2)狀態(tài)法:先判斷物體的狀態(tài)(即加速度的方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力,然后通過受力分析確定靜摩擦力的大小及方向。(3)牛頓第三定律法:先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向。-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.靜摩擦力大小的計(jì)算(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速運(yùn)動(dòng)),利用力的平衡條件來判斷靜摩擦力的大小。(2)物體有加速度時(shí),若只有靜摩擦力,則Ff=ma。若除靜摩擦力外,物體還受其他力,則F合=ma,先求合力再求靜摩擦力。3.滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小用公式Ff=μFN來計(jì)算,應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下幾點(diǎn):(1)μ為動(dòng)摩擦因數(shù),其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān);FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不一定等于物體的重力。(2)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度和接觸面的大小均無關(guān)。-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4(2016·山東青島模擬)如圖所示,某糧庫使用電動(dòng)傳輸機(jī)向糧垛上輸送麻袋包,現(xiàn)將一麻袋包放置在傾斜的傳送帶上,與傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng),其間突遇故障,傳送帶減速直至停止。若上述勻速和減速過程中,麻袋包與傳送帶始終保持相對靜止,下列說法正確的是(

)A.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),麻袋包只受重力與支持力作用B.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上C.減速運(yùn)動(dòng)時(shí),麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向下D.減速運(yùn)動(dòng)時(shí),麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上

答案解析解析關(guān)閉傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),麻袋包受力平衡,麻袋包除受重力、垂直斜面向上的支持力外,還要受沿斜面向上的摩擦力的作用,A錯(cuò)誤,B正確;傳送帶向上減速運(yùn)動(dòng)時(shí),麻袋包的加速度沿斜面向下,受到的摩擦力可能沿傳送帶向上,也有可能沿傳送帶向下或?yàn)榱?C、D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉B-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5如圖所示,與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量m=1.0kg的物體,細(xì)繩的一端與物體相連,另一端經(jīng)摩擦不計(jì)的定滑輪與固定的彈簧測力計(jì)相連。物體靜止在斜面上,彈簧測力計(jì)的示數(shù)為4.9N。關(guān)于物體受力的判斷(g取9.8m/s2),下列說法正確的是(

)A.斜面對物體的摩擦力大小為零B.斜面對物體的摩擦力大小為4.9N,方向沿斜面向上C.斜面對物體的支持力大小為4.9N,方向豎直向上D.斜面對物體的支持力大小為4.9N,方向垂直斜面向上

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例6(多選)(2016·四川成都高新區(qū)月考)如圖所示,斜面體A靜置于水平地面上,其傾角為θ=45°,上底面水平的物塊B在A上恰能勻速下滑。現(xiàn)對B施加一個(gè)沿斜面向上的力F,使B能緩慢地向上勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻在B上輕輕地放上一個(gè)質(zhì)量為m的小物體C(圖中未畫出),A始終靜止,B保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。關(guān)于放上C之后的情況,下列說法正確的是(

)

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維點(diǎn)撥(1)B在A上恰能勻速下滑,則μ=tan

θ

。放上C后,B對A的壓力增大了,則摩擦力也增大了。

(2)放上C后,將B、C作為一個(gè)整體,重力沿斜面向下的分力增大了。(3)將A、B、C作為整體,A受地面的摩擦力等于推力F水平方向

的分力。

-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三特別提醒摩擦力大小計(jì)算時(shí)注意事項(xiàng)(1)分清摩擦力的性質(zhì):是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力。(2)只有滑動(dòng)摩擦力才能用公式Ff=μFN計(jì)算,其中的FN表示正壓力,不一定等于重力G。滑動(dòng)摩擦力大小與物體速度、接觸面積的大小無關(guān)。(3)靜摩擦力大小不能用Ff=μFN計(jì)算,只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值,其最大值認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力時(shí),才有Fm=μFN。(4)靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定,其可能的取值范圍是0<Ff≤Ffmax。-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練3.(多選)(2016·江蘇南京模擬)如圖所示,A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等,它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)也相同。三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是(

)A.A物體受到的摩擦力方向向右B.三個(gè)物體中只有A物體受到的摩擦力是零C.B、C受到的摩擦力方向相同D.B、C受到的摩擦力方向相反

答案解析解析關(guān)閉A物體勻速運(yùn)動(dòng),合外力為零,故不受摩擦力,B物體和C物體受摩擦力沿傳送帶向上,所以B、C選項(xiàng)正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉BC-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三4.如圖所示,質(zhì)量m1=10kg和m2=30kg兩物體疊放在水平地面上,m2與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25。勁度系數(shù)為k=250N/m的輕彈簧處于水平方向,其兩端分別與墻壁和質(zhì)量為m1的物體相連,彈簧處于自然伸長狀態(tài)。現(xiàn)用一水平拉力F作用于質(zhì)量為m2的物體上,使它緩慢地向右移動(dòng),當(dāng)移動(dòng)了x=0.20m時(shí),兩物體開始相對滑動(dòng),g取10m/s2,則此時(shí)水平拉力F的大小為(

)A.50N

B.100N

C.150N

D.200N-38-解析

當(dāng)質(zhì)量為m2的物體向右移動(dòng)了0.20

m時(shí),彈簧的伸長量為x=0.20

m,根據(jù)胡克定律得此時(shí)彈簧的彈力大小為F彈=kx=50

N以整體為研究對象,根據(jù)平衡條件得F=F彈+Ff又Ff=μ(m1+m2)g得F=F彈+μ(m1+m2)g=150

N。故選C。答案

C-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三摩擦力的突變問題(師生共研)當(dāng)物體的受力或相對運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化時(shí),摩擦力也常發(fā)生突變,常見類型如下。1.靜—靜突變當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生突變時(shí),兩物體仍保持相對靜止,則物體所受靜摩擦力可能發(fā)生突變。2.動(dòng)—?jiǎng)油蛔兡澄矬w相對于另一物體在滑動(dòng)的過程中,若相對運(yùn)動(dòng)方向變了,則滑動(dòng)摩擦力方向也發(fā)生突變,突變點(diǎn)常常為兩物體相對速度為零時(shí)。-40-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三3.靜—?jiǎng)油蛔兾矬w在摩擦力和其他力作用下相對于另一物體靜止,當(dāng)其他力變化時(shí),如果不能保持相對靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力將突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,突變點(diǎn)常常為靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)。4.動(dòng)—靜突變兩物體相對滑動(dòng)的過程中,若相對速度變?yōu)榱?則滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力,突變點(diǎn)常常為兩物體相對速度剛好為零時(shí)。-41-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例7(多選)(2016·江蘇鹽城模擬)將力傳感器A固定在光滑水平桌面上,測力端通過輕質(zhì)水平細(xì)繩與滑塊相連,滑塊放在較長的小車上,如圖甲所示,力傳感器A與計(jì)算機(jī)相連接,可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律曲線。一水平輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑的定滑輪,一端連接小車,另一端系沙桶,整個(gè)裝置開始處于靜止?fàn)顟B(tài),在滑塊與小車分離前緩慢向沙桶里倒入細(xì)沙,力傳感器采集的F-t圖象如圖乙所示。則下列分析正確的是(

)-42-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三A.2.5s前小車做變加速運(yùn)動(dòng)B.2.5s后小車做變加速運(yùn)動(dòng)C.2.5s前小車所受摩擦力不變D.2.5s后小車所受摩擦力不變

答案解析解析關(guān)閉由題圖乙可知,在F變化的階段,沙桶質(zhì)量由小變大,滑塊與小車之間沒有相對滑動(dòng)時(shí),屬于靜摩擦力,所以2.5s前,小車、滑塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),A錯(cuò)誤;2.5s后小車受恒定摩擦力,但是還有細(xì)沙倒入沙桶,拉力增加,因此小車做變加速直線運(yùn)動(dòng),B正確;根據(jù)上述分析,2.5s前滑塊受靜摩擦力,且靜摩擦力在變化,2.5s后受滑動(dòng)摩擦力,大小不變,C錯(cuò)誤,D正確。答案解析關(guān)閉BD-43-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三思維點(diǎn)撥力傳感器所受拉力的大小等于小車對滑塊的摩擦力的大小。當(dāng)小車靜止時(shí),拉力、滑塊所受靜摩擦力、沙桶和沙的重力三者相等;當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力等于滑塊所受滑動(dòng)摩擦力,小于沙桶和沙的重力。-44-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三方法歸納用臨界法分析摩擦力突變問題的三點(diǎn)注意1.題目中出現(xiàn)“最大”“最小”和“剛好”等關(guān)鍵詞時(shí),一般隱藏著臨界問題。有時(shí),有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術(shù)語”,但審題時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過程中會(huì)發(fā)生突變,則該物理量突變時(shí)物體所處的狀態(tài)即為臨界狀態(tài)。2.靜摩擦力是“被動(dòng)力”,其存在及大小、方向取決于物體間的相對運(yùn)動(dòng)的趨勢,而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦的連接系統(tǒng),相對滑動(dòng)與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。3.研究傳送帶問題時(shí),物體和傳送帶的速度相等的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分界點(diǎn)。-45-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三5.(2017·河北保定模擬)如圖所示,用恒力F將物體壓在粗糙豎直面上,當(dāng)F從實(shí)線位置繞O點(diǎn)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)至虛線位置時(shí),物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則在這個(gè)過程中,摩擦力Ff和墻壁對物體彈力FN的變化情況是(

)A.Ff方向可能一直豎直向上B.Ff先變小后變大C.FN先變小后變大D.FN先變小后變大再變小-46-解析

物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài),也就是受力平衡,將F分解為水平向左的力和豎直方向的分力,若F斜向下,設(shè)與水平方向的夾角為θ,根據(jù)平衡條件得Ff=mg+Fsin

θ,方向向上,FN=Fcos

θ,在F從實(shí)線位置繞O點(diǎn)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)至水平位置的過程中,θ減小,則sin

θ減小,cos

θ增大,所以Ff減小,FN增大。若F斜向上,設(shè)與水平方向的夾角為θ,根據(jù)平衡條件得Ff=mg-Fsin

θ,若Fsin

θ<mg,則摩擦力方向向上,FN=Fcos

θ,當(dāng)F從水平位置轉(zhuǎn)至虛線位置時(shí),θ增大,則sin

θ增大,cos

θ減小,所以Ff減小,FN減小,綜上可知,Ff的方向可能一直向上,大小逐漸減小,FN先增大后減小,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。答案A-47-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三6.如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,從t=0開始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用,g取10m/s2,向右為正方向,該物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖象是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)(

)

答案解析解析關(guān)閉物體受到的滑動(dòng)摩擦力Ff=μmg=2N,物體向右減速時(shí)受到的摩擦力為向左的滑動(dòng)摩擦力Ff=2N。速度減為零后受到的摩擦力為向右的靜摩擦力Ff=F=1N。所以選項(xiàng)A正確。答案解析關(guān)閉A-48-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三7.表面粗糙的長直木板的上表面一端放有一個(gè)木塊,如圖所示,木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角α變大,最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力),另一端不動(dòng),則木塊受到的摩擦力Ff隨角度α變化的圖象是下列圖中的(

)C-49-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析：

下面通過“過程分析法”和“特殊位置法”分別求解解法一:過程分析法(1)木板由水平位置剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),α=0,Ff靜=0。(2)從木板開始轉(zhuǎn)動(dòng)到木板與木塊發(fā)生相對滑動(dòng)前,木塊所受的是靜摩擦力。由于木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),木塊處于平衡狀態(tài),受力分析如圖,由平衡關(guān)系可知,靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力,Ff靜=mgsin

α,因此,靜摩擦力隨α的增大而增大,它們滿足正弦規(guī)律變化。-50-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(3)木塊相對于木板剛好要滑動(dòng)而沒滑動(dòng)時(shí),木塊此時(shí)所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力Ffmax。α繼續(xù)增大,木塊將開始滑動(dòng),靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,且滿足Ffmax>Ff滑。(4)木塊相對于木板開始滑動(dòng)后,Ff滑=μmgcos

α,此時(shí),滑動(dòng)摩擦力隨α的增大而減小,滿足余弦規(guī)律變化。(5)最后,α=,Ff滑=0。綜上分析可知選項(xiàng)C正確。-51-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解法二:特殊位置法本題選兩個(gè)特殊位置也可方便地求解,具體分析見下表:由以上分析知,選項(xiàng)C正確。

-52-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三8.(多選)在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置,力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接,可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律。將力傳感器固定在光滑水平桌面上,測力端通過細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度使細(xì)繩水平),滑塊放在較長的小車上,小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪使桌面上部細(xì)繩水平),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子,小車一旦運(yùn)動(dòng)起來,立即停止倒沙子,若力傳感器采集的圖象如圖乙所示,則結(jié)合該圖象,下列說法正確的是(

)-53-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D.可判斷50s后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上,沙桶未落地)

答案解析解析關(guān)閉t=0時(shí)刻,傳感器顯示拉力為2N,則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,大小為2N,由車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N,A對;t=50s時(shí)刻摩擦力達(dá)到最大值,即最大靜摩擦力為3.5N,同時(shí)小車開始運(yùn)動(dòng),說明帶有沙的沙桶重力等于3.5N,此時(shí)摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力,故摩擦力突變?yōu)?N的滑動(dòng)摩擦力,B、C對;此后由于沙和沙桶重力3.5N大于滑動(dòng)摩擦力3N,故50s后小車將加速運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)。答案解析關(guān)閉ABC-54-思維激活模型建立典例示范以題說法變式訓(xùn)練輕桿、輕繩、輕彈簧模型輕繩、輕彈簧和輕桿的彈力的方向一定沿著它們自身嗎?提示：輕繩、輕彈簧的彈力方向一定沿著它們自身指向它們收縮的方向,輕桿的彈力的方向不一定沿著輕桿的方向。-55-思維激活模型建立典例示范以題說法變式訓(xùn)練三種模型對比

-56-思維激活模型建立典例示范以題說法變式訓(xùn)練-57-思維激活模型建立典例示范以題說法變式訓(xùn)練例題(14分)如圖所示,水平輕桿的一端固定在墻上,輕繩與豎直方向的夾角為37°,小球的重力為12N,輕繩的拉力為10N,水平輕彈簧的彈力為9N,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。求輕桿對小球的作用力。-58-思維激活模型建立典例示范以題說法變式訓(xùn)練解析：(1)彈簧對小球向左拉時(shí),設(shè)桿的彈力大小為F,與水平方向的夾角為α,小球受力如圖甲所示。