（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章 相互作用 第1講 重力 彈力 摩擦力學(xué)案

第1講重力彈力摩擦力 選考導(dǎo)航知識(shí)內(nèi)容考試要求歷次選考統(tǒng)計(jì)2016/042016/102017/042017/112018/042018/11重力、基本相互作用c237彈力c145摩擦力c202020、5、191911力的合成c10力的分解c1375共點(diǎn)力平衡條件及應(yīng)用c5實(shí)驗(yàn)2探究求合力的方法1717(1)知識(shí)排查重力基本相互作用1.重力產(chǎn)生：由于地球的吸引而使物體受到的力。2.重力大小：與物體的質(zhì)量成正比，即Gmg?？捎脧椈蓽y(cè)力計(jì)測(cè)量重力。3.重力方向：總是豎直向下的。4.重心：其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。5.四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用、弱相互作用。彈力1.彈性(1)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力能夠恢復(fù)原狀的形變。(2)彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度。2.彈力(1)定義：發(fā)生彈性形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。(2)產(chǎn)生條件：物體相互接觸且發(fā)生彈性形變。(3)方向：彈力的方向總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。3.胡克定律(1)內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比。(2)表達(dá)式：Fkx。k是彈簧的勁度系數(shù)，單位為N/m；k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定。x是形變量，但不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度?；瑒?dòng)摩擦力、靜摩擦力（3）摩擦力的大小,靜摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān)，趨勢(shì)越強(qiáng)，靜摩擦力越大，但不能超過(guò)最大靜摩擦力，即0<FFm?；瑒?dòng)摩擦力的大小：FFN。（其中為動(dòng)摩擦因數(shù)，與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān)。）滑動(dòng)摩擦力與最大靜摩擦力的關(guān)系：一般最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力略大一些，在許多問(wèn)題的處理過(guò)程中往往認(rèn)為其大小等于滑動(dòng)摩擦力。小題速練1.思考判斷(1)只有接觸的物體間才會(huì)有力的作用()(2)物體的重心一定在物體上() (3)重力的方向豎直向下，不一定與接觸面垂直() (4)繩、桿的彈力方向一定沿繩、桿() (5)有摩擦力一定有彈力() (6)靜止的物體不可能受到滑動(dòng)摩擦力() (7)滑動(dòng)摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反() (8)摩擦力的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向垂直() 答案(1)×(2)×(3)(4)×(5)(6)×(7)×(8)2.在下列各圖中，a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài)，且接觸面均光滑，a、b間一定有彈力的是()答案B3.一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為8 cm，在4 N的拉力作用下伸長(zhǎng)了2 cm，彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數(shù)為()A.40 m/NB.40 N/mC.200 m/N D.200 N/m解析由胡克定律得勁度系數(shù)k200 N/m，選項(xiàng)D正確。答案D4.人教版必修1·P61·T3改編重量為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。木箱從原地移動(dòng)以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A.木箱與地板間的最大靜摩擦力為30 NB.木箱所受的滑動(dòng)摩擦力為35 NC.木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35D.木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3答案D重力1.與重力有關(guān)知識(shí)易錯(cuò)點(diǎn)再認(rèn)識(shí)(1)誤認(rèn)為重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。(2)誤認(rèn)為重力的方向指向地心，實(shí)際上重力的方向是豎直向下，不一定指向地心。(3)誤認(rèn)為重力沒(méi)有施力物體，實(shí)際上重力的施力物體是地球，任何力同時(shí)具有施力物體與受力物體。(4)誤認(rèn)為只有相互接觸的物體間才存在作用力，實(shí)際上有些力可以發(fā)生在不接觸的物體間，如重力等。2.重力方向豎直向下也就是沿重垂線(xiàn)的方向，不能將豎直向下說(shuō)成垂直向下，也不能說(shuō)成指向地心。豎直向下是指垂直于當(dāng)?shù)氐乃矫嫦蛳?，而垂直向下可以指垂直于任何支持面向下。只有在兩極或赤道時(shí)，重力的方向才指向地心。1.下列關(guān)于重力和重心的說(shuō)法正確的是()A.物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力B.重力的方向總是指向地心C.用細(xì)線(xiàn)將重物懸掛起來(lái)，靜止時(shí)物體的重心一定在懸線(xiàn)所在的直線(xiàn)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解析重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的，但不是地球的吸引力，A錯(cuò)誤；重力的方向豎直向下，不一定指向地心，B錯(cuò)誤；由平衡條件可知，細(xì)線(xiàn)拉力和重力平衡，重心在重力作用線(xiàn)上，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，如質(zhì)量分布均勻的球殼，其重心就不在球殼上，D錯(cuò)誤。答案C2.關(guān)于物體的重力和重心，下列說(shuō)法正確的是()A.物體所受的重力是由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的，所以方向總是垂直于地面向下B.同一物體在地球上的不同位置，當(dāng)用不同的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量時(shí)其所受重力大小是不同的，當(dāng)用同一彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量時(shí)所受重力大小一定相同C.物體的重心就是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)D.形狀規(guī)則的物體(如正方體)，其重心一定在其幾何中心處解析重力的方向?yàn)樨Q直向下而不是垂直地面向下，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同一物體在地球上不同位置所受重力不同，與彈簧測(cè)力計(jì)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；重心為物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；重心的位置與物體的形狀與質(zhì)量分布是否均勻有關(guān)，如果質(zhì)量分布不均勻，僅有規(guī)則幾何外形，其重心也不一定在幾何中心上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C彈力1.“三法”判斷彈力的有無(wú)2.彈力方向的判斷(1)常見(jiàn)模型中彈力的方向(2)根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件或牛頓第二定律判斷。3.計(jì)算彈力大小的方法(1)彈簧、橡皮條等物體的彈力可以由胡克定律Fkx計(jì)算。(2)其他彈力可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，利用平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定大小。4.利用胡克定律Fkx時(shí)，要注意(1)彈簧要在彈性限度內(nèi)形變。(2)x為彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量，并不是彈簧的長(zhǎng)度。(3)輕彈簧：即彈簧(或橡皮繩)的重力可視為零。1.(2018·浙江東陽(yáng)中學(xué)期中)如圖1所示，足球迎面撞上運(yùn)動(dòng)員的臉部，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖1A.由于運(yùn)動(dòng)員的臉部形變，它對(duì)運(yùn)動(dòng)員臉部產(chǎn)生彈力B.發(fā)生撞擊時(shí)，足球的形變?cè)矫黠@說(shuō)明產(chǎn)生彈力越大C.由于足球的形變，它對(duì)運(yùn)動(dòng)員臉部產(chǎn)生彈力D.足球與運(yùn)動(dòng)員臉部之間產(chǎn)生彈力的前提是它們相互接觸解析運(yùn)動(dòng)員臉部形變，則運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球產(chǎn)生彈力，A錯(cuò)誤；發(fā)生撞擊時(shí)，足球的形變?cè)矫黠@說(shuō)明產(chǎn)生彈力越大，B正確；足球形變對(duì)運(yùn)動(dòng)員臉部產(chǎn)生彈力，C正確；彈力產(chǎn)生需直接接觸和發(fā)生彈性形變兩個(gè)條件，D正確。答案A2.(2018·河北遵化一中月考)如圖2所示，為一輕質(zhì)彈簧的彈力大小和長(zhǎng)度的關(guān)系，根據(jù)圖象判斷，正確的結(jié)論是()圖2A.彈簧的勁度系數(shù)為1 N/mB.彈簧的勁度系數(shù)為100 N/mC.彈簧的原長(zhǎng)為4 cmD.彈簧伸長(zhǎng)0.02 m時(shí)，彈力的大小為4 N解析彈力與彈簧長(zhǎng)度的關(guān)系圖象中，圖象的斜率表示勁度系數(shù)，圖象與橫軸的交點(diǎn)(橫軸的截距)表示彈簧的原長(zhǎng)。k N/m100 N/m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；彈簧原長(zhǎng)為6 cm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彈簧伸長(zhǎng)2 cm，即L8 cm時(shí)，彈力大小為2 N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B3.如圖3所示，一位于水平面上的小車(chē)，固定在小車(chē)上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿的下端固定有質(zhì)量為m的小球。下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中，正確的是()圖3A.小車(chē)靜止時(shí)，F(xiàn)mgsin ，方向沿桿向上B.小車(chē)靜止時(shí)，F(xiàn)mgcos ，方向垂直于桿向上C.小車(chē)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有Fmg，方向豎直向上D.小車(chē)向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有F<mg，方向可能沿桿向上解析小球受重力和桿的作用力F，處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由力的平衡條件知，二力必等大反向，有Fmg，方向豎直向上，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；小車(chē)向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球有向右的恒定加速度，根據(jù)牛頓第二定律知，mg和F的合力應(yīng)水平向右，如圖所示。由圖可知，F(xiàn)>mg，方向可能沿桿向上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C4.如圖4所示，質(zhì)量均為m的物體A、B通過(guò)一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，開(kāi)始時(shí)B放在地面上，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)通過(guò)細(xì)繩將A加速向上拉起，當(dāng)B剛要離開(kāi)地面時(shí)，A上升距離為L(zhǎng)，假設(shè)彈簧一直在彈性限度范圍內(nèi)，則()圖4A.L B.LC.L< D.L>解析對(duì)于初態(tài)，以A為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析可知彈簧處于壓縮狀態(tài)，設(shè)壓縮量為x1，則kx1mg，可求得x1，對(duì)于末態(tài)(B剛要離開(kāi)地面時(shí))，以B為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析可判斷彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，設(shè)伸長(zhǎng)量為x2，則kx2mg，可得x2，A上升的距離就是彈簧變長(zhǎng)的長(zhǎng)度，則Lx1x2，B正確。答案B摩擦力的分析和計(jì)算1.明晰“三個(gè)方向”名稱(chēng)釋義運(yùn)動(dòng)方向一般指物體相對(duì)地面(以地面為參考系)的運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向指以其中一個(gè)物體為參考系，另一個(gè)物體相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向由兩物體間靜摩擦力的存在導(dǎo)致，能發(fā)生卻沒(méi)有發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向2.靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷方法(1)假設(shè)法(2)狀態(tài)法根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的方向。(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。3.摩擦力的計(jì)算(1)在確定摩擦力的大小之前，首先分析物體所處的狀態(tài)，分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力。(2)滑動(dòng)摩擦力有具體的計(jì)算公式，而靜摩擦力要利用平衡條件列方程或牛頓第二定律列方程等計(jì)算。(3)滑動(dòng)摩擦力的大小可以用FFN計(jì)算，也可以用平衡條件或牛頓第二定律計(jì)算。4.計(jì)算摩擦力大小時(shí)的“三點(diǎn)注意”(1)公式FFN中的FN是兩個(gè)物體接觸面上的壓力，稱(chēng)為正壓力(垂直于接觸面的力)，性質(zhì)上屬于彈力，它不一定等于物體的重力，許多情況下需結(jié)合物體的平衡條件等加以確定。(2)滑動(dòng)摩擦力F的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，與接觸面積的大小無(wú)關(guān)。(3)該公式適用于滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算。求靜摩擦力的大小時(shí)，該公式不成立?！镜淅?】如圖5所示，在水平桌面上有一向右運(yùn)動(dòng)的物體，其質(zhì)量為20 kg，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1。物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，還受到一個(gè)方向水平向左的大小為10 N的拉力作用，則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為(g10 m/s2)()圖5A.10 N，水平向右 B.10 N，水平向左C.20 N，水平向右 D.20 N，水平向左解析題中物體與水平面間的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，其方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，即水平向左，大小可根據(jù)FfFNmg求解，代入數(shù)據(jù)得Ff20 N，D正確。答案D【典例2】如圖6所示，物體A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于物體A所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是()圖6A.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相同B.甲、乙兩圖中物體A均受摩擦力，且方向均與F相反C.甲、乙兩圖中物體A均不受摩擦力D.甲圖中物體A不受摩擦力，乙圖中物體A受摩擦力，方向和F相同解析用假設(shè)法分析：甲圖中，假設(shè)A受摩擦力，與A做勻速運(yùn)動(dòng)在水平方向合力為零不符，所以A不受摩擦力；乙圖中，假設(shè)A不受摩擦力，A將相對(duì)B沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，則知A受沿F方向的摩擦力。選項(xiàng)D正確。答案D1.如圖7所示，質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板ab上滑行，長(zhǎng)木板放在水平面上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)。若ab與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，木塊P與長(zhǎng)木板ab間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，則長(zhǎng)木板ab受到地面的摩擦力大小為()圖7A.1Mg B.1(mM)gC.2mg D.1Mg2mg解析木塊P對(duì)長(zhǎng)木板的滑動(dòng)摩擦力大小為F2mg，長(zhǎng)木板始終靜止，則地面對(duì)長(zhǎng)木板的靜摩擦力大小為FF2mg，故選項(xiàng)C正確。答案C2.用如圖8所示的方法可以測(cè)定木塊A與長(zhǎng)木板B之間的滑動(dòng)摩擦力的大小。把木塊A放在長(zhǎng)木板B上，長(zhǎng)木板B放在光滑水平面上，在恒力F作用下，長(zhǎng)木板B在水平面上運(yùn)動(dòng)，水平彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為FT。下列說(shuō)法中正確的是()圖8A.木塊A受到的滑塊摩擦力的大小等于FTB.木塊A受到的滑動(dòng)摩擦力的大小等于FC.若長(zhǎng)木板B以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊A受到的摩擦力的大小等于2FTD.若用2F的力作用在長(zhǎng)木板B上，木塊A受到的摩擦力的大小等于2F解析木塊A受到的摩擦力與長(zhǎng)木板B的受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，只要木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，長(zhǎng)木板B對(duì)木塊A的摩擦力都等于FT，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。答案A3.(2018·11月浙江選考)小明在觀(guān)察如圖9所示的沙子堆積時(shí)，發(fā)現(xiàn)沙子會(huì)自然堆積成圓錐體，且在不斷堆積過(guò)程中，材料相同的沙子自然堆積成的圓錐體的最大底角都是相同的。小明測(cè)出這堆沙子的底部周長(zhǎng)為31.4 m，利用物理知識(shí)測(cè)得沙子之間的摩擦因數(shù)為0.5，估算出這堆沙的體積最接近()圖9A.60 m3 B.200 m3 C.250 m3 D.500 m3解析沙堆的底部周長(zhǎng)為31.4 m，由l2R，可知底面半徑為R5 m，由圖可知當(dāng)沙堆不能再堆高時(shí)，即tan 0.5，所以沙堆高h(yuǎn)Rtan 2.5 m，故沙堆的的體積為VR2h65.4 m3，故選項(xiàng)A最接近。答案A計(jì)算摩擦力時(shí)的三點(diǎn)注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因?yàn)橹挥谢瑒?dòng)摩擦力才能利用公式FFN計(jì)算，靜摩擦力通常只能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解。(2)公式FFN中，F(xiàn)N為兩接觸面間的正壓力，與物體的重力沒(méi)有必然聯(lián)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體速度的大小無(wú)關(guān)，與接觸面積的大小也無(wú)關(guān)。摩擦力的突變問(wèn)題1.“靜靜”突變物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí)，如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變。2.“靜動(dòng)”突變或“動(dòng)靜”突變物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時(shí)，如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力。3.“動(dòng)動(dòng)”突變某物體相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過(guò)程中，若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了，則滑動(dòng)摩擦力方向發(fā)生“突變”。【典例1】如圖10所示，物體A靜止在粗糙水平面上，左邊用一輕質(zhì)彈簧和豎直墻相連，彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)?，F(xiàn)用從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A，直到A被拉動(dòng)，在A(yíng)被拉動(dòng)之前的過(guò)程中，彈簧對(duì)A的彈力F1的大小和地面對(duì)A的摩擦力Ff大小的變化情況是()圖10A.F1減小 B.F1增大C.Ff先減小后增大 D.Ff始終減小審題關(guān)鍵點(diǎn)A靜止在粗糙水平面上。彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)。從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A。直到A被拉動(dòng)。解析在A(yíng)被拉動(dòng)之前的過(guò)程中，彈簧仍處于原狀，因此彈力F1不變，靜止時(shí)彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)，則彈簧對(duì)A的拉力向左，由于水平面粗糙，因此物體受到水平向右的靜摩擦力Ff。當(dāng)再用一個(gè)從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A，直到把A拉動(dòng)前過(guò)程中，物體A受到的靜摩擦力Ff從向右變?yōu)樗较蜃?，所以Ff大小先減小后增大，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案C【典例2】長(zhǎng)直木板的上表面的一端放有一鐵塊，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與水平面的夾角變大)，另一端不動(dòng)，如圖11所示。則鐵塊受到的摩擦力Ff隨角度的變化圖象可能正確的是下圖中的(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()圖11解析設(shè)木板與水平面間的夾角增大到時(shí)，鐵塊開(kāi)始滑動(dòng)，顯然當(dāng)<時(shí)，鐵塊與木板相對(duì)靜止。由力的平衡條件可知，鐵塊受到的靜摩擦力的大小為Ffmgsin ；當(dāng)時(shí)鐵塊與木板間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為，由滑動(dòng)摩擦力公式得，鐵塊受到的滑動(dòng)摩擦力為Ffmgcos 。通過(guò)上述分析知道：當(dāng)<時(shí)，靜摩擦力隨角增大按正弦規(guī)律增大；當(dāng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力隨角增大按余弦規(guī)律減小，所以正確選項(xiàng)為C。答案C1.一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖12所示，其中F110 N，F(xiàn)22 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為()圖12A.10 N，方向向左 B.6 N，方向向右C.2 N，方向向右 D.0解析當(dāng)物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N，方向向左?？芍畲箪o摩擦力Ffmax8 N。當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)22 NFfmax，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的F2等大反向，選項(xiàng)C正確。答案C2.如圖13所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin 37°0.6，cos 37°0.8)。質(zhì)量為1 kg 的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足夠長(zhǎng)，該滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8)，則該滑塊所受摩擦力F隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的(取初速度v0的方向?yàn)檎较颍琯10 m/s2)()圖13解析滑塊上升過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力作用，由FFN和FNmgcos 聯(lián)立得F6.4 N，方向?yàn)檠匦泵嫦蛳?。?dāng)滑塊的速度減為零后，由于重力的分力mgsin <mgcos ，滑塊不動(dòng)，滑塊受的摩擦力為靜摩擦力，由平衡條件得Fmgsin ，代入可得F6 N，方向?yàn)檠匦泵嫦蛏?，故選項(xiàng)B正確。答案B物理觀(guān)念易錯(cuò)問(wèn)題：摩擦力方向的判定摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向的三類(lèi)關(guān)系摩擦力的方向與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，但與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向可能相同、可能相反、也可能不共線(xiàn)。第一類(lèi)：摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同【例1】如圖14所示，皮帶運(yùn)輸機(jī)將物體勻速地送往高處，下列結(jié)論正確的是()圖14A.物體受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力作用B.傳送的速度越大，物體受到的摩擦力越大C.物體所受的摩擦力與傳送的速度無(wú)關(guān)D.物體受到的靜摩擦力為物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)上升的阻力解析物體隨皮帶運(yùn)輸機(jī)一起上升的過(guò)程中，物體具有相對(duì)于皮帶下滑的趨勢(shì)，受到沿皮帶向上的摩擦力作用，是使物體向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，其大小等于物體重力沿皮帶向下的分力，與傳送帶的速度大小無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案C第二類(lèi)：摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反【例2】(2017·全國(guó)卷，16)如圖15所示，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()圖15A.2 B. C. D.解析當(dāng)F水平時(shí)，根據(jù)平衡條件得Fmg；當(dāng)保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角時(shí)，由平衡條件得Fcos 60°(mgFsin 60°)，聯(lián)立解得，故選項(xiàng)C正確。答案C第三類(lèi)：摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向不共線(xiàn)【例3】如圖16，光滑斜面固定于水平面，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，A上表面水平，則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B受力的示意圖為()圖16解析滑塊A、B一起沖上光滑斜面，以A、B為整體研究對(duì)象，加速度沿斜面向下，大小為agsin ，整體向上做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度方向沿斜面向下，由于B的加速度方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律知，B受到合力沿斜面向下，則B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A活頁(yè)作業(yè)(時(shí)間：30分鐘)A組基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.(2018·嘉興一中期中)體育課上一學(xué)生將足球踢向斜臺(tái)，如圖1所示。下列關(guān)于斜臺(tái)給足球的彈力方向的說(shuō)法正確的是()圖1A.沿v1的方向B.先沿v1的方向后沿v2的方向C.沿v2的方向D.沿垂直于斜臺(tái)斜向左上方的方向解析支持力是彈力，方向總是垂直于接觸面，并指向被支持物，所以斜臺(tái)給籃球的彈力的方向?yàn)榇怪毙迸_(tái)向左上方方向。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案D2.(2018·3月浙江嘉興市選考模擬)如圖2是某街舞愛(ài)好者在水平面上靜止倒立的情景，則此街舞愛(ài)好者()圖2A.手掌所受支持力等于人的重力B.手掌所受靜摩擦力方向向左C.手掌所受靜摩擦力方向向右D.重心在腰部某處解析以人為研究對(duì)象，根據(jù)豎直方向受力平衡可得手掌所受支持力等于人的重力，故A正確；街舞愛(ài)好者在水平面上靜止，水平方向受力平衡，則街舞愛(ài)好者受到的靜摩擦力為零，故B、C錯(cuò)誤；街舞愛(ài)好者處于該狀態(tài)時(shí)，重心一定不在腰部，可能在人體之外某處，故D錯(cuò)誤。答案A3.玩具汽車(chē)停在模型橋面上，如圖3所示，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變B.汽車(chē)沒(méi)有發(fā)生形變，所以汽車(chē)不受彈力C.汽車(chē)受向上的彈力，是因?yàn)闃蛄喊l(fā)生了彈性形變D.汽車(chē)受向上的彈力，是因?yàn)槠?chē)發(fā)生了形變解析汽車(chē)與橋面相互擠壓都發(fā)生了形變，B錯(cuò)誤；由于橋面發(fā)生彈性形變，所以對(duì)汽車(chē)有向上的彈力，C正確，D錯(cuò)誤；由于汽車(chē)發(fā)生了形變，所以對(duì)橋面產(chǎn)生向下的壓力，A錯(cuò)誤。答案C4.一根輕質(zhì)彈簧未懸掛重物時(shí)，指針正對(duì)“0”刻度，在彈性限度內(nèi)，當(dāng)掛上40 N重物時(shí)，指針指在“10”刻度，要使指針正對(duì)“5”刻度(如圖4所示)，應(yīng)掛重物的重力()圖4A.10 N B.20 NC.30 N D.40 N解析據(jù)題，當(dāng)掛上40 N重物時(shí)，彈簧的彈力為F140 N，彈簧伸長(zhǎng)為x110l0。指針正對(duì)刻度“5”時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)為x25l0，根據(jù)胡克定律Fkx得F1F2x1x2 代入解得F220 N，即所掛重物的重力為20 N。答案B5.在如圖5所示的甲、乙、丙三種情況中，砝碼的質(zhì)量均為M，不計(jì)一切摩擦和彈簧秤的重力，則三個(gè)彈簧秤的示數(shù)T1、T2、T3的關(guān)系是()圖5A.T1T2T3 B.T1T3T2C.T1T2T3 D.T1T23解析三幅圖中分別對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體受重力和繩子的拉力，繩子的拉力等于彈簧的拉力，所以彈簧秤示數(shù)都等于物體的重力，故T1T2T3，選項(xiàng)A正確。答案A6.如圖6所示，為小孩用水平力推箱子的三種情況：甲圖中小孩用80 N的力沒(méi)能推動(dòng)箱子，乙圖中小孩用100 N的力恰好推動(dòng)箱子，丙圖中小孩用120 N力推動(dòng)箱子向前移動(dòng)，已知箱子重200 N，箱子與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.45，則()圖6A.甲圖中箱子所受摩擦力為0 NB.箱子所受到的最大靜摩擦力為100 NC.丙圖中箱子所受摩擦力為120 ND.丙圖中箱子所受摩擦力為100 N解析甲圖中，推力與靜摩擦力平衡，所以f180 N，A錯(cuò)誤；乙圖中，恰好推動(dòng)箱子的水平推力等于最大靜摩擦力f2，所以f2100 N，故B正確；丙圖中摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)f3FN0.45×200 N90 N，C、D錯(cuò)誤。答案B7.(2018·效實(shí)中學(xué)期末)如圖7是在購(gòu)物商場(chǎng)里常見(jiàn)的電梯，圖甲為階梯電梯，圖乙為斜面電梯，設(shè)兩電梯中各站一個(gè)質(zhì)量相同的乘客隨電梯勻速上行，則兩乘客受到電梯的()圖7A.摩擦力的方向相同 B.支持力的大小相同C.支持力的方向相同 D.作用力的大小與方向相同解析甲為階梯電梯，受力分析可知，乘客受重力與支持力，兩者平衡，不受摩擦力作用，圖乙為斜面電梯，受力分析可知，乘客受重力，垂直于斜面的支持力與沿斜面向上的靜摩擦力，根據(jù)力的合成可知，支持力與摩擦力的合力與重力平衡，因此，它們的支持力和摩擦力不同，作用力的大小和方向均相同，D正確。答案D8.在半球形光滑碗內(nèi)斜擱一根筷子，如圖8所示，筷子與碗的接觸點(diǎn)分別為A、B，則碗對(duì)筷子A、B兩點(diǎn)處的作用力方向分別為()圖8A.均豎直向上B.均指向球心OC.A點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處豎直向上D.A點(diǎn)處指向球心O，B點(diǎn)處垂直于筷子斜向上解析碗對(duì)筷子A、B兩點(diǎn)處的作用力屬于彈力，而彈力的方向總是垂直于接觸面，因而尋找接觸面便成為確定彈力方向的關(guān)鍵。在A(yíng)點(diǎn)處，當(dāng)筷子滑動(dòng)時(shí)，筷子與碗的接觸點(diǎn)在碗的內(nèi)表面(半球面)上滑動(dòng)，所以在A(yíng)點(diǎn)處的接觸面是球面在該點(diǎn)的切面，此處的彈力與切面垂直，即指向球心O。在B點(diǎn)處，當(dāng)筷子滑動(dòng)時(shí)，筷子與碗的接觸點(diǎn)在筷子的下表面上滑動(dòng)，所以在B點(diǎn)處的接觸面與筷子平行，此處的彈力垂直于筷子斜向上。故選項(xiàng)D正確。答案D9.一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到彈力與彈簧長(zhǎng)度的圖象如圖9所示。下列表述正確的是()圖9A.a的原長(zhǎng)比b的長(zhǎng)B.a的勁度系數(shù)比b的大C.a的勁度系數(shù)比b的小D.測(cè)得的彈力與彈簧的長(zhǎng)度成正比解析由胡克定律知Fk(ll0)，其中k為勁度系數(shù)，在Fl圖象上為直線(xiàn)的斜率。由圖象知ka>kb，即a的勁度系數(shù)比b的大，B正確，C錯(cuò)誤；a、b兩圖線(xiàn)與l軸的交點(diǎn)為彈簧的原長(zhǎng)，則a、b的原長(zhǎng)分別為l1和l2，從圖象看出l1<l2，故A錯(cuò)誤；彈力F與彈簧的長(zhǎng)度l是線(xiàn)性關(guān)系而不是正比關(guān)系，故D錯(cuò)誤。答案BB組能力提升10.如圖10所示，楔形物塊a固定在水平地面上，在其斜面上靜止著小物塊b?，F(xiàn)用大小一定的力F分別沿不同方向作用在小物塊b上，小物塊b仍保持靜止，如下圖所示，則a、b之間的靜摩擦力一定增大的是()圖10解析未加力F前對(duì)b進(jìn)行受力分析可知，b受沿斜面向上的靜摩擦力。A中加力F后，靜摩擦力一定增大，A正確；B、C中加力F后，靜摩擦力可能減小，B、C錯(cuò)誤；D中加力F后，靜摩擦力不變，D錯(cuò)誤。答案A11.如圖11所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙的傳送帶上，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)時(shí)(v1<v2)，繩中的拉力分別為F1、F2，則下列說(shuō)法正確的是()圖11A.物體受到的摩擦力Ff1<Ff2B.物體所受摩擦力方向向右C.F1F2D.傳送帶速度足夠大時(shí)，物體受到的摩擦力可為0解析物體的受力如圖所示，滑動(dòng)摩擦力與繩的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)繩與水平方向成角，則Fcos FN0，F(xiàn)NFsin mg0，解得F，不變，F(xiàn)恒定不變，選項(xiàng)C正確；滑動(dòng)摩擦力FfFcos ，也不變，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。答案C12.如圖12所示，放在水平桌面上的木塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，所掛的砝碼和托盤(pán)的總質(zhì)量為0.6 kg，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為2 N，若輕輕取走盤(pán)中的部分砝碼，使砝碼和托盤(pán)的總質(zhì)量減少到0.3 kg時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)的情況是(g取10 N/kg，不計(jì)滑輪摩擦)()圖12A.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)將變小B.A仍靜止不動(dòng)C.A對(duì)桌面的摩擦力不變D.A對(duì)桌面的摩擦力將變大解析當(dāng)砝碼和托盤(pán)的總質(zhì)量m10.6 kg時(shí)，A處于靜止?fàn)顟B(tài)，A所受摩擦力為Ff1m1gF14 N，方向向左，則最大靜摩擦力Fmax4 N，當(dāng)m1減小到0.3 kg時(shí)，m2gF11 NFmax，故A仍靜止不動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)不變，A對(duì)桌面的摩擦力為1 N，方向向左，B正確。答案B13.如圖13所示，水平地面上質(zhì)量為m的物體，在推力F作用下做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知sin 37°0.6，cos 37°0.8，木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，木塊受到的摩擦力為()圖13A.0.8F B.0.6FC.(mg0.6F) D.mg解析物體在合外力的作用下做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以物體受力平衡。在水平方向上，F(xiàn)水平方向的分力等于物體所受摩擦力，有fFcos 37°0.8F；在豎直方向，地面對(duì)物體的支持力等于F豎直方向的分力與重力的合力，有FNmgFsin 37°，則滑動(dòng)摩擦力fFN(mg0.6F)。答案A14.如圖14所示，當(dāng)車(chē)廂向右加速行駛時(shí)，一質(zhì)量為m的物塊緊貼在車(chē)廂壁上，相對(duì)于車(chē)廂壁靜止，隨車(chē)一起運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()圖14A.在豎直方向上，車(chē)廂壁對(duì)物塊的摩擦力與物塊的重力平衡B.在水平方向上，車(chē)廂壁對(duì)物塊的彈力與物塊對(duì)車(chē)廂壁的壓力是一對(duì)平衡力C.若車(chē)廂的加速度變小，車(chē)廂壁對(duì)物塊的彈力不變D.若車(chē)廂的加速度變大，車(chē)廂壁對(duì)物塊的摩擦力也變大解析對(duì)物塊m受力分析如圖所示。由牛頓第二定律，在豎直方向：Ffmg；水平方向：FNma，所以選項(xiàng)A正確，C、D錯(cuò)誤；車(chē)廂壁對(duì)物塊的彈力和物塊對(duì)車(chē)廂壁的壓力是一對(duì)相互作用力，故B錯(cuò)誤。答案A21