2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用第5講重力彈力摩擦力教學(xué)案新人教版

PAGE20-其次章相互作用[研讀考綱明方向]考綱要求復(fù)習(xí)指南內(nèi)容要求考情分析：受力分析是探討物體運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動規(guī)律的基礎(chǔ)和前提，并且貫穿力學(xué)和電學(xué)問題分析的全過程。從歷年高考命題來看，選擇題可單獨(dú)命題，主要是對平衡問題的分析，在計(jì)算題中也很常見，一般與功能問題或電磁問題綜合考查。命題趨勢：1．對彈簧的彈力、繩或桿上的彈力和靜摩擦力的考查是主要的趨勢。2．受力分析及力的合成與分解常常和其他學(xué)問結(jié)合命題，應(yīng)加大練習(xí)力度。3．共點(diǎn)力作用下物體的平衡，單獨(dú)出題的可能性很大，較多涉及動態(tài)平衡、臨界極值求解等。4．受力分析與平衡問題也常在計(jì)算題中涉及，多與社會生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技相結(jié)合。形變、彈性、胡克定律Ⅰ滑動摩擦力、動摩擦因數(shù)、靜摩擦力Ⅰ矢量和標(biāo)量Ⅰ力的合成和分解Ⅱ共點(diǎn)力的平衡Ⅱ試驗(yàn)二：探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系試驗(yàn)三：驗(yàn)證力的平行四邊形定則[重讀教材定方法]1.P51“重力”一段，為什么不說“地球?qū)ξ矬w的吸引力就是重力”？重力指向地心嗎？提示：重力是吸引力的一個(gè)分力，不總是相等；重力的方向豎直向下，并不肯定指向地心。2．P52圖3.1－3、圖3.1－4說明什么問題？提示：說明白質(zhì)量分布勻稱物體的重心在它的幾何中心上，而質(zhì)量分布不勻稱的物體，重心的位置除了跟物體的形態(tài)有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān)。3．P55“幾種彈力”一段，歸納彈力的方向。提示：物體與面接觸，彈力肯定垂直于接觸面，繩的彈力沿繩子指向繩收縮的方向，桿的彈力不肯定沿桿。4．P57“靜摩擦力”一段，只有靜止的物體才受靜摩擦力嗎？靜摩擦力的大小有何特點(diǎn)？提示：不是，運(yùn)動的物體也可能受到靜摩擦力；可以變更，大于零小于等于最大靜摩擦力。5．P58[說一說]可以用f＝μFN計(jì)算靜摩擦力嗎？列舉靜摩擦力作為動力、阻力的例子。提示：不能。比如手握緊杯子上下運(yùn)動，向上運(yùn)動時(shí)靜摩擦力是動力，向下運(yùn)動時(shí)是阻力。6．P58“滑動摩擦力”一段，滑動摩擦力公式可以寫成f＝μmg嗎？提示：不能，滑動摩擦力的公式為f＝μFN，壓力FN的大小不肯定等于物體的重力mg。7．P60[科學(xué)閑逛]若流體的阻力f＝kv，猜想k可能與哪些因素有關(guān)？提示：可能與介質(zhì)、物體的橫截面積、物體的形態(tài)有關(guān)。8．P61[問題與練習(xí)]T3。提示：35N；30N；0.3；20N。9．P62[試驗(yàn)]O點(diǎn)的位置有什么特點(diǎn)？圖3.4－3中什么線是虛線？什么線是實(shí)線？提示：O點(diǎn)位置不變。分力、合力是實(shí)線，其他協(xié)助線是虛線。10．P64[問題與練習(xí)]T1、T4。提示：T1：合力可能等于10N，不行能等于5N、15N，合力的最大值為12N，最小值為8N。T4：(1)√；(2)×；(3)×。11．P66[說一說]怎樣由v1和v2找出變更量Δv?提示：如圖所示。第5講重力彈力摩擦力基礎(chǔ)命題點(diǎn)一重力1．力(1)定義：力是eq\x(\s\up1(01))物體與物體之間的相互作用。(2)作用效果：使物體發(fā)生形變或變更物體的eq\x(\s\up1(02))運(yùn)動狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)。(3)性質(zhì)：力具有物質(zhì)性、相互性、共存性、矢量性、獨(dú)立性等特征。(4)四種基本相互作用：萬有引力、eq\x(\s\up1(03))電磁相互作用、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。2．重力(1)產(chǎn)生：由于eq\x(\s\up1(04))地球的吸引而使物體受到的力。留意：重力不是萬有引力，而是萬有引力豎直向下的一個(gè)分力。(2)大?。篏＝mg，可用eq\x(\s\up1(05))彈簧測力計(jì)測量。留意：①物體的質(zhì)量不會變；②G的變更是由在地球上不同位置處g的變更引起的。(3)方向：總是eq\x(\s\up1(06))豎直向下。留意：豎直向下是和水平面垂直，不肯定和接觸面垂直，也不肯定指向地心。(4)重心：物體的每一部分都受重力作用，可認(rèn)為重力集中作用于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做物體的重心。①影響重心位置的因素：物體的幾何形態(tài)；物體的eq\x(\s\up1(07))質(zhì)量分布。②不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法：eq\x(\s\up1(08))懸掛法。留意：重心的位置不肯定在物體上。(多選)關(guān)于地球上的物體，下列說法中正確的是()A．物體只有靜止時(shí)才受重力作用B．地面上的物體受到的重力垂直于水平面C．重心是物體受到重力的等效作用點(diǎn)，故重心肯定在物體上D．物體所受重力的大小與物體運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)答案BD解析重力始終存在，與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，A錯(cuò)誤，D正確；重力的方向豎直向下，與當(dāng)?shù)厮矫娲怪?，B正確；物體的重心不肯定在物體上，C錯(cuò)誤?；A(chǔ)命題點(diǎn)二彈力1．基礎(chǔ)學(xué)問(1)彈力①定義：發(fā)生eq\x(\s\up1(01))彈性形變的物體由于要復(fù)原原狀而對與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。②產(chǎn)生條件a．物體間干脆接觸；b．接觸處發(fā)生eq\x(\s\up1(02))形變。③方向：總是與施力物體形變的方向eq\x(\s\up1(03))相反。(2)胡克定律①內(nèi)容：在彈性限度內(nèi)，彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成eq\x(\s\up1(04))正比。②表達(dá)式：F＝kx。a．k是彈簧的eq\x(\s\up1(05))勁度系數(shù)，單位是牛頓每米，用符號N/m表示；k的大小由彈簧eq\x(\s\up1(06))自身性質(zhì)確定。b．x是彈簧長度的eq\x(\s\up1(07))形變量，不是彈簧形變以后的長度。2．彈力有無的推斷“四法”條件法思路依據(jù)物體是否干脆接觸并發(fā)生彈性形變來推斷是否存在彈力。此方法多用來推斷形變較明顯的狀況(還可推斷方向)例證圖中彈簧被拉伸，發(fā)生彈性形變，故小球受彈簧向上的彈力假設(shè)法思路假設(shè)將與探討對象接觸的物體解除接觸，推斷探討對象的運(yùn)動狀態(tài)是否發(fā)生變更。若運(yùn)動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動狀態(tài)變更，則此處肯定存在彈力例證圖中細(xì)線豎直、斜面光滑，因去掉斜面體，小球的狀態(tài)不變，故小球只受細(xì)線的拉力和重力，不受斜面的支持力替換法思路將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體替換，看是否發(fā)生形變，若發(fā)生形變，則肯定有彈力(還可推斷方向)例證圖中輕桿AB、AC，用原長與輕桿AB長度相等的彈簧替換桿AB，彈簧被拉長，說明桿AB對A有拉力狀態(tài)法思路依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，由平衡條件(或牛頓其次定律)列方程，推斷物體間有無彈力(還可推斷方向)例證升降機(jī)以a＝g加速下降或減速上升時(shí)物體不受底板的彈力作用3．彈力方向的判定4．計(jì)算彈力大小的三種方法(1)依據(jù)胡克定律求解。(2)依據(jù)力的平衡條件或牛頓其次定律求解。(3)依據(jù)牛頓第三定律求解。1.小車上固定一根彈性直桿A，桿頂固定一個(gè)小球B(如圖所示)，現(xiàn)讓小車從固定的光滑斜面上自由下滑，在下圖的狀況中桿發(fā)生了不同的形變，其中正確的是()答案C解析小車在光滑斜面上自由下滑，則加速度a＝gsinθ(θ為斜面的傾角)，由牛頓其次定律可知小球所受重力和桿的彈力的合力沿斜面對下，且小球的加速度等于gsinθ，則桿的彈力方向垂直于斜面對上，桿不會發(fā)生彎曲，C正確。2.如圖所示，小車內(nèi)一根輕質(zhì)彈簧沿豎直方向和一條與豎直方向成α角的細(xì)繩拴接一小球。當(dāng)小車和小球相對靜止，一起在水平面上運(yùn)動時(shí)，下列說法正確的是()A．細(xì)繩肯定對小球有拉力的作用B．輕彈簧肯定對小球有彈力的作用C．細(xì)繩不肯定對小球有拉力的作用，但是輕彈簧對小球肯定有彈力D．細(xì)繩不肯定對小球有拉力的作用，輕彈簧對小球也不肯定有彈力答案D解析若小球與小車一起做勻速運(yùn)動，則細(xì)繩對小球無拉力；若小球與小車有向右的加速度a＝gtanα，則輕彈簧對小球無彈力，D正確。3．如圖所示的裝置中，彈簧的原長和勁度系數(shù)都相等，小球的質(zhì)量均相同，彈簧和細(xì)線的質(zhì)量均不計(jì)，一切摩擦忽視不計(jì)。平衡時(shí)各彈簧的長度分別為L1、L2、L3，其大小關(guān)系是()A．L1＝L2＝L3 B．L1＝L2<L3C．L1＝L3>L2 D．L3>L1>L2答案A解析依據(jù)胡克定律和平衡條件分析可得：平衡時(shí)各彈簧的彈力都等于小球的重力，即kx＝G球，所以各彈簧的伸長量x相同，所以彈簧的長度L＝L原＋x也相等，A正確。4.如圖所示，一重為10N的球固定在支桿AB的上端，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()A．大小為7.5NB．大小為10NC．方向與水平方向成53°角斜向右下方D．方向與水平方向成53°角斜向左上方答案D解析對球進(jìn)行受力分析如圖所示，AB桿對球的作用力與繩子對球的拉力的合力，與球的重力等大反向，則AB桿對球的作用力大小F＝eq\r(G2＋F\o\al(2,拉))＝12.5N，A、B錯(cuò)誤；設(shè)AB桿對球的作用力與水平方向夾角為α，可得tanα＝eq\f(G,F拉)＝eq\f(4,3)，α＝53°，D正確，C錯(cuò)誤。5．如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿間的夾角為θ，在斜桿的下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對球的作用力F的推斷正確的是()A．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgsinθ，方向沿桿向上B．小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mgcosθ，方向垂直于桿向上C．小車以向右的加速度a運(yùn)動時(shí)，肯定有F＝eq\f(ma,sinθ)D．小車以向左的加速度a運(yùn)動時(shí)，F(xiàn)＝eq\r(ma2＋mg2)，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角θ1滿意tanθ1＝eq\f(a,g)答案D解析小車靜止時(shí)，F(xiàn)＝mg，方向豎直向上，A、B錯(cuò)誤；小車以向右的加速度a運(yùn)動時(shí)，小球的受力分析如圖所示，可得F＝eq\r(mg2＋ma2)＝eq\f(ma,sinθ1)，C錯(cuò)誤；同理可知D正確。6.(2024·西寧四中高三一模)如圖所示，傾角為30°、重為80N的斜面體靜止在水平地面上，一根彈性輕桿一端垂直固定在斜面體上，輕桿的另一端固定一個(gè)重為2N的小球，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，下列說法正確的是()A．輕桿對小球的作用力沿輕桿向上，大于2NB．地面對斜面體的支持力為80NC．小球?qū)p桿的作用力為2N，方向豎直向下D．輕桿對小球的作用力為2N，方向垂直斜面對上答案C解析對小球受力分析，受到輕桿的作用力和豎直向下的重力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以二力平衡，等大反向，所以桿對小球的作用力方向豎直向上，大小等于2N，依據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)p桿的作用力方向豎直向下，大小為2N，A、D錯(cuò)誤，C正確；將小球、輕桿和斜面體看做一個(gè)整體，整體受到重力和地面的支持力，故地面對斜面體的支持力等于整體的總重力，為82N，B錯(cuò)誤。實(shí)力命題點(diǎn)摩擦力一、摩擦力的產(chǎn)生與方向1．兩種摩擦力的對比靜摩擦力滑動摩擦力產(chǎn)生條件(1)接觸面粗糙(2)接觸處有彈力(3)兩物體間有相對運(yùn)動趨勢(仍保持相對靜止)(1)接觸面粗糙(2)接觸處有彈力(3)兩物體間有相對運(yùn)動大小(1)靜摩擦力大小與正壓力無關(guān)，大小范圍為0<F≤Fmax(2)最大靜摩擦力Fmax大小與正壓力大小有關(guān)滑動摩擦力F＝μFN，μ為動摩擦因數(shù)，取決于接觸面的材料及粗糙程度，F(xiàn)N為正壓力方向沿接觸面，與受力物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反沿接觸面，與受力物體相對運(yùn)動的方向相反2．靜摩擦力有無及方向的推斷“三法”(1)假設(shè)法：利用假設(shè)法推斷的思維程序如下：(2)狀態(tài)法：先確定物體的運(yùn)動狀態(tài)(即加速度的方向)，再利用牛頓其次定律(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，再依據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向。3．理解摩擦力應(yīng)留意的問題(1)摩擦力的方向總是與物體間相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)的方向相反，但不肯定與物體的運(yùn)動方向相反。(2)摩擦力總是阻礙物體間的相對運(yùn)動(或相對運(yùn)動趨勢)，但不肯定阻礙物體的運(yùn)動。即摩擦力可以是阻力使物體減速，也可以是動力使物體加速。(3)受靜摩擦力作用的物體不肯定靜止，但肯定與施力物體保持相對靜止。[例1]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f1、f2和f3表示。則()A．f1＝0，f2≠0，f3≠0 B．f1≠0，f2＝0，f3＝0C．f1≠0，f2≠0，f3＝0 D．f1≠0，f2≠0，f3≠0解析首先對整體受力分析可知，整體相對地面沒有相對運(yùn)動趨勢，故f3＝0。再將a和b看成一個(gè)整體，a、b整體有相對斜面對下運(yùn)動的趨勢，故b與P之間有摩擦力，即f2≠0。再對a進(jìn)行受力分析可知，由于a處于靜止?fàn)顟B(tài)，a相對于b有向下運(yùn)動的趨勢，故a和b之間存在摩擦力作用，即f1≠0，故C正確。答案C(1)分析兩個(gè)或兩個(gè)以上物體間的相互作用時(shí)，一般整體法與隔離法綜合運(yùn)用。(2)推斷靜摩擦力主要采納狀態(tài)分析法，即弄清物體的運(yùn)動狀態(tài)，然后由受力狀況進(jìn)行分析，其次采納假設(shè)法。(多選)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摩擦因數(shù)也相同。三個(gè)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()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BC解析A物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動，它們之間無相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，故無摩擦力作用，A錯(cuò)誤；B、C兩物體雖運(yùn)動方向不同，但都處于平衡狀態(tài)，由沿傳送帶方向所受合力為零可知，B、C兩物體均受沿傳送帶方向向上的摩擦力作用，故B、C正確，D錯(cuò)誤。二、摩擦力大小的計(jì)算1．靜摩擦力大小的計(jì)算(1)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài))時(shí)，利用力的平衡條件來求解其大小。(2)物體有加速度時(shí)，依據(jù)牛頓其次定律求解。(3)最大靜摩擦力與接觸面間的壓力成正比，為了處理問題的便利，最大靜摩擦力常常按近似等于滑動摩擦力處理。2．計(jì)算摩擦力大小時(shí)的三點(diǎn)留意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，滑動摩擦力的大小可以利用公式計(jì)算，靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓運(yùn)動定律來求解。(2)公式F＝μFN中FN為兩接觸面間的壓力，與物體的重力沒有必定聯(lián)系，不肯定等于物體的重力。(3)滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān)，與接觸面積的大小也無關(guān)。[例2](多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上，木塊受到向右的拉力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()A．木板受到地面的摩擦力的大小肯定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小肯定是μ2(m＋M)gC．當(dāng)F>μ2(m＋M)g時(shí)，木板便會起先運(yùn)動D．無論怎樣變更F的大小，木板都不行能運(yùn)動解析由于木塊在木板上運(yùn)動，所以木塊受到木板的滑動摩擦力的作用，其大小為μ1mg，依據(jù)牛頓第三定律可得木塊對木板的滑動摩擦力也為μ1mg，又由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，木板在水平方向上受到木塊的摩擦力μ1mg和地面的靜摩擦力的作用，二力平衡，A正確，B錯(cuò)誤；若增大F的大小，只能使木塊的加速度增大，但木塊對木板的滑動摩擦力大小不變，因而也就不行能使木板運(yùn)動起來，C錯(cuò)誤，D正確。答案AD(1)求摩擦力必需分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力。(2)滑動摩擦力的大小與正壓力成正比，可依據(jù)公式F＝μFN干脆計(jì)算。(3)靜摩擦力的大小與壓力和動摩擦因數(shù)無關(guān)，要依據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行間接計(jì)算。1．[教材母題](人教版必修1P61·T3)重量為100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它從原地起先運(yùn)動。木箱從原地移動以后，用30N的水平推力，就可以使木箱接著做勻速運(yùn)動。由此可知：木箱與地板間的最大靜摩擦力Fmax＝________；木箱所受的滑動摩擦力F＝________，木箱與地板間的動摩擦因數(shù)μ＝________。假如用20N的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是________。[變式子題](多選)重量為100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它從原地起先運(yùn)動。木箱從原地移動以后，用30N的水平推力，就可以使木箱接著做勻速運(yùn)動。由此可知()A．木箱與地板間的最大靜摩擦力為35NB．木箱所受的滑動摩擦力為30NC．木箱與地板間的動摩擦因數(shù)為0.35D．木箱與地板間的動摩擦因數(shù)為0.3答案ABD解析至少用35N的水平推力才能使木箱運(yùn)動，說明最大靜摩擦力為35N；用30N的水平推力就可以使木箱接著做勻速運(yùn)動，說明滑動摩擦力為30N；μ＝eq\f(f,FN)＝0.3，所以A、B、D正確，C錯(cuò)誤。2.(多選)如圖所示，物體A和B相對靜止，以共同的速度沿斜面勻速下滑，則()A．A、B間無摩擦力的作用B．B受到滑動摩擦力的大小為(mA＋mB)gsinθC．B受到的靜摩擦力的大小為mAgsinθD．取走物體A后，物體B將勻加速下滑答案BC解析以A為探討對象，A處于平衡狀態(tài)，因此有f＝mAgsinθ，A受到B對其沿斜面對上的靜摩擦力作用，故A錯(cuò)誤；以A、B整體為探討對象，依據(jù)平衡條件有：(mA＋mB)gsinθ＝fB，故B正確；A對B的靜摩擦力與B對A的靜摩擦力大小相等，故有f′＝f＝mAgsinθ，C正確；由前面分析知：(mA＋mB)gsinθ＝fB，依據(jù)滑動摩擦力公式有fB＝μ(mA＋mB)gcosθ，得μ＝tanθ，取走物體A后，物體B所受的滑動摩擦力為μmBgcosθ，代入μ＝tanθ，得μmBgcosθ＝mBgsinθ，即物體B受力仍舊平衡，則物體B仍將沿斜面勻速下滑，故D錯(cuò)誤。三、摩擦力的突變1．用臨界法分析摩擦力突變問題(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)覺某個(gè)物理量在變更過程中會發(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)靜摩擦力是被動力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對運(yùn)動趨勢，可大、可小、可有、可無、可反向，而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦的連接系統(tǒng)，相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)探討傳送帶問題時(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)動性質(zhì)的分界點(diǎn)。2．分析摩擦力突變問題的兩點(diǎn)留意(1)如題干中無特別說明，一般認(rèn)為最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力。(2)此類問題涉及的過程較為困難，一般采納過程分析法，有時(shí)也可用特別位置分析法解題。3．常見分類分類“靜—靜”突變“靜—?jiǎng)印蓖蛔儼咐谒搅作用下物體靜止于斜面上，F(xiàn)突然增大時(shí)物體仍靜止，則物體所受靜摩擦力的大小或方向?qū)ⅰ巴蛔儭狈旁诖植谒矫嫔系奈矬w，作用在物體上的水平力F從零漸漸增大，物體起先滑動，物體受地面的摩擦力由靜摩擦力“突變”為滑動摩擦力分類“動—靜”突變“動—?jiǎng)印蓖蛔儼咐瑝K以v0沖上斜面做減速運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)某位置靜止時(shí)，滑塊受到的滑動摩擦力“突變”為靜摩擦力水平傳送帶的速度v1>v2，滑塊受滑動摩擦力的方向向右，當(dāng)傳送帶突然被卡住時(shí)，滑塊受到的滑動摩擦力方向“突變”為向左[例3]如圖所示，把一重為G的物體用一水平方向的推力F＝kt(k為恒量，t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整墻上，從t＝0起先物體所受的摩擦力f隨t變更的關(guān)系是下圖中的()解析當(dāng)墻壁對物體的摩擦力f小于重力G時(shí)，物體加速下滑；當(dāng)f增大到等于G時(shí)(即加速度為零，速度達(dá)到最大)，物體接著下滑；當(dāng)f>G時(shí)，物體減速下滑。在上述過程中，物體受到的摩擦力都是滑動摩擦力，其大小為f＝μF＝μkt，即f-t圖象是一條過原點(diǎn)的斜向上的線段(不含上端點(diǎn))。當(dāng)物體減速到速度為零后，物體靜止，物體受到的滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力，由平衡條件知f＝G，此時(shí)圖象為一條水平線，B正確。答案B解決摩擦力突變問題，首先要駕馭好靜摩擦力、滑動摩擦力的產(chǎn)生條件，大小、方向的計(jì)算或推斷方法；其次要熟識常見的突變情形、特點(diǎn)以及分析要點(diǎn)。(多選)如圖甲所示，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。傳感器與計(jì)算機(jī)相連接，可獲得力隨時(shí)間變更的規(guī)律。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)裝置起先時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，在滑塊與小車分別前，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()A．2.5s前小車漸漸滑動B．2.5s后小車做變加速運(yùn)動(假設(shè)細(xì)沙仍在加注中)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BD解析由圖象可知，在F的變更階段，沙的質(zhì)量在由小變大，滑塊與小車之間沒有相對滑動，小車受到靜摩擦力，所以2.5s前，小車、滑塊均靜止，A錯(cuò)誤；2.5s后小車受恒定摩擦力，但是合外力增大，因此做變加速直線運(yùn)動，B正確；依據(jù)上述分析可知，2.5s前滑塊受到靜摩擦力且大小在變更，2.5s后受到滑動摩擦力且大小和方向均不變，由作用力與反作用力的關(guān)系知，C錯(cuò)誤，D正確。課時(shí)作業(yè)1．下列關(guān)于重力、重心的說法，正確的是()A．任何有規(guī)則形態(tài)的物體，它的重心肯定與它的幾何中心重合B．任何物體的重心都在物體內(nèi)，不行能在物體外C．用一繩子將物體懸掛起來，物體靜止時(shí)，該物體的重心不肯定在繩子的延長線上D．重力是由于地面旁邊的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的答案D解析物體的重心可能在物體上，也可能在物體外，如質(zhì)量分布勻稱的環(huán)的重心在環(huán)的本體外，只有質(zhì)量分布勻稱、形態(tài)規(guī)則的物體，其重心才在幾何中心上，故A、B錯(cuò)誤；用一繩子將物體懸掛起來，物體靜止時(shí)，由二力平衡可知，該物體的重心肯定在繩子的延長線上，故C錯(cuò)誤；重力是由于地面旁邊的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的，故D正確。2.如圖所示，小車內(nèi)有一固定光滑斜面，一個(gè)小球通過細(xì)繩與車頂相連，細(xì)繩始終保持豎直，關(guān)于小球的受力狀況，下列說法中正確的是()A．若小車靜止，繩對小球的拉力可能為零B．若小車靜止，斜面對小球的支持力肯定為零C．若小車向右運(yùn)動，小球肯定受兩個(gè)力的作用D．若小車向右運(yùn)動，小球肯定受三個(gè)力的作用答案B解析若小車靜止或做勻速直線運(yùn)動，因細(xì)繩始終保持豎直，小球受重力和繩子的拉力作用，斜面對小球的支持力為0，A、D錯(cuò)誤，B正確；若小車做變速運(yùn)動，小球可能受三個(gè)力的作用，C錯(cuò)誤。3．躺椅在生活中用途廣泛，圖甲中人雙腳離地而坐，圖乙中人雙腳著地而坐。兩圖中位于水平地面上的人和椅子都保持靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是()A．圖甲中人對椅子的壓力是由椅子發(fā)生形變產(chǎn)生的B．圖甲中人不同的躺姿會變更椅子對人的作用力C．圖乙中人腳用力蹬地時(shí)躺椅對人背部的摩擦力肯定沿椅面對上D．圖乙中人腳用力蹬地時(shí)腳對地的摩擦力與椅子對地的摩擦力大小相等答案D解析圖甲中人對椅子的壓力是由人發(fā)生形變對椅子產(chǎn)生的彈力，故A錯(cuò)誤；圖甲中人不同的躺姿不會變更椅子對人的作用力，該作用力始終與人的重力等大反向，故B錯(cuò)誤；圖乙中人腳用力蹬地時(shí)，假如人的背相對于椅子有向上的運(yùn)動趨勢，則躺椅對人背部的摩擦力沿椅面對下，故C錯(cuò)誤；以人和椅子整體為探討對象，當(dāng)圖乙中人腳用力蹬地時(shí)整體處于平衡狀態(tài)，水平方向受力平衡，則地對腳的摩擦力與地對椅子的摩擦力大小相等，依據(jù)牛頓第三定律可得腳對地的摩擦力與椅子對地的摩擦力大小相等，故D正確。4.如圖兩個(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，若把固定的物體換為質(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xA.eq\f(mg,k1＋k2) B．eq\f(k1k2,mgk1＋k2)C.eq\f(mg,k1－k2) D．eq\f(k1k2,2mgk1＋k2)答案A解析當(dāng)物體的質(zhì)量為m時(shí)，下方彈簧被壓縮的長度為：x1＝eq\f(mg,k1)；當(dāng)物體的質(zhì)量變?yōu)?m時(shí)，設(shè)物體下降的高度為x，則上方彈簧伸長的長度為x，下方彈簧被壓縮的長度為x1＋x，兩彈簧彈力之和等于2mg，由胡克定律和平衡條件得：k2x＋k1(x1＋x)＝2mg；聯(lián)立解得：x＝eq\f(mg,k1＋k2)。故選A。5．在半球形光滑碗內(nèi)斜擱一根筷子，如圖所示，筷子與碗的接觸點(diǎn)分別為A、B，則碗對筷子A、B兩點(diǎn)處的作用力方向分別為()A．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答案D解析A點(diǎn)處碗對筷子的彈力方向垂直過A點(diǎn)的切線指向圓心O，B點(diǎn)處碗對筷子的彈力方向垂直筷子斜向左上方，故D正確。6．(多選)物體b在力F作用下將物體a壓在光滑的豎直墻壁上，a始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。如圖所示，當(dāng)F漸漸增大時(shí)，下列說法中正確的是()A．a(chǎn)受的摩擦力有兩個(gè)B．a(chǎn)與b間的最大靜摩擦力大小隨F的增大而增大C．a(chǎn)受的摩擦力大小不隨F的增大而變更D．b相對a的運(yùn)動趨勢方向豎直向下答案BC解析對a進(jìn)行分析，由于墻壁光滑，故a受到的摩擦力只有b對a的摩擦力，A錯(cuò)誤；最大靜摩擦力與正壓力有關(guān)，壓力越大，最大靜摩擦力越大，B正確；a受重力、b對a的壓力、墻壁對a的壓力、b對a的靜摩擦力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，豎直方向b對a的摩擦力等于a的重力，方向豎直向上，F(xiàn)增大，摩擦力大小不變，始終等于a的重力，C正確；a有向下運(yùn)動的趨勢，b相對于a有向上運(yùn)動的趨勢，D錯(cuò)誤。7．如圖所示，有黑白兩條毛巾交替折疊地放在水平地面上，白毛巾的中部用細(xì)線與墻連接，黑毛巾的中部用細(xì)線拉住。設(shè)細(xì)線均水平，若每條毛巾的質(zhì)量均為m，毛巾之間及其與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ，欲使黑白毛巾分別開，則將黑毛巾勻速拉出需施加的水平拉力F為()A．2μmg B．4μmgC．5μmg D．2.5μmg答案C解析以黑毛巾為探討對象，其水平方向受力如圖所示：其中f1＝eq\f(1,2)μmg，f2＝μmg，f3＝eq\f(3,2)μmg，f4＝2μmg，故F＝f1＋f2＋f3＋f4＝5μmg，C正確。8．(2024·江蘇高考)一輕質(zhì)彈簧原長為8cm，在4N的拉力作用下伸長了2cm，彈簧未超出彈性限度。則該彈簧的勁度系數(shù)為()A．40m/N B．40N/mC．200m/N D．200N/m答案D解析依據(jù)胡克定律有F＝kx，則k＝eq\f(F,x)＝eq\f(4,2×10－2)N/m＝200N/m，故D正確。9．(2024·山東高考)如圖，滑塊A置于水平地面上，滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直)，此時(shí)A恰好不滑動，B剛好不下滑。已知A與B間的動摩擦因數(shù)為μ1，A與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為()A.eq\f(1,μ1μ2) B．eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)C.eq\f(1＋μ1μ2,μ1μ2) D．eq\f(2＋μ1μ2,μ1μ2)答案B解析B恰好不下滑時(shí)，設(shè)作用在B上的水平力為F，則有μ1F＝mBg；A恰好不滑動，對A、B整體由平衡條件得，F(xiàn)＝μ2(mAg＋mBg)，所以eq\f(mA,mB)＝eq\f(1－μ1μ2,μ1μ2)，B正確。10．(2024·吉林長春田家炳試驗(yàn)中學(xué)一調(diào))(多選)如圖所示，一傾角為45°的斜面固定于墻腳，為使一光滑的鐵球靜止于圖示位置，需加一水平力F，且F通過球心。下列說法正確的是()A．球肯定受墻水平向左的彈力B．球可能受墻水平向左的彈力C．球肯定受斜面通過鐵球球心的彈力D．球可能受斜面垂直于斜面對上的彈力答案BC解析鐵球肯定受到豎直向下的重力和水平向右的力F作用，若要平衡肯定還會受到斜面通過鐵球球心的垂直斜面對上的彈力作用，彈力的豎直重量與重力平衡，水平重量假如恰好等于F，則墻對球沒有力的作用，水平重量假如小于F，則墻對球有水平向左的彈力，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。11．(20