力和物體的平衡

1、力和物體的平衡【考點(diǎn)解讀】本章內(nèi)容是力學(xué)的基礎(chǔ)，也是貫穿于整個(gè)物理學(xué)的核心內(nèi)容。本章從力的基本定義出發(fā)，通過研究重力、彈力、摩擦力，逐步認(rèn)識(shí)力的物質(zhì)性、力的矢量性、力的相互性，并通過受力分析，分析物體所處的狀態(tài)或從物體所處的平衡狀態(tài)，分析物體的受力情況。物體的受力分析法是物理學(xué)重要的分析方法。由于它的基礎(chǔ)性和重要性，決定了這部分知識(shí)在高考中的重要地位。本章的考查重點(diǎn)是：1、力、物體的平衡為每年高考必考內(nèi)容，以后仍將是高考的熱點(diǎn)。2、力的合成與分解、共點(diǎn)力的平衡等在高考中或單獨(dú)出現(xiàn)或與動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)等相結(jié)合，或選擇、填空或計(jì)算論述，或易或難，都可能出現(xiàn)?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】 力是物體間的相互作用力的概念

2、 力的相互性、矢量性、物質(zhì)性 力的三要素、力的圖示 按性質(zhì)分類：重力、彈力、摩擦力等 力的分類 按效果分類：動(dòng)力、阻力、拉力、壓力、支持力等 產(chǎn)生：由于地球吸引 方向：豎直向下重力 大小：G=mg 重心：重心是重力的等效作用點(diǎn)，均勻物體的重心在幾何中心，物體的重心不一定在物體上；力物體的平衡 力學(xué)中常見 的三種力 產(chǎn)生：物體直接接觸；接觸處物體發(fā)生了彈性形變。 方向：彈力的方向與受力物體的形變方向相反； 彈力 在接觸面上產(chǎn)生的彈力的方向與面垂直； 繩產(chǎn)生的彈力方向沿繩指向繩收縮的方向 大?。簭椓Υ笮∨c形變量有關(guān)，形變量越大，彈力越大作用點(diǎn)：接觸面上 產(chǎn)生：物體接觸且擠壓；接觸面粗糙；有相對(duì)運(yùn)動(dòng)

3、趨勢(shì) 靜摩擦力 方向：沿接觸面的切線，與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。 大?。?ffm摩擦力 產(chǎn)生：接觸且擠壓；接觸面粗糙；有相對(duì)滑 動(dòng) 方向：沿接觸面的切線，與相對(duì)滑動(dòng)的方向相反 動(dòng)摩擦力 大?。?作用點(diǎn)：接觸面上力的合成運(yùn)算平行四邊形定則 |F1F2|FF1F2力的分解 物體的平衡共點(diǎn)力作用下物體的平衡共點(diǎn)力作用下物體的平衡【例題精講】 例1、（2009天津）1物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中E豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是：例2、（2008年廣東理科基礎(chǔ)）人站在自動(dòng)扶梯的

4、水平踏板上，隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。以下說法正確的是（ ）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人受到的合外力不為零D人受到的合外力方向與速度方向相同例3（2008年廣東理科基礎(chǔ)） 探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系時(shí)，在彈性限度內(nèi)，懸掛15N重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.16m；懸掛20N重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為0.18m，則彈簧的原長(zhǎng)L原和勁度系統(tǒng)k分別為AL原0.02mk500NmBL原0.10mk500NmCL原0.02mk250NmDL原0.10mk250Nm例4、（2008年山東理綜） 用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)0現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2

5、m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)0斜面傾角為300，如圖所示。則物體所受摩擦力( )A等于零B大小為，方向沿斜面向下C大小為，方向沿斜面向上D大小為mg，方向沿斜面向上例5、（2009江西質(zhì)檢）如圖所示，A、B兩均勻直桿上端分別用細(xì)線懸掛于天花板上，下端擱置在水平地面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，懸掛A桿的繩傾斜，懸掛B桿的繩恰好豎直，則關(guān)于兩桿的 受力情況，下列說法中正確的有( ) A.A、B桿都受三個(gè)力作用B.A、B桿都受四個(gè)力作用C.A桿受三個(gè)力,B桿受四個(gè)力D.A桿受四個(gè)力,B桿受三個(gè)力例6、（2009江西）水平橫粱的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻上，另一端跨過

6、滑輪后懸掛一質(zhì)量m=10 kg的重物，CBA30，如圖甲所示，則滑輪受到繩子的作用力為（g=10m/s2）A50N B50N C100N D100NFAB例7、（2010江西）如圖所示，A、B為兩個(gè)相同木塊，A、B間最大靜摩擦力Fm=5N，水平面光滑。拉力F至少多大，A、B才會(huì)相對(duì)滑動(dòng)？例8、（03年理綜)如圖甲所示，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為=60。兩小球的質(zhì)量比為A B C D【隨堂測(cè)試】1.下列說法正確的是 ( )

7、A.力是使物體產(chǎn)生形變和改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因B.一個(gè)力必定聯(lián)系著兩個(gè)物體,其中每個(gè)物體既是受力物體又是施力物體C.只要兩個(gè)力的大小相同,它們產(chǎn)生的效果一定相同 D.兩個(gè)物體之間的相互作用力可以是不同性質(zhì)的力2如圖所示，在粗糙的水平面上疊放著物體A和B，A和B間的接觸面也是粗糙的，如果用水平拉力F拉A，但A、B仍保持靜止，則下面的說法中正確的是（ ）。A物體A與地面間的靜摩擦力的大小等于FB物體A與地面的靜摩擦力的大小等于零 C物體A與B間的靜摩擦力的大小等于F D物體A與B間的靜摩擦力的大小等于零3關(guān)于兩物體之間的彈力和摩擦力，下列說法中正確的是( )FA有摩擦力一定有彈力B摩擦力的大小與彈

8、力成正比C有彈力一定有摩擦力D彈力是動(dòng)力，摩擦力是阻力4如上圖所示，用水平力F將物體壓在豎直墻壁上，保持靜止?fàn)顟B(tài)，物體所受的摩擦力的大小( )A隨F的增大而增大 B隨F的減少而減少C等于重力的大小 D可能大于重力5用手握著一個(gè)玻璃杯，處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果將手握得更緊，手對(duì)玻璃杯的靜摩擦力將 ，如果手的握力不變，而向杯中倒入一些水（杯仍處于靜止?fàn)顟B(tài)），手對(duì)杯的靜摩擦力將 。vF6一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到兩個(gè)拉力作用，拉力的大小如圖所示，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，（1）若只撤去10N的拉力，則物體能否保持靜止?fàn)顟B(tài)？ ；（2）若只撤去2N的力，物體能否保持靜止?fàn)顟B(tài)？ 。7如圖所示，在=0.2的粗

9、糙水平面上，有一質(zhì)量為10kg的物體以一定的速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還有一水平向左的力F作用于物體上，其大小為10N，則物體受到的摩擦力大小為_，方向?yàn)開(g取10N/kg)8如圖所示，重20N的物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到大小為10N水平向右的力F作用，物體所受摩擦力的大小為 ，方向?yàn)?。【隨堂測(cè)試參考答案】1AB 2AD 3A 4C 5不變；變大6最大靜摩擦力fm8N，若只撤去10N的拉力，則物體能保持靜止；若只撤去2N的力，物體可能保持靜止也可能產(chǎn)生滑動(dòng)。 720N，水平向左 82N，水平向右第一次課課后精練一、選擇題1.下列說法正確的是（ ）A.甲用力把乙推倒而自己

10、并未倒下，說明只是甲對(duì)乙施加了推力，而乙對(duì)甲沒施加推力 B.甲對(duì)乙施加了力的作用，甲是施力物體，同時(shí)也是受力物體C帶正電的甲球吸引帶負(fù)電的乙球，那么乙球也吸引甲球，但是磁鐵吸引鐵塊，而鐵塊不會(huì)吸引磁鐵D力不能離開物體單獨(dú)存在2.用彈簧秤豎直懸掛一個(gè)靜止的小球，下面說法正確的是（ ）A小球?qū)椈沙拥睦褪切∏虻闹亓小球?qū)椈沙拥睦Υ笮〉扔谛∏虻闹亓Υ笮小球的重力的施力物體是彈簧秤D小球的重力的施力物體是地球3.如圖所示，細(xì)繩豎直拉緊，小球和光滑斜面接觸，并處于靜止?fàn)顟B(tài)，則小球受到的力是（ ）A重力、繩的拉力B重力、繩的拉力、斜面的彈力C重力、斜面的彈力D繩的拉力、斜面的彈力 4.關(guān)于摩擦

11、力，下列說法中正確的是（ ）A摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) B摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)C摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向總在一條直線上D摩擦力的方向總跟接觸面相切5.在圖中，質(zhì)量為20 kg的物體在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中受到水平向左、大小為10 的拉力作用，則物體所受摩擦力為（ ）(10 N/kg) A10 N 向右 B10 N 向左C20 N 向右 D20 N 向左6如圖所示，AOB為水平架空的光滑桿，其夾角AOB60，在桿上套兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，二小球由可伸縮的彈性繩連接，在繩的中點(diǎn)C，施以沿AOB的角平分線方向向右的水平拉力F，兩小球平衡時(shí)繩對(duì)球的彈力大小為T

12、，則T與F的大小關(guān)系是（ ） ATFBTFCTFD無法確定 二填空題7.如圖所示，一木塊放在水平面上，在水平方向施加外力F10 N， 2 N，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)若撤去外力F1，則木塊受到的摩擦力大小為 N，方向 8質(zhì)量為m的均勻木板，長(zhǎng)為L(zhǎng)，在水平桌面上正向右滑動(dòng)木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，當(dāng)木板有1/3的長(zhǎng)度滑出桌面時(shí)，如圖所示，木板受到的滑動(dòng)摩擦力大小是 9 如圖所示，矩形均勻薄板長(zhǎng)AC60cm，寬CD10cm，在B點(diǎn)用細(xì)線懸掛，板處于平衡狀態(tài)，AB35cm，則懸線和薄板邊緣CA的夾角。 三計(jì)算題10如圖所示，所受重力大小為G的木塊甲和傾角為的斜面體乙間的接觸面光滑，對(duì)甲施加一水平推力使甲、

13、乙無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使乙沿水平地面向左勻速運(yùn)動(dòng)，求甲對(duì)乙的壓力。 11如圖 所示，一個(gè)重G600N的人站在重P300N的平臺(tái)上，通過重為P20N的光滑動(dòng)滑輪拉住平臺(tái)，那么他必須至少用多大力來拉繩子。 例1【答案】D【解析】A、B兩圖力F垂直于斜面，無沿斜面作用效果，故不影響靜摩擦力，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；未加力時(shí)，木塊有下滑趨勢(shì)，靜摩擦力沿斜面向上，C圖中加入向上的力后，減少了下滑趨勢(shì)，摩擦力將減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D圖中力F方向向下，增加了下滑趨勢(shì)，摩擦力增大，D項(xiàng)正確。【考點(diǎn)定位】考查靜摩擦力和平衡知識(shí)例2【答案】A【解析】由于人隨扶梯斜向上勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)其受力分析可知，人只受重力和支持力的作用，選項(xiàng)A正確

14、。例3【答案】D【解析】根據(jù)胡克定律可得，設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為，則有，解得0.10m，故選項(xiàng)D正確。例4【答案】A【解析】由已知得，當(dāng)彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體時(shí)，伸長(zhǎng)量為，說明此時(shí)彈簧的拉力大小等于物體重力大小。當(dāng)彈簧沿斜面方向拉物體時(shí)，伸長(zhǎng)量仍為，說明彈力的大小還等于，這時(shí)以物體為研究對(duì)象，畫出受力分析分析圖，將重力沿斜面和垂直斜面進(jìn)行分解，沿斜面的分力大小也等于，說明沿斜面方向已經(jīng)平衡而不再需要摩擦力。所以答案為A。例5【答案】D 例6【答案】C【解析】取小滑輪作為研究對(duì)象，懸掛重物的繩中的彈力是Tmg=1010N=100 N，故小滑輪受繩的作用力沿BC、BD方向的大小都是100N，分析受力如圖（乙）所示 CBD120，CBFDBF，CBF=60，CBF是等邊三角形故F100 N。例7【答案】F=10N【解析】A、B間剛好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，A、B間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于一個(gè)臨界狀態(tài)，既可以認(rèn)為發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，其大小等于最大靜摩擦力5N，也可以認(rèn)為還沒有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，因此A、B的加速度仍然相等。分別以A和整體為對(duì)象，