高考物理一輪復(fù)習(xí)講義專題3常見的三種力受力分析

專題3常見的三種力受力分析【考點(diǎn)精要】理解力的概念及力的相互性、矢量性、物質(zhì)性。理解重力的概念，知道重心。理解彈力產(chǎn)生的條件，會(huì)確定彈力的方向及判斷彈力的有無，理解和應(yīng)用胡克定律。理解摩擦力產(chǎn)生的條件，會(huì)判斷摩擦力的有無，會(huì)計(jì)算摩擦力的大小。會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析?！緹狳c(diǎn)分析】重力、彈力、摩擦力是高中力學(xué)的基礎(chǔ)，這部分內(nèi)容在近幾年的高考中出現(xiàn)頻率較高，單獨(dú)題型多以選擇題為主，若在大題中出現(xiàn)則和動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)相結(jié)合出題。而且摩擦力，尤其靜摩擦力的分析難度不可能降到太低，其與實(shí)際情景結(jié)合，考查知識(shí)的應(yīng)用能力將成為考試的主流方向。【知識(shí)梳理】一、力的概念1．（1）力是物體對(duì)物體的作用，力不能脫離物體而獨(dú)立存在．（2）力的作用效果：使物體發(fā)生形變或使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化．（3）力是矢量．大小、方向、作用點(diǎn)是力的三要素．（4）力的單位：牛頓（N）．2．力的分類：（1）按力的性質(zhì)分，可分為重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等．（2）按力的效果分，可分為壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力等．二、力學(xué)中的三種常見力1．重力重心：重力的“等效作用點(diǎn)”，物體的重心不一定在物體上．重心相對(duì)物體的位置由物體的形狀和質(zhì)量分布決定．質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在物體的幾何中心．2．彈力：直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力．產(chǎn)生條件：（1）兩物體直接接觸；（2）物體發(fā)生彈性形變．物體所受的彈力必定是由于施力物體發(fā)生形變產(chǎn)生的．彈力方向的確定：（1）壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體．（2）繩的拉力方向總是沿著繩指向繩收縮的方向．彈力大小的確定：（1）彈簧在彈性限度內(nèi)遵守胡克定律F＝kx．（2）一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用牛頓定律或平衡條件來計(jì)算．3．摩擦力：相互接觸的物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面處產(chǎn)生的阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力．（1）靜摩擦力產(chǎn)生條件：兩物體①直接接觸；②相互擠壓；③接觸面不光滑；④有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)．方向：靜摩擦力的方向沿著接觸面的切線，與相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的方向相反．大?。红o摩擦力的大小可在0與最大靜摩擦力Fm之間變化，即0＜F≤Fm．靜摩擦力的大小與壓力大小無關(guān)，由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和物體所受的其他力決定，可根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件求靜摩擦力的大?。?）滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件：兩物體①直接接觸；②相互擠壓；③接觸面不光滑；④有相對(duì)滑動(dòng)．方向：沿著接觸面的切線與相對(duì)滑動(dòng)的方向相反（不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反）大小：Ff＝μFN三、物體受力分析對(duì)物體進(jìn)行受力分析是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)，是研究力學(xué)問題的重要方法．受力分析的程序是：1．根據(jù)題意選取研究的對(duì)象．選取研究對(duì)象的原則是要使對(duì)問題的研究盡量簡(jiǎn)便．研究對(duì)象可以是單個(gè)物體或物體的某一部分，也可以是由幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)．2．把研究對(duì)象從周圍的物體中隔離出來．為防止漏掉某個(gè)力，要養(yǎng)成按一般步驟分析的好習(xí)慣．一般應(yīng)先分析重力；然后環(huán)繞物體一周，找出跟研究對(duì)象接觸的物體，并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象的彈力和摩擦力；最后再分析其他場(chǎng)力（電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等）．3．每分析一個(gè)力，都要想一想它的施力物體是誰，這樣可以避免分析出某些不存在的力．如豎直上拋的物體并不受向上的推力，而剎車后靠慣性滑行的汽車也不受向前的“沖力”．4．畫完受力圖后要進(jìn)行定性檢驗(yàn)，看一看根據(jù)你畫的受力圖，物體能否處于題目中所給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．5．對(duì)物體受力分析時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）不要把研究對(duì)象所受的力與它對(duì)其他物體的作用力相混淆．（2）對(duì)于作用在物體上的每一個(gè)力，都必須明確它的來源，不能無中生有．（3）分析的是物體受到哪些“性質(zhì)力”（按性質(zhì)分類的力），不要把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析。典型題型1、下列關(guān)于力的說法正確的是()A.作用力和反作用力作用在同一物體上B.太陽系中的行星均受到太陽的引力作用C運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星所受引力的方向不變想實(shí)驗(yàn)說明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因2、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)?，F(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)里為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)。斜面傾角為30°，如圖所示。則物體所受摩擦力()A．等干零B．大小為EQ\f(1,2)mg，方向沿斜面向下C．大小為EQ\f(eq\r(,3),2)mg，方向沿斜面向上D．大小為mg，方向沿斜面向上3、如圖2所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)的支架上，斜梁OB與豎直方向的夾角為θ。設(shè)水平橫梁OA和斜梁OB作用于O點(diǎn)的彈力分別為F1和F2。以下結(jié)果正確的是()A．B．C．D．4、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F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（）5、用一根長(zhǎng)1m的輕質(zhì)細(xì)繩將一副質(zhì)量為1kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上，已知繩能承受的最大張力為，為使繩不斷裂，畫框上兩個(gè)掛釘?shù)拈g距最大為（?。ǎ〢．B．C．D．6、如圖所示，在光滑絕緣水平面上放置3個(gè)電荷量均為的相同小球，小球之間用勁度系數(shù)均為的輕質(zhì)彈簧絕緣連接。當(dāng)3個(gè)小球處在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，每根彈簧長(zhǎng)度為已知靜電力常量為，若不考慮彈簧的靜電感應(yīng)，則每根彈簧的原長(zhǎng)為（）A．B．C．D．7、如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為的固定斜面上?；瑝K與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，則（）A．將滑塊由靜止釋放，如果＞tan，滑塊將下滑B．給滑塊沿斜面向下的初速度，如果＜tan，滑塊將減速下滑C．用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，如果=tan，拉力大小應(yīng)是2mgsinD．用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，如果=tan，拉力大小應(yīng)是mgsin8、一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長(zhǎng)度為；改用大小為的力拉彈簧，平衡時(shí)長(zhǎng)度為.彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為()A、B、C、D、9、如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng)，與豎直方向均成角，則每根支架中承受的壓力大小為()（A）（B）（C）（D）10、如圖所示，將兩相同的木塊a、b至于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側(cè)用細(xì)繩固定于墻壁。開始時(shí)a、b均靜止。彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，兩細(xì)繩均有拉力，a所受摩擦力，b所受摩擦力，現(xiàn)將右側(cè)細(xì)繩剪斷，則剪斷瞬間（）A．大小不變B．方向改變C．仍然為零D．方向向右11、如圖，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對(duì)斜劈的摩擦力()A.等于零B.不為零，方向向右C.不為零，方向向左D.不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右【專項(xiàng)訓(xùn)練】基礎(chǔ)訓(xùn)練11．下列關(guān)于物體受靜摩擦力作用的敘述中，正確的是（）A． 靜摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反B．靜摩擦力的方向不可能與物體運(yùn)動(dòng)方向相同C．靜摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直D．靜止的物體所受的摩擦力一定為零2．如圖31所示，在μ=0.1的水平面上向右運(yùn)動(dòng)的物體，質(zhì)量為20kg，在運(yùn)動(dòng)過程中，還受到一個(gè)水平向左大小為10N的拉力作用，則物體受到滑動(dòng)摩擦力為（g=10N/kg）()32SHAPE313231A．10N，向右B．10N，向左C．20N，向右D．20N，向左3．如圖32所示，用力F把鐵塊壓緊在豎直墻上不動(dòng)，那么，當(dāng)F增大時(shí)（設(shè)鐵塊對(duì)墻的力為FN，物體受墻的摩擦力為F靜，下列說法正確的是（）A．FN增大，F(xiàn)靜不變B．FN增大，F(xiàn)靜增大C．FN變小，F(xiàn)靜不變D．關(guān)于FN和F靜的變化，以上說法都不對(duì)4．兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1=15N、F2、=9N，它們的合力不可能等于()A．9NB．25NC．6ND．21N5．碼頭上兩個(gè)人用水平力推集裝箱，想讓它動(dòng)一下，但都推不動(dòng)，其原因是（）A．集裝箱太重B．推力總小于摩擦力C．集裝箱所受合外力始終為零D．推力總小于最大靜摩擦力6．如圖33所示，物體靜止于傾斜放置的木板上，當(dāng)傾角θ由很小緩慢增大到900的過程中，木版對(duì)物體的支持力FN和摩擦力f的變化情況是（）3433A．F3433B．FN、f都減少C．FN增大，f減小D．FN減小，f乙先增大后減小7．如圖34所示，Ｂ的上表面是粗糙的水平面，AB疊放在一起，保持相對(duì)靜止，沿固定斜面勻速下滑，則物體A受_________個(gè)力的作用，它們分別是_______________________．8.如圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，球重為G，球靜止時(shí)在圖中A位置?，F(xiàn)用力將小球豎直向下移動(dòng)x至B位置，則此時(shí)彈簧的彈力為（）A. B.C. D.9、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；懸掛20N重物時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為，則彈簧的原長(zhǎng)L原和勁度系統(tǒng)k分別為A．L原＝0.02mk＝500N／mB．L原＝k＝500N／mC．L原＝k＝250N／mD．L原＝k＝250N／m10、如圖35所示，有兩條黑白毛巾交替折疊地放在水平面上，白毛巾的中部用線拉住，設(shè)線均水平，若每條毛巾的質(zhì)量均為m，毛巾之間及毛巾與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，欲將黑白毛巾分離開來，則將黑毛巾勻速拉出需加的水平力為（）A．2μmgB．4μmgC．5μmgD．6μmg335基礎(chǔ)訓(xùn)練21、關(guān)于重心，下列說法中正確的（） A．重心就是物體內(nèi)最重的一點(diǎn) B．物體發(fā)生形變時(shí)，其重心位置一定不變 C．物體升高時(shí)，其重心在空中的位置一定不變 D．采用背越式跳高的運(yùn)動(dòng)員在越過橫桿時(shí)，其重心位置可能在橫桿之下2、如圖所示，兩根相同的輕彈簧、，勁度系數(shù)皆為．懸掛的重物的質(zhì)量分別為．若不計(jì)彈簧質(zhì)量，取，則平衡時(shí)彈簧、的伸長(zhǎng)量分別為() （A）、10 （B）10、 （C）15、10 （D）10、15Pm3、如圖，P是位于水平的粗糙桌面上的物塊。用跨過定滑輪的輕繩將P與小盤相連，小盤內(nèi)有硅碼，小盤與硅碼的總質(zhì)量為m。在P運(yùn)動(dòng)的過程中，若不計(jì)空氣阻力，則關(guān)于P在水平面方向受到的作用力與相應(yīng)的施力物體，下列說法正確的是()PmA．拉力和摩擦力，施力物體是地球和桌面B．拉力和摩擦力，施力物體是繩和桌面C．重力mg和摩擦力，施力物體是地球和桌面D．重力mg和摩擦力，施力物體是繩和桌面4．一根繩子受200N的拉力就會(huì)被拉斷，如果兩人沿相反方向同時(shí)拉繩，每人用力為N時(shí)繩子就會(huì)被拉斷；如果將繩的一端固定，一個(gè)人用力拉繩另一端，則這人用力為N時(shí)，繩子就會(huì)被拉斷．5．試估算地球大氣層空氣的總重量為。(地球半徑R=6．4×103km，大氣壓強(qiáng)1．01×105Pa，球的面積公式為：S=4πR2)3146．如圖314所示，物體A與豎直面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，不計(jì)滑輪的摩擦，已知線與豎直墻平行，欲使物體向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平力F的大小應(yīng)物體A的重力．(填“>”“=”或“<”31433157．如圖315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的球，試分析小車靜止時(shí)桿對(duì)球的彈力大小和方向．8．如圖所示，水平面上有一重為40N的物體，受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持靜止．已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．2．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求：(1)物體所受的摩擦力的大小與方向；(2)當(dāng)只將Fl撤去，物體受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1，而是F2，則物體受到的摩擦力大小和方向又如何?能力提升1、受斜向上的恒定拉力作用，物體在粗糟水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是：A．拉力在豎直方向的分量一定大于重力B．拉力在豎直方向的分量一定等于重力C．拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D．拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力2、木塊A、B分別重50N和60N，它們與水平地面之間的動(dòng)磨擦因數(shù)均為；夾在A、B輕彈簧被壓縮了2cm，彈簧的經(jīng)度系數(shù)為400N/m,系統(tǒng)置于地面上靜止不動(dòng)?，F(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上.如圖所示.力F作用后靜止不動(dòng).現(xiàn)用F=1N的水平拉力作用在木塊B上，如圖所示力F作用后

A.木塊A所受摩擦力大小是12.5N

B.木塊A所受摩擦力大小是11.5N

C.木塊B所受摩擦力大小是9N

D.木塊B所受摩擦力大小是7N373.物體B放在物體A上,A、B的上下表面均與斜面平行(如圖),當(dāng)兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面C向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí) ()37A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上 C.A、B之間的摩擦力為零 D.A、B之間是否存在摩擦力取決于A、B表面的性質(zhì)4.如下圖所示,四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置,它們的右端受到大小皆為F的拉力作用,而左端的情況各不相同:①?gòu)椈傻淖蠖斯潭ㄔ谧髩ι?②彈簧的左端受大小也為F的拉力作用;③彈簧的左端拴一小物塊,物塊在光滑的桌面上滑動(dòng);④彈簧的左端拴一小物塊,物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng).若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零,以l1、l2、l3、l4依次表示四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量,則有()38382＞l1 4＞l3 1＞l3 2=l4圖45、如圖所示，物體a、b和c疊放在水平桌面上，水平為Fb＝5N、Fc＝10N分別作用于物體b、c上，a、b和c仍保持靜止。以f1、f2、f3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小，則()圖4Af1＝5N，f2＝0，f3＝5NBf1＝5N，f2＝5N，f3＝0Cf1＝0，f2＝5N，f3＝5NDf1＝0，f2＝10N，f3＝5N6．如圖所示，物塊M通過與斜面平行的細(xì)繩與小物塊m相連，斜面的傾角α可以改變。討論物塊M對(duì)斜面的摩擦力的大小，則一定有()A．若物塊M保持靜止，則α角越大，摩擦力越大B．若物塊M保持靜止，則α角越大，摩擦力越小C．若物塊M沿斜面下滑，則α角越大，摩擦力越大D．若物塊M沿斜面下滑，則α角越大，摩擦力越小7．運(yùn)動(dòng)員雙手握住豎直的桿子勻速攀上和勻速下滑時(shí)，運(yùn)動(dòng)員受到的摩擦力分別是f1和f2，則下列說法正確的是(