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文檔簡介
第三章相互作用一、力和力的圖示1.力的作用效果:(1)使物體的__________發(fā)生變化;(2)使物體發(fā)生__________2.力(1)定義:物體與物體之間的__________(2)單位:__________,簡稱__________,符號:N.(3)矢量性:力既有大小,又有__________(4)測量:力的大小可以用__________測量.3.力的表示方法(1)力的圖示:用一條帶箭頭的線段(有向線段)來表示力的三要素.①線段的長短(嚴(yán)格按標(biāo)度畫)表示力的__________;②__________表示力的方向;③__________表示力的作用點(diǎn),線段所在的直線叫做力的作用線.(2)力的示意圖:只用一條帶箭頭的線段來表示力的__________和__________二、重力1.定義:由于__________而使物體受到的力.2.大?。篏=__________,g就是自由落體加速度.3.方向:__________4.作用點(diǎn)——重心(1)重心:一個(gè)物體的各部分都受到重力的作用,從效果上看,我們可以認(rèn)為各部分受到的重力作用__________,這一點(diǎn)叫做物體的重心.(2)決定因素:①物體的__________;②物體的__________(3)確定方法:對形狀不規(guī)則的薄板狀物體,可以采用__________法來確定重心的位置.三、四種基本相互作用1.萬有引力:相互吸引的作用存在于__________物體之間,直到宇宙的深處,只是相互作用的強(qiáng)度隨距離增大而__________(填“增強(qiáng)”或“減弱”).2.電磁相互作用:電荷間的相互作用,__________間的相互作用.3.強(qiáng)相互作用:使__________緊密地保持在一起的相互作用.它的作用范圍只有約__________m.4.弱相互作用:在__________現(xiàn)象中起作用的另一種基本相互作用.作用范圍約為__________m.強(qiáng)度只有強(qiáng)相互作用的10-6倍.四、彈性形變和彈力1.形變:物體在力的作用下__________或__________發(fā)生的變化.2.彈性形變:物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠__________的形變.3.彈性限度:如果形變過大,超過一定的限度,撤去作用力后物體__________(填“能”或“不能”)完全恢復(fù)原來的形狀,這個(gè)限度叫做彈性限度.4.彈力發(fā)生__________的物體,由于要恢復(fù)原狀,對__________的物體產(chǎn)生的力.五、幾種彈力及方向1.壓力和支持力的方向都__________于物體的接觸面.2.繩的拉力方向總是沿著繩子而指向繩子__________的方向.繩中的彈力常常叫做張力.六、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__________成正比,即F=__________.2.勁度系數(shù):其中k稱為彈簧的__________,單位為__________,符號是N/m.是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量.七、摩擦力1.定義:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生__________或具有__________時(shí),就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙__________或__________的力.2.分類:__________摩擦力、__________摩擦力和滾動摩擦力.八、靜摩擦力1.定義:兩個(gè)物體之間只有__________,而沒有__________時(shí),產(chǎn)生的摩擦力叫做靜摩擦力.2.方向:總是沿著__________,并且跟物體相對運(yùn)動趨勢的方向__________3.最大靜摩擦力:靜摩擦力有一個(gè)最大值Ffmax,在數(shù)值上等于物體剛要產(chǎn)生__________時(shí)所需要的沿相對運(yùn)動趨勢方向的外力.4.靜摩擦力的大小:兩物體間實(shí)際發(fā)生的靜摩擦力Ff在__________與__________之間,即__________.九、滑動摩擦力1.定義:當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動的時(shí)候,會受到另一個(gè)物體__________它滑動的力,這種力叫做滑動摩擦力.2.方向:總是沿著接觸面,并且跟物體的__________的方向相反.3.大小:滑動摩擦力的大小跟壓力成__________公式:__________,μ為動摩擦因數(shù),它的數(shù)值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料和接觸面的情況__________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”).十、作用力與反作用力1.力是物體對__________的作用,只要談到力,就一定存在著__________物體和__________物體.2.力的作用是相互的,物體間相互作用的這一對力稱為__________和__________3.作用力與反作用力總是互相__________、同時(shí)__________的.把它們中的任何一個(gè)力叫做__________,另一個(gè)力叫做__________十一、牛頓第三定律1.實(shí)驗(yàn)探究:如圖所示,把兩個(gè)彈簧測力計(jì)A和B連接在一起,B的一端固定,用手拉A,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)是__________的.改變拉力,彈簧測力計(jì)的示數(shù)也隨著改變,但兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)總是__________,這說明作用力和反作用力大小__________,方向__________2.牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小__________,方向__________,作用在__________十二、物體的受力分析1.受力分析中常見的三種力(1)重力:任何物體都受重力,其方向__________(2)彈力:兩個(gè)相互接觸的物體__________就會產(chǎn)生彈力,其方向與接觸面__________(填“平行”或“垂直”).(3)摩擦力:當(dāng)兩個(gè)粗糙且擠壓的接觸面發(fā)生相對運(yùn)動或具有相對運(yùn)動趨勢時(shí),__________處就會產(chǎn)生滑動摩擦力或靜摩擦力,其方向與接觸面__________(填“平行”或“垂直”).2.平衡力與作用力和反作用力(1)一對平衡力:大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,且作用在__________(填“一個(gè)”或“兩個(gè)不同的”)物體上.(2)作用力和反作用力:大小相等、方向相反、作用在同一條直線上,且作用在__________(填“一個(gè)”或“兩個(gè)不同的”)物體上.(3)一對作用力和反作用力__________(填“一定”或“不一定”)是同一種類的力,而一對平衡力則__________(填“一定”或“不一定”)是同一種類的力.十三、力的合成1.合力與分力當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí),我們常常可以求出這樣一個(gè)力,這個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來幾個(gè)力的共同效果__________,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的__________,原來的幾個(gè)力叫做__________2.合力與分力的關(guān)系合力與分力之間的關(guān)系是一種__________的關(guān)系,合力作用的__________與分力共同作用的__________相同.3.力的合成(1)定義:求__________的過程叫做力的合成.(2)平行四邊形定則:兩個(gè)力合成時(shí),以表示這兩個(gè)力的線段為__________作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的__________就代表合力的大小和方向.如圖所示,__________表示F1與F2的合力.十四、共點(diǎn)力1.定義:如果幾個(gè)力共同作用在__________上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的__________,這樣的一組力叫做共點(diǎn)力.2.力的合成的平行四邊形定則,只適用于共點(diǎn)力.十五、力的分解1.定義:已知一個(gè)力求它的__________的過程.2.分解原則(1)力的分解是力的合成的__________,同樣遵守__________(2)如圖所示,把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的__________,與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)__________,就表示力F的兩個(gè)分力F1和F2.3.分解依據(jù)(1)一個(gè)力分解為兩個(gè)力,如果沒有限制,可以分解為__________對大小、方向不同的分力.(2)實(shí)際問題中,通常依據(jù)力實(shí)際作用效果分解.十六、矢量相加的法則1.矢量:既有大小,又有方向,合成時(shí)遵守__________或__________的物理量.2.標(biāo)量:只有大小,沒有方向,求和時(shí)按照__________相加的物理量.3.三角形定則:把兩個(gè)矢量__________,從第一個(gè)矢量的__________指向第二個(gè)矢量的__________的有向線段就表示合矢量的大小和方向.三角形定則與平行四邊形定則實(shí)質(zhì)上是__________的,如圖2所示.作圖步驟力的圖示力的示意圖選標(biāo)度選定標(biāo)度(用某一長度的線段表示一定大小的力)畫線段從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一線段,根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段長度從作用點(diǎn)開始沿力的方向畫一適當(dāng)長度線段標(biāo)方向在線段的末端標(biāo)出箭頭,表示方向在線段的末端標(biāo)出箭頭,表示方向【例題】1.下列關(guān)于力的說法中正確的是()A.力是物體之間的相互作用B.沒有施力物體的力有可能存在C.一個(gè)物體受到力的作用,一定有另一個(gè)物體直接接觸它且施加了這種作用D.當(dāng)兩個(gè)物體間發(fā)生力的作用時(shí),其中的任一物體既是施力物體,也是受力物體【答案】AD【解析】【詳解】A.力是物體之間的相互作用,離開了物體,力是不可能存在的,A正確;B.力是施力物體對受力物體的作用,所以有力一定有施力物體,B錯(cuò)誤;C.兩個(gè)物體相互施加力時(shí),不一定直接接觸,如地球和太陽之間存在相互作用力,但地球與太陽并不直接接觸;兩塊相距一定距離的磁鐵之間存在相互作用的吸引力或排斥力,但兩塊磁鐵沒有直接接觸,C錯(cuò)誤;D.甲、乙兩個(gè)物體間發(fā)生相互作用時(shí),甲對乙施加了力,甲是施力物體,乙是受力物體,同時(shí),乙對甲也有力的作用,這時(shí),乙是施力物體,甲是受力物體,所以,兩個(gè)物體間發(fā)生力的作用時(shí),其中的任一物體既是施力物體,也是受力物體,D正確。故選AD。2.一個(gè)人用斜向下的力推小車前進(jìn),力的大小為40N,方向與水平方向成30°,如圖為畫出的推小車的力的圖示,其中正確的是()A. B. C. D.【答案】BD【解析】【詳解】A.圖中沒有標(biāo)度。故A錯(cuò)誤;BD.圖中力的圖示三要素齊全。故BD正確;C.圖中推力的方向錯(cuò)誤。故C錯(cuò)誤。故選BD?!揪毩?xí)題】3.下列物理量都屬于矢量的是()A.質(zhì)量、距離 B.力、時(shí)間 C.速度、加速度 D.加速度、速率【答案】C【解析】【詳解】矢量既有大小又有方向,標(biāo)量只有大小沒有方向,故力、速度、加速度是矢量;質(zhì)量、距離、時(shí)間、速率是標(biāo)量。故選C。4.找出下列力的施力物體和受力物體,并作出物體所受該力的圖示。(1)在水平桌面上重為50N的書的重力;(2)空氣對氣球的20N的浮力。【答案】(1)見解析;(2)見解析【解析】【詳解】(1)在水平桌面上重為50N的書的重力,施力物體是地球,受力物體是書。力的圖示如圖所示(2)空氣對氣球的20N的浮力,施力物體是空氣,受力物體是氣球。力的圖示如圖所示1.重力的大小(1)重力的大小G=mg,只與質(zhì)量和重力加速度g有關(guān),與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān).(2)重力加速度g與物體所處的緯度和高度有關(guān),在赤道處,g最小,在兩極處,g最大(同一高度);海拔越高,g越小,離地面越近,g越大.2.重力的方向:總是豎直向下.豎直向下是指與水平面垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心.3.重力的作用點(diǎn)——重心(1)重心是物體各部分所受重力的等效作用點(diǎn),并不是只有物體的重心才受到重力作用.重心的位置除跟物體的形狀有關(guān)外,還跟物體的質(zhì)量分布有關(guān).質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心.重心的位置可以在物體上,也可以在物體外.(2)重心位置的確定方法:薄板狀物體的重心可以用懸掛法確定.【例題】5.關(guān)于重力的大小及重心的位置,以下說法中正確的是()A.靜止在水平面上的物體對水平面的壓力就是重力B.重力是物體本身具有的且作用在重心上的力C.重力的方向總是垂直于接觸面向下D.重心是物體所受重力的等效作用點(diǎn),質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體其重心一定在物體的幾何中心【答案】D【解析】【詳解】A.靜止在水平面上的物體對水平面的壓力可以等于其所受的重力大小,但壓力是彈力,重力是由地球的吸引而產(chǎn)生的,兩者的產(chǎn)生原因是不同的,故A錯(cuò)誤;BC.重力的施力物體是地球,不是物體本身具有的力,重力的方向總是豎直向下,但不一定是垂直于接觸面向下,比如在斜面上的物體受到的重力并不垂直于斜面,故BC錯(cuò)誤;D.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心,故D正確。故選D。6.小明在參觀科技館時(shí)觀察到有一個(gè)十分有趣的“錐體上滾”實(shí)驗(yàn)。如圖所示,將一個(gè)雙圓錐體輕輕放在傾斜軌道的低端,就會看到它似乎在向“上”滾去,關(guān)于錐體的運(yùn)動說法正確的是()A.雙圓錐體的重心在錐體的外部,不在錐體上B.在雙圓錐體上滾的過程中,錐體的重心在向上運(yùn)動C.雙圓錐體上滾實(shí)驗(yàn)中,雖然看到的現(xiàn)象好像是錐體在上滾,但是從側(cè)面觀察的話錐體重心其實(shí)是下移的D.當(dāng)雙圓錐體在軌道的最低處時(shí),它的重心在最低處:當(dāng)雙錐體在軌道最高處時(shí),它的重心在最高處?!敬鸢浮緾【解析】【詳解】BC.錐體上滾的原理是重心運(yùn)動,雖然看到的現(xiàn)象好像是錐體在上滾,但是從側(cè)面觀察的話錐體重心其實(shí)是下移的,B錯(cuò)誤,C正確。A.錐體的重心在錐體的內(nèi)部幾何重心上,不在物體外面,重心的具體位置在錐體的中心軸的中間,A錯(cuò)誤。D.雙錐體放在軌道的低處時(shí),放手后它會向軌道高處滾動,這是因?yàn)楫?dāng)雙錐體在軌道的最低處時(shí),它的重心在最高處;當(dāng)雙錐體在軌道最高處時(shí),它的重心卻在最低處,D錯(cuò)誤。故選C?!揪毩?xí)題】7.關(guān)于重力的大小,下列說法正確的是()A.由公式G=mg知,物體所受的重力一定等于其質(zhì)量的9.8倍B.浮在水面上的大鐵船,由于水的浮力作用,其所受重力變小了,才漂在水面上C.熟透的蘋果往下落是因?yàn)槭艿街亓ψ饔茫谔炜诊w行的飛機(jī)不掉下來,說明其所受重力等于零D.靜止于水平地面上的物體對地面壓力的大小不一定等于其重力大小【答案】D【解析】【詳解】A.g值不一定都等于9.8N/kg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.g值隨位置變化而變化,同一地理位置,物體重力不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.地球附近的物體都受到地球的吸引,即都受重力作用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.若靜止于水平地面上的物體還受到豎直方向上的拉力,其對地面的壓力就不等于重力,選項(xiàng)D正確。故選D。8.如圖所示,把一邊長為L的勻質(zhì)立方體,繞bc棱翻轉(zhuǎn),當(dāng)AbcD平面處于豎直位置時(shí),它的重心位置升高了()A. B.C. D.以上都不對【答案】C【解析】【詳解】abcd平面處于水平面時(shí),物體的重心高度為當(dāng)AbcD平面處于豎直位置時(shí),物體的重心高度為重心升高的高度為故選C。【易錯(cuò)題小練習(xí)】9.如圖所示,一個(gè)鐵桶裝滿沙子,桶的底部留有小口,沙子從底端流出,在保證桶不動的情況下,在沙子開始至完全流出的過程中,桶內(nèi)沙子和桶組成的系統(tǒng)重心變化情況是()A.一直降低 B.先降低后升高,然后保持不變C.先降低,然后保持不變 D.先升高,然后保持不變【答案】B【解析】【詳解】開始時(shí),重心在中心,隨著沙子從底端流出,重心開始下降,當(dāng)完全流出時(shí),重心重新回到幾何中心,故重心先降低后升高,然后保持不變。故選B。2.彈力有無的判斷方法(1)條件法:根據(jù)彈力產(chǎn)生條件——物體是否直接接觸并發(fā)生彈性形變.(2)假設(shè)法:假設(shè)兩個(gè)物體間不存在彈力,看物體能否保持原有的狀態(tài),若運(yùn)動狀態(tài)不變,則此處沒有彈力;若運(yùn)動狀態(tài)改變,則此處一定有彈力.(3)狀態(tài)法:根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài),利用牛頓第二定律或共點(diǎn)力平衡條件判斷彈力是否存在.3.接觸面上的彈力方向判斷面與面點(diǎn)與面點(diǎn)與曲面曲面與平面垂直于接觸面垂直于接觸面垂直于切面垂直于平面【例題】10.如圖所示,跳水運(yùn)動員正在起跳。此時(shí)被壓彎的跳板對運(yùn)動員的彈力()A.方向向下B.方向一定沿跳板板面C.由跳板的形變所產(chǎn)生D.由腳的形變所產(chǎn)生【答案】C【解析】【詳解】AB.跳水運(yùn)動員正在起跳,運(yùn)動員并不處于靜止?fàn)顟B(tài),所以跳板對人的作用力方向并不清楚,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;CD.跳板對運(yùn)動員的彈力是由施力物體形變產(chǎn)生,即跳板形變產(chǎn)生的,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。故選C。11.作出下列A物體受到的彈力。【答案】見解析【解析】【詳解】兩物體直接接觸產(chǎn)生的彈力與接觸面垂直,點(diǎn)點(diǎn)接觸的過接觸點(diǎn)做出公切面,彈力垂直與共切面,繩子的彈力沿繩子收縮方向,對A物體受到的彈力如圖【練習(xí)題】12.乒乓球運(yùn)動是我們所熟知的,讓乒乓球從左向右觸桌面后反彈,下圖中對于反彈過程中乒乓球受到桌面的彈力方向的分析正確的是()A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】在乒乓球與桌面作用時(shí),乒乓球受到桌面的彈力方向垂直桌面豎直向上。故選A。13.在光滑半球形容器內(nèi)放置一細(xì)桿,細(xì)桿與容器的接觸點(diǎn)分別為A、,如圖所示。下列說法正確的是()A.該細(xì)桿在A點(diǎn)處所受支持力的方向指向球心、是由容器的形變產(chǎn)生的B.該細(xì)桿在A點(diǎn)處所受支持力的方向垂直細(xì)桿向上,是由細(xì)桿的形變產(chǎn)生的C.該細(xì)桿在點(diǎn)處所受支持力的方向垂直細(xì)桿向上,是由細(xì)桿的形變產(chǎn)生的D.該細(xì)桿在點(diǎn)處所受支持力的方向豎直向上,是由容器的形變產(chǎn)生的【答案】A【解析】【詳解】AB.該細(xì)桿在A點(diǎn)處所受支持力的方向指向球心,是由容器的形變產(chǎn)生的,A正確,B錯(cuò)誤;CD.該細(xì)桿在點(diǎn)處所受支持力的方向垂直細(xì)桿向上,是由容器的形變產(chǎn)生的,CD錯(cuò)誤。故選A。輕繩輕桿圖示受外力作用時(shí)形變的種類拉伸形變拉伸形變、壓縮形變、彎曲形變受外力作用時(shí)形變量大小微小,可忽略微小,可忽略彈力方向沿著繩,指向繩收縮的方向既能沿著桿,也可以跟桿成任意角度【例題】14.下列圖中各物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。圖中畫出了小球A所受彈力的情況,其中正確的是()A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】A.根據(jù)受力平衡可知,固定桿對小球A的彈力與重力平衡,方向豎直向上,A錯(cuò)誤;B.根據(jù)受力平衡可知,小球A受到重力和豎直繩拉力,傾斜繩子拉力應(yīng)為0,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)受力平衡可知,小球A受到重力、豎直墻壁對小球A水平向左的彈力、下方小球?qū)π∏駻沿兩球心斜向上的彈力,故C正確;D.根據(jù)受力平衡可知,小球A受到重力、沿繩子方向的彈力、半圓軌道對小球指向半圓軌道圓心的彈力,故D錯(cuò)誤。故選C。15.如圖,底端置于粗糙水平地面上的桿,其頂端被一根細(xì)線用手拉住,桿處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)線水平。下列說法正確的是()A.細(xì)線對桿的彈力方向?yàn)樗较蜃驜.細(xì)線對桿的彈力方向垂直桿向左C.地面受到桿的彈力沿桿向左下方D.桿受到地面的彈力是由地面的形變產(chǎn)生的【答案】AD【解析】【詳解】AB.細(xì)線的彈力沿細(xì)線方向,細(xì)線對桿的彈力方向?yàn)樗较蜃?,故A正確;C.地面受到桿的彈力垂直地面向下,故C錯(cuò)誤;D.桿受到地面的彈力是由地面的形變產(chǎn)生的,故D正確。故選AD。【練習(xí)題】16.如圖甲所示,小車上固定的一根直桿A,頂端固定著一個(gè)小球B,現(xiàn)小車從斜面上勻速下滑,如圖乙所示,則小球受到的彈力方向正確的是()A.沿桿方向向上B.沿桿方向向下C.豎直向上D.上面說法均不正確【答案】C【解析】【詳解】由桿產(chǎn)生彈力條件可知,桿產(chǎn)生的彈力的方向不一定沿著桿的方向。小球在重力和彈力作用下沿斜面做勻速直線運(yùn)動,重力和彈力是一對平衡力,所以彈力與重力大小相等,方向相反,在一條直線上,即彈力方向豎直向上。故選C。17.在如圖所示的四幅圖中,AB、BC均為輕質(zhì)桿,各圖中桿的A、C端都通過鉸鏈與墻連接,兩桿都在B處由鉸鏈相連接。下列說法正確的是()A.圖中的AB桿可以用輕繩代替的有甲、乙、丙B.圖中的AB桿可以用輕繩代替的有甲、丙、丁C.圖中的BC桿可以用輕繩代替的有乙、丙、丁D.圖中的BC桿可以用輕繩代替的有甲、乙、丁【答案】B【解析】【分析】【詳解】輕質(zhì)桿與輕繩的區(qū)別在于輕質(zhì)桿不但能被壓,還能被拉,而輕繩只能被拉,根據(jù)這一點(diǎn)再取B點(diǎn)為研究對象并進(jìn)行受力分析可得到圖乙中AB不能用輕繩代替,圖甲、乙、丁中BC不能用輕繩代替,所以正確的選項(xiàng)應(yīng)該是B。1.對胡克定律的理解(1)x是彈簧的形變量,而不是彈簧形變后的長度.(2)k為彈簧的勁度系數(shù),反映彈簧本身的屬性,由彈簧自身的長度、粗細(xì)、材料等因素決定,與彈力F的大小和形變量x無關(guān).(3)F-x圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(如圖所示),直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k.(4)胡克定律的推論:ΔF=kΔx.彈簧彈力的變化量ΔF跟彈簧形變量的變化量Δx成正比.2.胡克定律的適用條件:彈簧在彈性限度內(nèi)發(fā)生彈性形變.3.彈簧彈力的方向彈性繩輕彈簧圖示受外力作用時(shí)形變的種類拉伸形變拉伸形變、壓縮形變受外力作用時(shí)形變量大小較大,不可忽略較大,不可忽略彈力方向沿著繩,指向繩收縮的方向沿著彈簧,指向彈簧恢復(fù)原長的方向【例題】18.如圖所示,在鐵架臺上豎直懸掛著一輕質(zhì)彈簧,不掛鉤碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)缚潭葹?.00cm;掛上重1.96N的鉤碼,鉤碼靜止時(shí)彈簧下端指針?biāo)缚潭葹?0.00cm。此彈簧的勁度系數(shù)是()A.49N/m B.98N/mC.147N/m D.196N/m【答案】B【解析】【詳解】由題意知,掛上1.96N的鉤碼,彈簧的伸長量為根據(jù)胡克定律可得故選B。19.如圖甲所示,彈簧一端固定在傳感器上,傳感器與電腦相連。當(dāng)對彈簧施加變化的作用力(拉力或壓力)時(shí),在電腦上得到了彈簧形變量與其彈力的關(guān)系圖像,如圖乙所示。則下列判斷正確的是()A.彈簧產(chǎn)生的彈力和彈簧的長度成正比B.彈簧長度的增加量與對應(yīng)的彈力增加量成正比C.該彈簧的勁度系數(shù)是2N/mD.該彈簧的勁度系數(shù)是20N/m【答案】B【解析】【詳解】AB.根據(jù)胡克定律可知彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比,且彈簧長度的增加量與對應(yīng)的彈力增加量成正比,故A錯(cuò)誤,B正確;CD.圖像的斜率代表彈簧的勁度系數(shù),則有故CD錯(cuò)誤。故選B。20.彈力在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,如生活中的緩沖裝置就是利用彈簧的彈力作用來實(shí)現(xiàn)的。某緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡單模型,圖中、為原長相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧。下列說法正確的是()A.墊片向右移動時(shí),兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等B.墊片向右移動時(shí),兩彈簧的壓縮量都保持相等C.把這兩彈簧當(dāng)成一根,勁度系數(shù)大于或D.緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)【答案】A【解析】【詳解】A.根據(jù)牛頓第三定律可知,彈簧間的相互作用力,大小相等,故A正確;B.墊片向右移動時(shí),兩彈簧的彈力大小相等、彈簧的勁度系數(shù)不同,根據(jù)胡克定律可知兩彈簧的壓縮量不相等,故B錯(cuò)誤;C.把這兩彈簧當(dāng)成一根,彈簧的形變量等于兩個(gè)彈簧的形變量和,則有即可知勁度系數(shù)小于或,故C錯(cuò)誤;D.緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān),相同力情況下勁度系數(shù)越小,根據(jù)胡克定律可知彈簧形變量越大,緩沖效果越好,故D錯(cuò)誤。故選A?!揪毩?xí)題】21.如圖甲所示,外力F作用在A端,可拉可壓,取水平向左為正方向,則外力F隨彈簧長度的變化關(guān)系如圖乙所示,下列說法正確的是()A.彈簧原長為B.彈簧的勁度系數(shù)為C.時(shí),彈簧對墻壁的彈力方向水平向右D.時(shí),彈簧對墻壁的彈力大小為【答案】D【解析】【詳解】A.根據(jù)圖像可知,當(dāng)時(shí),彈簧處于自然伸長狀態(tài),即自然長度故A錯(cuò)誤;B.由胡克定律可得故B錯(cuò)誤;C.由題意知,彈簧長度為10cm時(shí),F(xiàn)方向向左,彈簧處于壓縮狀態(tài),彈簧對墻壁的彈力水平向左,故C錯(cuò)誤;D.由題意知,彈簧長度為20cm時(shí),F(xiàn)方向向右,彈簧處于伸長狀態(tài),彈簧對墻壁的彈力水平向右,大小為故D正確。故選D。22.如圖所示,輕彈簧的兩端各受30N拉力F的作用,彈簧伸長了10cm(在彈性限度內(nèi))。那么下列說法中正確的是()A.彈簧的彈力為60NB.根據(jù)公式k=,彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大C.該彈簧的勁度系數(shù)k為300N/mD.彈簧的彈力為30N【答案】CD【解析】【詳解】AD.根據(jù)力的作用的相互性,彈簧的彈力為30N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,D正確;BC.根據(jù)胡克定律F=kx得,彈簧的勁度系數(shù)彈簧的勁度系數(shù)k由彈簧本身決定,與彈簧彈力F的變化無關(guān),選項(xiàng)C正確,B錯(cuò)誤。故選CD。23.彈力在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。生活中的緩沖裝置就是利用彈簧的彈力作用來實(shí)現(xiàn)的。某緩沖裝置可簡化成如圖所示的簡單模型,圖中k1、k2為原長相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧。下列說法正確的是()A.緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)沒有關(guān)系B.兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小始終相等C.兩彈簧的長度始終保持相等D.勁度系數(shù)大的彈簧的形變量大【答案】B【解析】【詳解】A.勁度系數(shù)大的彈簧緩沖效果不明顯,勁度系數(shù)小的彈簧緩沖效果明顯,所以緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)。故A錯(cuò)誤;B.兩彈簧始終在一條直線上,所以彈簧彈力處處相等。故B正確;C.彈簧勁度系數(shù)不同,相同力下形變量不同,所以兩彈簧的長度始終不同。故C錯(cuò)誤;D.相同的彈力,兩彈簧均有形變量,勁度系數(shù)大的彈簧的形變量小。故D錯(cuò)誤。故選B。1.滑動摩擦力的產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力).(2)接觸面粗糙.(3)兩物體間有相對運(yùn)動.2.滑動摩擦力的方向滑動摩擦力的方向沿接觸面,與物體相對運(yùn)動的方向相反.滑動摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運(yùn)動,而不是阻礙物體的運(yùn)動,所以滑動摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動方向相同,也可能相反.3.滑動摩擦力的大小由公式F=μFN計(jì)算(也可以由二力平衡來求解)(1)FN是兩個(gè)相接觸的物體間的壓力,F(xiàn)N的大小可以與重力G大小相等,也可以不等.(2)動摩擦因數(shù)μ的大小由接觸面的材料和接觸面的粗糙程度決定,與FN無關(guān).(3)滑動摩擦力的大小與接觸面的面積無關(guān),與物體間相對運(yùn)動速度的大小無關(guān).【例題】24.關(guān)于滑動摩擦力和動摩擦因數(shù),下列說法正確的是()A.由滑動摩擦力公式f=μN(yùn)可知,f與μ成正比,與N成正比B.滑動摩擦力與物體間的接觸面積有關(guān),接觸面積越大,滑動摩擦力越大C.由可知,μ與f成正比,與N成反比D.動摩擦因數(shù)由接觸面的材料和粗糙程度決定【答案】AD【解析】【詳解】AB.由滑動摩擦力公式f=μN(yùn)可知,f與μ成正比,與N成正比滑動摩擦力與物體間的接觸面積無關(guān)。故A正確;B錯(cuò)誤;CD.同理,動摩擦因數(shù)由接觸面的材料和粗糙程度決定。與f和N無關(guān)。故C錯(cuò)誤;D正確。故選AD。25.如圖所示,重10N的物體沿水平面向右運(yùn)動,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,同時(shí)物體受到一個(gè)水平向左、大小為3N的恒力作用,以下說法正確的是()A.物體受到水平向右、大小為5N的滑動摩擦力B.物體受到水平向左、大小為2N的滑動摩擦力C.物體受到的合外力為零D.物體受到的合外力大小為5N【答案】BD【解析】【詳解】AB.物體沿水平面向右運(yùn)動,滑動摩擦力方向水平向左,大小為故A錯(cuò)誤,B正確;C.物體受到的合力為方向水平向左,故C錯(cuò)誤,D正確。故選BD?!揪毩?xí)題】26.關(guān)于滑動摩擦力,下列說法正確的是()A.滑動摩擦力的方向一定與物體運(yùn)動方向相反B.滑動摩擦力一定阻礙物體間相對運(yùn)動C.兩物體間有相對運(yùn)動時(shí),接觸面間一定有滑動摩擦力D.滑動摩擦力的方向一定沿接觸面的切線方向【答案】BD【解析】【詳解】A.滑動摩擦力一定沿接觸面,并且與兩物體相對運(yùn)動方向相反,與物體的運(yùn)動方向可能相同,也可能相反,A錯(cuò)誤;B.由于滑動摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動方向相反,因此滑動摩擦力一定阻礙物體間相對運(yùn)動,B正確;C.兩物體間有相對運(yùn)動時(shí),如果兩物體接觸面光滑,之間沒有相互擠壓,則接觸面間不一定有滑動摩擦力,C錯(cuò)誤;D.滑動摩擦力是在兩物體接觸面間有相互擠壓,且接觸面不光滑并有相對運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的,因此滑動摩擦力的方向一定沿接觸面的切線方向,D正確。故選BD。27.如圖,木板靜止在水平面上,當(dāng)木塊在木板上滑動時(shí),木塊對木板的壓力為,木塊所受木板的滑動摩擦力為,木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為。下列說法正確的是()A.與接觸面的材料和粗糙程度無關(guān)B.由可知,與的值成正比,與的值成反比C.由可知,的值與成反比D.的方向與木板垂直,的方向與木塊的運(yùn)動方向相反【答案】D【解析】【詳解】A.與接觸面的材料和粗糙程度有關(guān),A錯(cuò)誤;B.為兩接觸面間的一種固有屬性與和大小無關(guān),B錯(cuò)誤;C.由可知,當(dāng)一定時(shí),動摩擦因數(shù)越大,滑動摩擦力越大,即的值與成正比,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)彈力的特性可得的方向與木板垂直,根據(jù)滑動摩擦力的特性可知的方向與木塊的運(yùn)動方向相反,D正確。故選D。【易錯(cuò)題小練習(xí)】28.如圖位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊相連,從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的,已知Q與P之間以及桌面之間的動摩擦因數(shù)都為,P和Q的質(zhì)量都為2m,滑輪軸上的摩擦不計(jì),若用一水平向右的恒力F拉P使其做勻速直線運(yùn)動,則F的大小為()A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】對物塊Q,設(shè)輕繩拉力為T,兩物塊間的滑動摩擦力為根據(jù)二力平衡,可知對物塊P,受到拉力F、Q對P的水平向左的滑動摩擦力、地面對P的水平向左的滑動摩擦力,根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得其中,聯(lián)立可得,拉力F的大小為故選D。1.靜摩擦力的產(chǎn)生條件(1)兩物體直接接觸且相互擠壓(即有彈力).(2)接觸面粗糙.(3)兩物體間有相對運(yùn)動趨勢.2.靜摩擦力的方向(1)在接觸面上與接觸面相切,且與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反.(2)當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速運(yùn)動)時(shí),與使物體產(chǎn)生相對運(yùn)動趨勢的外力方向相反.3.靜摩擦力的大?。?)范圍:0<Ff≤Ffmax.(2)計(jì)算:物體做勻速直線運(yùn)動或靜止時(shí),根據(jù)二力平衡條件求解.(3)靜摩擦力大小與正壓力無關(guān).4.說明(1)靜摩擦力的方向與相對運(yùn)動趨勢的方向相反,與運(yùn)動方向可能相同,也可能相反.(2)靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的兩物體之間,受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,運(yùn)動的物體也可能受靜摩擦力作用.【例題】29.用手牢牢抓住一個(gè)啤酒瓶保持在豎直狀態(tài),如圖所示,則關(guān)于啤酒瓶受到的摩擦力()A.無論手抓得松緊,增加瓶子里的酒量,摩擦力增大B.只有手抓得更緊,并增加瓶子里的酒量,摩擦力才增大C.手捏得越緊,摩擦力越大D.手捏得越松,摩擦力越小【答案】A【解析】【詳解】對啤酒瓶受力分析可知,豎直方向摩擦力與自身重力平衡,增加瓶子里的酒量,會導(dǎo)致其重力增大,從而致使摩擦力增大。故A正確;BCD錯(cuò)誤。故選A。30.某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究物塊與木板之間的摩擦力。實(shí)驗(yàn)臺上固定一個(gè)力傳感器,傳感器用細(xì)線拉住物塊,物塊放置在粗糙的木板上。水平向左拉木板,傳感器記錄的Ft圖像如圖乙所示。增加物塊上的鉤碼反復(fù)實(shí)驗(yàn)。據(jù)此實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是()A.物塊對木板的壓力越大,滑動摩擦力越大B.物塊對木板的壓力越大,靜摩擦力越大C.物塊對木板的壓力越大,最大靜摩擦力越大D.物塊滑動之前,拉力越大,靜摩擦力越大【答案】ACD【解析】【詳解】AC.滑動摩擦力與最大靜摩擦力都與物體間正壓力成正比,AC正確;BD.在剛要發(fā)生相對滑動前,物塊與木板間的靜摩擦力大小隨外力增大而增大,與物塊對木板的壓力大小無關(guān),B錯(cuò)誤,D正確。故選ACD?!揪毩?xí)題】31.如圖所示,用水平力F將一個(gè)重為G的物體壓在豎直墻壁上,物體保持靜止不動。關(guān)于墻壁對物體的摩擦力,下列說法正確的是()A.方向豎直向下 B.大小等于FC.大小等于G D.若增大F,摩擦力也增大【答案】C【解析】【詳解】物體保持靜止不動,其受力如圖所示豎直方向上,物體受重力及豎直向上的靜摩擦力作用,則有靜摩擦力f的大小與F無直接關(guān)系,故選C。32.如圖所示,水平地面上堆放著原木,關(guān)于原木P在支撐點(diǎn)M、N處受力情況,下列說法正確的是()A.M處受到的支持力垂直MN向上B.N處受到的支持力豎直向上C.M處可能受到沿MN方向的靜摩擦力D.N處可能受到沿MN方向的靜摩擦力【答案】D【解析】【詳解】A.M處受到的支持力的方向與地面垂直向上,即豎直向上,故A錯(cuò)誤;B.N處受到的支持力的方向與原木P垂直向上,不是豎直向上,故B錯(cuò)誤;C.M處受到的靜摩擦力與支持力的方向垂直,沿水平方向,故C錯(cuò)誤;D.若原木P有沿原木向下的運(yùn)動趨勢,所以N處可能受到的摩擦力沿MN方向,故D正確。故選D。33.如圖所示的皮帶傳動裝置中,是主動輪,是從動輪,分別是皮帶上與兩輪接觸的點(diǎn),分別是兩輪邊緣與皮帶接觸的點(diǎn)(為清楚起見,圖中將兩輪與皮帶畫得略微分開,而實(shí)際上是緊密接觸的)。當(dāng)順時(shí)針起動時(shí),若皮帶與兩輪不打滑,則各點(diǎn)所受靜摩擦力的方向分別是()A.向上、向下、向下、向上 B.向下、向上、向上、向下C.向上、向上、向下、向下 D.向下、向下、向上、向上【答案】C【解析】【詳解】假設(shè)主動輪O1與皮帶間無摩擦力作用,則當(dāng)O1順時(shí)針啟動時(shí),O1與皮帶間將會打滑,此時(shí)C點(diǎn)將相對于A點(diǎn)向上運(yùn)動。實(shí)際上,O1與皮帶間沒有打滑,可見C點(diǎn)相對于A點(diǎn)有向上運(yùn)動的趨勢;反之,A點(diǎn)相對于C點(diǎn)有向下運(yùn)動的趨勢。根據(jù)靜摩擦力的方向與物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反,可知C、A兩點(diǎn)受到的靜摩擦力FC、FA的方向分別是向下、向上。同理,可判斷B、D兩點(diǎn)所受摩擦力的方向如圖所示。故選C。一對作用力與反作用力一對平衡力不同點(diǎn)作用對象作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上依存關(guān)系相互依存,不可單獨(dú)存在,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失無依存關(guān)系,撤除一個(gè),另一個(gè)依然可能存在疊加性兩力作用效果不可疊加,不可求合力兩力作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,且合力為零力的性質(zhì)一定是同種性質(zhì)的力可以是同種性質(zhì)的力,也可以是不同種性質(zhì)的力相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上【例題】34.如圖所示,運(yùn)動愛好者在無風(fēng)時(shí)借助繩子緩慢下降,下列說法正確的是()A.運(yùn)動愛好者受到的重力和繩子對他的力是一對平衡力B.繩子和巖石對運(yùn)動愛好者的作用力的合力不等于他的重力C.繩子和巖石對運(yùn)動愛好者的作用力的合力方向豎直向上D.繩子對運(yùn)動愛好者的力和巖石對他的力是一對作用力和反作用力【答案】C【解析】【詳解】A.運(yùn)動愛好者受到的重力和繩子對他的力方向不在同一直線上,不是一對平衡力,故A錯(cuò)誤;B.運(yùn)動愛好者緩慢下降,受力平衡,所以繩子和巖石對運(yùn)動愛好者的作用力的合力大小等于他的重力,故B錯(cuò)誤;C.運(yùn)動愛好者受力平衡,繩子和巖石對運(yùn)動愛好者的作用力的合力與他的重力平衡,故合力方向豎直向上,故C正確;D.繩子對運(yùn)動愛好者的力和巖石對他的力不是相互作用力,故D錯(cuò)誤。故選C。【練習(xí)題】35.如圖所示,杯子置于水平桌面時(shí),則下列說法正確的是()A.力F1和力F2是一對平衡力 B.力F1和力F2是一對作用力和反作用力C.力F2和杯子的重力G施力物體相同 D.力F1的大小大于力F2的大小【答案】B【解析】【詳解】ABD.杯子對桌面的壓力和桌面對杯子的支持力是等大,反向,共線,作用于兩個(gè)物體,兩個(gè)物體之間的相互作用,所以是一對作用力和反作用力,故AD錯(cuò)誤,B正確;C.力與杯子的重力都作用在杯子上,力的施力物體是桌面,杯子的重力的施力物體是地球,故C錯(cuò)誤。故選B。36.機(jī)器人服務(wù)人類的場景越來越廣泛,如餐廳使用的送餐機(jī)器人,某次送餐時(shí)送餐機(jī)器人保持勻速運(yùn)動,現(xiàn)將其結(jié)構(gòu)簡化為如圖乙所示的示意圖,機(jī)器人的上表面始終保持水平,則下列說法正確的是()A.機(jī)器人對菜品的支持力和菜品的重力是一對平衡力B.菜品對機(jī)器人的壓力就是菜品的重力C.菜品對機(jī)器人的壓力和地面對機(jī)器人的支持力是一對相互作用力D.機(jī)器人對菜品的摩擦力水平向前【答案】A【解析】【詳解】A.以菜品為研究對象可知,機(jī)器人對菜品的支持力和菜品的重力是一對平衡力,故A正確;B.菜品對機(jī)器人的壓力施力物體是菜品,菜品的重力的施力物體是地球,二者不是同一個(gè)力,故B錯(cuò)誤;C.相互作用力是兩個(gè)物體間的力,而菜品對機(jī)器人的壓力和地面對機(jī)器人的支持力涉及到三個(gè)物體,可知菜品對機(jī)器人的壓力和地面對機(jī)器人的支持力不是一對相互作用力,故C錯(cuò)誤;D.送餐時(shí)送餐機(jī)器人保持勻速運(yùn)動,機(jī)器人對菜品無摩擦力作用,故D錯(cuò)誤;故選A。1.受力分析的一般步驟①明確研究對象;②先分析重力和已知力,再根據(jù)接觸面分析彈力和摩擦力③標(biāo)記力的方向和符號,體現(xiàn)力的特點(diǎn)和區(qū)分。2.受力分析的三個(gè)技巧(1)不要把研究對象所受的力與研究對象對其他物體的作用力混淆.(2)除了根據(jù)力的性質(zhì)和特點(diǎn)進(jìn)行判斷,假設(shè)法是判斷彈力、摩擦力有無及方向的常用方法.(3)善于轉(zhuǎn)換研究對象,尤其是彈力、摩擦力的方向不易判定的情形,可以分析與其接觸物體的受力,再應(yīng)用牛頓第三定律判定.【例題】37.一個(gè)球形物體靜止放在光滑的水平地面上,并與豎直墻壁相接觸,A、B兩點(diǎn)是球與墻和球與地面的接觸點(diǎn),則下列說法正確的是()A.物體受三個(gè)力,重力、地面對物體的支持力、墻壁對物體的彈力B.物體受兩個(gè)力,重力、地面對物體的支持力C.物體受兩個(gè)力,重力、物體對地面的壓力D.物體受三個(gè)力,重力、物體對地球的引力、物體對地面的壓力【答案】B【解析】【詳解】由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài),所以物體受豎直向下的重力,地面對物體豎直向上的支持力,兩個(gè)力的作用,不受地面的摩擦力和墻壁的作用力。故選B。38.如圖所示,彈簧豎直放置在水平地面上,另一端連接一個(gè)三角形物體,物體又貼在傾斜的墻壁上處于靜止?fàn)顟B(tài),有關(guān)物體的受力分析,下列說法正確的是()A.物體可能受三個(gè)力 B.物體與墻壁之間一定有彈力C.彈簧可能處于伸長狀態(tài) D.當(dāng)物體與墻壁之間有彈力時(shí),一定有摩擦力【答案】D【解析】【詳解】物體受重力、彈簧的向上的彈力,即彈簧一定處于壓縮狀態(tài),另外可能受墻壁的斜向下的支持力,由平衡知識可知,此時(shí)一定還受到墻壁斜向上的摩擦力,即物體可能受兩個(gè)力,也可能受四個(gè)力,物體與墻壁之間不一定有彈力,選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤,D正確。故選D。【練習(xí)題】39.如圖所示,一個(gè)帶磁性的白板擦被吸附在傾斜放置的白板的下表面并處于靜止?fàn)顟B(tài)。若磁力垂直于接觸面,則下列說法正確的是()A.白板擦與白板之間可能沒有摩擦力B.白板擦與白板之間可能沒有彈力C.白板擦受到的合力大小等于其重力大小D.白板擦受到白板的作用力方向豎直向上【答案】D【解析】【詳解】AB.對白板擦進(jìn)行受力分析,白板擦受到重力,白板的垂直于板的吸引力,垂直于板的彈力,在重力的作用下,白板擦有一種沿板向下的運(yùn)動趨勢,即受到沿板向上的摩擦力,合計(jì)四個(gè)力的作用,AB錯(cuò)誤;C.白板擦處于靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)平衡條件可知,白板擦受到的合力為0,C錯(cuò)誤;D.白板對白板擦有彈力、摩擦力與吸引力三個(gè)力作用,根據(jù)平衡條件可知,這三個(gè)力的合力與重力大小相等,方向相反,即白板擦受到白板的作用力方向豎直向上,D正確。故選D。40.如圖所示,甲乙兩人分別乘坐兩種電動扶梯(均與扶梯保持相對靜止),此時(shí)兩電梯均勻速向上運(yùn)轉(zhuǎn),則()A.甲受到三個(gè)力的作用B.甲受到的摩擦力水平向右C.乙受到兩個(gè)力的作用D.乙受到的摩擦力沿斜面向上【答案】D【解析】【詳解】AB.根據(jù)題意可知,甲與電梯保持相對靜止,勻速向上運(yùn)動,所受合力為零,則甲受重力和電梯的支持力,兩個(gè)力的作用,不受電梯的摩擦力,故AB錯(cuò)誤;CD.根據(jù)題意可知,乙與電梯保持相對靜止,勻速向上運(yùn)動,所受合力為零,乙受重力和電梯垂直電梯面的支持力,由平衡條件可知,乙還受沿斜面向上的摩擦力,則乙受三個(gè)力的作用,故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。整體法隔離法概念將加速度相同的幾個(gè)物體作為一個(gè)整體來分析的方法將研究對象與周圍物體分隔開來分析的方法選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用力或求系統(tǒng)整體的加速度研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力【例題】41.如圖所示,A、B、C疊放在一起,F(xiàn)作用在B上,三物體仍保持靜止,則下列說法正確的是()A.C受到地面對其向左的摩擦力 B.A受到水平向右的摩擦力C.C對B的摩擦力方向水平向右 D.C共受到四個(gè)力作用【答案】A【解析】【詳解】A.以A、B、C三者整體為研究對象,此整體在水平方向上受平衡力的作用,因此C受到地面的摩擦力等于拉力F,方向向左,故A正確;B.以A為研究對象,A不受摩擦力,故B錯(cuò)誤;C.以A、B整體為研究對象可知,C對B的摩擦力的大小等于F,方向水平向左,故C錯(cuò)誤;D.可將C隔離開作為隔離體進(jìn)行分析,C受到重力,B對C的壓力和摩擦力,地面對C的支持力和摩擦力,共五個(gè)力的作用,故D錯(cuò)誤。故選A。42.如圖所示,用兩個(gè)相同的夾板夾住三個(gè)重為G的物體A、B、C,三個(gè)物體均保持靜止,請分析各個(gè)物體的受力情況?!敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥俊驹斀狻恳匀矬w為一整體,豎直方向上,受重力3G,豎直向下,兩板對它向上的摩擦力,分別為f;水平方向上,受兩側(cè)板對它的壓力N1、N2.根據(jù)平衡條件得,每一側(cè)受的摩擦力大小等于1.5G。隔離A,A物體受重力G,方向豎直向下,板對它的向上的摩擦力f,大小等于1.5G,A物體要平衡,就必須受到一個(gè)B對它的向下的摩擦力fBA,根據(jù)平衡條件得,大小應(yīng)等于0.5G;水平方向上,A物體受板對它的壓力N2和B對它的壓力NBA。隔離C,C物體的受力情況與A物體類似,豎直方向上受重力G、板對它的向上的摩擦力f、B對它的向下的摩擦力fBC,水平方向上受板對它的壓力N1、B對它的壓力NBC.隔離B,豎直方向上B物體受重力G、由牛頓第三定律得,B受到A對它的向上的摩擦力fAB、C對它的向上的摩擦力fCB,以及水平方向上A對它的壓力NAB和C對它的壓力NCB?!揪毩?xí)題】43.如圖所示,在豎直向上的恒力F作用下,a、b兩物體緊挨豎直墻面處于靜止?fàn)顟B(tài),則關(guān)于它們的受力情況,下列說法正確的是(??)A.a一定受到4個(gè)力B.a可能受到3個(gè)力C.a與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D.a與b之間不一定有摩擦力【答案】A【解析】【詳解】將物體a、b看成整體,以整體為研究對象,進(jìn)行受力分析,整體受到重力、已知外力F,說明a與墻壁之間沒有彈力,沒有彈力就一定沒有摩擦力;以物體b為研究對象,對物體b進(jìn)行受力分析,可知b受到重力、支持力和靜摩擦力作用,b受到3個(gè)力,再以物體a為研究對象,受力分析可知a受到4個(gè)力作用。故選A。44.如圖所示,在水平力F作用下,A、B保持靜止,若A與B的接觸面是水平的,且。則關(guān)于B的受力個(gè)數(shù)可能為()A.3個(gè),4個(gè) B.4個(gè),5個(gè) C.5個(gè),6個(gè) D.4個(gè),6個(gè)【答案】B【解析】【詳解】先對AB整體進(jìn)行受力分析,受重力。水平外力F以及支持力;當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力時(shí),整體有上滑的趨勢;當(dāng)水平力F平行下面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力時(shí),有下滑的趨勢;當(dāng)水平力F平行斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力時(shí),無滑動趨勢。對A進(jìn)行受力分析,受水平力F、重力、支持力和向左的靜摩擦力,共4個(gè)力;最后對B受力分析,受重力,A對B的壓力和向右的靜摩擦力,斜面對B的支持力,若B物體相對斜面有滑動的趨勢,還要受到斜面的靜摩擦力,若相對斜面無滑動趨勢,則不受斜面的靜摩擦力,即物體B可能受4個(gè)力,也可能受5個(gè)力。故選B。兩分力大小不變時(shí),合力F隨兩分力F1、F2夾角θ的增大而減小,隨θ的減小而增大.(0°≤θ≤180°)1.兩分力同向(θ=0°)時(shí),合力最大,F(xiàn)=F1+F2,合力與分力同向.2.兩分力反向(θ=180°)時(shí),合力最小,F(xiàn)=|F1-F2|,合力的方向與較大的一個(gè)分力的方向相同.3.合力的取值范圍:|F1-F2|≤F≤F1+F2.合力可能大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等于某一分力.4.利用數(shù)學(xué)方法計(jì)算合力(1)兩分力共線時(shí):①若F1、F2兩力同向,則合力F=F1+F2,方向與兩力同向.②若F1、F2兩力反向,則合力F=|F1-F2|,方向與兩力中較大的同向.(2)兩分力不共線時(shí):可以根據(jù)平行四邊形定則作出力的示意圖,然后由幾何關(guān)系求解對角線,其長度即為合力大?。韵聻閮煞N特殊情況:①相互垂直的兩個(gè)力的合成(即α=90°):F=,F(xiàn)與F1的夾角的正切值tanβ=,如圖所示.②兩個(gè)等大的力的合成:平行四邊形為菱形,利用其對角線互相垂直平分的特點(diǎn)可解得F合=2Fcos(如圖所示).若α=120°,則合力大小等于分力大?。ㄈ鐖D所示)【例題】45.小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行。如圖所示,已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F,兩個(gè)手臂間的夾角為θ,水和水桶的總重力為G,則下列說法中正確的是()A.當(dāng)θ為120°時(shí),F(xiàn)=G B.不管θ為何值,C.當(dāng)θ=0°時(shí), D.θ越大時(shí)F越小【答案】AC【解析】【詳解】AB.根據(jù)力的平衡條件得所以當(dāng)θ為120°時(shí)故A正確,故B錯(cuò)誤;C.當(dāng)θ=0°時(shí)故C正確;D.θ越大時(shí),越小,F(xiàn)越大,故D錯(cuò)誤。故選AC?!揪毩?xí)題】46.作用在同一物體上的三個(gè)共點(diǎn)力,F(xiàn)1=10N,F(xiàn)2=2N,F(xiàn)3=6N,若它們之間的夾角是任意的,那么下列數(shù)值哪些可能是它們的合力()A.20N B.3N C.1N D.0N【答案】B【解析】【詳解】F1=10N,F(xiàn)2=2N,F(xiàn)3=6N,三個(gè)力最大值等于三個(gè)力之和,即10N+2N+6N=18NF1、F2兩個(gè)力的合力最大為12N,最小為8N,F(xiàn)3=6N不在F1、F2兩個(gè)力的合力范圍內(nèi),所以三個(gè)力最小值為10N2N6N=2N則三力的合力范圍為2~18N。故選B。47.如圖所示,F(xiàn)1、F2、F3恰好構(gòu)成封閉的直角三角形,這三個(gè)力的合力大小為零的是()A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】A.根據(jù)平行四邊形定則可知,選項(xiàng)A中F2和F1構(gòu)成的平行四邊形的對角線正好和F3重合,即合力的大小為F3,方向與F3同向,則F1、F2、F3三個(gè)力的合力為2F3;A錯(cuò)誤;B.根據(jù)平行四邊形定則可知,選項(xiàng)B中F2和F1構(gòu)成的平行四邊形的對角線正好和F3等大反向,F(xiàn)1、F2、F3三個(gè)力的合力為0;B正確;C.根據(jù)平行四邊形定則可知,選項(xiàng)A中F3和F1構(gòu)成的平行四邊形的對角線正好和F2重合,即合力的大小為F2,方向與F2同向,則F1、F2、F3三個(gè)力的合力為2F2;C錯(cuò)誤;D.根據(jù)平行四邊形定則可知,選項(xiàng)A中F3和F2構(gòu)成的平行四邊形的對角線正好和F2重合,即合力的大小為F1,方向與F1同向,則F1、F2、F3三個(gè)力的合力為2F1;D錯(cuò)誤;故選B。1.合成方法:多個(gè)力的合成的基本方法仍是平行四邊形定則.具體做法是先任選兩個(gè)分力求出它們的合力,用求得的結(jié)果再與第三個(gè)分力求合力,直到將所有分力的合力求完.2.三個(gè)力合力范圍的確定(1)最大值:三個(gè)力方向均相同時(shí),三力合力最大,F(xiàn)m=F1+F2+F3.(2)最小值①若一個(gè)力在另外兩個(gè)力的和與差之間,則它們的合力的最小值為零.②若一個(gè)力不在另外兩個(gè)力的和與差之間,則它們的合力的最小值等于三個(gè)力中最大的力減去另外兩個(gè)力.【例題】48.如圖,有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)O,表示這五個(gè)力的有向線段恰分別構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩條鄰邊和三條對角線。已知,則這五個(gè)力的合力大小為()A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】解法一:利用平行四邊形定則,如圖所示最大力為,根據(jù)平行四邊形定則,與的合力為,與的合力為,這五個(gè)力的合力為3倍的,已知,根據(jù)幾何關(guān)系可知所以合力的大小為故選D。解法二:利用三角形定則,如圖所示將力、平移到與、與的首端之間,、的合力等于,、的合力等于,由幾何關(guān)系可知故這五個(gè)力的合力大小為故選D。解法三:利用對稱法,如圖所示由對稱性,和的夾角為,,則合力在其夾角的平分線上,合力的大小等于其分力的大小,故力和的合力同理,和的合力也在其夾角的平分線上,由圖中幾何關(guān)系可知故這五個(gè)力的合力為故選D。解法四:利用正交分解法,建立如圖所示的正交坐標(biāo)系將正交分解,在y軸方向合力為零,故這五個(gè)力的合力等于在x軸方向的合力再由圖中幾何關(guān)系有故這五個(gè)力的合力為故選D?!揪毩?xí)題】49.如圖所示,作用在一個(gè)物體上的六個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F、2F、3F、4F、5F、6F,相鄰兩力間的夾角均為60°,其合力為F1;若撤去其中的一個(gè)大小為2F的力,其余五個(gè)力的合力為F2,則下列結(jié)論正確的是()A.F1=0,F(xiàn)2=2F,F(xiàn)2方向與5F方向相同 B.F1=2F,F(xiàn)2=2F,F(xiàn)2方向與2F方向相同C.F1=2F,F(xiàn)2=0,F(xiàn)1方向與5F方向相同 D.F1=2F,F(xiàn)2=0,F(xiàn)1方向與2F方向相同【答案】A【解析】【詳解】如圖所示求六個(gè)共點(diǎn)力的合力先求共線的兩個(gè)力的合力,共線的兩個(gè)力的合力都為3F且兩兩的夾角都為120°,再求其中兩個(gè)力的合力,作出平行四邊形為菱形,由幾何關(guān)系知合力也為3F且方向與另一個(gè)3F的力反向,故F1=0,若撤去其中的一個(gè)大小為2F的力,其余五個(gè)力的合力與2F的力等大反向,即與5F的力方向相同。故選A。力可以按照平行四邊形法則和三角形法則進(jìn)行分解,如下圖所示【例題】50.如圖所示,光滑斜面的傾角為,有兩個(gè)相同的小球分別被光滑擋板擋住。擋板A沿豎直方向,擋板B垂直于斜面,斜面受到a、b兩小球的壓力大小之比是多少()A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】如圖1所示,球的重力作用效果,是同時(shí)擠壓斜面和擋板,則重力的兩個(gè)分力方向分別垂直斜面和擋板。由圖1可得斜面受到的壓力大小為如圖2所示,斜面受到的壓力大小為故即兩擋板受到小球的壓力大小之比為。故選A?!揪毩?xí)題】51.如圖所示,人曲膝下蹲時(shí),膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為,設(shè)此時(shí)大、小腿部的肌群對膝關(guān)節(jié)的作用力的方向水平向后,且人腿骨、小腿骨對膝關(guān)節(jié)的作用力大致相等,那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為()A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】設(shè)大腿骨和小腿骨對膝關(guān)節(jié)的作用力大小為,則它們之間的夾角為,即為它們的合力的大小,由平行四邊形定則可知,合力和分力的關(guān)系如圖由圖可知即腳掌對地面豎直向下的壓力約為故選C。52.刀、斧、鑿、刨等切削工具的刃部叫做劈,劈的縱截面是一個(gè)三角形。如圖所示,使用劈的時(shí)候,在劈的正面上加力F,這個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)效果,使劈的兩個(gè)側(cè)面推壓物體,把物體劈開。設(shè)劈的縱截面是一個(gè)等腰三角形,劈背的寬度是d,劈的側(cè)面的長度是L??梢宰C明:。從上式可知,當(dāng)F一定的時(shí)候,劈的兩側(cè)面之間的夾角越小,則d就越小,f1和f2就越大。這說明了為什么鋒利的切削工具越容易劈開物體,試證明上式?!敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥俊驹斀狻吭O(shè)劈的縱截面的三角形頂角為,根據(jù)幾何關(guān)系可得將力按垂直側(cè)面方向進(jìn)行分解,如圖所示可得聯(lián)立可得已知條件分解示意圖解的情況已知兩個(gè)分力的方向唯一解已知一個(gè)分力的大小和方向唯一解已知一個(gè)分力(F2)大小和另一個(gè)分力(F1)的方向①F2<Fsinθ無解②F2=Fsinθ唯一解③Fsinθ<F2<F兩解④F2≥F唯一解【例題】53.F(大小已知)的一個(gè)分力(大小未知)與F的夾角為37°,另一個(gè)分力的大小為,方向未知,,,則的大小可能是()A. B. C. D.【答案】AD【解析】【詳解】物體受力的情況如下圖所示其中,由圖可知存在兩種情況,根據(jù)幾何知識可知解得或
故選AD。【練習(xí)題】54.已知合力的大小和方向求兩個(gè)分力時(shí),下列說法中錯(cuò)誤的是()A.若已知兩個(gè)分力的方向,分解是唯一的B.若已知一個(gè)分力的大小和方向,分解是唯一的C.若已知一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向,分解是唯一的D.此合力可以分解成兩個(gè)與合力等大的分力【答案】C【解析】【詳解】AB.根據(jù)平行四邊形定則可知,如果力的分解唯一的,則以合力F為對角線的平行四邊形只有一個(gè),或只能畫出一個(gè)力三角形,根據(jù)以上分析可知,已知一個(gè)力的大小和方向或已知兩個(gè)力的方向,力F的分解是唯一的。故AB正確,與題意不符;C.若已知一個(gè)分力的大小及另一個(gè)分力的方向,分力可能有兩個(gè)解。故C錯(cuò)誤,與題意相符;D.合力有可能分解成兩個(gè)與合力等大的分力,此時(shí)兩個(gè)分力夾角為120°,或者合力與兩個(gè)分力構(gòu)成等邊三角形。故D正確,與題意不符。本題選錯(cuò)誤的故選C。55.將如圖所示的力F分解為F1和F2兩個(gè)分力,已知F1的大小以及F2與F之間的夾角。則下列說法正確的是()A.若,則一定有兩解 B.若,則有兩個(gè)解C.若,則無解 D.若,則一定無解【答案】C【解析】【詳解】AD.當(dāng)畫出力的平行四邊形定則如圖所示可知有兩解,根據(jù)圖分析可知,當(dāng)時(shí),只有一解,故AD錯(cuò)誤;B.當(dāng)時(shí),兩分力和合力恰好構(gòu)成矢量直角三角形,有唯一解,B錯(cuò)誤;C.時(shí),分力和合力不能構(gòu)成矢量三角形,無解,故C正確。故選C。1.力的正交分解法:把力沿著兩個(gè)選定的相互垂直的方向分解的方法.2.正交分解法求合力的步驟:(1)建立直角坐標(biāo)系:以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),直角坐標(biāo)系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上.(2)正交分解各力:將每一個(gè)不在坐標(biāo)軸上的力分解到x軸和y軸上,并求出各分力的大小,如圖所示.(3)分別求出x軸、y軸上各分力的矢量和,即:Fx=F1x+F2x+…,F(xiàn)y=F1y+F2y+….(4)求共點(diǎn)力的合力:合力大小F=,設(shè)合力的方向與x軸的夾角為α,則tanα=.【例題】56.如圖所示,把光滑斜面上的物體所受重力mg分解為、兩個(gè)力。圖中為斜面對物體的支持力,則下列說法正確的是()A.是斜面作用在物體上使物體下滑的力,是真正的受力B.物體受到mg、、、共四個(gè)力的作用C.是物體對斜面的壓力D.力、、這三個(gè)力的作用效果與mg、這兩個(gè)力的作用效果相同【答案】D【解析】【詳解】光滑斜面上的物體實(shí)際受到兩個(gè)力的作用,分別是、,受力分解圖中的、是的兩個(gè)等效力,這兩個(gè)力的作用效果和單獨(dú)的作用效果完全相同,在這里,我們把叫做和的合力,把和叫做的兩個(gè)分力,因此力、、這三個(gè)力的作用效果與mg、這兩個(gè)力的作用效果完全相同。故選D。57.在同一平面內(nèi)共點(diǎn)的四個(gè)力F1、F2、F3、F4的大小依次為19N、40N、30N和6N,方向如圖所示,求它們的合力。(sin=0.6,cos=0.8)【答案】合力大小45N,方向與x軸正方向夾角為【解析】【詳解】利用正交分解求合力,如圖所示,由圖可得:在x軸方向在y軸方向解得合力為設(shè)合力方向與x軸正方向夾角為θ,則有解得【練習(xí)題】58.如圖所示,某人游泳時(shí),某時(shí)刻手掌對水的作用力大小為,該力與水平方向的夾角為,若把該力分解為水平方向向左和豎直方向向下的兩個(gè)力,則豎直方向的分力大小為()A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】沿水平方向和豎直方向?qū)⑹终茖λ淖饔昧Ψ纸猓摿υ谪Q直方向的分力大小為故選D。59.同在xOy平面內(nèi)的六個(gè)力如圖所示,大小分別為F1=10N,,F(xiàn)3=12N,,F(xiàn)5=30N,F(xiàn)6=12N,求合力的大小和方向?!敬鸢浮?0N,沿x正方向【解析】【詳解】根據(jù)平行四邊形定則將各力垂直分解到兩個(gè)坐標(biāo)軸上,則可得x軸方向的合力為y軸方向的合力為所以合力大小為方向沿x正方向。如圖,F(xiàn)1、F2、F3共點(diǎn)平衡,三力的合力為零,則F1、F2的合力F3′與F3等大反向,F(xiàn)1、F2、F3′構(gòu)成矢量三角形,即F3′為F1、F2的合力,也可以將F1、F2、F3直接構(gòu)成封閉三角形.【例題】60.如圖(a)所示,將一右端固定有光滑定滑輪的輕桿固定在豎直擋板上,輕繩ABC跨過光滑的定滑輪懸吊質(zhì)量為m1=1kg的物塊;如圖(b)所示,將一輕桿用轉(zhuǎn)軸固定在豎直擋板上,兩段輕繩DE、EF系在桿的右端并懸吊質(zhì)量為m2=1.5kg的物塊。已知兩桿均水平,且繩子的傾斜部分與水平方向的夾角均為30°,重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是()A.圖(a)中AB繩的拉力大小為10NB.圖(b)中DE繩的拉力大小為15NC.圖(a)中輕桿對滑輪的支持力大小為10ND.圖(b)中輕桿對結(jié)點(diǎn)的支持力大小為15N【答案】AC【解析】【詳解】A.對(a)、(b)兩圖中的B、E點(diǎn)分別進(jìn)行受力分析,如圖甲、乙所示圖甲中輕繩ABC跨過定滑輪拉住質(zhì)量為m1的物塊,物塊處于平衡狀態(tài),輕繩AB的拉力大小為FAB=FBC=m1g=10N故A正確;BD.圖乙中由于桿可自由轉(zhuǎn)動,因此桿對結(jié)點(diǎn)的作用力方向一定沿桿的方向,則由平衡條件可知FDEsin30°=FEFFDEcos30°=F乙又FEF=m2g代入數(shù)據(jù)解得輕繩DE的拉力為FDE=30N輕桿對結(jié)點(diǎn)的支持力大小為故BD錯(cuò)誤。C.由于圖甲中的桿為固定的桿,因此桿對滑輪的作用力不一定沿桿的方向,因?yàn)锳B繩與BC繩的夾角為120°,故分析可得輕桿對滑輪的支持力大小為F甲=FAB=FBC=10N故C正確。故選AC。61.如圖所示,光滑的半圓弧硬桿兩端固定在水平天花板上且位于豎直面內(nèi),圓心為O點(diǎn),質(zhì)量為m的小環(huán)套在硬桿上,受到拉力F(圖中未畫出)的作用靜止于P點(diǎn),與水平面的夾角為,重力加速度為g,、,下列說法正確的是()A.F方向可能豎直向下B.若F豎直向上,硬桿對小環(huán)的彈力一定豎直向下C.若F沿圓弧的切線斜向右上方,則F的大小為D.若將F方向緩慢轉(zhuǎn)動使其由水平向右變?yōu)樨Q直向上,則F大小先變小后變大【答案】D【解析】【詳解】A.當(dāng)F豎直向下時(shí),由于圓弧上對小環(huán)得彈力只能與半徑在同一直線,所以桿對小環(huán)的彈力沿著方向,小環(huán)的重力豎直向下,則合力不能為0,不可能位于P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),故A錯(cuò)誤;B.若F豎直向上,硬桿對小環(huán)的彈力必為0,且,小環(huán)才能處于靜止?fàn)顟B(tài),故B錯(cuò)誤;C.若F沿圓弧的切線斜向右上方,三力平衡的矢量三角形為直角三角形由幾何關(guān)系可得解得故C錯(cuò)誤;D.將F方向緩慢轉(zhuǎn)動使其由水平向右變?yōu)樨Q直向上的過程中,環(huán)靜止于P點(diǎn)受到三個(gè)力的合力為零,作出三力平衡的矢量三角形如圖所示的方向不變,F(xiàn)與的合力不變始終與重力等值反向,可見F先變小后變大,故D正確。故選D?!揪毩?xí)題】62.將四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成圓弧形的石拱,其中第3、4塊固定在地基上,第1、2塊間的接觸面是豎直的,每塊石塊的兩個(gè)側(cè)面間所夾的圓心角均為30°,石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)。則第1塊對第2塊的彈力F1和第1塊對第3塊的彈力F2的大小之比為()A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】對第一塊石塊進(jìn)行受力分析,受到重力和兩個(gè)支持力,如圖所示
由圖中幾何關(guān)系知θ=60°所以有故選A。63.如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心,小滑塊在水平力F的作用下靜止于P點(diǎn)?,F(xiàn)在保持F的方向不變,改變F的大小,使小滑塊從P點(diǎn)緩慢移動到容器中最低的位置,此過程中F和容器壁對小滑塊的支持力FN的大小變化情況是()A.F逐漸增大,F(xiàn)N逐漸增大 B.F逐漸減小,F(xiàn)N逐漸減小C.F先減小后增大,F(xiàn)N逐漸減小 D.F逐漸減小,F(xiàn)N先減小后增大【答案】B【解析】【詳解】對小滑塊受力分析如圖所示根據(jù)平衡可知從最高點(diǎn)緩慢移到最低點(diǎn)角逐漸增大,所以F、都在減小。故選B。一力恒定(如重力),其他二力的方向均變化,但二力分別與繩子、兩物體重心連線方向等平行,即三力構(gòu)成的矢量三角形與繩長、半徑、高度等實(shí)際幾何三角形相似,則對應(yīng)邊相比相等.【例題】64.如圖所示,豎直面內(nèi)固定一光滑大圓環(huán)軌道,O為圓心,在大圓環(huán)軌道最高點(diǎn)A固定一個(gè)光滑的小滑輪,一輕繩繞過小滑輪,一端連接套在大圓環(huán)軌道上的小球,用力F拉輕繩另一端,在小球從B點(diǎn)緩慢上升到C點(diǎn)的過程中,有()A.拉力F逐漸增大B.拉力F先減小后增大C.小球?qū)Υ髨A環(huán)軌道的壓力大小保持不變D.小球?qū)Υ髨A環(huán)軌道的壓力先增大后減小【答案】C【解析】【詳解】對小球進(jìn)行受力分析如圖所示,根據(jù)相似三角形法可得在小球從B點(diǎn)緩慢上升到C點(diǎn)的過程中,重力大小、方向均不變,A、B間的距離變小,不變,則拉力F逐漸減小,大圓環(huán)軌道對小球的支持力大小不變,由牛頓第三定律知小球?qū)Υ髨A環(huán)軌道的壓力大小不變。故選C。65.如圖所示,固定在水平面上半徑為R的光滑半球,球心O的正上方固定一個(gè)小定滑輪,細(xì)繩一端拴一小球,小球置于半球面上的A點(diǎn),另一端繞過定滑輪,如圖所示。已知小定滑輪到半球頂點(diǎn)的高度為H,繩子的長度為L。今緩慢拉繩使小球從A點(diǎn)滑向半球頂點(diǎn)(未到頂點(diǎn)),求此過程中,半球?qū)π∏虻闹С至Υ笮及細(xì)繩的拉力T大小的變化情況【答案】N不變,T變小【解析】【詳解】以小球?yàn)檠芯繉ο螅治鲂∏蚴芰η闆r:重力G,細(xì)線的拉力T和半球面的支持力N,作出N、T的合力F,由平衡條件得知由得得到由題緩慢地將小球從A點(diǎn)拉到B點(diǎn)過程中,O1O,AO不變,O1A變?。豢梢奣變??;N不變;【練習(xí)題】66.如圖所示,兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的光滑小球a和b,先用一剛性輕細(xì)桿相連,再用兩根細(xì)繩兩端分別連接a、b,并將細(xì)繩懸掛在O點(diǎn)。已知小球a和b的質(zhì)量之比,細(xì)繩的長度是細(xì)繩的長度的倍,兩球處于平衡狀態(tài)時(shí),繩上的拉力大小為,繩上的拉力大小為。則為()A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】兩球都受到重力、細(xì)桿的彈力和細(xì)繩的彈力這三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài),對a、b受力分析,如圖所示;在圖中過O點(diǎn)作豎直線交于c點(diǎn),則與小球a的矢量三角形相似,與小球b的矢量三角形相似,有解得故選B。67.輕桿BO的O端用光滑鉸鏈固定在豎直輕桿AO上,B端掛一重物,且系一細(xì)繩,細(xì)繩跨過桿頂A處的光滑小滑輪,用力F拉住,如圖所示?,F(xiàn)將細(xì)繩緩慢往左拉,使桿BO與桿AO間的夾角θ逐漸減小,則在此過程中,拉力F及桿BO所受壓力FN的大小變化情況是()A.FN先減小后增大 B.FN一直減小C.F先減小后增大 D.F一直減小【答案】D【解析】【詳解】設(shè)重物的重力為G,以B點(diǎn)為研究對象,受力分析如圖所示作出力FN與F的合力F2,根據(jù)平衡條件得F2=F1=G,由△F2FNB∽△ABO得由于BO、AO、G不變,則FN保持不變,AB逐漸減小,所以F逐漸減小。故選D。一力恒定,另外兩力方向一直變化,但兩力的夾角不變,作出不同狀態(tài)的矢量三角形,利用兩力夾角不變,結(jié)合正弦定理列式求解,也可以作出動態(tài)圓,恒力為圓的一條弦,根據(jù)不同位置判斷各力的大小變化.【例題】68.如圖所示,兩塊木板構(gòu)成夾角為60°的“V”形角架ABC,其間放置一圓球,圓球質(zhì)量為m,整體豎直放置在水平桌面上繞B點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動角架,不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g,以下說法正確的是()A.板AB受到的彈力減小 B.板AB受到的彈力先減小后增大C.板BC受到的彈力逐漸增大 D.兩板受到的最大彈力均為【答案】D【解析】【詳解】緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動角架時(shí),圓球受到三個(gè)力作用而平衡,由于兩木板間夾角為60°,則兩板對圓球彈力間的夾角為120°,設(shè)板AB對圓球彈力為,板BC對圓球彈力為,三力動態(tài)變化示意圖如圖所示,在角架轉(zhuǎn)動過程中,變化規(guī)律為由mg先增大后減小到零;由零先增大后減小到mg;由圖可知兩板所受的最大彈力均為。故選D?!揪毩?xí)題】69.如圖所示為某獨(dú)輪車搬運(yùn)光滑圓柱體的截面圖,兩擋板OA、OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動,且保持不變,初始時(shí)OB與水平方向夾角為60°。保持O點(diǎn)的位置不變,使兩擋板沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動至OA水平。在此過程中關(guān)于圓柱體的受力情況,下列說法正確的是()A.擋板OA對圓柱的作用力一直增大B.擋板OA對圓柱的作用力先增大后減小C.擋板OB對圓柱的作用力一直增大D.小車對圓柱的作用力先減小后增大【答案】B【解析】【詳解】由題意可知,初始狀態(tài)兩擋板對圓柱彈力均等于mg,重力個(gè)兩彈力組成閉合三角形,如圖兩擋板沿逆時(shí)針方向緩慢轉(zhuǎn)動至OA水平過程中,兩擋板彈力夾角不變,則擋板OA對圓柱的作用力先增大后減小,擋板OB對圓柱的作用力逐漸減小。小車對圓柱的作用力等于mg保持不變。故選B。70.《大國工匠》節(jié)目中講述了王進(jìn)利用“秋千法”在的高壓線上帶電作業(yè)的過程,如圖所示,絕緣輕繩一端固定在高壓線桿塔上的O點(diǎn),另一端固定在兜籃D上,另一絕緣輕繩跨過固定在桿塔上C點(diǎn)的定滑輪,一端連接兜籃,另一端由工人控制,身穿屏蔽服的王進(jìn)坐在兜籃里,緩慢地從C點(diǎn)運(yùn)動到處于O點(diǎn)正下方E點(diǎn)的電纜處,繩一直處于伸直狀態(tài)。兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m,可看作質(zhì)點(diǎn),不計(jì)一切阻力,重力加速度大小為g。從C點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是()A.繩的拉力一直變小 B.繩的拉力一直變大C.繩、拉力的合力大于 D.繩與豎直方向的夾角為時(shí),繩的拉力為【答案】D【解析】【詳解】AB.對兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備整體受力分析如圖所示繩OD的拉力為F1,與豎直方向的夾角為,繩CD的拉力為F2,與豎直方向的夾角為,根據(jù)幾何關(guān)系知由正弦定理可得增大,減小,則拉力F1增大,拉力F2減小,故AB錯(cuò)誤;C.王進(jìn)處于平衡狀態(tài),兩繩拉力的合力等于mg,故C錯(cuò)誤;D.當(dāng)時(shí),,則解得故D正確。故選D如圖所示,“活結(jié)”兩端繩子拉力相等,因結(jié)點(diǎn)所受水平分力相等,F(xiàn)sinθ1=Fsinθ2,故θ1=θ2=θ3,根據(jù)幾何關(guān)系可知,sinθ==,若兩桿間距離d不變,則上下移動懸線結(jié)點(diǎn),θ不變,若兩桿距離d減小,則θ減小,2FTcosθ=mg,F(xiàn)T=也減?。纠}】71.如圖所示,輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn),懸掛衣服的衣架鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個(gè)條件,當(dāng)衣架靜止時(shí),下列說法正確的是()A.
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