專題04三大性質(zhì)力的理解與分析-重難點

專題04三大性質(zhì)力的理解與分析——重難點知識點一：彈力的分析與計算1．計算彈力大小的三種方法①根據(jù)胡克定律進行求解；②根據(jù)力的平衡條件進行求解；③根據(jù)牛頓第二定律進行求解；2．彈力有無的判斷“三法”假設(shè)法思路假設(shè)將與研究對象接觸的物體解除接觸，判斷研究對象的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變．若運動狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運動狀態(tài)改變，則此處一定存在彈力例證圖中細線豎直、斜面光滑，因去掉斜面體，小球的狀態(tài)不變，故小球只受細線的拉力，不受斜面的支持力替換法思路用細繩替換裝置中的輕桿，看能不能維持原來的力學(xué)狀態(tài)．如果能維持，則說明這個桿提供的是拉力；否則，提供的是支持力例證圖中輕桿AB、AC，用繩替換桿AB，原裝置狀態(tài)不變，說明桿AB對A施加的是拉力；用繩替換桿AC，原狀態(tài)不能維持，說明桿AC對A施加的是支持力狀態(tài)法思路由運動狀態(tài)分析彈力，即物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合，依據(jù)物體的運動狀態(tài)，由二力平衡（或牛頓第二定律）列方程，求解物體間的彈力例證升降機以a＝g加速下降或減速上升時物體不受底板的彈力作用1．下列對圖中彈力有無的判斷，正確的是（）A．小球隨車廂（底部光滑）一起向右做勻速直線運動，則車廂左壁對小球有彈力B．小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，則繩對小球有彈力C．小球被a、b兩輕繩懸掛而靜止，其中a繩處于豎直方向，則b繩對小球有拉力D．小球靜止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，傾斜面對球有彈力2．下列情境中關(guān)于球所受彈力的描述，正確的是（）A．甲圖，反彈出去的排球在空中運動時，受到沿運動方向的彈力B．乙圖，豎直細線懸掛的小球靜止在斜面上，受到沿細線向上的拉力與斜面的摩擦力C．丙圖，靜止在墻角的籃球受到豎直向上的支持力D．丁圖，靜止在桿頂端的鐵球受到沿桿向上的彈力變式3．如圖所示，球A在光滑斜面上，被豎直擋板擋住而處于靜止?fàn)顟B(tài)，關(guān)于球A所受的彈力，以下說法正確的是（）A．球A僅受一個彈力作用，彈力的方向垂直斜面向上B．球A受兩個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上C．球A受兩個彈力作用，一個由擋板的向右的形變而產(chǎn)生的，一個由斜面的垂直斜面向上的形變而產(chǎn)生的D．球A受三個彈力作用，一個水平向右，一個垂直斜面向上，一個豎直向下變式4．圖中的A、B、C和D球均為光滑球，E球是一足球，一學(xué)生將足球踢向斜臺，下列說法正確的是（

）

A．A球和斜面之間可能有彈力作用B．B球和與C球間一定有彈力作用C．傾斜的細繩對D球可能有拉力作用D．E球（足球）與斜臺作用時斜臺給足球的彈方向先沿的方向后沿的方向知識點二：胡克定律的理解1．胡克定律：彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比2．胡克定律的幾個表達式：①F=kx②拉伸F=k（l-l0）壓縮F=k（l0-l）③k=△F/△x3．胡克定律的兩種圖象：①F-x圖象②F-l圖象4．彈簧彈力的特點——輕質(zhì)彈簧兩端受力，且所受彈力大小相等，彈力指的是其任意一端受到的力。故求彈力大小時，可對彈簧某一端連接物體受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律計算。5．彈簧長度的變化問題6．彈簧組的變化問題若已知彈簧k1伸長x1,彈簧k2伸長x2；則物體m1上升（x1+x2），物體m2上升x2。例如：系統(tǒng)原處于靜止?fàn)顟B(tài)，用力拉，使m1剛離開彈簧，m1、m2各上升？原來現(xiàn)在變化量彈簧k1壓縮m1g/k1原長伸長m1g/k1彈簧k2壓縮（m1g+m2g）/k2壓縮m2g/k2伸長m1g/k2m1上升m1g/k1+m1g/km2上升m1g/k27．彈簧串并聯(lián)（1）彈簧串聯(lián)：彈力大小相等，伸長量x與k成反比,1/K總=1/k1+1/k2。（2）彈簧并聯(lián)：彈力大小之和等于總彈力，K總=k1+k2。5．一個彈簧受10N拉力時總長為7cm，受20N拉力時總長為9cm，已知當(dāng)拉力撤銷時彈簧都能恢復(fù)原長，則彈簧原長為（）A．8cm B．9cmC．7cm D．5cm6．如圖所示為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系圖像．根據(jù)圖像判斷，正確的結(jié)論是A．彈簧的原長為6cmB．彈簧的勁度系數(shù)為1N/mC．可將圖像中右側(cè)的圖線無限延長D．該彈簧兩端各加2N拉力時，彈簧的長度為10cm7．如圖所示，有一根均勻的非密繞輕彈簧和4個等質(zhì)量的鉤碼，固定在彈簧底端的m2和固定在彈簧中部的m1各有2個鉤碼，整個裝置保持靜止時，m1之上的彈簧長度S1恰好等于m1之下的彈簧長度S2，則（）A．S1部分的原長（無彈力時的長度）比S2部分的原長短B．取m1處的一個鉤碼移到m2處，S1部分會縮短C．取m2處的一個鉤碼移到m1處，彈簧總長不變D．將m1處的兩個鉤碼全部移到m2處，S1與S2直接相連，此時彈簧總長會變長變式8．一根輕質(zhì)彈簧，其勁度系數(shù)為500N/m，當(dāng)它受到10N的拉力時長度為0.12m，問：(1)彈簧不受力時的自然長度為多長？(2)當(dāng)它受到20N的拉力時長度為多少？變式9．如圖甲所示，力F（未畫出）變化時彈簧長度不斷變化，取水平向左為正方向，得外力F與彈簧長度的關(guān)系如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．彈簧原長為5cmB．彈簧的勁度系數(shù)為4N/mC．l=10cm時，彈簧對墻壁的彈力方向水平向右D．l=10cm時，彈簧對墻壁的彈力大小為20N變式10．如圖所示，兩個重量均為1N的相同木塊跟兩個原長均為10cm、勁度系數(shù)均為100N/m的相同輕彈簧拴接在一起，豎直放在水平地面上，兩木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則上面的木塊距離地面的高度是（）A．17cm B．18cm C．19cm D．20cm知識點三：摩擦力的分析與計算1．靜摩擦力的分析（1）物體處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運動），利用力的平衡條件來判斷靜摩擦力的大?。?）物體有加速度時，若只受靜摩擦力，則Ff＝ma.若除受靜摩擦力外，物體還受其他力，則F合＝ma，先求合力再求靜摩擦力．2．滑動摩擦力的分析滑動摩擦力的大小用公式Ff＝μFN來計算，應(yīng)用此公式時要注意以下幾點：（1）μ為動摩擦因數(shù)，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān)；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力．（2）滑動摩擦力的大小與物體的運動速度和接觸面的大小均無關(guān)．3．靜摩擦力的有無和方向的判斷方法（1）假設(shè)法：利用假設(shè)法判斷的思維程序如下：（2）狀態(tài)法：先判斷物體的狀態(tài)（即加速度的方向），再利用牛頓第二定律（F合＝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，再根據(jù)“力的相互性”確定另一物體受到的靜摩擦力方向．11．如圖所示，兩個相同的長方體A和B疊放在水平桌面上，今用水平力F拉B時，兩長方體均保持靜止。下列結(jié)論正確的是（）A．B給桌面施加了壓力，那是因為桌面發(fā)生了形變B．B給A施加了支持力，那是因為A發(fā)生了形變C．B給A的摩擦力方向水平向左，大小為FD．B給桌面的摩擦力方向水平向右，大小為F12．如圖所示，一質(zhì)量為m的物塊用水平輕質(zhì)細線連接，細線繞過光滑的滑輪后其下懸掛一質(zhì)量為的物體，物塊放在水平傳送帶上，水平傳送帶以的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動，物塊以初速度向右運動，傳送帶與物塊間的動摩擦因數(shù)為。則關(guān)于物塊m所受的摩擦力f，下列說法不正確的是（）A．若，則，方向向左B．若，則，方向向左C．若，且物塊m保持勻速運動，則D．若，且物塊m保持勻速運動，則方向向左變式13．如圖所示，某人用手握住一個保溫杯，則下列說法中正確的是A．若保持保溫杯始終靜止，則手握得越緊，保溫杯受到的摩擦力越大B．握著保溫杯勻速向上運動，保溫杯所受的摩擦力向上C．握著保溫杯勻速向下運動，保溫杯所受的摩擦力向下D．握著保溫杯水平勻速運動，保溫杯不受摩擦力變式14．為研究木板與物塊之間的摩擦力，某同學(xué)在粗糙的長木板上放置一物塊，物塊通過細線連接固定在試驗臺上的力傳感器，如圖（a）。水平向左拉木板，傳感器記錄的F-t圖像如圖（b）。下列說法中正確的是（）A．物塊受到的摩擦力方向始終水平向左B．1.0~1.3s時間內(nèi)，木板與物塊間的摩擦力大小與物塊對木板的正壓力成正比C．1.0~1.3s時間內(nèi)，物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力D．2.4~3.0s時間內(nèi)，木板可能做變速直線運動知識點四：共點力合成1.兩個共點力的合成|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，即兩個力大小不變時，其合力隨夾角的增大而減小，當(dāng)兩力反向時，合力最?。划?dāng)兩力同向時，合力最大．2．三個共點力的合成（1）最大值：三個力共線且同向時，其合力最大，為F1＋F2＋F3.（2）最小值：任取兩個力，求出其合力的范圍，如果第三個力在這個范圍之內(nèi)，則三個力的合力的最小值為零，如果第三個力不在這個范圍內(nèi)，則合力的最小值為最大的一個力減去另外兩個較小的力的大小之和．3．幾種特殊情況的共點力的合成類型作圖合力的計算互相垂直F＝tanθ＝兩力等大，夾角為θF＝2F1cosF與F1夾角為兩力等大，夾角為120°合力與分力等大F′與F夾角為60°4.力合成的方法（1）作圖法（2）計算法若兩個力F1、F2的夾角為θ，如圖所示，合力的大小可由余弦定理得到：F＝；tanα＝。15．設(shè)有五個力同時作用在質(zhì)點P，它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對角線，如圖所示，這五個力中的最小力的大小為F，則這五個力的合力等于（）A．3F B．4F C．5F D．6F16．物體只受共點力4N、6N兩個力的作用，則物體的合力范圍為（

）A．2N～6N B．2N～10N C．4N～6N D．0N～10N17．兩個共點力之間夾角為θ，它們的合力為F，下列說法正確的是（）A．合力F的大小不一定大于的大小B．和F同時作用于同一物體上C．若與大小不變，夾角θ越大，則合力F就越大D．若與大小不變，夾角θ越大，則合力F就越小變式18．如右圖所示AB是半圓的直徑，O為圓心P點是圓上的一點。在P點作用了三個共點力F1、F2、F3。若F2的大小已知，則這三個力的合力為（）A．F2 B．2F2 C．3F2 D．4F2變式19．兩個大小相等的共點力、，當(dāng)它們間的夾角為時，合力大小為，那么當(dāng)它們之間的夾角為120°時，合力的大小為（）A． B． C． D．變式20．兩個共點力大小不同，不共線，它們的合力大小為，則（）A．同時增大一倍，一定增大一倍 B．同時增加也增加10NC．增大減小一定不變 D．若中的一個增大，可能減小知識點五：力的分解1.力的分解的常見情況已知F1和F2的方向已知F1的大小和F2方向已知F1和F2的大小已知分力F1的方向和F2的大小唯一解唯一解兩組解、一組解、無解F2＝Fsinθ或F2>F時，一組解Fsinθ<F2<F時，兩組解F2<Fsinθ時，無解2.把力按實際效果分解的一般思路3.實際問題的分解——按力的作用效果分解，常見效果如下：實例分解思路拉力F可分解為水平方向分力F1＝Fcosα和豎直方向分力F2＝Fsinα重力分解為沿斜面向下的力F1＝mgsinα和垂直斜面向下的力F2＝mgcosα重力分解為使球壓緊擋板的分力F1＝mgtanα和使球壓緊斜面的分力F2＝重力分解為使球壓緊豎直墻壁的分力F1＝mgtanα和使球拉緊懸線的分力F2＝重力分解為拉緊AO線的分力F2和拉緊BO線的分力F1，大小都為F1＝F2＝21．如圖所示，把一個質(zhì)量為的木塊放在傾角為的斜面上，木塊所受重力按實際作用產(chǎn)生了兩個效果：一個是使木塊沿斜面向下滑動的效果，一個是使木塊產(chǎn)生擠壓斜面的效果。下列說法正確的是（）A．木塊重力可分解成沿斜面向上的力和垂直于斜面向上的力B．垂直于斜面向下的分力就是木塊對斜面的壓力C．木塊重力的分力起源于重力，但這兩個分力的性質(zhì)可以不同D．木塊重力沿斜面下滑的分力大小為22．如圖所示，物體A放在某一水平面上，A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩AC水平，繩CD與水平方向成37°角，CD繩上的拉力為15N，已知物體A重60N，A與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）物體A受到的摩擦力；（2）物體B重力。變式23．將物體所受重力按力的作用效果進行分解，下列圖中正確的是（）A． B． C． D．變式24．如圖所示，小孩與冰車靜止在冰面上，大人用F=20N的恒定拉力，使小孩與冰車沿水平冰面一起滑動。已知拉力方向與水平冰面的夾角θ=37°，小孩與冰車的總質(zhì)量m=20kg，冰車與冰面間的動摩擦因數(shù)μ=0.05，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小孩與冰車所受的支持力；（2）小孩與冰車在水平方向所受的合外力。參考答案：1．B【詳解】A．小球隨車廂（底部光滑）一起向右做勻速直線運動，小球受到的重力和小車底部對小球的支持力平衡，車廂左壁對小球無彈力，A錯誤；B．小球被輕繩斜拉著靜止在光滑的斜面上，假設(shè)輕繩對小球沒有彈力，去掉輕繩，小球會沿斜面下滑，假設(shè)不成立，即輕繩對小球有彈力，B正確；C．小球被a、b兩輕繩懸掛而靜止，其中a繩處于豎直方向，則小球的重力和a繩的拉力平衡，故b繩對小球一定沒有拉力，C錯誤；D．小球靜止在光滑的三角槽中，三角槽底面水平，小球的重力和三角槽底部對小球的支持力平衡，傾斜面對小球一定無彈力，D錯誤。故選B。2．C【詳解】A．甲圖中，反彈出去的籃球在空中運動時，只受到重力作用，不受沿運動方向的彈力作用，故A錯誤；B．乙圖中，將細線懸掛的小球靜止在斜面上時，細線豎直，小球受到沿細線向上的拉力及豎直向下的重力作用，不受斜面的摩擦力，故B錯誤；C．丙圖中，地面與籃球接觸，且發(fā)生彈性形變，故靜止在墻角的籃球受到豎直向上的支持力，故C正確；D．丁圖中，靜止在桿頂端的鐵球，由平衡條件可知，受到豎直向上的彈力，故D錯誤。故選C。3．B【詳解】小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，對擋板和斜面接觸擠壓，擋板和斜面都產(chǎn)生彈性形變，它們對小球產(chǎn)生彈力，彈力的方向垂直于接觸面，所以擋板對小球的彈力方向水平向右，斜面對小球的彈力方向垂直于斜面向上，故小球受兩個彈力：一個水平向右，一個垂直斜面向上。一個由擋板的向左的形變而產(chǎn)生的，一個由斜面的垂直斜面向下的形變而產(chǎn)生的。故選B。4．B【詳解】A．假設(shè)A與斜面有彈力，則水平方向合力不為0，則小球不平衡，假設(shè)錯誤，因此A球和斜面之間沒有彈力作用，A錯誤；B．由平衡條件可知，B球和與C球間有彈力作用，B正確；C．假設(shè)傾斜的細繩有拉力，則水平方向合力不為0，不平衡，因此假設(shè)錯誤，故傾斜細繩對D球沒有拉力作用，C錯誤；D．E球（足球）與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向總是垂直于接觸面，故E球（足球）與斜臺作用時斜臺給足球的彈力方向垂直斜臺向左上方方向，D錯誤。故選B。5．D【詳解】彈簧在大小為拉力作用下，其總長為，設(shè)彈簧原長為，根據(jù)胡克定律公式有：彈簧在大小為拉力作用下，其總長為，據(jù)胡克定律公式，有：聯(lián)立計算得出：所以正確，ABC錯誤。6．A【詳解】A、由圖讀出，彈簧的彈力F=0時，彈簧的長度為，即彈簧的原長為6cm，故A正確；B、由圖讀出彈力為，彈簧的長度為，彈簧壓縮的長度，由胡克定律得彈簧的勁度系數(shù)為，故B錯誤；C、彈簧都有一定的彈性限度，故長度不能無限拉長，故C錯誤；D、該彈簧兩端各加2N拉力時，彈簧彈力為2N，彈簧伸長2cm，長度為8cm，故D錯誤；故選A．7．AD【詳解】A．彈簧m1之上部分的拉力要與m1之下的所有物體總重平衡，故大小等于m1和m2的總重；而m1之下部分的拉力僅與m2的重力平衡，故大小等于m2的重力。由于m1之上部分受到較大的拉力，所以如果都撤除拉力，則S1部分應(yīng)該收縮量ΔS1大于S2部分的收縮量ΔS2，由于S1=S2，可見S1'=S1-ΔS1＜S2-ΔS2=S2'即S1部分的原長（無彈力時的長度）比S2部分的原長短，故A正確；B．取m1處的一個鉤碼移到m2處，S1部分受力情況不變，彈簧不會縮短，故B錯誤；C．取m2處的一個鉤碼移到m1處，S1部分受力不變，S2部分受力變小收縮，彈簧總長變短，故C錯誤；D．將m1處的兩個鉤碼全部移到m2處，S1與S2直接相連，此時S1部分受力情況不變，彈簧S1長度不變，S2部分受力變大，彈簧S2長度變長，故總長變長，故D正確。故選AD。8．(1)0.1m(2)0.14m【詳解】（1）根據(jù)胡克定律，當(dāng)彈簧受到拉力時，伸長量不受力時的自然長度為（2）當(dāng)受到拉力時，伸長量受到20N的拉力時長度為9．D【詳解】A．當(dāng)時，彈簧的長度是原長，由圖可知彈簧原長為15cm，故A錯誤；B．由胡克定律，可得彈簧的勁度系數(shù)為故B錯誤；C．l=10cm時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧對墻壁的彈力方向水平向左，故C錯誤；D．l=10cm時，彈簧對墻壁的彈力大小為故D正確。故選D。10．A【詳解】上面的彈簧的彈力大小等于一個物塊的重力大小，下面的彈簧彈力大小等于兩個物塊的重力大小，則有mg=kx12mg=kx2上面的物塊距離地面的高度為h=2l-x1-x2帶入數(shù)據(jù)解得h=0.17m=17cm故選A。11．D【詳解】A．B給桌面施加了壓力，是因為B發(fā)生了形變，故A錯誤；B．B給A施加了支持力，是因為B發(fā)生了形變，故B錯誤；C．A物體保持靜止，可知A物體水平方向不受力，故A、B間不存在摩擦力作用，故C錯誤；D．AB整體受力平衡，在水平方向上受到水平向右的拉力和桌面對B水平向左的靜摩擦力，二力平衡，根據(jù)牛頓第三定律可知B給桌面的摩擦力方向水平向右，大小為F，故D正確。故選D。12．AC【詳解】A．若，則物塊受向右的滑動摩擦力，大小選項A錯誤；B．若，則物塊受向左的滑動摩擦力，大小為選項B正確；CD．若，且物塊m保持勻速運動，則受向右的拉力與靜摩擦力而平衡，則受靜摩擦力方向向左，選項C錯誤，D正確。此題選擇不正確的，故選AC。13．B【詳解】A.手握得越緊，保溫杯受到的最大靜摩擦力越大，靜摩擦力不變，靜摩擦力等于保溫杯的重力，故A錯誤；B.握著保溫杯勻速向上運動，保溫杯所受的摩擦力與重力是一對平衡力，所以摩擦力方向向上．故B正確；C.握著保溫杯勻速向下運動，保溫杯所受的摩擦力與重力是一對平衡力，所以摩擦力方向向上，故C錯誤；D.握著保溫杯勻速運動，保溫杯所受的摩擦力與重力是一對平衡力，保溫杯仍受摩擦力作用，故D錯誤．14．ACD【詳解】A．木板始終向左運動或者有向左運動的趨勢，可得物塊對木板的摩擦力始終向右，所以物塊受到木板對其的摩擦力方向始終水平向左，故A正確；BC．根據(jù)圖像可得，在1.0~1.3s時間內(nèi)物塊受到摩擦力在變化，所以可得此時摩擦力為靜摩擦力，而靜摩擦力的大小與物塊對木板的正壓力無關(guān)，故B錯誤，C正確；D．2.4~3.0s時間內(nèi)傳感器示數(shù)不再變化，說明此時摩擦力已經(jīng)變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，此時木板只要運動就行，可能做變速直線運動，故D正確。故選ACD。15．D【詳解】根據(jù)平行四邊形定則，F(xiàn)1和F4的合力為F3，F(xiàn)2和F5的合力為F3，所以五個力的合力等于3F3，因為F1F根據(jù)幾何關(guān)系知F32F所以五個力的合力大小為6F，方向沿F3方向。故選D。16．B【詳解】二力合成時合力F范圍可得合力最小值為2N，最大值為10N。故選B。17．AD【詳解】A．合力與分力是等效關(guān)系，合力F的范圍為可知合力不一定大于任一分力，也有可能小于某一分力。故A正確；B．合力和分力在作用效果上相等，不是同時作用在物體上的力。故B錯誤；CD．由力的合成法則可知，與大小不變，合力F的大小隨F1、F2間夾角增大而減小，隨F1、F2間夾角減小而增大。故C錯誤；D正確。故選AD。18．C【詳解】根據(jù)平行四邊形定則，先將F1、F3合成，如圖所示可知合力恰好沿直徑PO方向，方向與力F2方向相同，大小可以用直徑長度表示，即三個力的合力大小為3F2。故選C。19．D【詳解】設(shè)，當(dāng)