第1講重力彈力摩擦力主干梳理 對(duì)點(diǎn)激活知識(shí)點(diǎn)力、重力1力(1)定義：力是物體與物體之間的相互作用。(2)作用效果：使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)。(3)標(biāo)矢性：力是矢量，既有大小，也有方向。(4)四種基本相互作用：引力相互作用、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：由于地球的吸引而使物體受到的力。(2)大小：與物體的質(zhì)量成正比，即Gmg?？捎脧椈蓽y(cè)力計(jì)測(cè)量重力。(3)方向：總是豎直向下的。(4)重心：其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。知識(shí)點(diǎn)形變、彈性、胡克定律1形變物體在力的作用下形狀或體積的變化叫形變。2彈性(1)彈性形變：有些物體在形變后撤去作用力能夠恢復(fù)原狀的形變。(2)彈性限度：當(dāng)形變超過(guò)一定限度時(shí)，撤去作用力后，物體不能完全恢復(fù)原來(lái)的形狀，這個(gè)限度叫彈性限度。3彈力(1)定義：發(fā)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀而對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力。(2)產(chǎn)生的條件物體間直接接觸；接觸處發(fā)生彈性形變。(3)方向：總是與物體彈性形變的方向相反。4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(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比。(2)表達(dá)式：Fkx。k是彈簧的勁度系數(shù)，由彈簧自身的性質(zhì)決定，單位是牛頓每米，用符號(hào)N/m表示。x是彈簧長(zhǎng)度的變化量，不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度。只知彈簧彈力大小時(shí)，彈簧可能處于拉伸狀態(tài)，也可能處于壓縮狀態(tài)，兩種情況都要考慮。知識(shí)點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力、動(dòng)摩擦因數(shù)、靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的對(duì)比滑動(dòng)摩擦力大小的計(jì)算公式FFN中為比例常數(shù)，稱(chēng)為動(dòng)摩擦因數(shù)，其大小與兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。一 思維辨析1自由下落的物體所受重力為零。()2相互接觸的物體間一定有彈力。()3輕繩、輕桿的彈力方向一定沿繩、桿。()4運(yùn)動(dòng)的物體也可以受靜摩擦力。()5接觸處的摩擦力一定與彈力方向垂直。()6兩物體接觸處的彈力增大時(shí)，接觸面間的摩擦力大小可能不變。()答案1.2.3.4.5.6.二 對(duì)點(diǎn)激活1下列關(guān)于重力和重心的說(shuō)法正確的是()A物體所受的重力就是地球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的吸引力B物體靜止時(shí)，對(duì)水平支持物的壓力就是物體的重力C用細(xì)線將物體懸掛起來(lái)，靜止時(shí)物體的重心一定在懸線所在的直線上D重心就是物體所受重力的等效作用點(diǎn)，故重心一定在物體上答案C解析重力是由于地球吸引產(chǎn)生的，是所受引力的一個(gè)分力，兩者一般不相等，A錯(cuò)誤。壓力和重力是兩種性質(zhì)不同的力，B錯(cuò)誤。由平衡條件知，細(xì)線拉力和重力平衡，重心在重力作用線上，C正確。重心跟物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān)，是重力的等效作用點(diǎn)，但不一定在物體上，如折彎成直角的均勻直桿，D錯(cuò)誤。2.玩具汽車(chē)停在模型橋面中間，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()A橋面受向下的彈力，是因?yàn)闃蛎姘l(fā)生了彈性形變B玩具汽車(chē)沒(méi)有發(fā)生形變，所以玩具汽車(chē)不受彈力C玩具汽車(chē)受向上的彈力，是因?yàn)闃蛎姘l(fā)生了彈性形變D玩具汽車(chē)受向上的彈力，是因?yàn)橥婢咂?chē)發(fā)生了形變答案C解析玩具汽車(chē)與橋面相互擠壓都發(fā)生了形變，B錯(cuò)誤；由于橋面發(fā)生彈性形變，所以對(duì)玩具汽車(chē)有向上的彈力(支持力)，C正確，D錯(cuò)誤；由于玩具汽車(chē)發(fā)生了彈性形變，所以對(duì)橋面產(chǎn)生向下的彈力(壓力)，A錯(cuò)誤。3(人教版必修1P61T3改編)(多選)一重為100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它從原地開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。木箱從原地移動(dòng)以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱繼續(xù)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由此可知()A木箱與地板間的最大靜摩擦力為35 NB木箱所受的滑動(dòng)摩擦力為30 NC木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35D木箱與地板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3答案ABD解析由題意知，木箱與地板間的最大靜摩擦力為35 N，滑動(dòng)摩擦力為30 N，由FfFN，F(xiàn)Nmg，聯(lián)立得0.3，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu)考點(diǎn)1彈力的分析與計(jì)算1彈力有無(wú)的判斷“四法”(1)條件法：根據(jù)物體是否直接接觸并發(fā)生形變來(lái)判斷是否存在彈力。此方法多用來(lái)判斷形變較明顯的情況。(2)假設(shè)法：對(duì)形變不明顯的情況，可假設(shè)兩個(gè)物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，則此處不存在彈力；若運(yùn)動(dòng)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(dòng)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。(4)替換法：可以將硬的、形變不明顯的施力物體用軟的、易產(chǎn)生明顯形變的物體來(lái)替換，看能否發(fā)生形態(tài)的變化，若發(fā)生形變，則此處一定有彈力。2彈力方向的確定3彈力大小的計(jì)算方法(1)對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律Fkx計(jì)算。(2)對(duì)于難以觀察的微小形變，可以根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用物體平衡條件或牛頓第二定律來(lái)確定彈力大小。例1畫(huà)出下圖中物體A受力的示意圖(各接觸面均光滑)。解題探究(1)桿上的力的方向一定沿桿嗎？提示：不一定，桿上的彈力的方向要根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件來(lái)判斷。(2)相互接觸的物體間彈力的有無(wú)可以用什么方法判斷？提示：假設(shè)法、條件法、狀態(tài)法、替換法。嘗試解答總結(jié)升華輕桿和輕繩上彈力的分析(1)“動(dòng)桿”和“定桿”上的彈力動(dòng)桿：若輕桿用光滑的轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接，當(dāng)桿處于平衡時(shí)桿所受到的彈力方向一定沿著桿，輕桿只能起到“拉”或“推”的作用，否則會(huì)引起桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示，若C為轉(zhuǎn)軸，則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中，彈力方向始終沿桿的方向。定桿：若輕桿被固定不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示。定桿的彈力方向應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由平衡條件或牛頓第二定律分析判斷，如例1中(4)。(2)輕繩上的彈力同一條輕繩沒(méi)有彎折時(shí)，繩上的拉力處處相等。例如圖甲中AB段繩上的拉力處處相等。當(dāng)輕繩繞過(guò)光滑的滑輪或掛鉤時(shí)，由于滑輪或掛鉤對(duì)繩無(wú)約束，因此繩上的力是處處相等的，即滑輪只改變力的方向不改變力的大小，例如圖乙中，BC、BD兩段繩中的拉力大小都等于重物的重力。當(dāng)輕繩某處打有死結(jié)時(shí)，由于結(jié)點(diǎn)對(duì)繩有約束，因此繩上的力可能不是處處相等，例如圖丙中，繩AOB中，AO和OB兩段繩中拉力大小不相等。變式11(多選)如圖所示，一重為10 N的球固定在支桿AB的上端，今用一段繩子水平拉球，使桿發(fā)生彎曲，已知繩的拉力為7.5 N，則AB桿對(duì)球的作用力()A大小為7.5 NB大小為12.5 NC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BD解析對(duì)球進(jìn)行受力分析可得，AB桿對(duì)球的作用力F和繩的拉力的合力與球的重力等大反向，可得F方向斜向左上方，其大小F N12.5 N，故B正確；設(shè)AB桿對(duì)球的作用力與水平方向的夾角為，可得tan，53，故D正確。變式12一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕彈簧，將其上端固定，下端掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球時(shí)，彈簧的總長(zhǎng)度變?yōu)?L。現(xiàn)將兩個(gè)這樣的彈簧按如圖所示方式連接，A、B兩小球的質(zhì)量均為m，則兩小球平衡時(shí)，B小球距懸點(diǎn)O的距離為(不考慮小球的大小，且彈簧都在彈性限度范圍內(nèi))()A3L B4L C5L D6L答案C解析由題意可知，kLmg，當(dāng)用兩個(gè)相同的彈簧按題圖所示懸掛時(shí)，下面彈簧彈力大小為mg，伸長(zhǎng)量為L(zhǎng)，而上面彈簧的彈力為2mg，由kx2mg可知，上面彈簧的伸長(zhǎng)量為x2L，故B球到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)LL2L5L，C正確?？键c(diǎn)2摩擦力的分析與計(jì)算1靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷方法(1)假設(shè)法(2)狀態(tài)法：根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律，判斷靜摩擦力的有無(wú)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。2求解摩擦力的技巧例2(多選)如圖所示，甲物體在沿斜面的推力F的作用下靜止于乙物體上，乙物體靜止在水平面上，現(xiàn)增大外力F，兩物體仍然靜止，則下列說(shuō)法正確的是()A乙對(duì)甲的摩擦力一定增大B乙對(duì)甲的摩擦力可能減小C乙對(duì)地面的摩擦力一定增大D乙對(duì)地面的摩擦力可能增大解題探究(1)乙對(duì)甲原來(lái)一定有摩擦力嗎？提示：不一定，要看甲的重力沿斜面的分力與F的大小關(guān)系。(2)乙對(duì)地面一定有摩擦力嗎？提示：一定有，以甲、乙整體為研究對(duì)象，可判斷整體相對(duì)地面有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則地面對(duì)乙的靜摩擦力水平向左，則由牛頓第三定律知，乙對(duì)地面的摩擦力水平向右。嘗試解答選BC。設(shè)甲的質(zhì)量為m，斜面傾角為，若Fmgsin，乙對(duì)甲的摩擦力為零，F(xiàn)增大，f變大，方向沿斜面向下；若F>mgsin，乙對(duì)甲的摩擦力沿斜面向下，fFmgsin，F(xiàn)增大，f增大；若F<mgsin，乙對(duì)甲的摩擦力沿斜面向上，fmgsinF，F(xiàn)變大，f可能變小，也可能反向，故A錯(cuò)誤，B正確。以甲、乙整體為研究對(duì)象，知地面對(duì)乙的摩擦力水平向左，由牛頓第三定律知，乙對(duì)地面的摩擦力水平向右，且F變大，摩擦力變大，C正確，D錯(cuò)誤。總結(jié)升華求解摩擦力時(shí)的四點(diǎn)注意(1)首先分清摩擦力的性質(zhì)，因?yàn)橐话阒挥谢瑒?dòng)摩擦力才能利用公式FFN計(jì)算，靜摩擦力通常只能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)求解。(2)公式FFN中，F(xiàn)N為兩接觸面間的壓力，與物體的重力沒(méi)有必然關(guān)系，不一定等于物體的重力。(3)滑動(dòng)摩擦力的大小與物體速度的大小無(wú)關(guān)，與接觸面面積的大小也無(wú)關(guān)。(4)摩擦力的方向與物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，但與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向可能相同、可能相反、也可能不共線。變式21(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(dòng)摩擦因數(shù)也相同。三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。則下列說(shuō)法正確的是()AA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CB、C受到的摩擦力方向相同DB、C受到的摩擦力方向相反答案BC解析A物體做水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零，則水平方向不受摩擦力，故A錯(cuò)誤；B、C物體有向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，受到沿斜面向上的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件得fmgsin，故B、C正確，D錯(cuò)誤。變式22如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在水平放置的鋼板C上，與鋼板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。由于受到相對(duì)于地面靜止的光滑導(dǎo)槽A、B的控制，物體只能沿水平導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使鋼板以速度v1向右勻速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)用力F拉動(dòng)物體(方向沿導(dǎo)槽方向)使物體以速度v2沿導(dǎo)槽勻速運(yùn)動(dòng)，則拉力F的大小為()Amg BmgCmg Dmg答案D解析根據(jù)題意，物體相對(duì)鋼板具有向左的速度分量v1和側(cè)向的速度分量v2，故相對(duì)鋼板的合速度v的方向如圖所示，滑動(dòng)摩擦力的方向與v的方向相反。根據(jù)平衡條件可得Ffcosmg，D正確。考點(diǎn)3摩擦力的突變問(wèn)題例3如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為37 (sin370.6，cos370.8)，質(zhì)量為1 kg的滑塊以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足夠長(zhǎng)，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8。該滑塊所受摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是圖中的(取初速度方向?yàn)檎较?，g10 m/s2)()解題探究(1)滑塊沿斜面下滑時(shí)，加速還是減速？提示：因>tan，所以滑塊減速下滑。(2)滑塊最終狀態(tài)如何？提示：靜止。嘗試解答選A。由于mgsin37<mgcos37，滑塊減速下滑，因斜面足夠長(zhǎng)，故滑塊最終一定靜止在斜面上。開(kāi)始階段Ff滑mgcos376.4 N，方向沿斜面向上， 靜止在斜面上時(shí)，F(xiàn)f靜mgsin376 N，方向沿斜面向上，由于取初速度方向?yàn)檎较颍蕡D象A正確，B、C、D均錯(cuò)誤?？偨Y(jié)升華用臨界法分析摩擦力突變問(wèn)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(wèn)題。有時(shí)，有些臨界問(wèn)題中并不含上述常見(jiàn)的“臨界術(shù)語(yǔ)”，但審題時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)物理量在變化過(guò)程中會(huì)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(dòng)力，其存在及大小、方向取決于物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而且靜摩擦力存在最大值。存在靜摩擦力的系統(tǒng)，相對(duì)滑動(dòng)與相對(duì)靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)研究傳送帶問(wèn)題時(shí)，物體和傳送帶的速度相同的時(shí)刻往往是摩擦力的大小、方向和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的突變點(diǎn)。變式3(2018雅禮中學(xué)、河南實(shí)驗(yàn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，一木塊受到一水平力F作用靜止于斜面上，此力F的方向與斜面平行，如果將力F撤除，下列對(duì)木塊的描述正確的是()A木塊將沿斜面下滑B木塊受到的摩擦力變小C木塊立即獲得加速度D木塊受到的摩擦力變大答案B解析由平衡條件得，摩擦力Ff，F(xiàn)f的方向與F和mgsin的合力的方向相反，木塊與斜面間的最大靜摩擦力Ffm，撤去F后，木塊對(duì)斜面的壓力沒(méi)有變化，此時(shí)mgsin<Ffm，故木塊不會(huì)沿斜面下滑，故A、C錯(cuò)誤；摩擦力大小為Ffmgsin<Ff，即摩擦力變小，摩擦力的方向沿斜面向上，故B正確，D錯(cuò)誤。高考模擬 隨堂集訓(xùn)1.(2017全國(guó)卷)如圖，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若保持F的大小不變，而方向與水平面成60角，物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()A2 B. C. D.答案C解析設(shè)物塊的質(zhì)量為m。據(jù)平衡條件及摩擦力公式有拉力F水平時(shí)，F(xiàn)mg拉力F與水平面成60角時(shí)，F(xiàn)cos60(mgFsin60)聯(lián)立式解得，故選C。2(2017全國(guó)卷)一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80 cm的兩點(diǎn)上，彈性繩的原長(zhǎng)也為80 cm。將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn)，平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100 cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)，則彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)?彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi))()A86 cm B92 cm C98 cm D104 cm答案B解析輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在相距80 cm的兩點(diǎn)上，鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn)，平衡時(shí)彈性繩的總長(zhǎng)度為100 cm，以鉤碼為研究對(duì)象，受力如圖所示，由胡克定律Fk(ll0)0.2k，由共點(diǎn)力的平衡條件和幾何知識(shí)得F；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)，設(shè)彈性繩的總長(zhǎng)度變?yōu)閘，由胡克定律得Fk(ll0)，由共點(diǎn)力的平衡條件F，聯(lián)立上面各式解得l92 cm，B正確。3.(2018雅禮模擬)質(zhì)量為mA和mB的小球與勁度系數(shù)均為k的輕彈簧L1和L2連接，如圖所示，靜止時(shí)，兩彈簧伸長(zhǎng)量分別為x1和x2，則()A只要mAmB，有x1x2B只要mA>mB，有x1<x2C只要mA<mB，有x1<x2D只要不超出彈性限度，始終有x1>x2答案D解析由于kx2mBg，kx1(mAmB)g，故x1>x2，所以D正確。4.(2018玉林模擬)如圖所示，物體A靜止在粗糙水平面上，左邊用一輕質(zhì)彈簧和豎直墻相連，彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)?，F(xiàn)用從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A，直到A被拉動(dòng)，在A被拉動(dòng)之前的過(guò)程中，彈簧對(duì)A的彈力F1的大小和地面對(duì)A的摩擦力Ff大小的變化情況是()AF1減小 BF1增大CFf先減小后增大 DFf始終減小答案C解析在A被拉動(dòng)之前的過(guò)程中，彈簧仍處于原狀，因此彈力F1不變，靜止時(shí)彈簧的長(zhǎng)度大于原長(zhǎng)，則彈簧對(duì)A的拉力向左，由于水平面粗糙，因此物體受到水平向右的靜摩擦力Ff。當(dāng)再用一個(gè)從零開(kāi)始逐漸增大的水平力F向右拉A，直到把A拉動(dòng)前的過(guò)程中，物體A受到的靜摩擦力Ff從向右變?yōu)樗较蜃螅訤f大小先減小后增大，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。5.(2015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(dòng)，B剛好不下滑。已知A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。A與B的質(zhì)量之比為()A. B.C. D.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1FmBg；A恰好不滑動(dòng)，由A、B整體，得F2(mAgmBg)，所以，選項(xiàng)B正確。6(2019百師聯(lián)盟七調(diào))質(zhì)量均為m的兩物塊A和B之間連接著一個(gè)輕質(zhì)彈簧，其勁度系數(shù)為k，現(xiàn)將物塊A、B放在水平地面上一斜面的等高處，如圖所示，彈簧處于壓縮狀態(tài)，且物體與斜面均能保持靜止，已知斜面的傾角為，兩物塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是()A斜面和水平地面間一定有靜摩擦力B斜面對(duì)A、B組成的系統(tǒng)的靜摩擦力大于2mgsinC若將彈簧拿掉，物塊有可能發(fā)生滑動(dòng)D彈簧的最大壓縮量為答案D解析對(duì)整體分析，整體處于平衡狀態(tài)，對(duì)地面沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故斜面與水平地面間沒(méi)有摩擦力作用，故A錯(cuò)誤；對(duì)A和B整體分析，A、B整體的重力沿斜面向下的分力大小等于摩擦力，即f2mgsin，即使拿掉彈簧后，由于A、B整體受力不變，故不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，故B、C錯(cuò)誤；對(duì)A或B，彈簧彈力沿水平方向，大小為kx，且與重力沿斜面向下的分力mgsin、靜摩擦力f0的合力為零，當(dāng)靜摩擦力最大時(shí)，彈力最大，此時(shí)：kx，故x，故D正確。配套課時(shí)作業(yè)時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共12小題，每小題7分，共84分。其中19為單選，1012為多選)1.如圖所示，小車(chē)內(nèi)沿豎直方向的一根輕質(zhì)彈簧和一條與豎直方向成角的細(xì)繩拴接一小球。當(dāng)小車(chē)和小球相對(duì)靜止，一起在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A細(xì)繩一定對(duì)小球有拉力的作用B輕彈簧一定對(duì)小球有彈力的作用C細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力的作用，但是輕彈簧對(duì)小球一定有彈力D細(xì)繩不一定對(duì)小球有拉力的作用，輕彈簧對(duì)小球也不一定有彈力答案D解析當(dāng)小車(chē)勻速時(shí)，彈簧彈力大小等于小球重力大小，繩的拉力T0，當(dāng)小車(chē)和小球向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力不能為零，彈簧彈力有可能為零，故D正確。2.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處，當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，若把固定的物體換為質(zhì)量為2m的物體(物體的大小不變，且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x為(已知重力加速度為g)()A. B.C. D.答案A解析當(dāng)物體的質(zhì)量為m時(shí)，設(shè)下面的彈簧的壓縮量為x1，則mgk1x1；當(dāng)物體的質(zhì)量為2m時(shí)，2mgk1(x1x)k2x，聯(lián)立可得x，A正確。3.裝修工人在搬運(yùn)材料時(shí)施加一個(gè)水平拉力將其從水平臺(tái)面上拖出，如圖所示，則在勻加速拖出的過(guò)程中()A材料與平臺(tái)之間的接觸面積逐漸減小，摩擦力逐漸減小B材料與平臺(tái)之間的相對(duì)速度逐漸增大，摩擦力逐漸增大C平臺(tái)對(duì)材料的支持力逐漸減小，摩擦力逐漸減小D材料與平臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，支持力也不變，因而工人的拉力也不變答案D解析勻加速拖出材料的過(guò)程，只能持續(xù)到材料的重心離開(kāi)臺(tái)面的瞬間，在勻加速拉動(dòng)過(guò)程中，材料的重心在臺(tái)面上時(shí)，材料對(duì)臺(tái)面的壓力不變，材料受到的支持力不變，故C錯(cuò)誤；而在拉動(dòng)過(guò)程中動(dòng)摩擦因數(shù)不變，由FfFN可知摩擦力不變，故A、B錯(cuò)誤；因?yàn)槟Σ亮Σ蛔儯牧献鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知FFfma，所以工人的拉力不變，故D正確。4.一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力的作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，其中F110 N，F(xiàn)22 N，若撤去F1，則木塊受到的摩擦力為()A10 N，方向向左 B6 N，方向向右C2 N，方向向右 D0答案C解析當(dāng)物體受F1、F2及摩擦力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8 N，方向向左，可知最大靜摩擦力Ffmax8 N。當(dāng)撤去力F1后，F(xiàn)22 N<Ffmax，物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用在物體上的F2等大反向，C正確。5如圖甲、乙所示，物體P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向勻速運(yùn)動(dòng)，圖乙中斜面體固定不動(dòng)，關(guān)于物體P所受的摩擦力，下列說(shuō)法正確的是()A圖甲、乙中物體P均受摩擦力，且方向均與力F相同B圖甲、乙中物體P均受摩擦力，且方向均與力F相反C圖甲、乙中物體P均不受摩擦力D圖甲中物體P不受摩擦力，圖乙中物體P受摩擦力，且方向與力F方向相同答案D解析在題圖甲中，P做勻速運(yùn)動(dòng)，在水平方向所受合力為零，所以P不受摩擦力；題圖乙中，假設(shè)P不受摩擦力，P將相對(duì)Q沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，因此P受沿力F方向的摩擦力，D正確。6.如圖所示，有一重力不計(jì)的方形容器，被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水，直到注滿為止，此過(guò)程中容器始終保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是()A容器受到的摩擦力不斷增大B容器受到的摩擦力不變C水平力F必須逐漸增大D容器受到的合力逐漸增大答案A解析因注水過(guò)程中容器始終靜止，故容器受到的合力始終為零，D錯(cuò)誤；由平衡條件可得，墻對(duì)容器的靜摩擦力Ffm總g，隨m總的增大而增大，A正確，B錯(cuò)誤；只要m總gF，不增大水平力F也可使容器靜止不動(dòng)，C錯(cuò)誤。7.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在質(zhì)量為M的斜面體上，斜面體上表面光滑、底部粗糙，物塊兩端與固定的輕彈簧相連，彈簧的軸線與斜面平行。當(dāng)物塊在斜面上做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，斜面體保持靜止，下列圖中能表示地面對(duì)斜面體的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()答案A解析物塊在垂直斜面方向上，合外力為零，則物塊所受支持力大小始終等于重力垂直斜面方向的分力大小并保持不變；再以斜面體為研究對(duì)象受力分析，斜面體受重力、支持力、物塊對(duì)其的壓力和地面對(duì)其的摩擦力，斜面體所受摩擦力大小等于物塊對(duì)其的壓力在水平方向上的分力大小，故摩擦力保持不變，A項(xiàng)正確。8.如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊A、B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，A上表面水平，則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B受力的示意圖為()答案A解析滑塊A、B一起沖上光滑斜面，以A、B為整體研究對(duì)象，整體向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向沿斜面向下，大小為agsin，由于B的加速度方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律知，B受到的合力沿斜面向下，則B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。9.(2018北京延慶模擬)如圖所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過(guò)定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是，兩物塊的質(zhì)量都是m，滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)。若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為()A4mg B3mg C2mg Dmg答案A解析因?yàn)镻、Q都做勻速運(yùn)動(dòng)，因此可用整體法和隔離法求解。隔離Q進(jìn)行分析，Q在水平方向受繩向左的拉力FT和向右的摩擦力Ff1mg，因此FTmg。對(duì)整體進(jìn)行分析，整體受繩向左的拉力2FT，桌面對(duì)整體的向左的摩擦力Ff22mg，向右的外力F，由平衡條件得：F2FTFf24mg。故A正確。10.如圖所示，在豎直方向上，兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧a、b，一端與質(zhì)量為m的物體相連接，另一端分別固定，當(dāng)物體平衡時(shí)，若()Aa被拉長(zhǎng)，則b一定被拉長(zhǎng)Ba被壓縮，則b一定被壓縮Cb被拉長(zhǎng)，則a一定被拉長(zhǎng)Db被壓縮，則a一定被拉長(zhǎng)答案BC解析對(duì)物體受力分析并結(jié)合平衡條件，可知當(dāng)a對(duì)物體有拉力Fa時(shí)，若Fa>mg，則b被拉長(zhǎng)；若Fa<mg，則b被壓縮；若Famg，則b處于自然狀態(tài)，A錯(cuò)誤。若a被壓縮，則b對(duì)物體施加的一定是向上的彈力，即b一定被壓縮，B正確。若b被拉長(zhǎng)，則a對(duì)物體施加的一定是向上的彈力，即a一定被拉長(zhǎng)，C正確。若b被壓縮，根據(jù)平衡條件，a可能被壓縮、可能伸長(zhǎng)，還可能處于原長(zhǎng)狀態(tài)，D錯(cuò)誤。11以下的四個(gè)圖中，AB、BC均為輕質(zhì)桿，各圖中桿的A、C端都通過(guò)鉸鏈與墻連接，兩桿都在B處由鉸鏈連接，且系統(tǒng)均處于靜止?fàn)顟B(tài)。關(guān)于能否用等長(zhǎng)的輕繩來(lái)代替輕桿以保持系統(tǒng)的平衡，下列說(shuō)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桿不可以用輕繩代替的有甲、乙、丁答案BD解析圖中的桿均有固定轉(zhuǎn)軸，那么桿上的力均沿桿，如果桿端受拉力作用，可以用與之等長(zhǎng)的輕繩代替，如果桿端受壓力作用，則不可用等長(zhǎng)的輕繩代替，如圖中甲、丙、丁中的AB桿均受拉力作用，而甲、乙、丁中的BC桿均受沿桿的壓力作用，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。12如圖甲所示，斜面體固定在水平面上，斜面上有一物塊在拉力F的作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，拉力F在如圖乙所示的范圍內(nèi)變化，取沿斜面向上為正方向。則物塊所受的摩擦力Ff與時(shí)間t的關(guān)系正確的是()答案BD解析若t0時(shí)，靜摩擦力沿斜面向上，隨F減小，F(xiàn)f增大，當(dāng)F反向后，F(xiàn)f在原來(lái)基礎(chǔ)上繼續(xù)增大，D正確；若t0時(shí)，靜摩擦力沿斜面向下，隨F減小，F(xiàn)f減小，在F0前，F(xiàn)f變?yōu)檠匦泵嫦蛏希珺正確，A、C錯(cuò)誤。二、非選擇題(共16分)13.如圖所示，質(zhì)量為m的物體與A、B兩個(gè)彈簧相連，其勁度系數(shù)分別為k1和k2，B彈簧下端與地相連，現(xiàn)用手拉A的上端，使A緩慢上移，當(dāng)B彈簧的彈力為原來(lái)的時(shí)，A上端移動(dòng)的距離是多少？答案mg或mg解析B原來(lái)處于壓縮狀態(tài)，其壓縮量為x0，當(dāng)向上緩慢拉A使B中彈力減為原來(lái)的時(shí)，有兩種可能：(1)B仍處于被壓縮的狀態(tài)，則此時(shí)A彈簧的彈力和伸長(zhǎng)量分別為F1mgF2mg，x1這時(shí)B上端移動(dòng)的位移x2所以A上端移動(dòng)的距離sAx1x2mg。(2)B處于拉伸狀態(tài)，則此時(shí)A的彈力和伸長(zhǎng)量分別為F1mgF2mg，x1mg這時(shí)B上端移動(dòng)的位移x2mg所以A上端移動(dòng)的距離為sAx1x2mg。