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第2.1讲重力、弹力和摩擦力课程标准1.认识重力、弹力与摩擦力．2．通过实验，了解胡克定律．3．知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小．素养目标物理观念：(1)知道产生弹力、摩擦力的条件，知道它们的大小、方向、作用点；(2)了解胡克定律和滑动摩擦力的计算公式．科学思维：能分析实际问题中弹力、摩擦力的有无和方向，会计算弹力、摩擦力的大小．考点一重力和重心●【必备知识·自主落实】●1．力(1)定义：力是一个物体对另一个物体的作用．(2)作用效果：使物体发生形变或改变物体的_(即产生加速度)．(3)性质：力具有物质性、相互性、矢量性、独立性等特征．2．重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力．(2)大小：与物体的质量成正比，即G＝mg.可用弹簧测力计测量重力．_的．3．重心(1)物体的每一部分都受重力作用，可认为重力集中作用于一点，即物体的重心．(2)决定物体重心位置的因素：①物体的形状；②物体内_的分布．【注意】重心的位置不一定在物体上．●【关键能力·思维进阶】●1．下列关于重力的说法中正确的是()A.物体只有静止时才受重力作用B.重力的方向总是指向地心C.地面上的同一物体在赤道上所受重力最小D.物体挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数一定等于物体的重力2．如图所示，公园里有一仿制我国古代欹器的U形水桶，桶可绕水平轴转动，水管口持续有水流出，过一段时间桶会翻转一次，决定桶能否翻转的主要因素是()A.水桶自身重力的大小B.水管每秒出水量的大小C.水流对桶撞击力的大小D.水桶与水整体的重心高低3．[2024·浙江温州乐清市模拟]如图所示，光滑小球A左边靠着竖直墙壁B，右边靠着桌沿处于静止状态，则关于小球A的受力下列说法正确的是()A.墙对A的作用力一定过A的重心B.桌沿C对A的作用力一定过A的重心C.A的重力一定过A的重心D.A球的重心一定在球心考点二弹力的分析与计算●【必备知识·自主落实】●1．弹力(1)定义：发生_的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力．(2)产生条件①物体间直接接触；②接触处发生_．(3)方向：总是与施力物体形变的方向_．2．胡克定律(1)内容：在_内，弹力F的大小和弹簧伸长(或缩短)的长度x成_．(2)表达式：F＝_．①k是弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米．用符号N/m表示．大小由弹簧自身的性质决定②x●【关键能力·思维进阶】●1．弹力有无的判断方法2．弹力方向的判断(1)接触面上的弹力方向判断方法(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．3．弹力大小的计算方法(1)应用胡克定律F＝kx计算弹簧的弹力．【注意】x表示弹簧形变量．(2)物体静止或做匀速直线运动时，用共点力平衡来计算弹力．(3)物体不平衡时应用牛顿第二定律计算弹力．考向1弹力的有无及方向判断例1下列图中各物体均处于静止状态．图中画出了小球A所受弹力的情况，其中正确的是()例2如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的轻质细绳拴接一小球，此时小车与小球保持相对静止，一起在水平面上运动，下列说法正确的是() A．细绳一定对小球有拉力B．轻弹簧一定对小球有弹力C．细绳不一定对小球有拉力，但是轻弹簧一定对小球有弹力D．细绳不一定对小球有拉力，轻弹簧也不一定对小球有弹力考向2杆的弹力方向判断及大小计算例3如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，重力加速度为g.现使小车以加速度a(a≠0)向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是()A．杆对小球的弹力一定竖直向上B．杆对小球的弹力一定沿杆斜向上C．杆对小球的弹力大小为mgD．杆对小球的弹力大小为√(mg)2+(ma)2考向3胡克定律的理解及应用例4[2024·江苏南通模拟]如图甲所示，弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力(拉力或压力)时，在电脑上得到了弹簧形变量与其弹力的关系图像，如图乙所示．则下列判断正确的是()A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比C．该弹簧的劲度系数是2N/mD．该弹簧的劲度系数是20N/m考点三摩擦力的分析与计算●【必备知识·自主落实】●1．静摩擦力(1)定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力．相对地面不一定静止(2)产生条件：①接触面_；②接触处有_；③两物体间有_．(3)方向：沿两物体的_，与相对运动趋势的方向_．(4)大小：0<F≤F max．最大静摩擦力略大于滑动摩擦力2．滑动摩擦力(1)定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力．(2)产生条件：①接触面粗糙；②接触处有弹力；③两物体间有相对运动．(3)方向：沿两物体的接触面，与_的方向相反．(4)大小：F f＝μF N，μ为动摩擦因数，其值与接触面的材料和粗糙程度有关．F N的大小不一定等于物体的重力●【关键能力·思维进阶】●考向1摩擦力方向的判断1．明晰“三个方向”2.静摩擦力的有无及方向的判断方法(1)假设法(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向．(3)牛顿第三定律法先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向．例5如图，甲乙两人分别乘坐两种电动扶梯，此时两电梯均匀速向上运转，则()A．甲受到三个力的作用B．甲受到的摩擦力水平向右C．扶梯对乙的作用力方向垂直扶梯向上D．扶梯对乙的作用力方向竖直向上例6(多选)[2024·重庆模拟]图中是生活中磨刀的情景．若磨刀石始终处于静止状态，当刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法正确的是()A．刀受到的滑动摩擦力向后B．磨刀石受到地面的静摩擦力向后C．磨刀石受到四个力的作用D．地面和磨刀石之间有两对相互作用力考向2摩擦力大小的计算例7如图所示为一同学从t＝0时刻起逐渐增加水平推力推动箱子过程中三个时刻(t1、t2、t3)的漫画图．假设t1时刻同学对箱子的推力为10N，t2时刻推力为20N，t3时刻推力为30N．下列说法正确的是()A．箱子对地面的压力就是箱子的重力B．t1时刻箱子受到地面的摩擦力大小等于0C.t2时刻箱子受到地面的摩擦力大小等于20ND．箱子与地面的滑动摩擦力大小一定为30N例8[2024·全国高三专题练习]如图所示，打印机进纸槽里叠放有一叠白纸，进纸时滚轮以竖直向下的力F压在第一张白纸上，并沿逆时针方向匀速转动，滚轮与第一张纸不打滑，但第一张纸与第二张纸间发生相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，每张白纸的质量为m，不考虑静电力的影响，重力加速度为g，则下列说法正确的是() A．滚轮对第一张白纸的摩擦力大小为μ1FB．第二、三张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋2mg)C.第三、四张白纸间的摩擦力大小为μ2(F＋mg)D.越靠近底座，白纸间的摩擦力越大思维提升1.滑动摩擦力大小的计算方法2.静摩擦力大小的计算方法(1)物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件求解．(2)物体有加速度时，应用牛顿第二定律F合＝ma求解．(3)最大静摩擦力与接触面间的压力成正比，其值大于滑动摩擦力，但通常认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．核心素养提升分析摩擦力突变问题的方法1.在涉及摩擦力的情况中，题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着摩擦力突变的临界问题．题意中某个物理量在变化过程中发生突变，可能导致摩擦力突变，则该物理量突变时的状态即为临界状态．2．存在静摩擦力的情景中，物体由相对静止变为相对运动，或者由相对运动变为相对静止，或者受力情况发生突变，往往是摩擦力突变问题的临界状态．3．确定各阶段摩擦力的性质和受力情况，做好各阶段摩擦力的分析．情境1“静静”突变科学推理物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小或方向将发生突变．典例1[2024·福建三明质检]如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5N时，物体A与小车均处于静止状态．若小车以1m/s2的加速度向右运动，则()A．物体A相对小车向右运动B．物体A受到的摩擦力减小C．物体A受到的摩擦力大小不变D．物体A受到的弹簧的拉力增大情境2“静动”突变科学推理物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．典例2如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中．关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是()情境3“动静”突变科学思维在滑动摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力．典例3如图所示，斜面体固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10m/s2)()情境4“动动”突变科学思维物体在滑动摩擦力作用下运动直到达到共同速度后，如果在静摩擦力作用下不能保持相对静止，则物体将继续受滑动摩擦力作用，但其方向发生改变．典例4(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ，选沿传送带向下为正方向，则下列选项中能客观地反映小木块所受摩擦力和运动情况的是()思维提升摩擦力突变问题注意事项(1)静摩擦力是被动力，其大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．(2)滑动摩擦力的突变问题：滑动摩擦力的大小与接触面的动摩擦因数和接触面受到的压力均成正比，发生相对运动的物体，如果接触面的动摩擦因数发生变化或接触面受到的压力发生变化，则滑动摩擦力就会发生变化．(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质发生变化的分界点．第1讲重力弹力摩擦力考点一必备知识·自主落实1．(2)运动状态2．(3)竖直向下3．(2)质量关键能力·思维进阶1．解析：物体受到重力的作用，与物体的运动状态无关，A错误；重力的方向总是竖直向下，不一定指向地心，B错误；物体的重力随纬度增大而增大，因此地面上的同一物体在赤道上所受重力最小，C正确；物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时，弹簧测力计的示数才等于物体的重力，D错误．答案：C2．解析：由于水桶可以绕水平轴转动，因此一段时间后，当水桶水变多导致重心升高到一定程度时，就会造成水桶翻转，选项D正确，选项A、B、C错误．答案：D3．解析：墙对A的作用力和桌沿C对A的作用力都过球心，重心不一定在球心，故A、B、D错误；重心是重力的等效作用点，所以重力一定过A的重心，故C正确．故选C.答案：C必备知识·自主落实1．(1)形变(2)形变(3)相反2．(1)弹性限度正比(2)kx关键能力·思维进阶例1解析：选项A 中小球只受重力和杆的弹力的作用，且处于静止状态，由二力平衡可得小球受到的弹力方向应竖直向上，故A 错误；选项B 中，因为右边的绳竖直向上，如果左边的绳有拉力，则竖直向上的那根绳就会发生倾斜，所以左边的绳没有拉力，故B 错误；球与球接触处的弹力方向，垂直于过接触点的公切面(即在两球心的连线上)，且指向受力物体，故C 正确；球与面接触处的弹力方向，过接触点垂直于接触面或切面(即在接触点与球心的连线上)，即选项D 中大半圆对小球的支持力F N2的方向应是沿着过小球与圆弧接触点的半径，且指向圆心，故D 错误．答案：C例2解析：当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，此时细绳的拉力F T ＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不可能为零，弹簧弹力有可能为零，故D 正确．答案：D例3解析：对小球受力分析如图，由图可知，当a 大小不同时，杆上的弹力与竖直方向的夹角也不同，方向不一定沿杆，但一定是斜向上，且F >mg ，选项A 、B 、C 错误；由几何关系可知，F ＝√(mg )2+(ma )2，选项D 正确．答案：D例4解析：根据胡克定律F ＝kx ，可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，且弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比，故A 错误，B 正确；F x 图像的斜率代表弹簧的劲度系数，则有k ＝ΔF Δx ＝2010×10−2N/m ＝200N/m ，故C 、D 错误．答案：B必备知识·自主落实1．(2)粗糙弹力相对运动趋势(3)接触面相反2．(3)相对运动关键能力·思维进阶例5解析：题图甲中，人处于匀速直线运动状态，竖直方向上受到重力和支持力，假设水平方向受到摩擦力，则甲所受合外力就不为零了，不能做匀速直线运动了，故A、B错误；题图乙中，人处于匀速直线运动状态，受力平衡，扶梯对乙有支持力和摩擦力，乙受重力，根据共点力作用下的平衡可知，支持力和摩擦力的合力与重力等大反向，故扶梯对乙的作用力竖直向上，C错误，D正确．故选D.答案：D例6解析：当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀受到的滑动摩擦力向后，A正确；当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀对磨刀石摩擦力向前，根据平衡条件可知，磨刀石受到地面的静摩擦力向后，B正确；磨刀石受到重力、地面支持力、刀的摩擦力和地面摩擦力以及刀的压力(否则不会有摩擦力)，共5个力作用，C错误；地面和磨刀石之间有两对相互作用力分别是磨刀石对地面的压力与地面对磨刀石的支持力，地面对磨刀石摩擦力与磨刀石对地面的摩擦力，D正确．答案：ABD例7解析：箱子对桌面的压力施力物体是箱子，受力物体是桌面，而箱子的重力施力物体是地球，受力物体是箱子．这两个力不是一个概念，所以箱子对地面的压力不是箱子的重力，A错误；t1时刻，小孩没有推动箱子，则箱子所受的是静摩擦力，根据平衡条件可知，此时摩擦力大小与此时推力大小相等，为10N，B错误；t2时刻，小孩仍然没有推动箱子，则箱子所受的仍然是静摩擦力，根据平衡条件可知，此时摩擦力大小与此时推力大小相等，为20N，C正确；t3时刻推力为30N，此时箱子动了，但是不能确定箱子是加速运动还是匀速运动，故不能确定箱子与地面的滑动摩擦力是否等于30N，D错误．答案：C例8解析：μ1F为滚轮与第一张白纸间的滑动摩擦力，滚轮与第一张白纸间的摩擦力为静摩擦力，小于或等于最大静摩擦力，故A错误；第一、二张白纸间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为f12＝μ2(F＋mg)，第二张白纸处于静止状态，第二、三张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第一、二张白纸间的摩擦力，即f23＝μ2(F＋mg)，故B错误；第三张白纸处于静止状态，第三、四张白纸间的摩擦力为静摩擦力，大小等于第二、三张白纸间的摩擦力，即f34＝μ2(F＋mg)，故C正确；除第一张白纸外，所有白纸均处于静止状态，白纸间的摩擦力均为μ2(F＋mg)，大小相等，故D错误．答案：C核心素养提升典例1解析：由题意得，物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力F fm≥5N，当小车加速运动时，假设物体A与小车仍然相对静止，则物体A所受合力大小F合＝ma＝10N，可知此时小车对物体A的摩擦力大小为5N，方向向右，且为静摩擦力，所以假设成立，物体A 受到的摩擦力大小不变，故A、B错误，C正确；弹簧长度不变，物体A受到的弹簧的拉力大小不变，故D错误．答案：C典例2解析：设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为f＝F cosθ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力N＝G－F sinθ，F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为f＝μN，N减小，则f减小，故B正确，A、C、D错误．故选B.答案：B典例3解析：滑块上滑过程中受滑动摩擦力，F f＝μF N，F N＝mg cosθ，联立得F f＝6.4N，方向沿斜面向下．当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mg sinθ＜μmg cosθ，滑块静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得F′f＝mg sinθ，代入数据可得F′f＝6N，方向沿斜面向上，故选项B正确．答案：B典例4解析：当小木块速度小于传送带速度时，小木块相对于传送带向上滑动，小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度a＝g sinθ＋μg cosθ；当小木块速度与传送带速度相同时，由于μ<tanθ，即μmg cosθ<mg sinθ，所以速度能够继续增大，此时滑动摩擦力的大小不变，而方向突变为向上，且a＝g sinθ－μg cosθ，加速度变小，则vt图像的斜率变小，所以B、D正确．答案：BD。
高考理综物理总复习重要知识点归纳总结高中物理复题纲第一章：力一、力F：物体对物体的作用。
力的三要素包括大小、方向和作用点。
物体间力的作用是相互的，即作用力与反作用力，但它们不在同一物体上，不是平衡力。
作用力与反作用力是同性质的力，有同时性。
二、力的分类：1、按性质分：重力G、弹力N、摩擦力f2、按效果分：压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力。
3、按研究对象分：外力、内力。
重力G由于受地球吸引而产生，竖直向下。
重心的位置与物体的质量分布与形状有关。
质量均匀、形状规则的物体重心在几何中心上，不一定在物体上。
弹力由于接触形变而产生，与形变方向相反或垂直接触面。
摩擦力阻碍相对运动的力，方向与相对运动方向相反。
滑动摩擦力与材料有关，与重力、压力无关。
相同条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦。
静摩擦力可以用二力平衡来计算。
力的合成与分解遵循平行四边形定则。
以分力F1、F2为邻边作平行四边形，合力F的大小和方向可用这两个邻边之间的对角线表示。
平动平衡是指共点力使物体保持匀速直线运动状态或静止状态。
解题方法是先受力分析，然后根据题意建立坐标系，将不在坐标系上的力分解。
如受力在三个以内，可用力的合成。
利用平衡力来解题。
第二章：直线运动一、运动：1、参考系可以任意选取，但尽量方便解题。
2、质点是研究物体比周围空间小得多时，任何物体都可以作为质点。
只有质量，没有形状与大小。
3、位移s是矢量，方向起点指向终点。
表示位置的改变。
路程是标量，质点初位置与末位置的轨迹的长度，表示质点实际运动的长度。
4、时刻是某一瞬间，用时间轴上的一个点表示。
如4s，第4秒。
时间是起始时刻与终止时刻的间隔，在时间轴上用线段表示。
如4秒内，第4秒内。
ma速度v是一个矢量，表示运动的快慢，可以用公式v=s/t计算，其中s为位移，t为时间。
常用的速度单位是米每秒，也可以用千米每小时表示。
在s-t图中，速度的大小可以用正切tgθ计算。
平均速度是变速运动中位移与对应时间之比，而瞬时速度是质点某一瞬间的速度，大小为速率，标量。
第一章力【知识内容及高考要求】1、(B)力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态变化的原因。
力是矢量，力的合成与分解。
2、(B)力矩。
3、(B)重力是物体在地球表面附近所受到的地球对它的引力。
重心。
4、(B)形变和弹力。
胡克定律。
5、(B)静摩擦，最大静摩擦力。
滑动摩擦，动摩擦因数。
6、(B)牛顿第三定律。
7、(B)物体受力分析，受力图。
8、(B)已知作用力共点时物体的平衡。
说明：(1)关于力的合成与分解在计算方面，只要求会用直角三角形的知识求解。
(2)不要求知道静摩擦系数。
【内容概要及考查特点】本章内容是力学的基础知识。
力的概念是贯穿于力学乃至整个物理学的重要概念。
对物体进行受力分析是解决力学问题的基础和关键。
力在合成与分解时所遵守的平行四边形定则，也是所有矢量与分解时都遵守的普遍法则。
力学中的三种常见的力，尤其是摩擦力是历年高考必考的内容，对物体进行受力分析在九七年前的考试说明中被列为C级知识点，在历年高考试题中反复考查。
现在虽然取消了C 级要求，但它仍是高考的热点。
关于力矩问题，九三年取消了对力矩平衡的要求，但对力矩的计算仍然要求。
在近几年高考中，更常把本章的知识与后面的知识(如牛顿定律、动量、功和能、气体的压强、电磁学等)结合起来进行考查。
【知识点析及素质训练】一、力·重力·弹力知识点析力1、概念：力是物体对物体的作用。
(1)同时存在受力物体和施力物体。
(2)力学中的研究对象是受力物体。
2、作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态(即使物体产物加速度)。
(1)即使很小的力作用在物体上，也会使物体发生形变，只不过有时形变很小，不能直接观察到(这一点对于理解弹力很有帮助)。
(2)力是使物体运动状态发生改变的原因，而不是维持物体运动状态的原因。
(3)物体的运动状态的改变指速度的大小、方向之一或同时发生变化。
3、矢量性：既有大小又有方向。
(1)大小：弹簧秤称量，单位是牛顿(N)。
课时分层作业(四)重力弹力摩擦力基础题组1．下列关于重力和重心的说法正确的是()A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力B.物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力C.用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上D.重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物体上2.[人教版必修1P55图3.2－3改编]如图所示，小车受到水平向右的弹力作用，下列与该弹力有关的说法正确的是()A.弹簧发生拉伸形变B.弹簧发生压缩形变C.该弹力是由小车形变引起的D.该弹力的施力物体是小车3.(多选)如图所示，一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻绳，小球处于静止状态(图中F1水平，F3竖直)，则杆对小球的作用力方向可能是()A.F1B．F2C.F3D．F44．(多选)如图所示，下雨天，足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒，设他的支撑脚对地面的作用力为F，方向与竖直方向的夹角为θ，鞋底与球场间的动摩擦因数为μ，下面对该过程的分析正确的是()A.下雨天，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力增大B.奔跑步幅越大，越容易滑倒C.当μ<tanθ时，容易滑倒D.当μ>tanθ时，容易滑倒5．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态；如图所示，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为()A.10N，方向向左B．6N，方向向右C.2N，方向向右D．06．(多选)有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个100g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm.现用这支圆珠笔水平推一本放在水平桌面上质量为900g的书，当按钮压缩量为3.6mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．(g取10m/s2)，下列说法正确的是()A.笔内小弹簧的劲度系数是500N/mB.笔内小弹簧的劲度系数是50N/mC.书与桌面间的动摩擦因数是0.02D.书与桌面间的动摩擦因数是0.27．(多选)如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上的质量为10kg的木箱，木箱所受的摩擦力F f与F的关系如图乙所示，下列说法正确的是(g取10m/s2)()A.木箱所受的最大静摩擦力F fm＝21NB.木箱所受的最大静摩擦力F fm＝20NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.21D.木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.28．(多选)如图所示，物体P放在Q之上，Q在光滑水平面上．弹簧秤Ⅰ，其左端与物体P相连，右端与墙相连；弹簧秤Ⅱ右端与Q相连，左端用手水平拉着．当Ⅰ的示数为2N 时，Ⅱ的示数为3N，则()A.P、Q间一定存在一对滑动摩擦力B.P受摩擦力为2N，Q受摩擦力为3NC.P、Q受摩擦力大小均为2ND.P、Q受摩擦力大小均为3N9．[2022·成都一模]如图所示，一根直杆固定在水平地面上，与水平地面成θ＝37°的倾角，杆上套着一个质量为m 的圆环A ，跨过定滑轮的细绳一端系在圆环A 上，另一端系一物块B .细绳对圆环A 的拉力方向水平向左．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆环A 与直杆间动摩擦因数为μ＝0.5，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，圆环可视为质点，要保证A 不向上滑动，所悬挂的物块B 质量不能超过( )A ．mB ．43mC.53m D ．2m 综合题组10．(多选)一根大弹簧内套一根小弹簧，小弹簧比大弹簧长0.2m ，它们的一端齐平并固定在地面上，另一端自然放置，如图甲所示．当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图象如图乙所示，则两根弹簧的劲度系数k 1和k 2，分别为( )A.k 1＝5N/mB ．k 1＝10N/m C.k 2＝10N/mD ．k 2＝20N/m11．(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v 0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是( )12.[2022·福建漳州市第一次教学质检](多选)橡皮筋具有与弹簧类似的性质，如图所示，一条质量不计的橡皮筋竖直悬挂，劲度系数k＝100N/m，橡皮筋上端安装有拉力传感器测量橡皮筋的弹力．当下端悬挂一个钩码，静止时拉力传感器读数为10N，现将一个完全相同的钩码轻轻挂在第一个钩码的下方，取g＝10m/s2，则()A.悬挂第二个钩码的瞬间，拉力传感器的读数仍为10NB．悬挂第二个钩码的瞬间，钩码间的弹力大小是20NC.悬挂第二个钩码后，拉力传感器的读数恒为20ND.悬挂第二个钩码后，钩码运动速度最大时下降的高度为10cm13．[2022·河北张家口模拟]如图所示，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，一端与斜面上的物块M相连，另一端位于天花板上的A点，并通过轻质动滑轮悬挂物块N，系统处于静止状态，现将细绳的一端从天花板上的A点缓慢沿直线移动到B点，已知斜面和M始终保持静止，定滑轮到M处细绳与斜面保持平行，则在此过程中A、M所受细绳拉力的大小可能保持不变()A.M所受细绳拉力的大小可能保持不变B.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加C.斜面所受地面的摩擦力大小一直增大D.斜面所受地面的支持力大小一直增大。
第1课时重力弹力摩擦力考纲解读 1.掌握重力的大小、方向及重心的概念.2.掌握弹力的有无、方向的判断及大小的计算的基本方法.3.掌握胡克定律.4.会判断摩擦力的大小和方向.5.会计算摩擦力的大小．考点一弹力的分析与计算1．弹力有无的判断(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况．(2)假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定有弹力．(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在．(4)替换法：可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换，看能否维持原来的运动状态．2．弹力方向的判断(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断．(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．3．弹力大小计算的三种方法：(1)根据力的平衡条件进行求解．(2)根据牛顿第二定律进行求解．(3)根据胡克定律进行求解．①内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．②表达式：F＝kx.k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定．x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度．例1如图1所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力()图1A．大小为7.5 NB．大小为10 NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方解析对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大、反向，可得F方向斜向左上方，令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得：tan α＝G F拉＝43，α＝53°，F＝Gsin 53°＝12.5 N，故只有D项正确．答案 D递进题组1．[弹力的有无及方向判断]如图2所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等，盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是()图2A．无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力B．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C．盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D．盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力答案 A解析先以盒子和小球组成的系统整体为研究对象，无论上滑还是下滑，用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a＝g sin α，方向沿斜面向下；小球的加速度大小也是a＝g sin α，方向沿斜面向下，小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力，因此小球不需要盒子的左、右侧面提供弹力，故选项A正确．2．[弹力大小的计算]如图3所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m 的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点，设滑块所受支持力为F N，OP与水平方向的夹角为θ，下列关系正确的是()图3A．F＝mgtan θB．F＝mg tan θC．F N＝mgtan θD．F N＝mg tan θ答案 A解析对滑块进行受力分析如图，滑块受到重力mg、支持力F N、水平推力F三个力作用．由共点力的平衡条件知，F与mg的合力F′与F N等大、反向．由几何关系可知F、mg和合力F ′构成直角三角形，解直角三角形可求得：F ＝mg tan θ，F N ＝F ′＝mg sin θ.所以正确选项为A. 3．[含弹簧类弹力的分析与计算]三个质量均为1 kg 的相同木块a 、b 、c 和两个劲度系数均为500 N /m 的相同轻弹簧p 、q 用轻绳连接，如图4所示，其中a 放在光滑水平桌面上．开始时p 弹簧处于原长，木块都处于静止状态．现用水平力F 缓慢地向左拉p 弹簧的左端，直到c 木块刚好离开水平地面为止，g 取10 m/s 2.该过程p 弹簧的左端向左移动的距离是( )图4A ．4 cmB ．6 cmC ．8 cmD ．10 cm答案 C解析 “缓慢地拉动”说明系统始终处于平衡状态，该过程中p 弹簧的左端向左移动的距离等于两个弹簧长度变化量之和；最初，p 弹簧处于原长，而q 弹簧受到竖直向下的压力F N1＝m b g ＝1×10 N ＝10 N ，所以其压缩量为x 1＝F N1k＝2 cm ；最终c 木块刚好离开水平地面，q 弹簧受到竖直向下的拉力F N2＝m c g ＝1×10 N ＝10 N ，其伸长量为x 2＝F N2k＝2 cm ，拉力F ＝(m b ＋m c )g ＝2×10 N ＝20 N ，p 弹簧的伸长量为x 3＝F k＝4 cm ，所以p 弹簧的左端向左移动的距离x ＝x 1＋x 2＋x 3＝8 cm.“弹簧类”模型问题中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有如下四个特性：(1)弹力遵循胡克定律F ＝kx ，其中x 是弹簧的形变量．(2)轻：即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零．(3)弹簧既能受到拉力作用，也能受到压力作用(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能受到拉力作用，不能受到压力作用．(4)由于弹簧和橡皮绳受到力的作用时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们产生的弹力立即消失．考点二 滑轮模型与死结模型问题1．死结模型：如几个绳端有“结点”，即几段绳子系在一起，谓之“死结”，那么这几段绳中的张力不一定相等．2．注意：轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得，而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向．例2如图5所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体，∠ACB＝30°，g取10 m/s2，求：图5(1)轻绳AC段的张力F AC的大小；(2)横梁BC对C端的支持力的大小及方向．解析物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的轻绳拉力大小等于物体的重力，取C点为研究对象，进行受力分析，如图所示．(1)图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力大小为：F AC＝F CD＝Mg＝10×10 N＝100 N(2)由几何关系得：F C＝F AC＝Mg＝100 N方向和水平方向成30°角斜向右上方答案(1)100 N(2)100 N方向与水平方向成30°角斜向右上方拓展题组4．[滑轮模型]如图6所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端挂一重物，BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变夹角θ的大小，则滑轮受到木杆作用力大小变化情况是()图6A．只有角θ变小，作用力才变大B．只有角θ变大，作用力才变大C．不论角θ变大或变小，作用力都是变大D．不论角θ变大或变小，作用力都不变答案 D解析滑轮受到的木杆的作用力等于两绳的合力，而两绳的拉力都等于重物的重力，木杆的作用力大小为2mg，方向为与竖直方向成45°角斜向左上方，与θ角无关．5．[死结模型]若例2中横梁BC换为水平轻杆，且B端用铰链固定在竖直墙上，如图7所示，轻绳AD拴接在C端，求：(计算结果保留三位有效数字)图7(1)轻绳AC段的张力F AC的大小；(2)轻杆BC对C端的支持力．答案(1)200 N(2)173 N，方向水平向右解析对结点C受力分析如图：根据平衡方程F AC·sin 30°＝MgF AC·cos 30°＝F BC得：F AC＝2Mg＝200 NF BC＝Mg·cot 30°≈173 N方向水平向右分析绳或杆的弹力时应重点关注的问题(1)中间没有打结的轻绳上各处的张力大小都是一样的；如果绳子打结，则以结点为界，不同位置上的张力大小可能是不一样的．(2)杆可分为固定杆和活动杆，固定杆的弹力方向不一定沿杆，弹力方向视具体情况而定，活动杆只能起到“拉”和“推”的作用，弹力方向一定沿杆的方向．考点三摩擦力的分析与计算1．静摩擦力(1)有无及其方向的判定方法①假设法：假设法有两种，一种是假设接触面光滑，不存在摩擦力，看所研究物体是否改变原来的运动状态．另一种是假设摩擦力存在，看所研究物体是否改变原来的运动状态．②状态法：静摩擦力的大小与方向具有可变性．明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向．③牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向．(2)大小的计算①物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，利用力的平衡条件来判断其大小．②物体有加速度时，若只有静摩擦力，则F f＝ma.若除静摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求静摩擦力．2．滑动摩擦力(1)方向：与相对运动的方向相反，但与物体运动的方向不一定相反．(2)计算：滑动摩擦力的大小用公式F f＝μF N来计算，应用此公式时要注意以下几点：①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；F N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关．例3如图8所示，人重600 N，木块A重400 N，人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2.现人用水平力拉轻绳，使他与木块一起向右做匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求：图8(1)人对轻绳的拉力大小；(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向．甲解析设绳的拉力为F T，木块与地面间的摩擦力为F f A.(1)取人和木块组成的系统为研究对象，并对其进行受力分析，如图甲所示，由题意可知F f A＝μ(m A＋m人)g＝200 N.由于系统处于平衡状态，故2F T＝F f A所以F T＝100 N.(2)取人为研究对象，对其进行受力分析，如图乙所示．乙由于人处于平衡状态，故F T＝F f人＝100 N由于人与木块A处于相对静止状态，故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力．由牛顿第三定律可知人脚对木块A的摩擦力方向水平向右，大小为100 N.答案(1)100 N(2)100 N方向水平向右递进题组6．[静摩擦力的分析]如图9所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B 两物体均处于静止状态，下列判断正确的是()图9A．B物体对A物体的静摩擦力方向向下B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力答案AD解析将A、B视为整体，可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上．对B受力分析可知B受到的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向下，A正确；由于A、B两物体受到的重力不变，根据平衡条件可知B错误；A和墙之间的摩擦力与A、B两物体的重力等大、反向，故C错误，D正确．7．[摩擦力的分析与计算]如图10所示，固定在水平地面上的物体P，左侧是光滑圆弧面，一根轻绳跨过物体P顶点上的小滑轮，一端系有质量为m＝4 kg的小球，小球与圆心连线跟水平方向的夹角θ＝60°，绳的另一端水平连接物块3，三个物块重均为50 N，作用在物块2的水平力F＝20 N，整个系统处于平衡状态，取g＝10 m/s2，则以下正确的是()图10A．1和2之间的摩擦力是20 NB．2和3之间的摩擦力是20 NC．3与桌面间的摩擦力为20 ND．物块3受6个力作用答案 B解析对小球受力分析可知，绳的拉力等于小球重力沿圆弧面切线方向的分力，由几何关系可知绳的拉力等于20 N．将三个物块看成一个整体受力分析，可知水平方向整体受到拉力F 和绳的拉力的作用，由于F等于绳的拉力，故整体受力平衡，与桌面间没有摩擦力，故物块3与桌面间的摩擦力为0，C错误．由于物块1、2之间没有相对运动的趋势，故物块1和2之间没有摩擦力的作用，A错误．隔离物块3受力分析，水平方向受力平衡可知物块2和3之间摩擦力的大小是20 N，B正确．物块3受重力、桌面的支持力、物块2的压力、物块2的摩擦力、绳的拉力5个力作用，D错误．摩擦力分析中的“三点注意”(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法与隔离法进行分析．(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的．(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力．考点四摩擦力的突变问题例4表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图11所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大，最大静摩擦力大于滑动摩擦力)，另一端不动，则木块受到的摩擦力F f随角度α变化的图象是下列图中的()图11解析下面通过“过程分析法”和“特殊位置法”分别求解：解法一：过程分析法(1)木板由水平位置刚开始运动时：α＝0，F f静＝0.(2)从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前：木块所受的是静摩擦力．由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图：由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：F f静＝mg sin α.因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们满足正弦规律变化．(3)木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力F fm.α继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：F fm>F f滑．(4)木块相对于木板开始滑动后，F f滑＝μmg cos α，此时，滑动摩擦力随α的增大而减小，满足余弦规律变化．(5)最后，α＝π2，F f滑＝0. 综上分析可知选项C 正确．解法二：特殊位置法本题选两个特殊位置也可方便地求解，具体分析见下表：特殊位置分析过程 木板刚开始运动时 此时木块与木板无摩擦，即F f 静＝0，故A 选项错误.木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力，且大于刚开始运动时所受的滑动摩擦力，即F fm >F f 滑，故B 、D 选项错误. 由以上分析知，选项C 正确．答案 C变式题组8．[摩擦力的突变]如图12所示，质量为1 kg 的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t ＝0开始以初速度v 0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F ＝1 N 的作用，取g ＝10 m/s 2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力F f 随时间t 变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图12答案 A9．[摩擦力的突变]在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，设计了如图13甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合该图象，下列说法正确的是()图13A．可求出空沙桶的重力B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D．可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)答案ABC解析t＝0时刻，传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A对；t＝50 s时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车开始运动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力，B、C对；此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故第50 s后小车将加速运动，D错．用临界法分析摩擦力突变问题的三点注意(1)题目中出现“最大”、“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题．有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态．(2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值．(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相等的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的分界点．高考模拟明确考向1．(2014·广东·14)如图1所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()图1A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A解析支持力的方向垂直于支持面，因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N处受到的支持力过N垂直于P斜向上，A项正确，B项错；静摩擦力的方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，因此M处的静摩擦力沿水平方向，N处的静摩擦力沿MN方向，C、D项都错误．2．(2013·北京·16)如图2所示，倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m 的木块静止在斜面体上．下列结论正确的是()图2A．木块受到的摩擦力大小是mg cos αB．木块对斜面体的压力大小是mg sin αC．桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin αcos αD．桌面对斜面体的支持力大小是(M＋m)g答案 D解析对木块受力分析，如图甲所示，由平衡条件得F f＝mg sin α，F N＝mg cos α，故A、B错误．对木块和斜面体组成的整体受力分析，如图乙所示，可知水平方向没有力的作用，C 错误．由平衡条件知，F N ′＝(M ＋m )g ，D 正确．3．(2012·浙江·14)如图3所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m ＝1.0 kg 的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9 N ．关于物体受力的判断(取g ＝9.8 m/s 2)，下列说法正确的是( )图3A ．斜面对物体的摩擦力大小为零B ．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N ，方向沿斜面向上C ．斜面对物体的支持力大小为4.9 3 N ，方向竖直向上D ．斜面对物体的支持力大小为4.9 N ，方向垂直斜面向上答案 A解析 物体的重力沿斜面方向的分力大小和绳子的拉力相等，所以斜面对物体的摩擦力大小为零，A 正确，B 错误．斜面对物体的支持力F N ＝mg cos 30°＝4.9 3 N ，方向垂直斜面向上，C 、D 错误．4．如图4所示，一串红灯笼在水平风力的吹动下发生倾斜，悬挂绳与竖直方向的夹角为30°.设每个红灯笼的质量均为m ，绳的质量不计，则自上往下数第一个红灯笼对第二个红灯笼的拉力大小为( )图4 A.233mg B ．2mg C ．4mg D.433mg 答案 D解析 将下面两个灯笼作为一个研究对象，由平衡条件知，F cos 30°＝2mg ，得F ＝433mg ，D 正确．5．如图5所示，物体A 、B 用细绳与弹簧连接后跨过滑轮．A 静止在倾角为45°的粗糙斜面上，B悬挂着．已知质量m A＝3m B，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°减小到30°，那么下列说法中正确的是()图5A．弹簧的弹力将减小B．物体A对斜面的压力将减小C．物体A受到的静摩擦力将减小D．弹簧的弹力及物体A受到的静摩擦力都不变答案 C解析本题考查受力分析和静摩擦力．取A物体为研究对象进行受力分析：竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的静摩擦力和弹簧向上的弹力．弹簧的弹力等于B物体的重力，即弹簧的弹力不变，故A选项错误；正交分解列平衡方程F f＋F弹＝m A g sin θ，F弹＝m B g可知，C选项正确，D项错误；根据F N＝mg cos θ，当倾角减小时，A物体对斜面的压力变大，故B选项错误．6．如图6所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧．A、B均处于静止状态，下列说法正确的是()图6A．B受到向左的摩擦力B．B对A的摩擦力向右C．地面对A的摩擦力向右D．地面对A没有摩擦力答案 D解析以物体B为研究对象，物体B受弹簧向左的弹力，又因物体B处于静止状态，故受物体A对它向右的摩擦力，所以A错误；根据牛顿第三定律可知，物体B对物体A的摩擦力向左，所以B错误；把物体A、B视为一整体，水平方向没有运动的趋势，故物体A不受地面的摩擦力，所以C错误，D正确．练出高分一、单项选择题1．如图1所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示中正确的是()图1答案 A2．如图2所示，杆BC的B端用铰链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮．重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，杆恰好平衡．若将绳的A端沿墙缓慢向下移(BC杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)，则()图2A．绳的拉力增大，BC杆受绳的压力增大B．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力增大C．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力减小D．绳的拉力不变，BC杆受绳的压力不变答案 B解析选取绳子与滑轮的接触点为研究对象，对其受力分析，如图所示．绳中的弹力大小相等，即F T1＝F T2＝G ，C 点处于三力平衡状态，将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形，如图中虚线所示，设AC 段绳子与竖直墙壁间的夹角为θ，则根据几何知识可知F ＝2G sin θ2，当绳的A 端沿墙缓慢向下移时，绳的拉力不变，θ增大，F 也增大，根据牛顿第三定律知，BC 杆受绳的压力增大，B 正确．3．如图3所示，两木块的质量分别为m 1和m 2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，上面木块压在下面弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态．现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的弹簧．在此过程中下面木块移动的距离为( )图3A.m 1g k 1B.m 2g k 2C.m 1g k 2D.m 2g k 1答案 C解析 在没有施加外力向上提时，弹簧k 2被压缩，压缩的长度为：Δx ＝(m 1＋m 2)g k 2.在用力缓慢向上提m 1直至m 1刚离开上面弹簧时，弹簧k 2仍被压缩，压缩量为Δx ′＝m 2g k 2.所以在此过程中，下面木块移动的距离为：Δx －Δx ′＝m 1g k 2，故选C. 4．如图4所示，一斜面体静止在粗糙的水平地面上，一物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明此时斜面体不受地面的摩擦力作用．若沿平行于斜面的方向用力F 向下推此物体，使物体加速下滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面体受地面的摩擦力( )图4A ．大小为零B ．方向水平向右C ．方向水平向左D ．大小和方向无法判断答案 A解析 由题知物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时，斜面体不受地面的摩擦力作用，此时斜面体受到重力、地面的支持力、物体对斜面体的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力．若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑时，物体对斜面体的压力没有变化，则对斜面体的滑动摩擦力也没有变化，所以斜面体的受力情况没有改变，则地面对斜面体仍没有摩擦力，即斜面体受地面的摩擦力为零．5．如图5所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向，g ＝10 m/s2)()图5答案 B解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用，由F＝μF N和F N＝mg cos θ联立得F＝6.4 N，方向为沿斜面向下．当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mg sin θ<μmg cos θ，滑块不动，滑块受的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得F＝mg sin θ，代入可得F＝6 N，方向为沿斜面向上，故B项正确．二、多项选择题6．如图6所示，两辆车在以相同的速度做匀速运动，根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()图6A．物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力集中于一点。
