高考物理一轮复习讲义专题3常见的三种力受力分析

专题3常见的三种力受力分析【考点精要】理解力的概念及力的相互性、矢量性、物质性。理解重力的概念，知道重心。理解弹力产生的条件，会确定弹力的方向及判断弹力的有无，理解和应用胡克定律。理解摩擦力产生的条件，会判断摩擦力的有无，会计算摩擦力的大小。会对物体进行受力分析。【热点分析】重力、弹力、摩擦力是高中力学的基础，这部分内容在近几年的高考中出现频率较高，单独题型多以选择题为主，若在大题中出现则和动力学、电磁学相结合出题。而且摩擦力，尤其静摩擦力的分析难度不可能降到太低，其与实际情景结合，考查知识的应用能力将成为考试的主流方向。【知识梳理】一、力的概念1．（1）力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而独立存在．（2）力的作用效果：使物体发生形变或使物体运动状态发生变化．（3）力是矢量．大小、方向、作用点是力的三要素．（4）力的单位：牛顿（N）．2．力的分类：（1）按力的性质分，可分为重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等．（2）按力的效果分，可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等．二、力学中的三种常见力1．重力重心：重力的“等效作用点”，物体的重心不一定在物体上．重心相对物体的位置由物体的形状和质量分布决定．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心．2．弹力：直接接触的物体间由于发生弹性形变而产生的力．产生条件：（1）两物体直接接触；（2）物体发生弹性形变．物体所受的弹力必定是由于施力物体发生形变产生的．弹力方向的确定：（1）压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被压或被支持的物体．（2）绳的拉力方向总是沿着绳指向绳收缩的方向．弹力大小的确定：（1）弹簧在弹性限度内遵守胡克定律F＝kx．（2）一般情况下应根据物体的运动状态，利用牛顿定律或平衡条件来计算．3．摩擦力：相互接触的物体间发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面处产生的阻碍物体间相对运动的力．（1）静摩擦力产生条件：两物体①直接接触；②相互挤压；③接触面不光滑；④有相对滑动的趋势．方向：静摩擦力的方向沿着接触面的切线，与相对滑动趋势的方向相反．大小：静摩擦力的大小可在0与最大静摩擦力Fm之间变化，即0＜F≤Fm．静摩擦力的大小与压力大小无关，由物体的运动状态和物体所受的其他力决定，可根据牛顿第二定律或平衡条件求静摩擦力的大小．（2）滑动摩擦力产生条件：两物体①直接接触；②相互挤压；③接触面不光滑；④有相对滑动．方向：沿着接触面的切线与相对滑动的方向相反（不一定与物体的运动方向相反）大小：Ff＝μFN三、物体受力分析对物体进行受力分析是解决力学问题的基础，是研究力学问题的重要方法．受力分析的程序是：1．根据题意选取研究的对象．选取研究对象的原则是要使对问题的研究尽量简便．研究对象可以是单个物体或物体的某一部分，也可以是由几个物体组成的系统．2．把研究对象从周围的物体中隔离出来．为防止漏掉某个力，要养成按一般步骤分析的好习惯．一般应先分析重力；然后环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力；最后再分析其他场力（电场力、磁场力等）．3．每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，这样可以避免分析出某些不存在的力．如竖直上抛的物体并不受向上的推力，而刹车后靠惯性滑行的汽车也不受向前的“冲力”．4．画完受力图后要进行定性检验，看一看根据你画的受力图，物体能否处于题目中所给的运动状态．5．对物体受力分析时应注意以下几点：（1）不要把研究对象所受的力与它对其他物体的作用力相混淆．（2）对于作用在物体上的每一个力，都必须明确它的来源，不能无中生有．（3）分析的是物体受到哪些“性质力”（按性质分类的力），不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析。典型题型1、下列关于力的说法正确的是()A.作用力和反作用力作用在同一物体上B.太阳系中的行星均受到太阳的引力作用C运行的人造地球卫星所受引力的方向不变想实验说明了力不是维持物体运动的原因2、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质里为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为30°，如图所示。则物体所受摩擦力()A．等干零B．大小为EQ\f(1,2)mg，方向沿斜面向下C．大小为EQ\f(eq\r(,3),2)mg，方向沿斜面向上D．大小为mg，方向沿斜面向上3、如图2所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2。以下结果正确的是()A．B．C．D．4、物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是（）5、用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）（）A．B．C．D．6、如图所示，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接。当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为（）A．B．C．D．7、如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（）A．将滑块由静止释放，如果＞tan，滑块将下滑B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果＜tan，滑块将减速下滑C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是2mgsinD．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是mgsin8、一根轻质弹簧一端固定，用大小为的力压弹簧的另一端，平衡时长度为；改用大小为的力拉弹簧，平衡时长度为.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为()A、B、C、D、9、如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为()（A）（B）（C）（D）10、如图所示，将两相同的木块a、b至于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力，b所受摩擦力，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）A．大小不变B．方向改变C．仍然为零D．方向向右11、如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力()A.等于零B.不为零，方向向右C.不为零，方向向左D.不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右【专项训练】基础训练11．下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中，正确的是（）A． 静摩擦力的方向一定与物体运动方向相反B．静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同C．静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D．静止的物体所受的摩擦力一定为零2．如图31所示，在μ=0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，还受到一个水平向左大小为10N的拉力作用，则物体受到滑动摩擦力为（g=10N/kg）()32SHAPE313231A．10N，向右B．10N，向左C．20N，向右D．20N，向左3．如图32所示，用力F把铁块压紧在竖直墙上不动，那么，当F增大时（设铁块对墙的力为FN，物体受墙的摩擦力为F静，下列说法正确的是（）A．FN增大，F静不变B．FN增大，F静增大C．FN变小，F静不变D．关于FN和F静的变化，以上说法都不对4．两个共点力的大小分别为F1=15N、F2、=9N，它们的合力不可能等于()A．9NB．25NC．6ND．21N5．码头上两个人用水平力推集装箱，想让它动一下，但都推不动，其原因是（）A．集装箱太重B．推力总小于摩擦力C．集装箱所受合外力始终为零D．推力总小于最大静摩擦力6．如图33所示，物体静止于倾斜放置的木板上，当倾角θ由很小缓慢增大到900的过程中，木版对物体的支持力FN和摩擦力f的变化情况是（）3433A．F3433B．FN、f都减少C．FN增大，f减小D．FN减小，f乙先增大后减小7．如图34所示，Ｂ的上表面是粗糙的水平面，AB叠放在一起，保持相对静止，沿固定斜面匀速下滑，则物体A受_________个力的作用，它们分别是_______________________．8.如图所示，弹簧的劲度系数为k，球重为G，球静止时在图中A位置。现用力将小球竖直向下移动x至B位置，则此时弹簧的弹力为（）A. B.C. D.9、探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15N重物时，弹簧长度为；悬挂20N重物时，弹簧长度为，则弹簧的原长L原和劲度系统k分别为A．L原＝0.02mk＝500N／mB．L原＝k＝500N／mC．L原＝k＝250N／mD．L原＝k＝250N／m10、如图35所示，有两条黑白毛巾交替折叠地放在水平面上，白毛巾的中部用线拉住，设线均水平，若每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及毛巾与桌面之间的动摩擦因数均为μ，欲将黑白毛巾分离开来，则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为（）A．2μmgB．4μmgC．5μmgD．6μmg335基础训练21、关于重心，下列说法中正确的（） A．重心就是物体内最重的一点 B．物体发生形变时，其重心位置一定不变 C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变 D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下2、如图所示，两根相同的轻弹簧、，劲度系数皆为．悬挂的重物的质量分别为．若不计弹簧质量，取，则平衡时弹簧、的伸长量分别为() （A）、10 （B）10、 （C）15、10 （D）10、15Pm3、如图，P是位于水平的粗糙桌面上的物块。用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有硅码，小盘与硅码的总质量为m。在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平面方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是()PmA．拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面B．拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面C．重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面D．重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面4．一根绳子受200N的拉力就会被拉断，如果两人沿相反方向同时拉绳，每人用力为N时绳子就会被拉断；如果将绳的一端固定，一个人用力拉绳另一端，则这人用力为N时，绳子就会被拉断．5．试估算地球大气层空气的总重量为。(地球半径R=6．4×103km，大气压强1．01×105Pa，球的面积公式为：S=4πR2)3146．如图314所示，物体A与竖直面间的动摩擦因数为μ，不计滑轮的摩擦，已知线与竖直墙平行，欲使物体向下做匀速直线运动，水平力F的大小应物体A的重力．(填“>”“=”或“<”31433157．如图315所示，小车上固定着一根弯成θ角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球，试分析小车静止时杆对球的弹力大小和方向．8．如图所示，水平面上有一重为40N的物体，受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0．2．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物体所受的摩擦力的大小与方向；(2)当只将Fl撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；(3)若撤去的力不是F1，而是F2，则物体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，物体在粗糟水平面上做匀速直线运动，则下列说法正确的是：A．拉力在竖直方向的分量一定大于重力B．拉力在竖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、木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动磨擦因数均为；夹在A、B轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的经度系数为400N/m,系统置于地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后静止不动.现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示力F作用后

A.木块A所受摩擦力大小是12.5N

B.木块A所受摩擦力大小是11.5N

C.木块B所受摩擦力大小是9N

D.木块B所受摩擦力大小是7N373.物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面平行(如图),当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时 ()37A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上 C.A、B之间的摩擦力为零 D.A、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质4.如下图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①弹簧的左端固定在左墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()38382＞l1 4＞l3 1＞l3 2=l4图45、如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平为Fb＝5N、Fc＝10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则()图4Af1＝5N，f2＝0，f3＝5NBf1＝5N，f2＝5N，f3＝0Cf1＝0，f2＝5N，f3＝5NDf1＝0，f2＝10N，f3＝5N6．如图所示，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连，斜面的倾角α可以改变。讨论物块M对斜面的摩擦力的大小，则一定有()A．若物块M保持静止，则α角越大，摩擦力越大B．若物块M保持静止，则α角越大，摩擦力越小C．若物块M沿斜面下滑，则α角越大，摩擦力越大D．若物块M沿斜面下滑，则α角越大，摩擦力越小7．运动员双手握住竖直的杆子匀速攀上和匀速下滑时，运动员受到的摩擦力分别是f1和f2，则下列说法正确的是(