第1講 力、重力、彈力、摩擦力_第1頁(yè)
第1講 力、重力、彈力、摩擦力_第2頁(yè)
第1講 力、重力、彈力、摩擦力_第3頁(yè)
第1講 力、重力、彈力、摩擦力_第4頁(yè)
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(本講對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P26)第1講力、重力、彈力、摩擦力核心素養(yǎng)重要考點(diǎn)物理觀念(1)理解重力、彈力、摩擦力的基本概念,明確其產(chǎn)生的原因和條件;(2)掌握力的合成與分解的方法;(3)運(yùn)用力的相互作用觀念分析力學(xué)問(wèn)題1.重力、彈力、摩擦力2.力的合成與分解3.共點(diǎn)力的平衡4.實(shí)驗(yàn):探究彈簧形變與彈力的關(guān)系;研究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律科學(xué)思維(1)能夠構(gòu)建輕繩、輕桿、輕質(zhì)彈簧及光滑斜面等物理模型;(2)善于運(yùn)用假設(shè)法分析判斷力是否存在,掌握受力分析法及動(dòng)態(tài)圖解法的運(yùn)用;(3)掌握運(yùn)用共點(diǎn)力平衡分析求解實(shí)際問(wèn)題科學(xué)探究(1)探究彈簧伸長(zhǎng)和彈力的關(guān)系;(2)探究二力合成的規(guī)律科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和在生活中的認(rèn)知,認(rèn)識(shí)重力、彈力、摩擦力;(2)探究物理規(guī)律,激發(fā)興趣,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,逐漸形成熱愛(ài)生活,探索自然的內(nèi)在動(dòng)力目錄1核心知識(shí)·優(yōu)化增分2高分能力·突破瓶頸3方法研練·素養(yǎng)提升4課后提能演練一、力1.概念:物體與物體之間的

作用.

2.作用效果:使物體發(fā)生

;改變物體的

.

3.力的性質(zhì):物質(zhì)性、相互性、矢量性、獨(dú)立性.4.力的分類(lèi):按性質(zhì)可分為重力、彈力、摩擦力、分子力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、核力;按作用效果可分為動(dòng)力、阻力、向心力、支持力、壓力、拉力、浮力等.相互形變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)二、重力1.重力:因地球的吸引而使物體受到的力.方向總是

.大?。篏=mg.

2.重心:從效果上看,可以認(rèn)為物體各部分受到的重力作用集中于一點(diǎn),這一點(diǎn)叫作物體的重心.豎直向下三、彈力1.彈力:發(fā)生彈性形變的物體由于要

,對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用.

產(chǎn)生的條件:兩物體

;發(fā)生

.

方向:與物體形變的方向

.

2.胡克定律:彈簧發(fā)生彈性形變時(shí),彈簧彈力的大小F與彈簧形變量x成

,即F=kx.

說(shuō)明:k是彈簧的

,單位為N/m;k的大小由彈簧

決定;x是彈簧的

,不是彈簧形變以后的長(zhǎng)度.

恢復(fù)原狀相互接觸

彈性形變

相反正比

勁度系數(shù)

自身性質(zhì)

形變量四、摩擦力1.靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力.摩擦力靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力定義兩個(gè)相對(duì)靜止的物體間的摩擦力兩個(gè)相對(duì)滑動(dòng)的物體間的摩擦力產(chǎn)生條件①接觸面粗糙②接觸處有彈力③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)①接觸面粗糙②接觸處有彈力③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)大小方向大小:0<f≤fm方向:與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反大?。篺=μFN方向:與受力物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反作用效果總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)2.摩擦力與彈力的依存關(guān)系.兩物體間有摩擦力,物體間一定有

;兩物體間有彈力,物體間不一定有摩擦力.

彈力(1)重力不是地球的萬(wàn)有引力,是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力.(2)彈力的施力物體是發(fā)生形變的物體,受力物體是阻礙恢復(fù)形變的物體.(3)物體受靜摩擦力作用時(shí)不一定處于靜止?fàn)顟B(tài).1.[重力與重心](2024年江門(mén)月考)如圖為仰韶文化時(shí)期的尖底瓶,裝水后的尖底瓶“虛則欹、中則正、滿則覆”的特點(diǎn),這實(shí)際上是利用重心取水.關(guān)于裝水后的尖底瓶,下列說(shuō)法正確的是

()A.瓶所受的重力就是瓶對(duì)支架的壓力B.裝入瓶中的水越多,瓶的重心一定越高C.瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用點(diǎn)D.瓶的重心一定在瓶身上C【解析】瓶所受的重力是地球?qū)ζ孔拥娜f(wàn)有引力的一個(gè)分力,并不是瓶對(duì)支架的壓力,A錯(cuò)誤;隨著裝入瓶中的水的增加,瓶的重心位置先降低再逐漸升高,B錯(cuò)誤;根據(jù)重心的定義,瓶的重心是瓶各部分所受重力的等效作用點(diǎn),C正確;裝水后的尖底瓶,其重心位置與裝入水的多少有關(guān),不一定在瓶身上,也有可能在瓶子內(nèi)部某處,D錯(cuò)誤.2.[摩擦力的大小和方向](2024年惠州調(diào)研)目前很多課室里的黑板都采用鐵質(zhì)材料制成,用磁性材料做的黑板擦可以吸附在黑板上,如圖所示.下列關(guān)于黑板擦受力的說(shuō)法正確的是

()A.黑板擦與黑板間存在三對(duì)作用力與反作用力B.黑板擦一共受到3個(gè)力的作用C.黑板擦受到的磁吸引力大于黑板對(duì)它的彈力D.黑板對(duì)黑板擦的作用力為零A【解析】黑板擦受到的磁吸引力與黑板對(duì)它的彈力,大小相等、方向相反,C錯(cuò)誤;黑板擦受到重力,黑板對(duì)黑板擦的支持力、摩擦力和吸引力,黑板擦一共受到4個(gè)力的作用,B錯(cuò)誤;相互的壓力、摩擦力和吸引力分別是3對(duì)相互作用力,A正確;黑板對(duì)黑板擦的作用力與重力等大反向,不為0,D錯(cuò)誤.3.[分析彈力](2024年茂名模擬)如圖所示,水平地面上靜止疊放著a、B兩個(gè)石塊.已知a與B之間接觸面切線不水平,不考慮a與B之間的萬(wàn)有引力以及空氣影響,下列說(shuō)法正確的是

()A.B對(duì)a的支持力與a受到的重力是一對(duì)平衡力B.B共受到5個(gè)力的作用C.地面對(duì)B的摩擦力水平向左D.地面受到的壓力等于a和B的重力之和D【解析】B對(duì)a的支持力與a受到的重力不在同一直線上,所以不是一對(duì)平衡力,A錯(cuò)誤;以a、B兩個(gè)石塊為整體,根據(jù)受力平衡可知,地面對(duì)B只有支持力作用,沒(méi)有摩擦力作用,則地面受到的壓力等于a和B的重力之和;以B為研究對(duì)象,B受到重力、a對(duì)B的壓力和摩擦力、地面的支持力作用,共4個(gè)力的作用,B、C錯(cuò)誤,D正確.4.[力的效果](2024年中山質(zhì)檢)圖甲是一種常見(jiàn)的持球動(dòng)作,用手臂擠壓籃球,將籃球壓在身側(cè).為了方便問(wèn)題研究,將該場(chǎng)景模型化為圖乙,若增加手臂對(duì)籃球的壓力,籃球依舊保持靜止,則下列說(shuō)法正確的是

()A.籃球受到的合力增大B.籃球?qū)θ说撵o摩擦力方向豎直向上C.人對(duì)籃球的作用力的方向豎直向上D.手臂對(duì)籃球的壓力是由于籃球發(fā)生形變而產(chǎn)生的C【解析】籃球在其重力和人對(duì)籃球的作用力下保持靜止?fàn)顟B(tài),即籃球處于平衡狀態(tài),由力的平衡條件可知,籃球的重力與人對(duì)籃球的作用力大小相等、方向相反,即人對(duì)籃球的作用力的方向豎直向上,籃球受到的合力不變,A錯(cuò)誤,C正確;籃球?qū)θ说撵o摩擦力在籃球與人的兩個(gè)接觸面間都有,靜摩擦力方向向下,B錯(cuò)誤;手臂對(duì)籃球的壓力是由于手臂發(fā)生形變而產(chǎn)生的,D錯(cuò)誤.考點(diǎn)1彈力的分析與計(jì)算[基礎(chǔ)考點(diǎn)]

1.“三法”研判彈力的有無(wú)2.彈力方向判斷1.如圖所示,將一個(gè)鋼球分別放在甲、乙、丙三個(gè)容器中,鋼球與各容器的底部和側(cè)壁相接觸,處于靜止?fàn)顟B(tài).若鋼球和各容器的接觸面都是光滑的,各容器的底面均水平,則以下說(shuō)法中正確的是

()A.各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用B.各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用C.甲容器的側(cè)壁對(duì)鋼球無(wú)彈力作用,其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均有彈力作用D.乙容器的側(cè)壁對(duì)鋼球有彈力作用,其余兩種容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用A【解析】如果將各容器的側(cè)壁搬離,我們可以知道鋼球還能處于靜止?fàn)顟B(tài),所以各容器的側(cè)壁對(duì)鋼球均無(wú)彈力作用,故A正確.2.餐廳暖盤(pán)車(chē)的儲(chǔ)盤(pán)裝置示意圖如圖所示,三根完全相同的彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上,下端連接托盤(pán).托盤(pán)上疊放若干相同的盤(pán)子,取走一個(gè)盤(pán)子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平.已知單個(gè)盤(pán)子的質(zhì)量為300g,相鄰兩盤(pán)間距1.0cm,重力加速度大小取10m/s2.彈簧始終在彈性限度內(nèi),每根彈簧的勁度系數(shù)為()A.10N/m

B.100N/mC.200N/m

D.300N/mB【解析】由題知,取走一個(gè)盤(pán)子,穩(wěn)定后余下的正好升高補(bǔ)平,則說(shuō)明一個(gè)盤(pán)子的重力可以使彈簧發(fā)生形變,變化量等于相鄰兩盤(pán)間距,則有mg=3kx,解得k=100

N/m,B正確.考點(diǎn)2摩擦力的理解、分析與計(jì)算[能力考點(diǎn)]1.靜摩擦力的有無(wú)及方向的判斷(1)假設(shè)法.(2)狀態(tài)法:根據(jù)平衡條件、牛頓第二定律,判斷靜摩擦力的方向.(3)運(yùn)用牛頓第三定律: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.計(jì)算摩擦力大小的思維流程例1某同學(xué)利用圖甲所示的裝置研究摩擦力的變化情況.實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一個(gè)力傳感器,傳感器用棉線拉住物塊,物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上.水平向左拉木板,傳感器記錄的F-t圖像如圖乙所示.下列說(shuō)法正確的是

()A.實(shí)驗(yàn)中必須讓木板保持勻速運(yùn)動(dòng)B.圖乙中曲線就是摩擦力隨時(shí)間變化的曲線C.最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10∶7D.只用圖乙中數(shù)據(jù)可得出物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)C【解析】實(shí)驗(yàn)中,木板可以做變速運(yùn)動(dòng),圖乙中曲線就是棉線中拉力隨時(shí)間變化的曲線,物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),靜摩擦力隨時(shí)間變化的曲線與棉線中拉力隨時(shí)間變化的曲線相同,但滑動(dòng)過(guò)程中,滑動(dòng)摩擦力不變,與拉力無(wú)關(guān),A、B錯(cuò)誤;由圖乙中曲線就是棉線中拉力隨時(shí)間變化的曲線可知,棉線中最大拉力約為10

N,說(shuō)明最大靜摩擦力約為10

N,木板與物塊相對(duì)滑動(dòng)時(shí)棉線中拉力約為7

N,說(shuō)明滑動(dòng)摩擦力約為7

N,所以最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力之比約為10∶7,C正確;只用圖乙中數(shù)據(jù)不能得出物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),D錯(cuò)誤.例2

(2024年四川甘孜一模)如圖所示,三本完全相同的物理課本a、B、C疊放在傾角為θ的斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài).已知每本物理課本的質(zhì)量為m,重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是

()A.a、B間摩擦力為零B.B對(duì)C的壓力大小為2mgcosθC.C受斜面摩擦力大小為mgsinθD.B受a、C摩擦力合力大小為2mgsinθB【解析】對(duì)a受力分析可知,mgsin

θ=f,A錯(cuò)誤;將aB作為整體研究,aB受到的支持力為FN=2mgcosθ,根據(jù)牛頓第三定律可得aB對(duì)C的壓力大小為F壓=2mgcosθ,B正確;將aBC作為整體研究,aBC整體受到斜面對(duì)其的摩擦力為f'=3mgsin

θ,C錯(cuò)誤;對(duì)B受力分析可知,沿斜面方向,受重力的分力和a、C對(duì)其的摩擦力的合力,處于平衡狀態(tài),則faC=mgsin

θ,D錯(cuò)誤.1.(多選)如圖所示的實(shí)驗(yàn)可以用來(lái)研究物體所受到的滑動(dòng)摩擦力,當(dāng)手拉木板從木塊下加速抽出時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為f,由此可知

()A.木板與桌面間的滑動(dòng)摩擦力等于fB.木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力等于fC.繩子對(duì)木板的拉力大于fD.手對(duì)繩子的拉力大于繩子對(duì)手的拉力BC【解析】由于木塊靜止,根據(jù)平衡條件可知,木塊水平方向所受木板對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力等于彈簧的彈力f,故A錯(cuò)誤,B正確;人手對(duì)繩子的拉力與繩子對(duì)人手的拉力是一對(duì)相互作用力,大小相等,故D錯(cuò)誤;手拉木板從木塊下加速抽出,由牛頓第二定律可知,繩子對(duì)木板的拉力大于木塊對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)牛頓第三定律知木塊對(duì)木板的摩擦力等于木板對(duì)木塊的摩擦力,木塊所受滑動(dòng)摩擦力又等于彈簧的彈力f,所以可推知繩子的拉力一定大于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)f,故C正確.

A

考點(diǎn)3輕繩、輕桿、輕彈簧[能力考點(diǎn)]

1.三種模型對(duì)比模型輕繩輕桿輕彈簧模型圖示模型特點(diǎn)形變特點(diǎn)只能發(fā)生微小形變,各處張力大小相等只能發(fā)生微小形變既可伸長(zhǎng),也可壓縮,各處彈力大小相等方向特點(diǎn)只能沿繩,指向繩收縮的方向不一定沿桿,可以是任意方向沿彈簧軸線,與形變方向相反作用效果特點(diǎn)只能提供拉力可以提供拉力、推力可以提供拉力、推力大小突變特點(diǎn)可以發(fā)生突變可以發(fā)生突變一般不能發(fā)生突變2.解決三種模型問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)輕繩、輕桿、輕彈簧都是忽略質(zhì)量的理想化模型.(2)分析輕桿上的彈力時(shí)必須結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(3)討論輕彈簧上的彈力時(shí)應(yīng)明確彈簧處于伸長(zhǎng)還是壓縮狀態(tài).例3如圖所示,A、B兩個(gè)物塊的重力分別是GA=3N,GB=4N,彈簧的重力不計(jì),整個(gè)裝置沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)彈簧的彈力F=2N,則天花板受到的拉力和地板受到的壓力有可能是

()A.3N和4N B.5N和6NC.1N和2N D.5N和2ND【解析】彈簧可能是壓縮狀態(tài),也可能是拉伸狀態(tài).設(shè)繩子的拉力為T(mén)A,地板的支持力為FN,彈簧的彈力為F.分情況討論:①當(dāng)彈簧是壓縮狀態(tài)時(shí),A、B受力圖如圖所示,對(duì)物體A有F+TA=GA,對(duì)物體B有FN=F+GB,代入數(shù)據(jù)解得TA=1

N,F(xiàn)N=6

N.②當(dāng)彈簧是拉伸狀態(tài)時(shí),圖中的F分別反向.對(duì)物體A有GA+F=TA,對(duì)物體B有F+FN=GB,計(jì)算可得TA=5

N,F(xiàn)N=2

N.故D正確,A、B、C錯(cuò)誤.1.如圖所示,為細(xì)繩拉相同重物M的裝置簡(jiǎn)化圖,輕桿OA為可繞O點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的桿,AB為輕繩,重物M平衡時(shí)角度關(guān)系如圖所示.輕桿OA在甲、乙、丙圖中受力分別為F1、F2、F3,則三者的關(guān)系正確的是()A.F1>F2=F3

B.F1=F2>F3C.F1>F2>F3

D.F1=F2<F3B

B

考點(diǎn)4摩擦力的突變[能力考點(diǎn)]四種摩擦力突變問(wèn)題“靜→靜”突變當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生突變時(shí),兩物體仍保持相對(duì)靜止,則物體所受靜摩擦力可能發(fā)生突變“靜→動(dòng)”突變物體相對(duì)靜止,當(dāng)其他力變化時(shí),如果不能保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力將突變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,突變點(diǎn)常常為靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)“動(dòng)→靜”突變兩物體相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中,若相對(duì)速度變?yōu)榱悖瑒t滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力,突變點(diǎn)常常為兩物體相對(duì)速度剛好為零時(shí)“動(dòng)→動(dòng)”突變某物體相對(duì)于另一物體在滑動(dòng)的過(guò)程中,若相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了,則滑動(dòng)摩擦力方向也發(fā)生突變,突變點(diǎn)常常為兩物體相對(duì)速度為零時(shí)類(lèi)型1

“靜—靜”突變:物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時(shí),如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變.例4

(多選)如圖甲所示,放在固定斜面上的物體,受到一個(gè)沿斜面向上的力F作用,始終處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.則在0~t0時(shí)間內(nèi),物體所受的摩擦力Ff隨時(shí)間t的變化規(guī)律可能為下圖中的(取沿斜面向上為摩擦力Ff的正方向)

()BCD【解析】物體在斜面上始終處于平衡狀態(tài),沿斜面方向受力平衡方程為F-mgsin

θ+Ff=0,解得Ff=mgsin

θ-F,若初態(tài)mgsin

θ≥F,則B、C正確;若初態(tài)mgsin

θ<F,則D正確.類(lèi)型2

“靜—?jiǎng)印蓖蛔儯何矬w在靜摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)其他力變化時(shí),如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài),則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動(dòng)摩擦力.例5

(多選)如圖甲所示,質(zhì)量為0.1kg的物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平,在水平外力F的作用下,細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示.木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略,g取10m/s2.由題給數(shù)據(jù)可以得出

()A.t=1s時(shí)外力F可能等于1NB.t=3s時(shí)外力F可能等于3NC.物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2D.2~5s內(nèi),外力F的大小保持不變BC

類(lèi)型3

“動(dòng)—靜”突變例6如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,從t=0時(shí)刻開(kāi)始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同時(shí)受到一個(gè)水平向左的恒力F=1N的作用,取向右為正方向,該物體受到的摩擦力f隨時(shí)間變化的圖像是(g取10m/s2)

()A【解析】開(kāi)始物體受到水平向左的滑動(dòng)摩擦力f=μmg=0.2×1×10

N=2

N,物體速度減為0后,F(xiàn)<f,所以物體受到水平向右的靜摩擦力,f'=F=1

N,A正確.類(lèi)型4

“動(dòng)—?jiǎng)印蓖蛔儯耗澄矬w相對(duì)于另一物體滑動(dòng)的過(guò)程中,若突然相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向變了,則滑動(dòng)摩擦力方向發(fā)生“突變”.例7

(多選)傳送帶與水平面夾角為37°,傳送帶以6m/s的速率沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),如圖所示.在傳送帶上端A處無(wú)初速度放上一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的小物塊,它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75,若傳送帶足夠長(zhǎng),g取10m/s2,則

()A.小物塊剛放上傳送帶時(shí),摩擦力沿傳送帶向上B.小物塊下滑1.5m將與傳送帶共速C.共速后摩擦力的方向?qū)l(fā)生突變D.共速后摩擦力的大小將發(fā)生突變BC

“易錯(cuò)問(wèn)題”辨清楚——摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向的三類(lèi)關(guān)系滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”方向相反,但與物體的運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有必然的聯(lián)系,但這并不是說(shuō)它一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反.我們所說(shuō)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向是把與研究對(duì)象接觸的物體作為參照物,研究對(duì)象相對(duì)該參照物運(yùn)動(dòng)的方向.其實(shí)摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系有以下三種情況.類(lèi)型一

摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同例8

(多選)如圖所示,關(guān)于傳送帶上的物體所受的摩擦力,下列說(shuō)法正確的是

()A.若傳送帶靜止,物體也靜止,則物體受到沿傳送帶向上的靜摩擦力B.若傳送帶靜止,物體也靜止,則物體受到沿傳送帶向下的靜摩擦力C.若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),物體隨傳送帶一起向上做勻速運(yùn)動(dòng),則物體受到沿傳送帶向上的靜摩擦力D.若傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),物體隨傳送帶一起向上做勻速運(yùn)動(dòng),則物體受到沿傳送帶向上的滑動(dòng)摩擦力AC【解析】物體靜止在靜止的傳送帶上時(shí),或物體隨傳送帶一起向上勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,都具有沿傳送帶下滑的趨勢(shì),所以物體均受到沿傳送帶向上的靜摩擦力作用.類(lèi)型二摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反例9如圖所示,物體在F=100N、方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右運(yùn)動(dòng).已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,物體質(zhì)量m=5kg,物體所受摩擦力為(g取10m/s2)()A.10N,水平向左B.10N,水平向右C.20N,水平向左D.20N,水平向右A【解析】物體相對(duì)地面運(yùn)動(dòng),故物體受到的是滑動(dòng)摩擦力,則摩擦力的大小為Ff=μFN=μmg=0.2×5×10

N=10

N;滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,故摩擦力方向水平向左,A正確.類(lèi)型三

摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向不共線例10如圖所示,一物體置于水平傳送帶上,隨傳送帶一起以速度v1=2.0m/s向前運(yùn)動(dòng),中途因受到一光滑擋板的阻礙而停止向前運(yùn)動(dòng);現(xiàn)要用一平行于擋板的水平力F將物體以速度v2=1.5m/s沿著擋板拉離傳送帶,試求摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向的夾角.

知識(shí)鞏固練1.(2024年長(zhǎng)沙檢測(cè))(多選)如圖所示,古代計(jì)時(shí)工具沙漏也叫做沙鐘,是一種測(cè)量時(shí)間的裝置.其中一種沙漏由兩個(gè)玻璃球和一個(gè)狹窄的連接管道組成.通過(guò)充滿了玻璃球的沙子從上面穿過(guò)狹窄的管道流入底部空玻璃球所需要的時(shí)間來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行測(cè)量,對(duì)這個(gè)過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是

()(本欄目對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P341~342)BDA.上方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心一直下降B.上方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心先下降后上升C.下方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心一直上升D.下方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心先下降后上升【解析】充滿沙子的上方玻璃球的重心在幾何中心處,隨著沙子流出,上方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心逐漸下降,沙子快流完時(shí),上方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心上升,最后處于幾何中心處,故上方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心先下降后上升,A錯(cuò)誤,B正確;下方玻璃球無(wú)沙子時(shí),重心在幾何中心處,沙子剛流入時(shí),下方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心下降,隨著沙子流入,下方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心逐漸上升,最后處于幾何中心處,故下方玻璃球和內(nèi)部沙子的重心先下降后上升,C錯(cuò)誤,D正確.2.(2024年廣東聯(lián)考)如圖所示,原長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1=10cm和L2=20cm,勁度系數(shù)分別為k1=1000N/m和k2=2000N/m的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上.兩彈簧之間有一質(zhì)量為m1=1kg的物體,最下端掛著質(zhì)量為m2=2kg的另一物體,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)(g取10m/s2)時(shí)兩根彈簧的總長(zhǎng)度為

()A.31cm B.32cmC.33cm D.34cmD

3.(2024年廣西卷)工人卸貨時(shí)常利用斜面將重物從高處滑下.如圖所示,三個(gè)完全相同的貨箱正沿著表面均勻的長(zhǎng)直木板下滑,貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同.若1、2、3號(hào)貨箱與直木板間摩擦力的大小分別為Ff1、Ff2和Ff3,則

()A.Ff1<Ff2<Ff3

B.Ff1=Ff2<Ff3C.Ff1=Ff3<Ff2

D.Ff1=Ff2=Ff3D【解析】根據(jù)滑動(dòng)摩擦力的公式Ff=μFN,可知滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積無(wú)關(guān),只與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān),由題可知三個(gè)貨箱各表面材質(zhì)和粗糙程度均相同,壓力大小也相同,故摩擦力相同,即Ff1=Ff2=Ff3,故選D.4.(多選)如圖是五一假期小姚在某景區(qū)看到的“天壺”,巨大的茶壺懸在空中,正源源不斷地往外出水,祈愿財(cái)源滾滾,福壽綿綿.下列說(shuō)法正確的是

()A.靠水流的反沖力支撐壺體B.壺的重心不在水流的延長(zhǎng)線上C.水流越大,壺體會(huì)升得越高D.研究壺體受力時(shí),不能把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)BD【解析】巨大的茶壺懸在空中不是靠水流的反沖力支撐壺體,而是從茶壺里流出的水包圍著一根支撐柱,支撐柱支撐壺體,壺體的高度是一定的,與水流無(wú)關(guān),A、C錯(cuò)誤;壺的重心不在水流的延長(zhǎng)線上,B正確;研究壺體受力時(shí),壺體的形狀大小不能忽略不計(jì),不能把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn),D正確.5.(2024年遼寧卷)利用硯臺(tái)將墨條研磨成墨汁時(shí)講究“圓、緩、勻”,如圖,在研磨過(guò)程中,硯臺(tái)始終靜止在水平桌面上.當(dāng)墨條的速度方向水平向左時(shí),

()A.硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平向左B.桌面對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左C.桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力D.桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力與墨條對(duì)硯臺(tái)的壓力是一對(duì)平衡力C【解析】當(dāng)墨條速度方向水平向左時(shí),墨條相對(duì)于硯臺(tái)向左運(yùn)動(dòng),故硯臺(tái)對(duì)墨條的摩擦力方向水平向右,A錯(cuò)誤;根據(jù)牛頓第三定律,墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左,由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài),故桌面對(duì)硯臺(tái)的摩擦力方向水平向右,B錯(cuò)誤;由于硯臺(tái)處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向桌面和墨條對(duì)硯臺(tái)的摩擦力是一對(duì)平衡力,C正確;桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大小等于硯臺(tái)的重力加上墨條對(duì)其的壓力,故桌面對(duì)硯臺(tái)的支持力大于墨條對(duì)硯臺(tái)的壓力,D錯(cuò)誤.6.(多選)圖甲為小張站在階梯電梯上隨電梯勻速上行,圖乙為小李站在斜面電梯上隨電梯勻速下行,下列說(shuō)法正確的是

()A.階梯電梯對(duì)小張沒(méi)有摩擦力作用B.斜面電梯對(duì)小李沒(méi)有摩擦力作用C.階梯電梯對(duì)小張的作用力方向豎直向上D.斜面電梯對(duì)小李的作用力方向豎直向上ACD【解析】小張、小李均做勻速運(yùn)動(dòng),受力如圖所示,可知階梯電梯對(duì)小張沒(méi)有摩擦力作用,斜面電梯對(duì)小李有摩擦力作用,A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)受力平衡可知階梯電梯對(duì)小張的作用力與小張的重力平衡,故階梯電梯對(duì)小張的作用力方向豎直向上,C正確;根據(jù)受力平衡可知斜面電梯對(duì)小李的作用力與小李的重力平衡,故斜面電梯對(duì)小李的作用力方向豎直向上,D正確.7.(多選)如圖甲所示,一人用由0逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為10kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff與F的關(guān)系如圖乙所示,g取10m/s2,下列說(shuō)法正確的是

()A.木箱所受的最大靜摩擦力Fmax=21NB.木箱所受的最大靜摩擦力Fmax=20NC.木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.21D.木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2AD

8.(2024年茂名模擬)(多選)某同學(xué)上網(wǎng)課時(shí)把平板放在傾角為30°的斜面

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