第1课时 三种性质的力.docx

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第1课时三种性质的力

第

课时　三种性质的力

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知识点

题号

1.力的概念

1

2.重力和重心

2

3.弹力大小的计算及大小变化分析

3、8、9、12

4.胡克定律

9

5.摩擦力的理解

5、6、10

6.摩擦力的综合考查

4、7、11、13

一、单项选择题

1.关于力的概念,下列说法中正确的是（　A　）

A.一个力必定联系着两个物体,其中每个物体既是受力物体,又是施力物体

B.放在桌面上的木块受到桌面对它向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的

C.压缩弹簧时,手先给弹簧一个压力F,等弹簧再压缩x距离后才反过来给手一个弹力

D.根据力的作用效果命名的不同名称的力,性质也一定不相同

解析:

力是物体间的相互作用,受力物体同时也是施力物体,所以选项A正确;放在桌面上的木块受到桌面给它向上的弹力,这是由于桌面发生微小形变而产生的,故选项B不正确;作用力和反作用力同时产生、同时消失,故选项C错误;根据力的作用效果命名的力,性质可能相同,也可能不相同,如向心力,可以是绳子的拉力,也可以是电场力,还可以是其他性质的力,选项D错误.

2.（2013台州四校联考）以下关于重心及重力的说法中,正确的是（　D　）

A.一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数,因此,物体在水中的重力小于在空气中的重力

B.据G=mg可知,两个物体相比较,质量较大的物体的重力一定较大

C.当物体放于水平面上时,重力方向垂直于水平面向下,当物体置于斜面上时,其重力方向垂直于斜面向下

D.物体的形状改变后,其重心位置往往会改变

解析:

由于物体浸没于水中时,受到向上的浮力,从而减小弹簧的拉伸形变,弹簧测力计的拉力减小了,但物体的重力并不改变,故选项A错误;当两物体所处的地理位置相同时,g值相同,质量大的物体的重力必定大,但当两物体所处的地理位置不同时,由于g的大小不同,质量大的物体的重力不一定大,故选项B错误;重力的方向是竖直向下的,而不是垂直向下,故选项C错误;物体的重心位置由形状和质量分布情况两个方面共同决定,当物体形状改变时,其重心往往会发生改变,故选项D正确.

3.在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链相连接.下列说法正确的是（　B　）

A.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有

（1）、

（2）

B.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有

（1）、（3）

C.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有

（2）、（3）

D.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有

（2）、（4）

解析:

如果杆端受拉力作用,则可用等长的绳代替,若杆端受到沿杆的压力作用,则杆不可用等长的轻绳代替,如图

（1）、（3）、（4）中的AB杆受拉力作用,而

（1）、

（2）、（4）中的BC杆均受沿杆的压力作用,故选项A、C、D均错误,只有选项B正确.

　杆既可以产生拉力,也可以产生推力;绳只能产生拉力,不能产生推力,这是杆和绳两种模型的最大区别.

4.某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态,设计了如图所示的装置,一位同学坐在长直木板上,让长直木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与地面的夹角θ变大）,另一端不动,则该同学受到支持力FN、合外力F合、重力沿斜面方向的分力G1、摩擦力Ff随角度θ的变化关系图象中错误的是（　B　）

解析:

重力沿斜面方向的分力G1=mgsinθ,选项C正确,支持力FN=mgcosθ,选项A正确;该同学滑动之前,F合=0,Ff=mgsinθ,滑动后,F合=mgsinθ-μmgcosθ,Ff=μmgcosθ,考虑到最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的情况,可知选项B错误,选项D正确.

5.（2013崧厦中学月考）木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动.现用F=1N的水平拉力作用在木块B上.如图所示,用力F作用后,则关于木块A、B所受摩擦力大小和方向的说法正确的是（　B　）

A.木块A所受摩擦力大小为12.5N,方向向右

B.木块A所受摩擦力大小为8N,方向向右

C.木块B所受摩擦力大小为15N,方向向左

D.木块B所受摩擦力大小为8N,方向向左

解析:

A、B可产生的摩擦力大小分别为:

FfA=μGA=0.25×50N=12.5N,

FfB=μGB=0.25×60N=15N

A、B所受的弹簧弹力F1=kx=400×0.02N=8N,由于弹簧是压缩的,则A、B所受的弹力方向分别是向左和向右,而系统在水平地面上静止不动,所以A所受静摩擦力的方向向右,大小与弹力大小相等,B所受静摩擦力的方向向左,即选项A错误,B正确;木块B加上1N的拉力后,B向右的合力为F1+F=9N

二、不定项选择题

6.

（2013广东汕头金山中学模拟）如图所示,放在水平面上的物体,受到方向相反的水平推力F1和F2的作用,物体处于静止状态,F1=6N,F2=2N,现撤去F2,则之后物体受到的摩擦力（　AB　）

A.可能等于6NB.可能等于5N

C.可能等于2ND.可能等于0

解析:

由受到方向相反的水平推力F1和F2的作用,物体处于静止状态,可知物体的最大静摩擦力大于4N.撤去F2,若物体静止,则物体受到的摩擦力等于6N,选项A正确;若最大静摩擦力小于6N,则物体滑动,其摩擦力可能等于5N,选项B正确.摩擦力不可能等于2N和0,选项C、D错误.

7.（2013杭州七校第二次月考）粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连.木块间的动摩擦因数均为μ,木块与水平面间的动摩擦因数相同,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块一起匀速前进.则需要满足的条件是（　AC　）

A.木块与水平面间的动摩擦因数最大为

B.木块与水平面间的动摩擦因数最大为

C.水平拉力F最大为2μmg

D.水平拉力F最大为6μmg

解析:

两个质量为m的木块所受摩擦力大小均为μmg,连接两木块的轻绳上的张力也为μmg,左面质量为2m的木块所受地面的滑动摩擦力为μmg,所以有μmg=3μ1mg,即μ1=μ/3,μ1就是木块与水平面间的最大动摩擦因数,故选项A正确,B错误;两个质量为2m的木块所受地面的滑动摩擦力相同,所以对整体而言,拉力F=2μmg,即选项C正确,D错误.

8.如图所示,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.若认为弹簧质量都为零,用L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有（　CD　）

A.L2>L1B.L4>L3C.L1=L3D.L2=L4

解析:

弹簧伸长量由弹簧的弹力（F弹）大小决定.由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故选项C、D正确.

　图中②情形,不能将弹力误认为是2F,也不能将弹力误认为是0.弹簧内部的张力为弹力.

9.如图所示,用细线将A物体悬挂在顶板上,B物体放在水平地面上,A、B间有一劲度系数为100N/m的轻弹簧,此时弹簧的形变量为2cm.已知A、B两物体的重力分别是3N和5N.则细线对A的拉力及B对地面的压力可能是（　CD　）

A.1N和0NB.5N和7N

C.5N和3ND.1N和7N

解析:

由胡克定律知弹簧的弹力F=100×2×10-2N=2N,

分两种可能情况进行讨论:

（1）弹簧被压缩,B对地面压力为5N+2N=7N,细线对A的拉力为3N-2N=1N,故选项A错,选项D正确.

（2）弹簧伸长,B对地面的压力为5N-2N=3N,细线对A的拉力为3N+2N=5N,故选项B错,选项C正确.

10.如图所示,传送带向右上方匀速运转,石块从漏斗里竖直掉落到传送带上,然后随传送带向上运动,下列说法中正确的是（　AB　）

A.石块落到传送带上可能先做加速运动后做匀速运动

B.石块在传送带上一直受到向右上方的摩擦力作用

C.石块在传送带上一直受到向左下方的摩擦力作用

D.开始时石块受到向右上方的摩擦力后来不受摩擦力

解析:

由相对运动可知,石块受到沿传送带向上的滑动摩擦力,使石块加速向上运动,达到与传送带共速,若所经位移大于两轮间距,则一直加速;若达到共速时所经位移小于两轮间距,共速后石块与传送带相对静止,此后受静摩擦力的作用,方向仍沿传送带向上.

　摩擦力的方向可以由“与相对运动方向相反”和“与相对运动趋势方向相反”来判断.滑动摩擦力是阻碍相对运动,不一定是阻力,本题中滑动摩擦力是动力,是石块随传送带向上运动的主要原因.

三、非选择题

11.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F.（g=10m/s2）

（1）若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长到12cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?

（2）若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为多少?

（3）若将弹簧拉长到13cm时,物体所受的摩擦力大小为多少?

（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）

解析:

（1）物体匀速前进时,k（x-x0）=μmg

则k=

=

N/m=200N/m.

（2）弹簧弹力

F1=k（x1-x0）=200×（0.11-0.10）N=2N

最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则

Ffm=0.2×2×10N=4N

故物体没动,所受静摩擦力Ff1=F1=2N.

（3）弹簧弹力

F2=k（x2-x0）=200×（0.13-0.10）N=6N.

物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为

Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10N=4N.

答案:

（1）200N/m　

（2）2N　（3）4N

　在摩擦力大小的计算中,要先判断是哪种摩擦力.若是静摩擦力应用二力平衡或牛顿第二定律求解,若是滑动摩擦力应用公式Ff=μFN求解.

12.

如图所示,带斜面的小车在水平地面上,斜面倾角为θ,紧靠斜面有一质量为m的光滑球,试求在下列状态下斜面对小球的弹力大小:

（1）小车向右匀速运动;

（2）小车向右以加速度a（a

（3）小车向右以加速度a=gtanθ做匀加速直线运动.

解析:

若小球受力,如图（甲）所示,将斜面对小球的支持力FN2正交分解,则由平衡条件和牛顿第二定律,得

FN2sinθ=ma①

FN2cosθ+FN1=mg②

由①②两式,得a=

tanθ③

由③式可以看出,当a=gtanθ时,FN1=0,即此时的加速度就是小球刚好离开车的上表面所需要的最小加速度值.

（1）当小球向右匀速运动,即a=0时,由①式得斜面对小球的弹力为FN2=0.

（2）当小车运动的加速度a0,小球压在车的上表面上,此时小球的受力情况和图（甲）是一样的,则由牛顿第二定律和几何知识,得FN2=

=

.

（3）当a=gtanθ时,FN1=0即此时小球刚好离开车的上表面,小球的受力情况如图（乙）所示,则斜面对小球的弹力为FN2=

.

答案:

（1）0　

（2）

　（3）

13.

如图所示,贴着竖直墙面的物体A的质量mA=0.2kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg,绳和滑轮间的摩擦均不计,且绳的OB部分水平,OA部分竖直,A和B恰好一起匀速运动.取g=10m/s2.求:

（1）物体B与桌面间的动摩擦因数;

（2）如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动,需多大的拉力;

（3）若在原来静止的物体B上放一个质量与B物体质量相等的物体后,要满足

（2）问的要求,则水平力F又是多大?

解析:

（1）因A和B恰好一起匀速运动,所以B受到的水平绳的拉力FT与滑动摩擦力Ff的大小相等,且等于A的重力mAg.B对桌面的压力FN等于B的重力mBg.

所以有Ff=μFN,FN=mBg,FT=Ff=mAg

解得μ=0.2.

（2）如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动,此时水平绳的拉力FT与滑动摩擦力Ff的大小均不变,根据物体B水平方向的平衡由F=FT+Ff=2mAg=4N.

（3）若再放一个与B物体质量相等的物体,物体B对桌面的压力变大,根据物体B和物体A的平衡可知,B受到的拉力为F=FT+μFN'=mAg+2μmBg=6N.

答案:

（1）0.2　

（2）4N　（3）6N