高一级受力分析专题训练Word格式.docx

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图⑶中V型槽的夹角为60°

，光滑球重100N，利用力的分解求出球对两接触面的压力大小．图⑷求三个力的合力

分析弹力的实例与练习

1．下列各图的接触面均为光滑接触面，Ａ均保持静止状态．画出各图中Ａ球所受的弹力．

2．如下图，斜面和球均光滑，画出球受的弹力

3．画出下列各图中A和B球所受的弹力

4．画出下列各图中A球所受的弹力．各球面均看成光滑面．

摩擦力的分析思路及其应用

摩擦力分为滑动摩擦力与静摩擦力，它们均需要满足四个条件：

两物体相互接触；

接触面粗糙；

存在相互作用的弹力；

有相对滑动或相对滑动趋势。

1．关于滑动摩擦力．

滑动摩擦力的存在与否较静摩擦力简单一些．在前三个条件均满足后，只要知道被研究的物体的相对滑动方向，滑动摩擦力方向应很容易找准确．这里需要注意的是：

摩擦力如果存在，则弹力一定存在，但弹力存在时，即使相对滑动方向明确，也不能判断滑动摩擦力就一定存在．

例1．用一斜向上的拉力F沿粗糙水平拉着箱子运动，则水平面对箱子的滑动摩擦力不一定存在．如果恰好有Fcosθ=mg,则水平面对箱子的支持力恰好为零，滑动摩擦力也恰好为零．这时箱子只受重力和拉力两个作用，箱子肯定做加速运动．

2．关于静摩擦力的分析思路

静摩擦力由于跟相对运动趋势方向相反，静摩擦力实际上是物体做持相对静止时受到的摩擦力．物体在相对静止的状态，它的相对运动趋势的方向如何，我们往往不能直接把握，最有效的分析思路是借助物理规律或条件来分析静摩擦力的存在与否和它的方向，而且有时还可能求出摩擦力的大小．

⑴思路1——根据静摩擦力的定义，通过判断相对运动趋势方向来得到静摩擦力的方向．具体操作程序是：

假设接触面光滑，先判断被研究物体在光滑条件下的相对滑动方向，这个方向即在实际情况下的相对滑动趋势方向，则静摩擦力方向与相对滑动趋势方向相反．

例2．如图所示，长木板A与铁块B在水平拉力F作用下一起向右做匀加速运动，试分析A，B所受摩擦力的方向．设水平面光滑．

分析：

因为A,B一起做加速运动，运动状态在不断改变，说明B一定受静摩擦力作用，假设A、B接触面光滑，则B物体相对于A向左滑动，此即B物体在实际情况下的相对滑动趋势方向，所以，B受到长木板施加的静摩擦力fAB应是水平向右。

根据相互作用特点可知：

B对A的静摩擦力fBA的方向应是水平向左。

点评：

本题应用了两种思路分析A，B的静摩擦力：

一是利用静摩擦力的定义；

二是利用牛顿第三定律。

在学生尚未学习牛顿第三定律，可以利用初中所学的结论“力的作用是相互的”来分析，学生仍然可以理解。

⑵思路2——应用二力平衡条件或物体在共点力作用下的平衡问题。

这是用得最多的一种思路。

例子随处可见。

⑶思路3——根据物体运动状态的变化分析静摩擦力。

如果学习了牛顿第二定律，就直接运用牛顿第二定律分析静摩擦力。

高一新生学物理，牛顿第二定律还未学习，只有根据初中所学的结论——“力是使物体运动状态发生变化的原因”，结合物体运动状态的变化，从而确定物体是否受静摩擦力作用。

例3．如图所示的传送带运送物体示意图中，

图⑴中的传送带匀速运动，则物体随传送带匀速运动。

物块运动状态不变化，水平方向无其他拉力或推力，所以，物体不受静摩擦力作用；

图⑵中如果传送带顺时针加速转动，物体相对传送带静止。

由于物体向右加速运动，运动状态发生变化，根据“力是改变物体运动状态的原因”，可知，物体向右加速的原因只能是静摩擦力，所以，物体受到水平向右的静摩擦力作用；

图⑶中如果传送带顺时针减速转动，物体相对传送带静止，物体向右做减速运动，显然受到阻力作用，使物体的运动状态发生变化，这个阻力只能是静摩擦力，所以，物体受到水平向左的静摩擦力作用．

同理可分析图示的A，B两个重叠物体之间的静摩擦力．水平地面粗糙，水平力F作用在A物块上，使A、B一起向右运动。

当A、B匀速运动时，A、B之间无静摩擦力

当A、B一起向右做加速运动时，B受到水平向右的静摩擦力；

当A、B一起向右做减速运动时，B受到水平向左的静摩擦力

⑷思路4——根据牛顿第三定律，即作用力与反作用力的特点分析静摩擦力

初中学习了＂力的作用是相互的＂这一结论,只要让高一学生明确：

“作用力与反作用力是等大反向，作用在相互接触的两个物体上”这些特点，我们就可以通过具体实例让学生理解这一思路及其应用。

例4．如图所示的均匀棒AB的B端用细线系住，线的上端固定在天花板上的O点，棒处于静止状态，试分析棒对水平地面的摩擦力方向．

解析：

先以棒为分析对象，棒受四个力：

重力mg，地面支持力FN,地面对棒A端的静摩擦力f，细线对棒的拉力T.．如图所示．这里需要说明的是：

细线对棒的拉力斜向左上方，有水平向左的效果，重力和支持力均在竖直方向，根据平衡条件，在水平方向必然要有水平向右的力来平衡，只有地面对棒的静摩擦力f，所以f水平向右．根据作用力与反作用力的规律可知，棒对地面的摩擦力f′与f等大反向，f′作用在地面上，方向水平向左．

⑸思路5——根据杠杆平衡原理或力矩平衡条件分析静摩擦力

例5．如图所示的球处于静止状态，竖直方向的外力F作用线没有通过球心，水平地面光滑，竖直墙壁粗糙，试分析墙壁对球的摩擦力方向．

球受的重力mg，地面持力FN1,墙壁对球的弹力FN2，这三个力作用线都通过球心，不会使球绕球心转动．而竖直向下的外力F有使球做逆时针转动的趋势，所以墙壁对球的摩擦力f应该具有使球做顺时针转的效果，所以f竖直向上，如图所示．

3．摩擦力分类实例解析

⑴．摩擦力与运动方向在同一直线上

例6．如图所示，质量为m的物体在水平外力作用下，向右以v=2m/s的速度匀速运动，物体与水平面间的动摩擦因数为μ．在下列条件下，物体受到的滑动摩擦力如何变化？

⑴当F突然增大时？

⑵从撤去F到物体最终静止的过程？

⑶将物体立放起来，仍在水平拉力F作用下，向右做匀速运动的过程？

⑴由公式Fμ=μFN=μmg可知：

在本题的条件下，滑动摩擦力只跟μ和m有关，而跟物体与水平面的接触面积无关，也跟物体运动的状态无关，只要上述两个因素不变，不管物体是匀速运动，还是加速运动或减速运动．所以，三种情况下物体受到的滑动摩擦力都一样大．

变式练习：

如图所示，一根质量为m，长度为L的均匀长木板放在水平桌面上，木板与桌面间的动摩擦因数为μ,,现用水平力F推木板，当木板有L/3离开桌面时，桌子对木板的摩擦力有多大？

木板的重心在中点，木板对桌子的压力仍为mg，大小不因接触面积减小而改变，所以，滑动摩擦力也没有改变．f=μFN=μmg

物体沿粗糙斜面运动的各种情况下受滑动摩擦力的方向如下面⑴、⑵、⑶、⑷图所示．各图均画出物体的全部受力情况.请画出图⑸⑹物体在外力F作用下沿粗糙的竖直墙壁或天花板运动时的受力分析图．

如果物体静止在粗糙斜面上，它受到的静摩擦力是否存就要看其它外力的方向及大小关系如何．

例7．用一个沿斜面向上的推力F作用在物体上，使物体处于静止状态，物体质量为m，斜面倾角为θ．试分析斜面对物体的静摩擦力．

由于m、θ、F三者的大小关系不确定，所以斜面对物体的静摩擦力有以下三种可能：

⑴若F=mgsinθ，无运动趋势，静摩擦力f=0；

⑵若F＜mgsinθ，有向下运动趋，静摩擦力f沿斜面向上，且有F+f=mgsinθ

⑶若F＞mgsinθ，有向上运动趋，静摩擦力f沿斜面向下，且有F=mgsinθ+f

讨论：

⑴如果物体受到的静摩擦力并未达到最大值，将F增加稍许，则静摩擦力的大小如何变化？

这里的“稍许”是物体受到的静摩擦力如果原应存在的话，则当F增加稍许时，并不改变静摩擦力原来的方向。

至于摩擦力的大小如何变化，这要看物体原来受到的摩擦力处于上述三种情况之中的哪一种。

如果是第⑴种情况，静摩擦力由零到有，是增加；

如果是第⑵种情况，静摩擦力减小；

如果是第⑶情况，静摩擦力是增大。

⑵如果F增加的范围较大，但物体仍然处于静止状态，摩擦力大小的变化如何？

这时仍然要先看物体原来处于上述三种情况之中的哪一种，然后才能具体分析静摩擦力方向及随F增大而变化的情况，只是比前面的讨论多了一种情况是：

物体受到的静摩擦力可能是由沿斜面向上的方向变为沿斜面向下的方向，这种情况下，静摩擦力的大小变化是先减小后增大。

注意点：

当外力变化使静摩擦力改变方向，摩擦力的大小不能突变，所以，只能先减小后增大。

⑶如果沿水平方向推物体而不动，则要分析Fcosθ　与mgsinθ的大小关系才能确定静摩擦力的存在与否或具体方向。

例8．皮带轮或传送带所受的静摩擦力．

如图所示的皮带传送装置，如果右边的皮带轮是主动轮，左边的是从动轮，则传送带上的P点受摩擦力方向如何，从动轮上的Q点受摩擦力方向如何？

主动轮是由电动机带动，主动轮通过静摩擦力力带动皮带运动，所以，主动轮对皮带的摩擦力是动力，而皮带对主动轮的摩擦力是阻力，由此可知主动轮对皮带上的Ｐ点施加的摩擦力为动力，即传送带上P点受的摩擦力方向沿轮的切线向下．

　　皮带对从动轮的摩擦力是动力，所以，从动轮上的Q点受到的摩擦力方向沿切线向上．根据力的相互性，在Q点，从动轮对皮带的摩擦力方向沿切线向下．

⑵．摩擦力方向跟物体运动方向不在同一直线上

例9．站在自动扶梯上的人随扶梯一起加速运动

人受的合力沿斜面向上，仅靠重力mg和支持力N是不可能提供沿斜面向上的合力的，所以必然受到平行于梯子上表面的静摩擦力f，而且f应该水平向右．人受力情况如图所示．

例10．放在匀速转动的水平转盘上的物块随盘一起做匀速圆周运动．转盘对物块的静摩擦力f指向转轴，而物块的速度方向随时在改变，f与v不在同一直线上，而且是相互垂直的．

例9和例10是两个很典型的实例，摩擦力与运动方向不在同一直线的情况．

4．强化练习题

1．置于水平面上的物体，在水平方向的拉力作用下向前运动．当拉力增大时，物体的运动速度也随之变大，则该物体所受的滑动摩擦力将（）

A．增大B．不变C．减小D．无法确定

2．粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时（　）

A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F．

B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零．

C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零．

D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F．

3.重为100N的物体在水平面上向右运动，同时受到一个向左的5N的水平拉力作用，若物体和水平面间的动摩擦因数为0.1，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是　（　）

A．10N，水平向左B.5N，水平向右C.15N，水平向左D.5N，水平向左

4.关于产生摩擦力的条件，下列说法正确的是（　）

A．相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力的作用B．相对运动的物体间总有摩擦力的作用

C．只有相互压紧和相对运动的物体间才有摩擦力的作用

D．只有相互压紧和发生相对或有相对运动趋势的不光滑的物体间才有摩擦力的作用

5.关于摩擦力的下列说法中，正确的是（　）

A．摩擦力的方向一定与正压力方向垂直；

B．摩擦力的方向一定与运动方向相反

C．摩擦力的方向可能与接触面垂直；

D.物体受到的外力发生变化时，它受到的摩擦力也一定改变

6.关于动摩擦因数下列说法正确的是（　）

A．任何物体间动摩擦因数都相同B．物体越重时，动摩擦因数越大

C．动摩擦因数与物体运动状态有关，物体运动越快时动摩擦因数越大

D．动摩擦因数是由制成物体的材料决定的，与物体间的压力和其运动状态无关

7.下列说法中正确的是（　）

A．物体越重，使它滑动时它受到的摩擦力越大，所以摩擦力与物重成正比

B．由公式μ=F/N可知，动摩擦因数与滑动摩擦力成正比与正压力成反比

C．摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反；

　　　　D．摩擦力总是对物体运动起阻碍作用。

8.下列关于静摩擦力的叙述中正确的是（　）

A．静摩擦力的方向一定与物体相对运动趋势的方向相反

B．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同

C．静摩擦力的大小与接触面间的弹力成正比D．运动的物体可能受静摩擦力作用

9.以下关于滑动摩擦力的说法正确的是（　）

A．滑动摩擦力的方向总是与运动的方向相反B．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动

C．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反

D.滑动摩擦力是成对产生的，两个互相接触的物体在发生相对运动时,它们都受到滑动摩擦力的作用

10.关于弹力和摩擦力的关系，下列说法正确的是（　）

A．两物体间若有弹力，就一定有摩擦力B．两物体间若有摩擦力，就一定有弹力

C．弹力和摩擦力的方向必互相垂直D．当两物体间的弹力消失时，摩擦力仍可存在一段时间

11.下列现象中存在静摩擦力的是（　）

A．用手拿着瓶子，瓶子保持竖直，手与瓶子之间

B．皮带运输机，当皮带上放着物体沿水平方向匀速前进时，物体与皮带间

C．水平地面上，受到水平推力作用的物块保持静止状态时，物块与地面间

D．水平地面上，受到水平推力作用的物块做匀速直线运动时，物块与地面间.

12.关于摩擦力的正确说法是（　）

A．滑动摩擦力的方向永远跟物体运动方向相反　　　　　B．摩擦力永远是物体的阻力

C．静摩擦力的方向跟物体相对运动的趋势方向相反　　　D．摩擦力永远不能成为物体运动的动力

13.如图所示,重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N的，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力大小和方向是（　）

A．2N，水平向左B．2N，水平向右

C．10N，水平向左D．12N，水平向右

14.如图所示，木块质量为m，跟水平桌面的动摩擦因数为μ，受水平向右的力F作用做匀速运动，从木块右端到桌子边缘开始，到木块下落时为止，在此过程中，木块一直保持匀速运动状态，下列说法正确的是（　）

A．推力F因木块悬空部分越来越大而变小

B．推力F在木块下落前变为原来的1/2

C．推力大小始终是μmg　　　　　　　　　　D．因接触面变小，动摩擦因数μ会变大

15.水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力f的作用。

在物体处于静止状态的条件下，下面说法中正确的是：

（　）

A．当F增大时，f也随之增大B．当F增大时，f保持不变

C．F与f是一对作用力与反作用力D．F与f合力为零

16.如图所示，C是水平地面，AB是两长方形的物块，A在上，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物块A和B以相同的速度匀速运动。

由此可知，A、B间摩擦力f1和B、C间摩擦力f2的值为：

A.f1=0B.f1＝FC.f2＝FD．f1≠０，f2≠０

17．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.力F作用后（）

A.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.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7N

18.如图所示，质量为m的木箱在与水平面成θ的推力F作用下,在水平地面上滑行，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，那物体受到的滑动摩擦力大小为（　）

A．μmgB．μ（mg+Fsinθ）C．FcosθD．μ（mg+Fcosθ）

19.如图所示，质量为m的物体置于水平地面上，受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用，恰好做匀速直线运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为（　）

A．Fcosα/（mg－Fsinα）B．Fsinα/（mg－Fsinα）

C．（mg－Fsinα）/FcosαD．Fcosα/mg

20．如图所示,物体A、B、C叠放在水平面上,水平力F作用于C使A、B、C以共同速度向右作匀速直线运动（A、B、C三者相对静止）那么关于摩擦力的说法正确的是（）

A．C受摩擦力为零　　　　　　　　B．B受摩擦力为零

C．A受摩擦力的矢量和为零　　　　D．A、B、C作为整体所受摩擦力为零

21．如图所示，物体Ａ、Ｂ的质量均为ｍ，A、B之间以及Ｂ与水平地面之间的动摩擦系数均为μ水平拉力F拉着B物体水平向左匀速运动（A未脱离物体Ｂ的上表面）F的大小应为（）

A．2μmg　　　B．3μmgC．4μmg　　　D．5μmg

22.如图所示物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍许增大水平力F,

而物体仍能保持静止时（　）

A..斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大

B.斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大

C.斜面对物体的静摩擦力一定增大，支持力不一定增大

D.斜面对物体的静摩擦力不一定增大，支持力一定增大

23.把一个物体放在传送带上，当传送带匀速向上运动时（物体与传送带之间无相对运动）如图则物体受到的力有（　）

A.重力，传送带的支持力，静摩擦力（沿传送带向上）

B.重力，传送带的支持力，静摩擦力（沿传送带向下）

C.重力，传送带的支持力，静摩擦力（沿传送带向上），下滑力

D.重力，传送带的支持力，静摩擦力（沿传送带向下），下滑力

24．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。

当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（）

A．Q受到的摩擦力一定变小B．Q受到的摩擦力一定变大

C．轻绳上拉力一定变小D．轻绳上拉力一定不变

25．如图所示，重为10N的木块放在倾角为θ=300的斜面上受到一个F=

N的水平恒力的作用做匀速直线运动，（F的方向与斜面平行）则木块与斜面的滑动摩擦系数为（）

A．

/10B．0.6C．

/3D．无法确定

26．如图所示，用水平力F把重为G的木块压紧在竖直墙上静止不动，不计手指与木块间的摩擦力，当把水平力增加到2F时，木块所受的摩擦力（　）

A．是原来的2倍B．是原来的4倍．

C．和原来的相等　　　D．是原来的1/2倍

27．用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力F挤压相同的木板，木板中间夹着两块相同的砖，砖和木板均保持静止，则（　）

A．两砖间摩擦力为零　　B．F越大，板与砖之间的摩擦力就越大

C．板砖之间的摩擦力大于砖的重力D．两砖之间没有相互挤压的力

28．如图所示，以水平力F压物体A，这时A沿竖直墙壁匀速下滑，若物体A与墙面间的动摩擦因素为μ，A物体的质量为m，那么A物体与墙面间的滑动摩擦力大小等于（）

A．μmgB．mgC．FD．μF

29．运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑，他们所受的摩擦力分别为F上和F下，则（　）

A．F上向上，F下向下，F上=F下B．F上向下，F下向上，F上>

F下

C．F上向上，F下向上，F上=F下D．F上向上，F下向下，F上>

30.用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动，当F增大时（　）

A．墙对铁块的支持力增大B．墙对铁块的摩擦力增大

C．墙对铁块的摩擦力不变D．墙与铁块间的摩擦力减小

31．如图所示，半径为R，质量为m的小球用轻绳系住后贴紧竖直墙壁而处于静止状态，则球受到墙壁的摩擦力大小为（　）

A　mg/cosθB．mgcosθC．mg/（1+cosθ）D．mg（1+cosθ）

32．在一倾角为θ的粗糙斜面上，有一个被水平方向的绳子拉住的静止的小球，如图所示，若小球质量为m，则绳子的拉力为（　）

A．mgsinθB．mgtanθC．mgsinθ/（1+cosθ）D．mg/cosθ

33．用弹簧秤沿水平方向拉一重为4N木块在水平桌面上匀速运动时，弹簧秤读数为1.0N，则木块与桌面间的动摩擦因数为________。

当弹簧秤读数增至1.6N时，木块受到的摩擦力为__________N。

34．木块与水平面间的滑动摩擦力的大小为重力的0.1倍，木块的质量为2Kg。

在木块向左运动的过程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力作用，则木块所受的滑动摩擦力大小为,方向，地面所受摩擦