
目 錄
第一部分 明晰學(xué)考要求·精準(zhǔn)復(fù)習(xí)
第二部分 基礎(chǔ)知識梳理·全面提升
第三部分 考點精講精練·對點突破
考點一:力 重力
考點二:彈力
考點三:摩擦力
考點四:牛頓第三定律
考點五:力的合成
考點六:力的分解
考點七:共點力的平衡
考點八:實驗—探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律
第四部分 實戰(zhàn)能力訓(xùn)練·滿分必刷
1、了解力、重力;
2、了解彈力;
3、了解摩擦力;
4、了解牛頓第三定律;
5、理解力的合成,會用平行四邊形定則求合力;
6、了解力的分解,會根據(jù)效果分解力;
7、掌握共點力的平衡;
8、了解實驗儀器、數(shù)據(jù)處理、注意事項。
知識點一、力、重力
一、力
1.力的定義:力是物體對物體的相互作用。
力的產(chǎn)生方式:(1)直接接觸,如推力、拉力;
(2)不直接接觸,如重力、磁鐵間的相互作用力。
2.力的特性
(1)物質(zhì)性:力不能離開物體而獨立存在。有力發(fā)生則一定存在著施力物質(zhì)和受力物質(zhì)。
(2)相互性:力的作用是相互的。施力物體給予受力物體作用力的同時必然受到受力物體的反作用力。即力總是成對出現(xiàn)的。甲對乙有力的作用,同時乙對甲一定也有力的作用。
(3)矢量性:力不僅有大小,而且有方向,方向不同,效果不同,所以力是矢量??梢杂糜蟹较虻木€段表示力。
3.力的作用效果—兩個
(1)使物體產(chǎn)生形變;
(2)使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變。使物體的速度(大小或方向)發(fā)生變化,使物體產(chǎn)生加速度。
【注意】①并非有生命的物體才是施力物體,也并非先有施力物體后有受力物體。
②任何一個力都獨立地產(chǎn)生作用效果,使物體發(fā)生形變或使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化。
4.力的表示
(1)力的三要素:大小、方向和作用點。
(2)力的表示:①力的圖示——能表示出力的大小、方向和作用點。
②力的示意圖——只能表示出力的方向和作用點。
5.四種相互作用
(1)相互吸引作用:存在于一切有質(zhì)量的物體之間,作用強度隨距離增大而減弱。
(2)電磁相互作用:與萬有引力相似。存在于電荷間和磁體間,作用強度隨距離增大而減弱。
(3)強相互作用:作用范圍僅10–15m。存在于原子核內(nèi)部粒子間。距離增大時,作用急劇減小。
(4)弱相互作用:作用范圍只有10–15m,強度只有強相互作用的10–12。存在于微觀粒子間,其作用范圍與強相互作用相同。
二、重力
1.重力的產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。但不是萬有引力,而是萬有引力豎直向下的一個分力。
2.重力的大?。海?)由G=mg計算;可用彈簧測力計測量。
3.重力的方向:豎直向下(即垂直于水平面向下)。
4.重心:物體所受重力的作用點。物體的每一部分都受重力作用,從效果上看,可以認為各部分受到的重力作用集中于一點,這一點叫做物體的重心。
(1)影響重心位置的因素:其位置與物體的質(zhì)量分布和形狀有關(guān)。①質(zhì)量分布均勻的物體的重心,只與物體的形狀有關(guān)。形狀規(guī)則的質(zhì)量分布均勻的物體,它的重心就在幾何中心上,如均勻直棒的重心,在棒的中心。②質(zhì)量分布不均勻的物體的重心與物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān)。
(2)不規(guī)則薄板形物體重心的確定方法:懸掛法。
【注意】重心的位置可以在物體上,也可以在物體外。如一個圓形平板的重心在板上,而一個銅環(huán)的重心就不在環(huán)上。
知識點二、彈力
1.定義:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,就會對跟它接觸使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力。發(fā)生形變的物體——施力體。
2.彈力產(chǎn)生的條件:兩物體①直接接觸;②有彈性形變(接觸處有擠壓或拉伸)。
3.方向:總是與作用在物體上使物體發(fā)生形變的外力方向相反。彈力的方向總是與(施力物體形變的方向)相反。
(1)常見的三種接觸方式
①面與面接觸,垂直于公共接觸面;②點與面接觸,過點垂直于面;③點與點接觸(點與曲線、曲面),垂直于公切面(垂直于過接觸點的切線、切面)。
(2)壓力、支持力的方向——垂直于接觸面,指向被壓、被支持的物體。確定它們方向的關(guān)鍵是找準(zhǔn)它們的接觸面或接觸點的切面。
(3)輕繩,沿繩指向繩收縮方向;
(4)輕桿,可沿桿,也可不沿桿,具有不確定性,一般要根據(jù)物體的運動狀態(tài)結(jié)合平衡條件確定輕桿的彈力方向。
5.彈力的大小—胡克定律
(1)內(nèi)容:彈簧發(fā)生彈性形變時,彈力的大小F跟彈簧伸長(或縮短)的長度x成正比。
(2)表達式:F=kx。k是彈簧的勁度系數(shù),單位為N/m;k的大小由彈簧自身性質(zhì)決定,k只與彈簧本身有關(guān),由彈簧本身的材料、長度、粗細、匝數(shù)等因素決定。它反映了彈簧的軟硬程度,k越大,彈簧越硬,其長度越難改變。其中x為彈簧長度的變化量(可能為伸長量l?l0,也可能為縮短量l0?l),不是彈簧形變以后的長度。
(3)彈力與彈簧伸長量的關(guān)系可用F?x圖象表示,如圖,圖線的斜率即為彈簧的勁度系數(shù)。
④由于F1=kx1,F(xiàn)2=kx2,故ΔF=F2?F1=kx2?kx1=k(x2?x1)=kΔx,因此,彈簧上彈力的變化量ΔF與形變量的變化量也成正比關(guān)系,即ΔF=kΔx。
知識點三、摩擦力
一、靜摩擦力
1.定義:兩個相互接觸而保持相對靜止的物體,當(dāng)它們之間存在相對運動趨勢而沒有相對運動時,在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙物體間相對運動趨勢的力,這種力叫做靜摩擦力。
2.產(chǎn)生條件:(1)兩物體相互接觸,接觸面不光滑;(2)接觸處有彈力;(3)兩物體相對靜止(兩物體間沒有位置變化)但存在相對運動趨勢。
3.方向:總是跟接觸面相切,并且跟物體相對運動趨勢的方向相反,與物體接觸面之間的彈力方向垂直。
4.作用效果:總是阻礙物體間的相對運動趨勢,但不一定阻礙物體的運動。它可以是動力(和運動方向相同、做正功),也可以是阻力(和運動方向相反、做負功),還可能和運動方向垂直(不做功)?;蚺c運動方和成一夾角。
【注意】絕對不能認為:靜止的物體受到的摩擦力是靜摩擦力,運動物體受到的摩擦力是滑動摩擦力。靜摩擦力是相對靜止的物體之間的摩擦力,受靜摩擦力作用的物體不一定靜止。
5.靜摩擦力大小計算:靜摩擦力大小沒有確定的取值,也無確定的運算公式。
范圍:0≤f≤fm。等于使物體產(chǎn)生相對運動趨勢的外力(沿相對運動趨勢的外力F)的大小。跟接觸面相互擠壓力FN無直接關(guān)系。
6.最大靜摩擦力fmax:靜摩擦力的最大值fmax,其大小等于物體剛要運動時所需要的沿相對運動趨勢方向的最小外力。
二、滑動摩擦力
1.定義:一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體滑動時,所受到的阻礙它相對滑動的力。
2.產(chǎn)生條件:①兩物體相互接觸,接觸面不光滑;②接觸處有彈力;③兩物體間存在相對運動。
3.方向:與接觸面相切,與物體接觸面之間的彈力方向垂直,并且跟物體相對運動的方向相反。
4.作用效果:總是阻礙物體間的相對運動,但不一定阻礙物體的運動。它可以是動力(和運動方向相同、做正功),也可以是阻力(和運動方向相反、做負功)。
5.大小計算
(1)公式法:F=μFN。式中的FN為兩接觸面間的正壓力,與物體的重力沒有必然聯(lián)系,不一定等于物體的重力;μ為動摩擦因數(shù),與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),與接觸面積、速度大小均無關(guān)。
(2)狀態(tài)法:若μ未知,可結(jié)合物體的運動狀態(tài)和其他受力情況,利用平衡條件或牛頓第二定律求解滑動摩擦力的大小。
知識點四、牛頓第三定律
1.內(nèi)容:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
2.表達式:F甲對乙=?F乙對甲,負號表示方向相反。
3.意義:揭示了力的作用的相互性,即兩個物體間只要有作用就必然會出現(xiàn)一對作用力和反作用力。
4.適用范圍:牛頓第三定律是個普遍定律。所闡明的作用力與反作用力的關(guān)系不僅適用于靜止的物體之間,也適用于相對運動的物體之間,這種關(guān)系與作用力性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用方式(接觸還是不接觸)、物體運動狀態(tài)及參考系的選擇均無關(guān)。
5.作用力與反作用力的”四同、三異、三無關(guān)”
(1)”四同”:①大小相同;②性質(zhì)相同(是同種性質(zhì)的力如G與G'、FN與F'N/、f與f');③變化情況相同(同時產(chǎn)生、同時消失)(甲對乙無作用、乙對甲也無作用);④同一直線。
(2)”三異”:①方向不同;②受力物體不同(作用在兩個物體上,如G作用于人,G'作用于地球);③產(chǎn)生效果不同。
(3)”三無關(guān)”:①與物體的種類無關(guān);②與物體的運動狀態(tài)無關(guān)(不管靜止或運動);③與是否和另外物體相互作用無關(guān)。
6.”一對相互作用力”與”一對平衡力”的比較
【特別提醒】①作用力與反作用力是”異體、共線、反向、等大、同性同存”,而平衡力是”同體、共線、反向、等大”。
②一對作用力和反作用力與一對平衡力的最直觀的區(qū)別是:看作用點,一對平衡力的作用點一定在同一個物體上,作用力和反作用力的作用點一定分別作用在兩個物體上,還可以看它們是不是相互作用產(chǎn)生的。
知識點五、力的合成
1.共點力:幾個力如果都作用在物體的同一點,或者幾個力作用在物體上的不同點,但這幾個力的作用線延長后相交于同一點,這幾個力就叫共點力。
2.合力和分力定義:當(dāng)一個物體受到幾個力的共同作用時,我們常常可以找到這樣一個力,這個力產(chǎn)生的效果,跟原來幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同,則這個力叫那幾個力的合力,那幾個力是這一個力的分力。
3.力的合成
(1)定義:求幾個力的合力的過程叫力的合成。
(2)特性:①力的合成是唯一的。②只有同一物體所受的力才可合成—共點力。③不同性質(zhì)的力也可以合成。
4.力的合成定則
(1)平行四邊形定則:求兩個互成角度的力的合力,可以用表示這兩個力的線段作鄰邊,作平行四邊形,夾在兩分力之間的對角線就表示合力的大小和方向。這叫做力的平行四邊形定則。
應(yīng)用范圍:平行四邊形定則是一切矢量的運算法則,不僅適用于力的合成,也適用于速度、加速度等矢量的合成。平行四邊形定則只能計算幾個共點力的合力,對于非共點力,合力沒有意義。
(2)三角形定則:根據(jù)平行四邊形的對邊平行且相等,即平行四邊形是由兩個全等的三角形組成,平行四邊形定則可簡化為三角形定則。若從O點出發(fā)先作出表示力F2的有向線段,再以F2端點出發(fā)作表示力F1的有向線段,連接F2的始端和F1的末端,則該有向線段即表示合力F的大小和方向。
不在同一直線上的兩個分力與其合力,一定圍成一個封閉的三角形。類推,不在同一直線上的n個力與其合力,一定圍成一個封閉的n+1邊形。
5.共點力合成的方法
(1)作圖法(圖解法)
(2)計算法。如相互垂直的兩個力的合成,即α=90°,F(xiàn)合=eq \r(F\\al(2,1)+F\\al(2,2)),F(xiàn)合與F1夾角的正切值tanβ=eq \f(F2,F1),如圖所示。
6.合力與分力的大小關(guān)系——合力范圍的確定
(1)兩個共點力的合力范圍:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
(2)大小關(guān)系
①合力大小可能大于每一個分力,也可能小于每一個分力,也可能等于每一個分力,也可能比一個分力大,比另一個分力小。
②二個分力大小一定時,合力大小隨兩分力間夾角增大而減小。
③合力一定時,二等大分力的夾角越大,二分力越大。
知識點六、力的分解
1.定義:求一個已知力的分力的過程。
2.遵循原則:力的分解是力的合成的逆運算。同樣遵循平行四邊形定則或三角形定則。
3.力的效果分解法
(1)通常根據(jù)力的作用效果分解力才有實際意義。
(2)思路:①根據(jù)物體(或結(jié)點)所處的狀態(tài)分析力的作用效果。
②根據(jù)力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向;
③再根據(jù)兩個實際分力方向(平行四邊形定則)畫出平行四邊形;把對力的計算轉(zhuǎn)化為對邊、角的計算;
④最后由三角形知識或數(shù)學(xué)知識求出兩分力的大小。
【注意】按力的作用效果分解時,準(zhǔn)確確定兩個分力的方向是關(guān)鍵,作出平行四邊形后常用三角函數(shù)、相似三角形求解。把一個力分解成兩個分力,僅是一種等效替代的關(guān)系,不能認為在這兩個分力方向上有兩個施力體(或受力體),如物體沿斜面下滑時,重力分解為沿斜面下滑的力G1=Gsinθ,和壓向斜面的力G2=Gc sθ,這兩個力都是物體受到的,施力體只有一個――地球。也不能錯誤地認為G2就是對斜面的壓力,因為G2不是斜面受到的力,且性質(zhì)也與壓力不同,僅在數(shù)值上等于物體對斜面的壓力。
知識點七、共點力的平衡
1.受力分析
分析步驟:(1)運用隔離法、整體法確定研究對象:在進行受力分析時,研究對象可以是某一個物體,也可以是保持相對靜止的若干個物體,這要根據(jù)研究問題的需要來確定。研究對象確定以后,只分析研究對象以外的物體施予研究對象的力(既研究對象所受的外力),而不分析研究對象施予外界的力。
(2)具體分析研究對象的受力情況:按順序找力,必須先分析物體受到的重力(一般物體都受到且只受一個);再分析接觸力中的彈力(先確定有幾個物體與之接觸,再根據(jù)是否發(fā)生彈性形變確定);第三分析摩擦力(先確定有幾個彈力,再根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的其它條件確定摩擦力個數(shù));最后分析其它力。
2.共點力的平衡條件
(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速運動狀態(tài)。
【注意】這里的靜止需要二個條件,一是物體受到的合外力為零,二是物體的速度為零,僅速度為零時物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài),如物體做豎直上拋運動達到最高點時刻,物體速度為零,但物體不是處于靜止?fàn)顟B(tài),因為物體受到的合外力不為零。
(2)特征—條件:F合=0(或者Fx=0;Fy=0),a=0(而不是v=0)。
3.平衡條件的推論——某力與余下其它力的合力平衡(即等值、反向)。
(1)二力平衡:如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大小相等,方向相反。
(2)三力平衡:如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與另外兩個力的合力大小相等,方向相反,并且這三個力的矢量可以形成一個封閉的矢量三角形。
(3)多力平衡:如果物體在多個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與另外幾個力的合力大小相等,方向相反。
4.平衡條件的運用方法:解決共點力作用下物體的平衡問題,實際上就是如何表達”合力為零”,使之具體化的問題。根據(jù)物體平衡時,受共點力多少的不同,可分為以下三種表達方式。
(1)物體受兩個共點力作用而平衡,這兩個力必等大反向且在同一直線上。選F1方向為正,則合力為零可表示為F1―F2=0。(要注意與一對作用力與反作用力的區(qū)別)
(2)若三力平衡——處理三個力平衡問題的基本思路:對受三力作用而平衡的物體,將力的矢量圖平移,使三力組成一個首尾依次相接的矢量三角形,或利用合成的方法把兩個未知的力進行合成,得到的合力一定與已知的第三個力(一般是重力)大小相等,方向相反。這樣可以先把合力(與重力平衡的力)畫好,然后利用平行四邊形定則補齊得到兩個分力。根據(jù)三角形有關(guān)知識,如相似三角形、勾股定理、三角函數(shù)等數(shù)學(xué)知識求解未知力。
(3)當(dāng)物體受三個以上共點力平衡時,多數(shù)情況下采用正交分解法。即將各力分解到x軸和y軸上,運用兩坐標(biāo)軸上合力等于零的條件,F(xiàn)x=0,F(xiàn)y=0。坐標(biāo)系的建立應(yīng)以少分解力,即讓較多的力在坐標(biāo)軸上為原則。
知識點八、實驗:探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律
1.實驗?zāi)康模候炞C兩個力合成時的平行四邊形定則。
2.實驗原理—等效法
3.實驗器材:方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(若干個)、細芯鉛筆、橡皮條、細繩套(兩個),鉛筆。
4.實驗步驟
(1)釘白紙:用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。
(2)拴繩套:用圖釘把橡皮條的一端固定在A點,橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。
(3)兩個力拉:用兩個彈簧測力計分別鉤住細繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長到某一位置O,如圖甲所示,記錄彈簧測力計的讀數(shù),用鉛筆描下O點的位置及此時的兩細繩套的方向。
(4)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩套方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出這兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺、三角板作平行四邊形,過O點畫平行四邊形的對角線,此對角線即為合力F的圖示。
(5)一個力拉:只用一個彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O,記下彈簧測力計的讀數(shù)F′和細繩套的方向,用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這個彈簧測力計的拉力F′的圖示。
(6)比較:比較力F′與用平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同。
(7)重復(fù):改變兩個力F1和F2的大小和夾角,再重復(fù)實驗兩次。
5.?dāng)?shù)據(jù)處理
(1)理論值:在白紙上用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩套方向畫直線,按選定的標(biāo)度作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并以F1和F2為鄰邊用刻度尺、三角板作平行四邊形,過O點畫平行四邊形的對角線,此對角線即為合力F的圖示。
(2)測量值:用刻度尺從O點按同樣標(biāo)度沿記錄的方向作出一個彈簧測力計拉橡皮條時拉力F′的圖示。
(3)相比較:比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否完全重合或幾乎完全重合,從而驗證平行四邊形定則。
6.注意事項
(1)不要直接以橡皮條端點為結(jié)點,可拴一短細繩連兩細繩套,以三繩交點為結(jié)點,應(yīng)使結(jié)點小些,以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點O的位置。
(2)位置不變:在同一次實驗中,使橡皮條拉長時結(jié)點O的位置一定要相同。
(3)不要用老化的橡皮條,檢查方法是用一個彈簧測力計拉橡皮條,要反復(fù)做幾次,使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計讀數(shù)有無變化。
(4)細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些,便于確定力的方向。
(5)統(tǒng)一標(biāo)度。
(6)角度合適:以60°到120°之間為宜。
(7)盡量減少誤差:①在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi),形變應(yīng)盡量大一些。②細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些,便于確定力的方向。不要直接沿細繩套的方向畫直線,應(yīng)在細繩套末端用鉛筆畫一個點,取掉細繩套后,再將所標(biāo)點與O點連直線確定力的方向。
7.誤差分析
(1)彈簧測力計使用前沒調(diào)零會造成系統(tǒng)誤差。
(2)彈簧測力計讀數(shù)和作圖造成偶然誤差,需要多做幾次實驗,并且使兩分力F1、F2的夾角適當(dāng)大些。
(3)使用中,彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測力計外殼和紙面之間有摩擦力存在會造成系統(tǒng)誤差。
(4)兩次測量拉力時,橡皮條的結(jié)點O沒有拉到同一點會造成偶然誤差。
(5)讀數(shù)時眼睛一定要正視,要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄,兩力對邊一定要平行,否則會造成誤差。
(6)在應(yīng)用平行四邊形定則作圖時,F(xiàn)1、F2及合力F作圖不準(zhǔn)確會造成偶然誤差。
練
考點一、力、重力
【典型例題1】下列關(guān)于力的說法中,正確的是
A.有的力有施力物體,有的力沒有施力物體
B.任何物體受到力的作用后形狀都發(fā)生改變
C.兩個物體相互作用,其相互作用力可以是不同性質(zhì)的力
D.影響力的作用效果的因素有力的大小、方向和作用點
【答案】D
【解析】任何力都必定同時存在施力物體和受力物體,A錯;物體受到力的作用,運動狀態(tài)可能發(fā)生改變,也可能不發(fā)生改變,形狀也可能改變,也可能不變,B錯;兩物體間的相互作用力一定是同性質(zhì)的力,C錯;影響力的作用效果的因素是力的三要素,D對。
【典型例題2】關(guān)于重力,下列說法正確的是( )
A.重力沒有施力物體
B.在空中飛行的物體不受到重力作用
C.重力的方向總是垂直于接觸面向下的
D.同一物體在地球各處所受重力大小不一定相等
【答案】D
【解析】任何力都有施力物體,重力的施力物體是地球,A錯誤;在地球上或地球周圍的物體都會受到重力的作用,B錯誤;重力的方向總是豎直向下,不一定垂直于接觸面,C錯誤;由于地球各處的重力加速度大小不一定相等,故同一物體在地球各處所受重力大小不一定相等,D正確。
【對點訓(xùn)練1】下列說法正確的是
A.甲打乙一拳,乙感到痛,而甲未感覺到痛,說明甲對乙施加了力,而乙未對甲施加力
B.”風(fēng)吹草動”,草受到了力,但沒有施力物體,說明沒有施力物體的力也是存在的
C.磁鐵吸引鐵釘時,磁鐵不需要與鐵釘接觸,說明力可以脫離物體而存在
D.網(wǎng)球運動員用力擊球,網(wǎng)球受力后飛出,網(wǎng)球受力的施力物體不再是球網(wǎng)
【答案】D
【解析】甲對乙施力的同時,乙對甲也施力,只不過甲的”拳頭”比乙”被打的部位”——如肚子、胸部,更能承受打擊罷了,所以乙感到痛而甲未感到痛,A錯;”風(fēng)吹草動”的施力物體是空氣,B錯;力不可以離開物體,磁鐵對鐵釘?shù)淖饔檬峭ㄟ^磁鐵產(chǎn)生的磁場發(fā)生的,磁場離不開磁鐵,故C錯;網(wǎng)球飛出后受重力和阻力,施力物體是地球和空氣,故D正確。
【對點訓(xùn)練2】如圖,兩輛車在以相同的速度做勻速運動,根據(jù)圖中所給信息和所學(xué)知識你可以得出的結(jié)論是( )
A.物體各部分都受重力作用,認為物體各部分所受重力集中于一點,即重心
B.重力的方向總是垂直向下
C.物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布無關(guān)
D.物體只有重心受重力作用,其他部分不受重力作用
【答案】A
【解析】物體各部分都受重力作用,認為物體各部分所受重力集中于一點,即重心,選項A正確;重力的方向總是豎直向下,選項B錯誤;物體重心的位置與物體形狀和質(zhì)量分布有關(guān),選項C錯誤;物體各部分都受重力作用,選項D錯誤。
考點二、彈力
【典型例題1】如圖所示,一輛玩具汽車靜止在模型橋面上,下列說法正確的是( )
A.汽車沒有發(fā)生形變,所以汽車不受彈力
B.汽車受向上的彈力,是因為橋面發(fā)生了彈性形變
C.汽車受向上的彈力,是因為汽車發(fā)生了彈性形變
D.橋面所受向下的彈力就是汽車的重力
【答案】B
【解析】汽車受向上的彈力,是因為橋面發(fā)生了彈性形變;橋面受向下的壓力,是由于汽車發(fā)生了彈性形變,選項A、C錯誤,B正確;彈力和重力是不同性質(zhì)的力,只能說橋面所受向下的彈力大小等于汽車的重力,選項D錯誤。
【典型例題2】某同學(xué)在探究“彈簧彈力和長度的關(guān)系”實驗中,通過實驗畫出彈簧彈力F(N)與彈簧總長度x(m)的關(guān)系圖線如圖所示,則以下說法正確的是( )
A.彈簧的勁度系數(shù)是300 N/m
B.彈簧的原長x0是0.2 m
C.在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與其形變量不成正比
D.當(dāng)彈簧的彈力大小是15 N時,彈簧總長度一定是15 cm
【答案】A
【解析】由胡克定律F=kx得k=ΔFΔx=300.1 N/m=300 N/m,故A正確;由圖線和橫坐標(biāo)軸的交點表示彈簧的原長,可知彈簧的原長為x0=0.1 m,故B錯誤;由題圖可知,彈簧產(chǎn)生的彈力F與彈簧總長度x成線性關(guān)系,與彈簧的形變量成正比,故C錯誤;當(dāng)彈簧的彈力大小是15 N時,如果彈簧處于壓縮狀態(tài),則長度小于原長10 cm,故D錯誤。
【對點訓(xùn)練1】如圖所示,在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N,讓一束光依次被這兩面鏡子反射,最后射到墻上,形成一個光點。按壓兩鏡之間的桌面,觀察墻上光點位置的變化。下列說法正確的是( )
A.桌面發(fā)生形變很明顯,直接可以用肉眼觀察
B.墻上光點位置的變化說明桌面發(fā)生了明顯形變
C.墻上光點位置的變化說明平面鏡發(fā)生了微小形變
D.本實驗采用了放大的方法顯示微小形變
【答案】D
【解析】用力按壓桌面,桌面向下發(fā)生微小的凹陷,用肉眼無法直接觀察,通過題述裝置可以把微小形變“放大”到直接看得出來,故A錯誤,D正確;在兩鏡之間用力F向下按壓桌面,M、N將向中間略微傾斜,墻上光點位置明顯變化,表明桌面發(fā)生了微小形變,不是明顯形變,故B、C錯誤。
【對點訓(xùn)練2】如圖所示,AB為質(zhì)量均勻分布的細桿,用細線OA吊在天花板上的O點,細桿的B端與水平地面相接觸,桿傾斜且靜止不動,以下說法正確的是( )
A.細線對桿的拉力方向豎直向上
B.地面對桿的支持力方向由B向A
C.地面對桿的支持力方向豎直向上
D.地面對桿的支持力方向沿BO向上
【答案】C
【解析】細線對桿的拉力方向沿AO方向,由A指向O點,A錯誤;地面對桿的支持力方向豎直向上,B、D錯誤,C正確。
考點三、摩擦力
【典型例題1】如圖所示,擦黑板時,重為3 N的黑板擦對黑板的壓力為9.0 N,與黑板間的動摩擦因數(shù)為0.3,黑板擦與黑板間的滑動摩擦力大小為( )
A.0.9 NB.1.8 N
C.2.7 ND.3.6 N
【答案】C
【解析】根據(jù)滑動摩擦力的表達式可得黑板擦與黑板間的滑動摩擦力大小為Ff=μFN=2.7 N,C正確。
【典型例題2】桌面上的玻璃杯中放入一定量的大米,將筷子插入米中并壓緊大米,慢慢提起筷子,筷子會把米和杯子一同提起并離開桌面(如圖所示)。在提起米和杯子的過程中,下列說法正確的是( )
A.米相對于筷子有向上運動的趨勢
B.米受到的靜摩擦力方向向下
C.筷子不受靜摩擦力作用
D.在米中加入少量水,有利于將米和杯子提起
【答案】D
【解析】將筷子插入米中并壓緊大米,慢慢提起筷子,筷子會把米和杯子一同提起,筷子相對于米有向上運動的趨勢,受到的靜摩擦力方向向下;米相對于筷子有向下運動的趨勢,受到的靜摩擦力方向向上,故A、B、C錯誤;水能使米發(fā)脹發(fā)澀,發(fā)脹能增大筷子、米和杯壁之間的相互壓力,使它們之間的最大靜摩擦力增大,同時發(fā)澀也能使米表面的粗糙程度增大,從而也增大了它們之間的最大靜摩擦力,故D正確。
【對點訓(xùn)練1】如圖所示,在μ=0.3的水平桌面上向右運動的物體,質(zhì)量為10 kg,在運動過程中,還受到一個方向向左的大小為40 N的拉力作用。則物體受到的摩擦力為(g=10 m/s2)( )
A.40 N,向左B.40 N,向右
C.30 N,向左D.30 N,向右
【答案】C
【解析】物體受到的滑動摩擦力大小為Ff=μFN=μmg=0.3×10×10 N=30 N,方向向左,C正確。
【對點訓(xùn)練2】三只小猴在三根豎直爬桿上進行著攀爬表演,三只小猴的質(zhì)量相同,小猴甲靜止在桿上,
小猴乙勻速向上爬動,小猴丙勻速往下爬動。關(guān)于三只小猴,下列說法正確的是( )
A.小猴甲為了不掉下來,用力抓握桿,這樣小猴所受的摩擦力變大了
B.小猴乙在攀爬的過程中,所受的摩擦力向下
C.小猴丙在攀爬的過程中,所受的摩擦力向上
D.三只小猴中乙所受摩擦力最大
【答案】C
【解析】小猴甲處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,受到向上的摩擦力等于其重力,大小不變,猴子甲用力抓握桿,這樣只是增大了小猴與桿之間的最大摩擦力,故A錯誤;小猴乙在勻速向上攀爬的過程中受力平衡,受到的向上的摩擦力和向下的重力平衡,故B錯誤;小猴丙在勻速向下攀爬的過程中受力平衡,受到的向上的摩擦力和向下的重力平衡,故C正確;三只小猴均受力平衡,所受的摩擦力大小相等,均等于其重力大小,故D錯誤。
考點四、牛頓第三定律
【典型例題1】如圖所示,我國有一種傳統(tǒng)的民族體育項目叫作“押加”,實際上相當(dāng)于兩個人拔河,如果繩的質(zhì)量不計,且保持水平,甲、乙兩人在“押加”比賽中,甲獲勝,則下列說法中正確的是( )
A.甲對乙的拉力始終大于乙對甲的拉力
B.當(dāng)甲把乙加速拉過去時,甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力
C.只有甲把乙勻速拉過去時,甲對乙的拉力大小才等于乙對甲的拉力大小
D.甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小,只是地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力
【答案】D
【解析】由牛頓第三定律可知,甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小,與所處的狀態(tài)無關(guān),故A、B、C均錯誤;分析兩人水平方向受力情況,除了受到繩的拉力外,還受到地面的摩擦力,甲獲得比賽勝利,說明地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力,故D正確。
【典型例題2】一根輕繩的上端固定在天花板上,下端掛一個燈籠,下列說法正確的是( )
A.燈籠所受的重力和燈籠對輕繩的拉力是一對平衡力
B.燈籠所受的重力和輕繩對燈籠的拉力是一對平衡力
C.燈籠所受的重力和輕繩對燈籠的拉力是一對作用力和反作用力
D.輕繩對天花板的拉力和輕繩對燈籠的拉力是一對作用力和反作用力
【答案】B
【解析】燈籠所受的重力作用在燈籠上,燈籠對輕繩的拉力作用在輕繩上,它們不是平衡力,故A錯誤;燈籠所受的重力和輕繩對燈籠的拉力都作用在燈籠上,且等大反向,故它們是一對平衡力,故B正確,C錯誤;輕繩對天花板的拉力和輕繩對燈籠的拉力不是一對相互作用力,故D錯誤。
【對點訓(xùn)練1】如圖所示,水平力F把一個物體緊壓在豎直墻壁上靜止不動,下列說法中正確的是( )
A.力F與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力
B.物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力
C.力F與物體對墻壁的壓力是一對平衡力
D.物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對平衡力
【答案】B
【解析】力F與墻壁對物體的支持力是一對平衡力,故A錯誤;物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力,故B正確;力F與物體對墻壁的壓力方向相同,且作用在不同物體上,所以兩個力不是一對平衡力,故C錯誤;物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的支持力是一對作用力與反作用力,故D錯誤。
【對點訓(xùn)練2】在圖甲所示探究作用力與反作用力關(guān)系的實驗中,將兩只力傳感器鉤住對拉,在計算機屏幕上顯示出力和時間的關(guān)系如圖乙所示。由圖可知( )
A.當(dāng)F1變大時,F(xiàn)2變小
B.F1、F2總是等大、反向
C.F1、F2作用在同一個物體上
D.實驗中兩個力傳感器一定靜止
【答案】B
【解析】根據(jù)牛頓第三定律,F(xiàn)1、F2總是等大、反向,當(dāng)F1變大時,F(xiàn)2變大,故A錯誤,B正確;F1、F2為作用力與反作用力,分別作用在兩個物體上,故C錯誤;兩力傳感器間的作用力與反作用力關(guān)系與兩個力傳感器運動狀態(tài)無關(guān),實驗中兩個力傳感器不一定靜止,故D錯誤。
考點五、力的合成
【典型例題1】以下說法正確的是( )
A.分力與合力同時作用在物體上
B.作用在不同物體上的兩個力F1、F2也可以合成
C.共點力不一定作用于物體上的同一點
D.作用于同一物體上的所有力都是共點力
【答案】C
【解析】為研究方便,可采用分力與合力的等效代替對物體進行研究,并非分力與合力同時作用在物體上,故A錯誤;只有同一個物體受到的力才能合成,B錯誤;作用在同一物體上,延長線或反向延長線相交于同一點的幾個力稱為共點力,這幾個力并非一定要作用在同一點,故C正確;若物體不能看成質(zhì)點,作用在物體上的各個力不一定都相交于同一點,故D錯誤。
【典型例題2】如圖所示,大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成封閉的直角三角形。下列4個圖中,這三個力的合力最大的是( )
【答案】C
【解析】由矢量合成的法則可知,A中F3、F2首尾相接,其合力F23與F1相同,故三個力的合力的大小為2F1;同理,B中F2、F3的合力F23與F1相反,故三個力的合力大小為0;C中F1、F3的合力F13與F2相同,故三個力的合力的大小為2F2;D中F1、F2的合力F12與F3相同,故三個力的合力的大小為2F3,因為F2是直角三角形的斜邊,所以F2最大,所以合力最大的是C選項。
【對點訓(xùn)練1】在力的合成中,下列關(guān)于兩個分力與它們的合力關(guān)系的說法中,正確的是( )
A.合力可能小于某一個分力
B.合力大小一定等于兩個分力大小之和
C.兩個分力大小不變,夾角在0~180°變化時,夾角越大合力越大
D.合力的方向一定在兩分力夾角的角平分線上
【答案】A
【解析】當(dāng)兩個分力方向相同時,合力等于兩分力之和,合力大于每一個分力;當(dāng)兩個分力方向相反時,合力等于兩個分力之差,則合力可能小于分力,故A正確,B錯誤;兩個分力大小不變,夾角在0~180°變化時,可知夾角越大合力越小,故C錯誤;當(dāng)兩分力方向相反時,合力等于兩個分力之差,與大的分力方向相同,合力的方向不在兩分力夾角的角平分線上,故D錯誤。
【對點訓(xùn)練2】兩個共點力F1、F2大小不同,它們的合力大小為F,則( )
A.F1、F2同時增大一倍,F(xiàn)也增大一倍
B.F1、F2同時增加10 N,F(xiàn)也增加10 N
C.F1增加10 N,F(xiàn)2減少10 N,F(xiàn)一定不變
D.若F1、F2中的一個增大,F(xiàn)一定增大
【答案】A
【解析】根據(jù)平行四邊形定則,F(xiàn)1、F2同時增大一倍,F(xiàn)也增大一倍,故A正確;若F1、F2方向相反,F(xiàn)1、F2同時增加10 N,合力的大小不變,故B錯誤;若F1、F2方向相反,F(xiàn)1增加10 N,F(xiàn)2減少10 N,F(xiàn)一定變化,故C錯誤;若F1、F2方向相反,F(xiàn)1、F2中的一個增大,合力的大小不一定增大,故D錯誤。
考點六、力的分解
【典型例題1】兩個大小相等的共點力F1和F2,當(dāng)它們之間的夾角為90°時,合力大小為102 N,則當(dāng)它們之間的夾角為120°時,合力的大小為( )
A.10 N B.102 N C.15 N D.20 N
【答案】A
【解析】當(dāng)兩個力之間的夾角為90°時,如圖甲所示,根據(jù)平行四邊形定則可知:F1=F2=10 N。當(dāng)這兩個力的夾角為120°時,如圖乙所示,根據(jù)平行四邊形定則可知F合=10 N,故選A。
【典型例題2】把一個已知力F分解,要求其中一個分力F1跟F成30°角,而大小未知;另一個分力F2=eq \f(\r(3),3)F,但方向未知,則F1的大小可能是
A.eq \f(\r(3),3)F B.eq \f(\r(3),2)F C.eq \r(3)F D.eq \f(2\r(3),3)F
【答案】D
【解析】如圖所示,過F點作F1的垂線FA,則eq \x\t(AF)=Fsin30°=eq \f(F,2)。
因為F>F2>eq \f(F,2),由圖可知,F(xiàn)1的大小有兩個可能值。
在Rt△AFF1中,F(xiàn)1A=eq \r(\x\t(F1F)2-\x\t(AF)2)= =eq \f(\r(3),6)F,
由對稱性可知,AF1′=F1A=eq \f(\r(3),6)F,所以F1=OA-F1A=eq \f(\r(3),3)F,F(xiàn)1′=OA+AF1′=eq \f(2\r(3),3)F。
【對點訓(xùn)練1】如圖所示,重力為G的物體靜止在傾角為α的斜面上,將重力G分解為垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么
A.F1就是物體對斜面的壓力
B.物體對斜面的壓力方向與F1方向相同,大小為Gcs α
C.F2就是物體受到的靜摩擦力
D.物體受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力、F1和F2共五個力的作用
【答案】B
【解析】F1不是物體對斜面的壓力,而使物體緊壓斜面的力.因為物體對斜面的壓力受力物體是斜面,而F1的受力體是物體,故A錯誤;物體對斜面的壓力方向垂直于斜面向下,與F1的方向相同,根據(jù)幾何知識得到,F(xiàn)1=Gcs α,故B正確;F2不是物體受到的靜摩力,而使物體下滑的力,大小等于物體受到的靜摩力,故C錯誤;物體受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力三個力作用.故D錯誤。故選B。
【對點訓(xùn)練2】如圖所示,用拇指、食指捏住圓規(guī)的一個針腳,另一個有鉛筆芯的腳支撐在手掌心位置,使OA水平,然后在外端掛上一些不太重的物品,這時針腳A、B對手指和手掌均有作用力,對這兩個作用力方向的判斷,下列各圖中大致正確的是
【答案】C
【解析】以圓規(guī)上的O點為研究對象,O點所掛物體的重力產(chǎn)生兩個作用效果:一個是沿AO方向向左拉AO,另一個是沿OB方向斜向下壓OB,通過圓規(guī)兩腳作用在手上的力如選項C所示。
考點七、共點力的平衡
【典型例題1】關(guān)于物體在共點力作用下,下列說法正確的是( )
A.物體的速度在某一時刻等于0,物體就一定處于平衡狀態(tài)
B.物體相對另一物體保持靜止時,物體一定處于平衡狀態(tài)
C.物體處于平衡狀態(tài),所受合力一定為0
D.物體處于平衡狀態(tài)時,物體一定做勻速直線運動
【答案】C
【解析】速度為零時,物體不一定處于平衡狀態(tài),如豎直上拋到最高點時,速度為零,加速度豎直向下為g,A錯誤;物體相對另一物體保持靜止時,不一定處于平衡狀態(tài),如兩個物體一起做加速運動,故B錯誤;物體處于平衡狀態(tài),受力平衡,加速度為零,合外力一定為零,C正確;物體處于平衡狀態(tài),物體可能保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),D錯誤。
【典型例題2】哪組共點力作用在一個物體上可能使物體平衡( )
【答案】C
【解析】根據(jù)力的平行四邊形定則,選項A、B、D中F1 和F2 的合力方向不能與F3的方向相反,則合力一定不為零,不能使物體平衡,而C選項中F1 和F2 的合力方向可能與F3的方向相反,則合力可以為零,可能使物體平衡,選項A、B、D錯誤,C正確。
【對點訓(xùn)練1】如圖所示,一箱蘋果沿著傾角為θ的斜面,以速度v勻速下滑。在箱子的中央有一個質(zhì)量為m的蘋果,它受到周圍蘋果對它作用力的合力的方向( )
A.沿斜面向上B.沿斜面向下
C.豎直向上D.垂直斜面向上
【答案】C
【解析】一箱蘋果整體向下勻速運動,其中央的一個蘋果也一定是做勻速運動,受到的合力為零。由于中央的那一個蘋果只受重力與它周圍蘋果對它的作用力,故重力與它周圍蘋果對它的作用力為一對平衡力,大小相等、方向相反,則它受到周圍蘋果對它作用力的合力的方向豎直向上,故選C。
【對點訓(xùn)練2】如圖,一只小松鼠站在傾斜的樹枝上保持靜止?fàn)顟B(tài),該樹枝與水平方向的夾角為30°,松鼠所受重力大小為G。則下列結(jié)論正確的是( )
A.樹枝對松鼠的支持力大小為32G,方向豎直向上
B.樹枝對松鼠的支持力大小為32G,方向垂直樹枝向上
C.樹枝對松鼠的作用力大小等于12G,方向豎直向上
D.樹枝對松鼠的作用力大小等于32G,方向豎直向上
【答案】B
【解析】對樹枝上的松鼠進行受力分析,如圖所示。
樹枝對松鼠的支持力大小為FN=Gcs 30°=32G
方向垂直樹枝向上,故A錯誤,B正確;
根據(jù)平衡條件可知,樹枝對松鼠的作用力與松鼠的重力等大反向,即大小等于G,方向豎直向上,故C、D錯誤。
考點八、實驗:驗證平行四邊形定則
【典型例題1】如圖所示為“探究互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗裝置,其中A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩,則( )
A.彈簧測力計的軸線與細繩必須共線
B.細繩OB和OC必須等長
C.橡皮筋A(yù)O必須與OB和OC夾角角平分線共線
D.同一組實驗過程中,橡皮筋伸長量相等即可
【答案】A
【解析】實驗時要使彈簧測力計與木板平面平行,同時保證彈簧測力計的軸線與細繩在同一直線上,這樣才能把分力準(zhǔn)確通過力的圖示表示出來,故A正確;細線的作用是能顯示出力的方向,所以不必須等長,故B錯誤;兩繩拉力大小不需要相等,所以橡皮筋不需要與兩繩夾角的角平分線在同一直線上,故C錯誤;同一組實驗過程中,兩次拉橡皮筋時,要把橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O點,不是伸長量相等即可,故D錯誤。
【典型例題2】某同學(xué)認為在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗過程中必須注意以下幾項,你認為正確的有________。
A.拉橡皮條的細繩套越長越好
B.實驗中把橡皮條節(jié)點拉到O點時,兩彈簧測力計之間的夾角為90°不變,可便于計算合力
C.拉橡皮條時,橡皮條、細繩和彈簧測力計應(yīng)貼近且平行于木板
D.兩根細繩必須等長,且橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的角平分線在同一直線上
【答案】C
【解析】拉橡皮條的細繩套適當(dāng)?shù)募氁恍┣议L一些,有利于實驗的操作,因此A不正確.兩細繩套的方向不一定要成90°夾角,故B錯誤。彈簧測力計測量拉力時,測力計應(yīng)與木板平面平行,且細繩與彈簧伸長的方向平行, 故C正確。兩根細繩不一定要等長,且橡皮條不一定要與兩繩夾角的角平分線在同一直線上,故D錯誤。
【對點訓(xùn)練1】某實驗小組做“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實驗,如圖所示,A為固定橡皮筋的圖釘,O為橡皮筋與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩。
關(guān)于本實驗的操作過程,下列說法正確的是 ;
A.B與O、C與O間的細繩可以用橡皮筋代替
B.確定力的方向時,可用鉛筆沿著細繩劃直線
C.橡皮筋的反向延長線必須是兩條細繩夾角的角平分線
D.本實驗應(yīng)作出力的示意圖來探究合力與分力的關(guān)系
【答案】A
【解析】在本實驗中,等效替代法的核心思想是用兩個彈簧測力計的拉力去達到一個彈簧測力計相同的作用效果,跟用繩子和橡皮筋無關(guān),故A正確;確定力的方向時,采用兩點確定一條直線的方法,不能沿細線劃線,故B錯誤;橡皮筋的反向延長線不一定是兩條細繩夾角的角平分線,故C錯誤;本實驗應(yīng)作出力的圖示來探究合力與分力的關(guān)系,故D錯誤。
【對點訓(xùn)練2】如圖,某次測量FOB、FOC大小、方向?qū)嶒炦^程中發(fā)現(xiàn),F(xiàn)OC讀數(shù)幾乎滿量程,而FOB讀數(shù)不到量程一半(兩彈簧測力計相同),需要作適當(dāng)調(diào)整,下列做法正確的是________。
A.保持結(jié)點O位置不變、OB方向不變,OC逆時針轉(zhuǎn)過一定的角度
B.保持結(jié)點O位置不變,OB、OC逆時針轉(zhuǎn)過適當(dāng)?shù)慕嵌?br>C.適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O遠離A,OB順時針方向、OC逆時針各轉(zhuǎn)過適當(dāng)角度
D.適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O靠近A,OB方向可不變,OC逆時針轉(zhuǎn)過一個角度
【答案】D
【解析】若O的位置不變,則合力不變,OB方向不變,則OC的大小方向均不變,故A錯誤。若O的位置不變,則合力不變,OC逆時針旋轉(zhuǎn),則OB須順時針旋轉(zhuǎn),所以B錯誤。若適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O遠離A,則合力變大,OB順時針方向、OC逆時針各轉(zhuǎn)過適當(dāng)角度的話,OC會超出量程,故C錯誤。若適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O靠近A,則合力減小,若OB方向不變,逆時針旋轉(zhuǎn)OC,可增大OB的讀數(shù),故D正確。
1.在日常生活及各項體育運動中,有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍,如圖所示的情況就是一個實例。當(dāng)運動員踩壓跳板使跳板彎曲到最低點時,下列說法正確的是
A.跳板發(fā)生形變,運動員的腳沒有發(fā)生形變
B.運動員受到的支持力,是運動員的腳發(fā)生形變而產(chǎn)生的
C.此時運動員對跳板的壓力就是運動員的重力
D.此時跳板對運動員的支持力的大小等于運動員對跳板壓力的大小
【答案】D
【解析】根據(jù)力的作用的相互性,跳板和運動員都會受到力的作用,所以都會發(fā)生形變,故A錯誤;彈力是由施力物體形變引起并指向受力物體的,故運動員受到的支持力,是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的,故B錯誤;重力與壓力是兩種不同性質(zhì)的力,且受力物體不同,不能說運動員對跳板的壓力就是運動員的重力,故C錯誤;由于跳板對運動員的支持力和運動員對跳板壓力是一對作用力與反作用力,所以二者一定大小相等,方向相反,故D正確。
2.以下關(guān)于摩擦力的說法正確的是
A.將酒瓶用手豎直握住停留在空中,當(dāng)增大手的用力,酒瓶所受的摩擦力增大
B.消防隊員雙手握住豎立的竹竿勻速上攀時,所受的摩擦力的方向是向下的;勻速滑下時,所受的摩擦力的方向是向上的
C.人走路時,受到向前的滑動摩擦力作用
D.隨傾斜傳送帶向上勻速運動的物體,受到沿傳送帶向上的靜摩擦力作用
【答案】D
3.如圖,一只質(zhì)量為m的螢火蟲停在傾角為θ的枝條上。重力加速度為g,枝條對螢火蟲的作用力大小為
A.mgsin θ B.mgcs θ C.mgtan θ D.mg
【答案】D
【解析】螢火蟲是靜止的,所以處于平衡狀態(tài),它受到的重力豎直向下,大小為mg,還受到下面枝條的力,說明枝條對它的力與重力的大小相等、方向相反,所以枝條對螢火蟲的作用力大小為mg,方向豎直向上,D正確。
4.如圖所示,重型自卸車裝載一巨型石塊,當(dāng)利用液壓裝置使車廂緩慢傾斜到一定角度,車廂上的石塊就會自動滑下。在石塊還沒有下滑時,隨著自卸車車廂傾角變大,以下說法正確的是
A.車廂對石塊的支持力變大 B.車廂對石塊的摩擦力變大
C.車廂對石塊的摩擦力變小 D.車廂對石塊的作用力變小
【答案】B
【解析】車廂緩慢傾斜時,石塊處于平衡狀態(tài),受力如圖
則沿斜面方向有Ff=mgsin θ,垂直于斜面方向有FN=mgcs θ,所以傾角θ增大時,車廂對石塊的支持力FN逐漸減小,摩擦力Ff逐漸增大,車廂對石塊的作用力始終與重力等大、反向,保持不變,故B正確。
5.如圖所示,物塊A放在傾斜的木板上,緩慢改變木板的傾角可以改變物塊所受的摩擦力大小。已知木板的傾角α分別為30°和45°時物塊所受摩擦力的大小恰好相等,則物塊和木板間的動摩擦因數(shù)為
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(3),2) C.eq \f(\r(2),2) D.eq \f(\r(5),2)
【答案】C
【解析】由題意可以推斷出,當(dāng)傾角α=30°時,物塊受到的摩擦力是靜摩擦力,大小為Ff1=mgsin 30°;當(dāng)α=45°時,物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力,大小為Ff2=μFN=μmgcs 45°,由Ff1=Ff2得μ=eq \f(\r(2),2),C正確。
6.如圖所示,輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用細繩連著兩個物體A與B,物體B放在水平地面上,A、B均靜止。已知A和B的質(zhì)量分別為mA、mB,與B相連的細繩與水平方向的夾角為θ,重力加速度為g,則
A.物體B受到的摩擦力可能為0 B.物體B受到的摩擦力為mAgcs θ
C.物體B對地面的壓力可能為0 D.物體B對地面的壓力為mBg-mAgcs θ
【答案】B
7.如圖所示,三個相同的輕質(zhì)彈簧連接在O點,彈簧1的另一端固定在天花板上,且與豎直方向的夾角為30°,彈簧2水平且右端固定在豎直墻壁上,彈簧3的另一端懸掛質(zhì)量為m的物體且處于靜止?fàn)顟B(tài),此時彈簧1、2、3的形變量分別為x1、x2、x3,則
A.x1∶x2∶x3=eq \r(3)∶1∶2 B.x1∶x2∶x3=eq \r(3)∶2∶1
C.x1∶x2∶x3=1∶2∶eq \r(3) D.x1∶x2∶x3=2∶1∶eq \r(3)
【答案】D
【解析】以結(jié)點O為研究對象受力分析,運用合成法,如圖:
由幾何知識知:FT1=eq \f(FT3,cs 30°) FT2=FT3tan 30° FT3=mg 故FT1∶FT2∶FT3=2∶1∶eq \r(3)
根據(jù)胡克定律得FT=kx 則x1∶x2∶x3=2∶1∶eq \r(3),故選D。
8.如圖所示,一根彈性桿的一端固定在傾角為30°的斜面上,另一端固定一個重2 N的小球,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時,彈性桿對小球的彈力( )
A.大小為2 N,方向平行于斜面向上
B.大小為2 N,方向豎直向上
C.大小為2 N,方向垂直于斜面向上
D.由于未知形變大小,故無法確定彈力的方向和大小
【答案】B
【解析】對小球進行受力分析可知,小球受重力、彈力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)二力平衡條件可知,小球所受的彈力大小等于重力大小,即F=G=2 N,方向豎直向上,選項B正確。
9.如圖所示的裝置中,三個相同的輕彈簧在未受力狀態(tài)下的原長相等,小球的質(zhì)量均相同,彈簧和細線的質(zhì)量均不計,一切摩擦忽略不計。平衡時各彈簧的長度分別為L1、L2、L3,彈簧在彈性限度內(nèi),其大小關(guān)系是( )
A.L1=L2=L3 B.L1=L2<L3
C.L1=L3>L2 D.L3>L1>L2
【答案】A
【解析】在題圖甲中,以小球為研究對象,由二力平衡可知,彈簧的彈力等于小球的重力G;在題圖乙中,以小球為研究對象,由二力平衡條件得知,彈簧的彈力等于小球的重力G;在題圖丙中,以任意一個小球為研究對象,由二力平衡可知,彈簧的彈力等于小球的重力G;所以平衡時各彈簧的彈力大小相等,即有F1=F2=F3,由F=kx知,L1=L2=L3,故選A。
10.如圖所示,質(zhì)量為m的氫氣球通過細繩與水平地面上一塊質(zhì)量為M的磚塊綁在一起,氫氣球由于受風(fēng)力作用而使拉住它的細繩與地面的夾角為θ,當(dāng)氫氣球受到的水平風(fēng)力增大時(兩物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài))
A.磚塊對地面的壓力變大 B.地面對磚塊的支持力變小
C.磚塊所受地面的摩擦力變大 D.繩子對氣球的拉力大小不變
【答案】C
【解析】水平方向的風(fēng)力不影響豎直方向的受力情況,所以風(fēng)力增大時,地面對磚塊的支持力不變,根據(jù)牛頓第三定律可知磚塊對地面的壓力也不變,故A、B錯誤;以整體為研究對象,根據(jù)水平方向受力平衡可得磚塊所受地面的摩擦力與風(fēng)力等大反向,風(fēng)力增大,則磚塊所受地面的摩擦力變大,故C正確;對氣球受力分析,受重力、浮力、細繩的拉力和水平風(fēng)力,如圖所示,豎直方向根據(jù)平衡條件有:F?。紽Tsin θ+mg,解得:FT=eq \f(F?。璵g,sin θ),風(fēng)力F增大時,θ減小,浮力和重力不變,則繩子對氣球的拉力FT增大,故D錯誤。
11.2023年成都大運會中國隊以103金完美收官,下列有關(guān)運動項目的說法中正確的是( )
A.籃球運動員的鞋底花紋很深,是為了增大摩擦
B.跳水運動員對跳板的壓力是由跳板的形變產(chǎn)生的
C.羽毛球運動到最高點時不受重力
D.排球運動員接球時排球發(fā)生明顯形變是因為手腕對排球的力大于排球?qū)κ滞蟮牧?br>【答案】A
【解析】籃球運動員的鞋底花紋很深,增大了接觸面的粗糙程度,從而增大摩擦,故A正確;跳水運動員對跳板的壓力是由腳的形變產(chǎn)生的,故B錯誤;羽毛球運動到最高點時也受重力作用,故C錯誤;根據(jù)牛頓第三定律,手腕對排球的力等于排球?qū)κ滞蟮牧?,故D錯誤。
12.關(guān)于下面四幅圖,說法正確的是( )
A.甲圖為仰韶文化時期的一款尖底瓶,裝入瓶中的水越多,瓶(含水)的重心一定越高
B.乙圖中,碗對筷子在A點的彈力沿筷子斜向上,如圖中箭頭所示
C.丙圖中,甲、乙兩同學(xué)掰手腕,甲同學(xué)最終失敗,因此甲同學(xué)對乙同學(xué)的作用力小于乙同學(xué)對甲同學(xué)的作用力
D.丁圖為一輕質(zhì)彈簧的長度和彈力大小的關(guān)系圖像,由圖知,該彈簧的勁度系數(shù)為1.5 N/cm,原長為6 cm
【答案】D
【解析】隨著裝入瓶中的水的增加,瓶(含水)的重心位置先降低再逐漸升高,故A錯誤;乙圖中,碗對筷子在A點的彈力不是沿筷子斜向上,而是垂直碗的切面指向半圓碗的圓心,故B錯誤;甲同學(xué)對乙同學(xué)的作用力與乙同學(xué)對甲同學(xué)的作用力是一對相互作用力,根據(jù)牛頓第三定律可知,大小相等,故C錯誤;丁圖中,當(dāng)彈力為0時,彈簧長度為原長,由圖可知原長為6 cm;根據(jù)胡克定律F=kx,則該彈簧的勁度系數(shù)為k=ΔFΔL=610?6 N/cm=1.5 N/cm,故D正確。
13.一架直梯靠在光滑的豎直墻壁上,下端放在粗糙的水平地面上,直梯處于靜止?fàn)顟B(tài)。則下列說法中正確的是( )
A.地面對梯子的支持力沿著梯子方向斜向上
B.地面對梯子的摩擦力大小等于墻壁對梯子的彈力大小
C.梯子與墻面的夾角越小,梯子所受的支持力越大
D.梯子與墻面的夾角越小,梯子所受的合力越小
【答案】B
【解析】地面對梯子的支持力屬于彈力,彈力的方向垂直于接觸面指向被支持物體,因此地面對梯子的支持力垂直于地面向上,A錯誤;根據(jù)二力平衡,地面對梯子的摩擦力和墻壁對梯子的彈力都是作用在水平方向上,故大小相等,方向相反,B正確;地面對梯子的支持力與梯子的重力平衡,因此與梯子和墻面的夾角無關(guān),C錯誤;梯子處于靜止?fàn)顟B(tài),合力為零,與梯子和墻面的夾角無關(guān),D錯誤。
14.小明的手機大約重0.2 kg,為了方便觀看視頻,上網(wǎng)買了如圖所示的手機支架,其背板垂直于下?lián)醢澹D(zhuǎn)動支架可調(diào)節(jié)合適的觀看角度。不計背板摩擦,將背板調(diào)至與豎直支桿夾角θ=30°,手機處于靜止?fàn)顟B(tài),取g=10 m/s2,則下列說法正確的是( )
A.手機一共受4個力作用
B.下?lián)醢迨艿降膲毫s為1 N
C.背板受到的壓力約為3 N
D.緩慢增大θ,手機仍處于靜止?fàn)顟B(tài)時,支架對手機的作用力方向始終不變
【答案】D
【解析】手機一共受重力、背板的支持力、下?lián)醢宓闹С至?個力作用,故A錯誤;根據(jù)平衡條件,下?lián)醢鍖κ謾C的支持力為F1=mgcs 30°=0.2×10×32 N=3 N,根據(jù)牛頓第三定律可知下?lián)醢迨艿降膲毫s為3 N,故B錯誤;根據(jù)平衡條件,背板對手機的支持力為F2=mgsin 30°=0.2×10×12 N=1 N,根據(jù)牛頓第三定律可知背板受到的壓力約為1 N,故C錯誤;緩慢增大θ,手機仍處于靜止?fàn)顟B(tài),支架對手機的作用力與手機的重力平衡,故支架對手機的作用力方向始終不變,方向豎直向上,故D正確。
15.水平橫梁一端A插在豎直墻壁內(nèi),另一端裝有一光滑小滑輪B,輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛一重力為G=100 N的重物,輕繩傾斜部分與水平面夾角為30°,如圖所示,則滑輪受到輕繩的作用力的大小為( )
A.50 NB.503 N
C.100 ND.1003 N
【答案】C
【解析】由題意,對B受力分析如圖,滑輪受到繩子的作用力應(yīng)為圖中兩段繩子拉力F1和F2的合力F,同一根繩張力處處相等,大小都等于重物的重力,即F1=F2=G=100 N,由于拉力F1和F2的夾角為120°,則由幾何知識得F=100 N,即滑輪受到輕繩的作用力大小為100 N,故選C。
16.用卡車運輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件,為使工件保持固定,將其置于兩光滑斜面之間,如圖所示。兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車上,傾角分別為30°和60°,重力加速度為g。當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時,圓筒對斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2,則( )
A.F1=33mg,F(xiàn)2=32mg B.F1=32mg,F(xiàn)2=33mg
C.F1=12mg,F(xiàn)2=32mg D.F1=32mg,F(xiàn)2=12mg
【答案】D
【解析】
分析可知工件受力平衡,對工件受到的重力按照壓緊斜面Ⅰ和Ⅱ的效果進行分解,如圖所示,結(jié)合幾何關(guān)系可知工件對斜面Ⅰ的壓力大小為F1=mgcs 30°=32mg,對斜面Ⅱ的壓力大小為F2=mgsin 30°=12mg,選項D正確,A、B、C錯誤。
17.野炊時,三根等長的輕質(zhì)細桿構(gòu)成烹煮支架靜置于水平地面上,如圖甲所示。炊具與食物的總質(zhì)量為m,各桿與豎直方向的夾角均為30°。出于安全考慮,盛取食物時用光滑鐵鉤緩慢拉動吊繩使炊具偏離火堆,如圖乙所示。重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A.烹煮食物時,各桿對地面的作用力大小均為13mg
B.烹煮食物時,各桿受到地面的摩擦力大小均為39mg
C.拉動吊繩過程中,吊繩上的張力不斷增大
D.拉動吊繩過程中,鐵鉤對吊繩的作用力方向不變
【答案】B
【解析】根據(jù)共點力平衡有3Fcs 30°=mg,可得F=239mg,烹煮食物時,各桿對地面的作用力大小均為239mg,各桿受到地面的摩擦力大小均為Ff=Fsin 30°=39mg,A錯誤,B正確;緩慢拉動吊繩過程中,炊具與食物受力平衡,故繩子上的張力等于炊具與食物的總重力,故大小不變,故C錯誤;繩子與鐵鉤的接觸點受到豎直向下的繩子拉力、斜向上的繩子拉力,以及鐵鉤對吊繩的作用力,在拉動吊繩過程中,斜向上的繩子拉力的方向改變,根據(jù)共點力平衡可知鐵鉤對吊繩的作用力方向改變,故D錯誤。內(nèi)容
一對相互作用力
一對平衡力
受力物體
作用在兩個相互作用的物體上
作用在同一物體上
作用時間
同時產(chǎn)生、消失、變化
不一定同時產(chǎn)生或消失
力的性質(zhì)
一定是同性質(zhì)的力
可以是同性質(zhì)力,也可以是不同性質(zhì)力
大小關(guān)系
大小相等
大小相等
方向關(guān)系
方向相反且共線
方向相反且共線
依賴關(guān)系
相互依存,不可單獨存在
無依賴關(guān)系,撤除一個力,另一個力依
然可以存在,只是不再平衡
疊加性
作用效果
兩力的作用效果不可抵消、不可疊加
兩力作用效果可以抵消、可疊加,可求
合力且合力為零
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