魯科版 (2019)必修第一冊第3章相互作用本章綜合與測試隨堂練習(xí)題-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

[學(xué)生用書P61]

三種性質(zhì)力的比較[學(xué)生用書P62]

1．重力、彈力、摩擦力的區(qū)別與聯(lián)系

續(xù) 表

2.三種性質(zhì)力是否存在的判斷

(1)在地球上的一切物體都受到重力作用．

(2)彈力是被動力．相互接觸的物體間不一定有彈力作用．

①對有明顯形變的情況，我們可由彈力的產(chǎn)生條件直接判斷，如彈簧發(fā)生形變，彈簧就會產(chǎn)生彈力．

②對形變不明顯的情況通常用假設(shè)法判斷．

(3)摩擦力是被動力，相互接觸的物體間不一定有摩擦力的作用．

①滑動摩擦力是否存在的判斷很容易，我們只需根據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件就可作出判斷．

②判斷靜摩擦力是否存在的困難之處在于相對運動趨勢的確定，所以常用假設(shè)法判斷靜摩擦力是否存在．

如圖，一個人站在水平地面上的長木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均處于靜止?fàn)顟B(tài)，三者的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，則( )

A．箱子受到的摩擦力方向向右

B．地面對木板的摩擦力方向向左

C．木板對地面的壓力大小為3mg

D．若人用斜向下的力推箱子，則木板對地面的壓力會大于3mg

[解析] 人用力F向右推箱子，對箱子受力分析，受推力、重力、支持力、靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，箱子受到的摩擦力方向向左，與推力平衡，故A錯誤；對三個對象整體受力分析，受重力和支持力，不受靜摩擦力，否則不會靜止，故地面對木板沒有靜摩擦力，故B錯誤；對三個對象整體受力分析，受重力和支持力，根據(jù)平衡條件，支持力等于重力．因為支持力大小等于壓力大小，故壓力大小等于重力大小，為3mg，故C正確；若人用斜向下的力推箱子，對三個對象整體受力分析，受重力和支持力，故壓力依然等于3mg，D錯誤．

[答案] C

如圖所示，水平地面上堆放著原木，關(guān)于原木P在支撐點M、N處受力的方向，下列說法正確的是( )

A．M處受到的支持力豎直向上

B．N處受到的支持力豎直向上

C．M處受到的靜摩擦力沿MN方向

D．N處受到的靜摩擦力沿水平方向

解析：選A.支持力的方向與接觸面垂直，所以M處的支持力的方向與地面垂直，即豎直向上，N處支持力的方向與接觸面垂直，即垂直MN向上，故選項A正確，B錯誤；摩擦力的方向與接觸面平行，與支持力垂直，故選項C、D錯誤．

摩擦力突變問題[學(xué)生用書P62]

在外部因素或運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體所受摩擦力可能發(fā)生突變．具體情況分類如下表：

如圖甲所示，A物體放在水平面上，動摩擦因數(shù)為0.2，物體A重10 N，設(shè)物體A與水平面間的最大靜摩擦力為2.5 N，若對A施加一個由零均勻增大到6 N的水平推力F，請在圖乙中畫出A所受的摩擦力FA隨水平推力F變化的圖線．

[解析]

水平推力F≤2.5 N之前，物體未動，物體受靜摩擦力FA＝F.當(dāng)F>2.5 N后，F(xiàn)A發(fā)生突變，變成滑動摩擦力，其大小為FA滑＝μFN＝μG＝0.2×10 N＝2 N．作出圖像如圖所示．

[答案] 見解析圖

如圖所示，把一重力為G的物體，用一個水平的推力F＝kt(k表示恒量，t表示時間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上，從t＝0開始，物體所受的摩擦力f隨時間t的變化關(guān)系是圖中的( )

解析：選B.首先物體受到的滑動摩擦力為f＝μkt，隨時間的增加而從零開始增加．開始時，fG時，物體做減速運動，當(dāng)速度減為零時，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，滑動摩擦力變?yōu)殪o摩擦力，大小突變?yōu)榕c重力大小相等，故選項B正確．

物體的受力分析[學(xué)生用書P63]

1．受力分析

把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的外力都分析出來，并畫出物體所受力的示意圖，這個過程就是受力分析．

2．受力分析的依據(jù)

(1)條件判斷：根據(jù)力的產(chǎn)生條件是否滿足來判斷物體是否受到某個力的作用；

(2)效果判斷：根據(jù)力的作用效果是否得以體現(xiàn)來判斷物體是否受到某個力的作用；

(3)相互作用判斷：利用力的作用的相互性，即施力物體同時也是受力物體，從一個物體是否受到的某個力的作用來判斷另一個物體是否受到相應(yīng)的力的作用．

3．受力分析的方法

(1)整體法與隔離法

(2)假設(shè)法：是受力分析有效的輔助方法．當(dāng)不容易確定某力的有無或方向時，可先假設(shè)該力有或無(或方向)，看引起的結(jié)果是否符合給定的運動狀態(tài)或形變效果．

4．受力分析的步驟

(1)明確研究對象：即確定受力分析的物體．研究對象可以是單個物體，也可以是多個物體的組合．

(2)按一定的順序去分析：先重力，再彈力，摩擦力，最后分析其他力(非接觸力)，并畫出受力示意圖——邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上，準(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向．

(3)檢查畫出的每一個力能否找出它的施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題目所給的運動狀態(tài)，否則，必然發(fā)生了漏力、多力或錯力現(xiàn)象．

如圖所示，重力為G的長木板AB，A端靠在光滑墻壁上，AB上又放置一木塊m，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，請畫出木板AB的受力圖．

[解析] 嚴(yán)格按受力分析的步驟進(jìn)行分析，養(yǎng)成一種好習(xí)慣．

(1)明確研究對象是木板AB，把AB木板從圖中隔離出來，單獨畫出．

(2)畫出木板AB的重力示意圖G.

(3)環(huán)繞AB一周，找出其他物體與AB的接觸處：木板與墻在A處相接觸、與地面在B處相接觸、與木塊m在C處相接觸．一共有三處與外界接觸．

(4)在A處，由于墻面是光滑的，那么木板AB在A處只受向右的(支持力)彈力F1作用；在B處，受地面豎直向上的彈力F2(支持力)；假設(shè)地面光滑，木板AB將向右滑動，所以地面給木板B端一個向左的摩擦力F3作用；在C處，木塊m對木板有一個垂直木板向下的(壓力)彈力F4，又因為木塊m靜止在木板AB上，木塊m要受到木板AB向上的靜摩擦力作用，所以木板受到木塊m施加向下的靜摩擦力F5的作用．

[答案] 如圖所示

eq \a\vs4\al()

(1)在進(jìn)行受力分析時，一定要注意，我們分析的是物體“受到”的力，而不是物體對外施加的力．

(2)區(qū)分內(nèi)力和外力：對幾個物體組成的整體進(jìn)行受力分析時，這幾個物體間的作用力為內(nèi)力，不能在受力圖中出現(xiàn)；當(dāng)把某一物體單獨隔離分析時，原來內(nèi)力變成了外力，要畫在受力分析圖上．

畫出圖中物體A的受力示意圖，并寫出力的名稱和施力物體．

解析：甲：A受重力G、推力F、支持力N、墻壁對A向左的彈力F′，施力物體分別是地球、推A的物體、地面、墻壁，受力示意圖如圖甲′所示．

乙：A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力N、沿斜面向下的滑動摩擦力f，施力物體分別是地球、斜面、斜面，受力示意圖如圖乙′所示．

丙：A受重力G、支持力N、滑動摩擦力f，施力物體分別是地球、水平面、水平面，受力示意圖如圖丙′所示．

?。篈受重力G、拉力F、彈力N，施力物體分別是地球、繩子、墻壁，受力示意圖如圖丁′所示．

答案：見解析

種類

項目
重力
彈力
摩擦力
產(chǎn)生原因
地球的吸引
物體之間接觸并發(fā)生彈性形變
接觸物體間互相擠壓并發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢
大小
G＝mg，與物體的質(zhì)量成正比
由彈性形變的大小決定，彈簧彈力F＝kx
靜摩擦力與引起相對運動趨勢的外力大小相等；滑動摩擦力f＝μN(yùn)，由μ和N共同決定
種類

項目
重力
彈力
摩擦力
方向
總是豎直向下
與施力物體的形變方向相反
與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反
聯(lián)系
重力的大小有時等于彈力的大小，但兩者之間沒有必然的聯(lián)系；有摩擦力，一定有彈力，但有彈力，并不一定有摩擦力
分類
說明
案例圖示
“靜—靜” 突變
物體在摩擦力和其他力作用下處于平衡狀態(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力發(fā)生突變時，如果物體仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小或方向?qū)l(fā)生突變

在水平力F作用下物體靜止于斜面上，F(xiàn)突然增大時物體仍靜止，則所受靜摩擦力的大小或方向?qū)⑼蛔?br/>“靜—動” 突變
物體在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，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?yōu)榛瑒幽Σ亮?br/>

放在粗糙水平面上的物體，作用在物體上的水平力從零逐漸增大，物體開始滑動，物體受到的地面的摩擦力由靜摩擦力突變?yōu)榛瑒幽Σ亮?br/>“動—靜” 突變
在摩擦力和其他力作用下，做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將不受摩擦力作用或滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力

滑塊以v0沖上斜面做減速運動，當(dāng)?shù)竭_(dá)某位置靜止時，滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力
“動—動” 突變
某物體相對于另一物體滑動的過程中，若突然相對運動方向變了，則滑動摩擦力方向發(fā)生突變

水平傳送帶的速度v1>v2，滑塊受滑動摩擦力的方向水平向右，當(dāng)傳送帶突然被卡住時滑塊受到的滑動摩擦力方向突變?yōu)樗较蜃?br/>整體法
隔離法
概念
將運動狀態(tài)相同的幾個物體作為一個整體來分析的方法
將研究對象與周圍物體分隔開的方法
選用原則
研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整體的作用
研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互作用力
注意問題
受力分析時不要再考慮系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用
一般隔離受力較少且與已知量、未知量關(guān)系密切的物體

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