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专题04 二力平衡及摩擦力(知识点串讲)解析版
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重难点突破
知识点一 平衡状态和平衡力
1.平衡状态:物体保持静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.平衡力:物体受到两个力或多个力的作用时,如果处于平衡状态,我们就说这几个力是平衡力
典例1:(2019秋•房山区期末)下列物体受到平衡力作用的是( )
A.刚开始发射的火箭
B.竖直向上抛出的石子
C.在空中自由下落的小球
D.水平公路上沿直线匀速行驶的汽车
【答案】D
【解析】火箭开始发射后,加速向上飞,不是平衡状态,因此火箭受到的力也是非平衡力,故A错误;竖直向上抛出的石子,向上做减速运动,不是平衡状态,因此受非平衡力作用,故B错误;在空中自由下落的小球,其速度越来越快,不是平衡状态,因此受非平衡力作用,故C错误;汽车在水平公路上沿直线匀速行驶时,为平衡状态,因此受到平衡力的作用,故D正确。
故选:D
知识点二 二力平衡的条件
1.二力平衡:物体在受到两个力的作用时,如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。
2.二力平衡条件:二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上
3.平衡力与相互作用力比较:
相同点:①大小相等②方向相反③作用在一条直线上
不同点:平衡力作用在一个物体上可以是不同性质的力;相互力作用在不同物体上是相同性质的力。
典例2:(2019秋•广饶县期末)放在水平桌面上的物体静止不动,与其重力互相平衡的力是( )
A.物体对桌子的压力 B.桌子对物体的支持力
C.地面对桌子的支持力 D.桌子对地面的压力
【答案】B
【解析】物体放在水平桌面上,在竖直方向上受到竖直向下的重力及桌面对它垂直桌面向上的支持力的作用,在这两个力的作用下物体保持静止状态,故这两个力为一对平衡力。
故选:B。
典例3:(2019春•长沙月考)可爱的李师傅每天为学校的学生送水,李师傅提着水站在楼梯水平台阶休息的时候,下列说法中正确的是( )
A.李师傅受到的重力和地面对他的支持力是一对平衡力
B.李师傅对地面的压力和地面对他的支持力是一对平衡力
C.桶和水的重力和桶对水的作用力是一对相互作用力
D.桶受到手的摩擦力和桶对手的摩擦力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】地面对李师傅的支持力等于他和水桶的总重力,与李师傅受到的重力大小不相等,所以二力不是一对平衡力,故A错误;李师傅对地面的压力和地面对他的支持力,两个物体之间的相互作用,是一对相互作用的力,故B错误;桶和水的总重力比桶对水的作用力更大,不是一对相互作用力,故C错误;桶受到手的摩擦力和桶对手的摩擦力,是相互作用的两个物体间的力,是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
知识点三 二力平衡条件的应用
1.物体在两个力的作用下处于平衡状态,可以根据其中的一个力确定另一个力的大小、方向;
2.物体处于平衡力的作用,则物体一定是保持静止或匀速直线运动
3.物体受到非平衡力的作用,运动状态一定会发生改变;运动状态发生改变的,一定是受到了非平衡力的作用。
典例4:(2020春•江夏区月考)汽车在一条平直的公路上匀速行驶,先是以30km/h的速度行驶时,发动机牵引力是1000N,司机见路况良好,把车速提到60km/h。汽车保持60km/h的速度行驶时,牵引力大小是( )
A.大于1 000 N B.等于1 000 N
C.小于1 000 N D.无法确定
【答案】B
【解析】汽车以30km/h的速度匀速行驶时,发动机牵引力是1000N,根据二力平衡的条件可判断出汽车行驶时受到的摩擦阻力也为1000N;当汽车保持60km/h的速度匀速行驶时,受力也是平衡的,即牵引力也等于受到的摩擦阻力,由于接触面粗糙程度相同,压力大小相同,所以摩擦阻力也相同,故牵引力也等于1000N。
故选:B
知识点四 摩擦力
1.定义:两个互相接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力就叫摩擦力,方向与物体相对运动的方向相反。
2.分类:滑动摩擦力、滚动摩擦力、静摩擦力
3.静摩擦力大小应通过受力分析,结合二力平衡求得。
4.在相同条件(压力、接触面粗糙程度相同)下,滚动摩擦比滑动摩擦小得多。
5.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力也越大;压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力也越大。
典例5:(2019秋•广饶县期末)如图所示,物体A放在水平桌面上受到向右水平拉力而保持静止,已知F1=7N,G=25N,那么物体受到水平桌面的摩擦力大小为( )
A.2N B.12N C.5N D.7N
【答案】D
【解析】物体在水平方向上受拉力和摩擦力的作用而处于静止状态,说明摩擦力大小等于拉力的大小,即f=F1=7N