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查补易混易错05 重力 弹力 摩擦力和受力分析
重力、弹力和摩擦力是必修一基础内容,也是高中物理力学基础内容,是学习整个高中物理的基础;要求考生熟练地掌握三个力方向及其大小的求法;物体的受力分析和多物体的受力分析也是学习高中物理的必备方法,需要考生熟练的掌握各种受力方法及其灵活应用
本考点是高考高频考点,2019年-2021年高考全国卷、北京卷、浙江卷等都考到了……
易错点1:不会判断弹力的方向。
弹力的方向总与接触面垂直,与施力物体恢复形变的方向相同,作用在受力物体上。下页表格是五种见模型中弹力的方向。
常见的弹力
弹力的方向
弹簧两端的弹力
与弹簧中心轴线重合,指向弹簧弹簧两端的弹力恢复原状的方向
轻绳的弹力
沿轻绳并指向轻绳收缩的方向
面与面接触的弹力
垂直于接触面并指向受力物体
点与面接触的弹力
过接触点垂直于接触面(或接触点与面接触的弹力面的切面)并指向受力物体
杆的弹力
可能沿杆,也可能不沿杆,应具体情况具体分析
易错点2:对摩擦力的理解不够准确。
(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动。
(3)摩擦力不一定是阻力,也可以是动力;摩擦力不一定使物体减速,也可以使物体加速。
(4)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定保持相对静止;同理,受动摩擦力作用的物体不一定运动,但一定有相对运动。
易错点3:不能准确计算摩擦力的大小。
(1)在确定摩擦力的大小之前,首先分析物体所处的状态,分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力的大小可以用公式Ff=FN计算,而静摩擦力没有公式可用,只能利用平衡条件或牛顿第二定律列方程计算。这是因为静摩擦力是被动力,其大小随状态而变,介于0~Ffmax之间。
(3)公式“Ff=FN”中FN是物体对接触面的正压力,并不总是等于物体的重力。
(4)滑动摩擦力的大小与物体的速度大小无关,与接触面积的大小也无关。
易错点4:受力分析方法不当。
受力分析中用的方法有整体与隔离法、假设法、转换法等。对于多个物体或连接体物体,通常采取整体与隔离法,该方法的最终要求是选取恰当的研究对象,计算未知力;对于不能确定的力,通常采用假设法,先假设力有或者没有,看与状态是否对应,再判断假设是否正确;转换法是先求施力物体的受力,再根据牛顿第三定律来分析所求力的大小。
1.【浙江省2021年高考真题】4. 如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时( )
A. 小车只受重力、支持力作用
B. 木板对小车的作用力方向水平向左
C. 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D. 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【答案】D
【解析】
A.小车加速向左运动,受到自身的重力和电机的驱动力,受到长木板对小车的支持力和阻力,A错误;
B.木板对小车的作用力包括竖直向上的支持力和水平方向的阻力,根据平行四边形定则可知合力方向一定不在水平方向,B错误;
CD.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力是一对相互作用力,等大反向,C错误,D正确。
故选D。
2.【浙江省2021年高考真题】6. 如图所示,同学们坐在相同的轮胎上,从倾角相同的平直雪道先后由同高度静止滑下,各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同,不计空气阻力。雪道上的同学们( )
A. 沿雪道做匀速直线运动 B. 下滑过程中机械能均守恒
C. 前后间的距离随时间不断增大 D. 所受重力沿雪道向下的分力相同
【答案】C
【解析】
A.同学坐在轮胎上从静止开始沿雪道下滑,做加速运动,受力分析如图
根据牛顿第二定律可知加速度
又因为相同,所以同学们做匀加速直线运动,A错误;
B.下滑过程中摩擦力做负功,雪道上的同学们机械能减小,B错误;
C.根据匀加速直线运动位移与时间的关系,可知同学们前后距离随着时间不断增大,也可以从速度的角度分析,同学们做匀加速直线运动,随着时间的增加,速度越来越大,相等时时间内通过的位移越来越大,所以同学们前后距离随着时间不断增大,C正确;
D.各同学质量可能不同,所以重力沿雪道向下的分力也可能不相同,D错误。
故选C。
3.【浙江省2021年高考真题】3. 矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时,其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力、与速度方向垂直的升力和与速度方向相反的空气阻力。下列受力分析示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
由题意可知所受重力G竖直向下,空气阻力Ff与速度方向相反,升力