第三章 习题课2 三种性质的力及物体的受力分析-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（教科版）

习题课2　三种性质的力及物体的受力分析 　弹力的分析与计算 [思维深化] 弹力方向的判断 (1)根据形变的方向判断。具体的判断步骤是：明确被分析的弹力→确定施力物体→分析施力物体形变的方向→确定该弹力的方向。 (2)根据不同类型弹力的方向特点判断。支持力和压力总是垂直于接触面指向被支持或被压的物体，绳的拉力总是沿绳指向绳收缩的方向。 (2)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用物体平衡条件或牛顿第二定律(第四章学习)来确定弹力大小。 　如图所示，在竖直悬挂的弹簧测力计下吊着一轻质定滑轮，一细线穿过滑轮连接着P、Q两物体，其中物体P放在水平地面上，物体Q竖直悬挂着。已知物体P的质量M＝1 kg，物体Q的质量m＝0.4 kg，弹簧的劲度系数k＝200 N/m，取g＝10 m/s2，求： (1)物体P所受地面的弹力大小N； (2)弹簧的伸长量x。 解析：(1)对Q进行受力分析，Q受到重力、细线的拉力，则细线的拉力T＝mQg＝4 N；对P受力分析，受到重力、支持力和绳子的拉力，由平衡条件得T＋N＝GP 解得N＝6 N。 (2)对轻质滑轮受力分析，根据平衡条件可知，弹簧弹力F＝2T＝8 N 根据胡克定律得F＝kx， 代入数据解得x＝0.04 m。 答案：(1)6 N　(2)0.04 m [针对训练] 1.(多选)如图所示，一倾斜角为45°的斜面固定于竖直光滑墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，则下列说法正确的是(　　) A．球一定受墙的弹力且水平向左 B．球可能受墙的弹力且水平向左 C．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上 D．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上 解析：BD　若没有竖直墙，球在水平力F和斜面共同作用下也可能处于静止状态，即球有可能不受墙的弹力，若有弹力则该弹力方向垂直竖直墙水平向左，A错误、B正确；若无斜面，球一定不会保持静止，即球一定受到斜面的弹力，该弹力方向垂直斜面向上，C错误，D正确。 　摩擦力的分析与计算 [思维深化] 1．摩擦力有无的判断方法 (1)条件法：根据摩擦力产生的条件判断。 (2)假设法：假设接触面光滑，若物体原先的运动状态改变，说明存在摩擦力；否则不存在摩擦力。 (3)状态法：由物体所处的状态分析，若物体静止或做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力。 2．摩擦力大小的计算 (1)滑动摩擦力的大小 计算公式：f＝μN。公式中N为接触面受到的正压力，与物体的重力G是两种性质的力，大小和方向不一定与重力相同，f与物体的运动状态、运动速度的大小、接触面积的大小均无关。 (2)静摩擦力的大小 ①静摩擦力大小通常利用平衡条件或牛顿第二定律(第四章学习)求得。 ②最大静摩擦力f静max的大小随物体对接触面的正压力的增大而增大，其值略大于滑动摩擦力，高中阶段为了计算方便，往往认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力。 　如图所示，物体A、B在力F的作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与力F方向相同 B．甲、乙两图中物体A均受摩擦力，且方向均与力F方向相反 C．甲、乙两图中物体A均不受摩擦力 D．甲图中物体A不受摩擦力，乙图中物体A受摩擦力，方向和力F方向相同 解析：D　题图甲中，假设A、B接触面光滑，A保持匀速运动，A、B还是相对静止，说明A、B间没有相对运动趋势，故A、B间没有静摩擦力；而题图乙中A物体有向下滑动的趋势，说明A受静摩擦力方向与力F方向相同，故D正确。 [针对训练] 2.如图所示，物体A的质量为1 kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始，物体以一定的初速度v0向右滑行的同时， 受到一个水平向左、大小恒为F0＝1 N的作用力，则反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向，g取10 N/kg)(　　) 解析：C　物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由f1＝μmg，得f1＝2 N；物体静止后，因受到向左的拉力F0＝1 N<f1，故物体A不再运动，由二力平衡可知，物体A受到向右的静摩擦力，f2＝F0＝1 N，故C正确。 　物体的受力分析 [思维深化] 1．受力分析：根据研究的问题，选取合适的物体作为研究对象，分析它受到哪些力的作用，并画出受力的示意图，这一过程即为物体的受力分析。 2．受力分析的一般步骤 (1)明确研究对象。研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体。 (2)隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来。 (3)按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图。 (4)当题中出现多个物体时，注意整体法与隔离法的