专题07　三种性质的力及物体的受力分析-2023-2024高一物理必修一期末专题复习【人教版2019】

专题07　三种性质的力及物体的受力分析学习目标 1.能根据平衡法、假设法判定弹力的有无和方向. 2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定方法和大小的计算方法. 3.学会对物体进行初步受力分析的方法． 知识精讲 知识点一:弹力的判断和计算 1．弹力的判断 (1)弹力有无的判断“三法”： ①条件法：根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力．此方法多用来判断形变较明显的情况． ②假设法：对形变不明显的情况，可假设两个物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态． ③状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律(第四章学习)或共点力平衡条件(第5节学习)判断弹力是否存在． (2)弹力方向的确定． 2．弹力的计算 (1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算． (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来确定弹力大小． 典例精析 【典例1】1．请在下列图中画出杆或球所受的弹力。 图（a）杆靠在墙上； 图（b）杆放在半球形的槽中； 图（c）球用细线悬挂在竖直墙上； 图（d）将光滑圆球置于两个等高的台棱之间，圆球的重心位于球心。 【典例2】在图1中画出小球A所受弹力的示意图(已知各接触面都是光滑的且各图中小球A均处于静止状态)． 图1 【典例3】如图所示， 质量分别为1.0kg和2.0kg 的块A和B，用一个劲度系数未知的轻质弹簧连接叠放在一起， 最初系统静止状态，此时轻质弹簧被压缩 10 cm，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，g取10m/s2求： （1）轻质弹簧的劲度系数； （2）B将要离开地面时，A相对初始位置被提升的高度。    【典例4】如图所示，a、b、c为质量均为的木块，p、q为两个劲度系数均为100N/m的轻弹簧，其中a放在光滑水平桌面上。木块b、c与弹簧q栓接在一起。开始时弹簧p处于原长，木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉弹簧p的左端，直到c刚好离开水平面为止，重力加速度g取。该过程弹簧p的左端向左移动的距离为（　　） A．8cm B．6cm C．4cm D．2cm 【典例5】如图所示，a，b为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为，，这两根相连的弹簧可以等效成一个新的弹簧，那么新的弹簧的劲度系数为 。    知识点二：摩擦力的分析与计算 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，根据初中学过的二力平衡的知识可判断是否存在摩擦力． (4)力的相互作用法：当一物体所受摩擦力方向不易判断时，可先确定与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况，然后根据牛顿第三定律作出判断． 2．摩擦力大小的计算 (1)静摩擦力的大小 ①静摩擦力的大小通常要通过受力情况和平衡条件进行计算，随着产生运动趋势的外力的变化而变化． ②最大静摩擦力Fmax的大小随物体对接触面的压力的增大而增大，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． (2)滑动摩擦力的大小 计算公式Ff＝μFN 公式中FN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，Ff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．典例精析 【典例1】 如图所示，一辆汽车在平直公路上向右行驶，车上有一木箱，试判断下列情况中木箱所受的摩擦力种类及摩擦力的方向，是阻力还是动力？ （1）汽车由静止向右加速运动时（木箱和车无相对滑动）； （2）汽车刹车时（木箱和车无相对滑动）； （3）汽车匀速运动时（木箱和车无相对滑动）； （4）汽车刹车，木箱在车上滑动时； （5）汽车突然加速，木箱在车上滑动时。    【典例2】如图甲所示，一个人用由零逐渐增大的水平力推静止于水平地面上质量为的木箱，木箱所受的摩擦力与水平推力的关系如图乙所示，取。求： （1）木箱受到的最大静摩擦力多大； （2）当水平推力和时，判断木箱受到是静摩擦力还是滑动摩擦力，及木箱受到的摩擦力和各多大； （3）木箱被推动以后，将水平推力减小为，直到静止前地面对木箱的摩擦力的大小； （4）木箱与地面间的动摩擦因数。 【典例3】如图所示，物体A、B叠放在物体C上，C置于水平地面上，在水平力F作用下，A、B、C一起匀速向右运动，下列说法正确的是（　　） A．若F作用在C上，则C对B有向右的摩擦力 B．若F作用在B上，则地面可能是光滑的 C．若F作用在B上，则物体C受到三个摩擦力作用 D．若F作用在A上，则C对地面的摩擦力方向向右 【典例4】如图甲所示，质量m＝0.4