第9讲 共点力的平衡-【优化指导】2024年初升高物理衔接教材

❘第9讲❘ 共点力的平衡 1.平衡状态:物体受到几个力的作用时,如果保 持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几 个力相互平衡,物体处于平衡状态。 2.平衡力:当物体受到几个力的作用时,也可以 保持匀速直线运动状态或者静止状态,这是 因为物体所受的这几个力的作用效果相互抵 消了,这时我们就说这几个力平衡,并把这几 个力称为一组平衡力。 3.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个 力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 4.判断二力平衡的方法 (1)物体是否处于平衡状态。 (2)两个作用力是否作用在一个物体上。 (3)两个作用力是否满足等大、反向、共线。 5.平衡力和相互作用力的区分 比较项目 一对平衡力 相互作用力 相同点 大小相等,方向相反,在同一直线 不 同 点 作用 对象 两个力作用在同一 物体上 两个 力 分 别 作 用 在 两 个 物 体上 作用 时间 一个消失,另一个不 一定消失 同时存在,同时 变化,同时消失 力的 性质 不一定是同一性质 的力 一定 是 同 一 性 质的力 1.如图所示,物体处于平衡状态的是 ( ) 2.人站在体重秤上测体重时,其中属于平衡力 的是 ( ) A.人对秤的压力与秤对人的支持力 B.人对秤的压力与人受到的重力 C.秤受到的重力与秤对人的支持力 D.人受到的重力与秤对人的支持力 3.(2021·山东济宁八年级期末)抛出后的小球 在空中的运动轨迹如图所示。忽略空气阻 力,则抛出后的小球由于 ( ) A.不受力,运动状态发生改变 B.不受力,运动状态不发生改变 C.受到重力作用,运动状态发生改变 D.受到推力作用,运动状态发生改变 4.[2021·重庆南开(融侨)中学八年级期末]如 图所示,小江同学将自己的水杯和汉语词典 叠放在书桌上,下列说法正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 055 A.水杯对词典的压力就是水杯的重力 B.水杯受到的支持力和水杯对词典的压力是 一对平衡力 C.词典受到的重力和桌面对词典的支持力 是一对平衡力 D.桌面对词典的支持力和词典对桌面的压 力是一对相互作用力 5.如图所示,叠放在一起的A、B、C三个石块处 于静止状态,下列说法正确的是 ( ) A.B 石块受到A 石块的重力和压力的作用 B.B 石块受到的合力不为零 C.C石块对B 石块的支持力和A 石块对B 石块的压力是一对平衡力 D.B 石块对C 石块的压力和C 石块对B 石 块的支持力是一对相互作用力 6.如图所示,水平向左的风吹得衣架在水平晾 衣杆上滑动起来,若衣架和衣服做匀速运动, 此时衣架对晾衣杆的压力 ( ) A.比没有风时大 B.比没有风时小 C.和没有风时一样大 D.以上都有可能 7.小华同学在科技馆观摩自行车走钢丝表演后 回家做了一个模型,如图所示。下列说法正 确的是 ( ) A.自行车的重力与钢丝对自行车的支持力 是一对平衡力 B.自行车对钢丝的压力与钩码的重力是一对 平衡力 C.自行车对钢丝的压力与钢丝对自行车的支 持力是一对平衡力 D.自行车和所挂钩码的总重力与钢丝对自 行车的支持力是一对平衡力 8.小明操纵一架质量为2kg的无人机执行航 拍任务:当无人机悬停在空中时,螺旋桨向上 的升力为 N。若无人机沿与水平方 向成45°角斜向上做匀速直线运动,则升力 重力;若无人机竖直向下做减速运 动,则升力 重力(以上两空均选填“大 于”“小于”或“等于”)。无人机返航时为确保 安全,离地1m时速度应减小到零,若此时所 受外力全部消失,则该无人机将 。 (取g=10N/kg) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 056 衔接点1 共点力的平衡 情境题:如图甲所示,笔记本电脑的散热底座一 般设置有四个卡位用来调节角度。某同学将电 脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由 原卡位1调至卡位4(如图乙)所示,电脑始终处 于静止状态: (1)散热底座对电脑的作用力的合力与其重力 是否相等? 电脑受到的支持力与摩擦力的大小 之和是否等于其重力? 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (2)电脑受到的支持力是否变大? 电脑受到的 摩擦力是否变大? 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 1.平衡条件:在共点力作用下物体平衡的条件 是合力为0,即F合=0。 作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、 方向相反,并且在同一条直线上,则这两个力 平衡。二力平衡时物体所受合力为0。 2.平衡状态的特征 (1)静止状态的特征:v=0、a=0。 (2)匀速直线运动状态的特征:v≠0、a=0。 3.三力及多力的平衡条件:物体受三个力时,任 意两个力的合力与第三个力等大、反向、共 线;物体受多个力时,任意一个力与其余各力 的合力大小相等、方向相反、作用在同一条直 线上。 走钢丝是一种传统的杂技项目。如图所 示,表演者手拿长杆在倾斜钢丝绳上缓慢向 上行走,则 ( ) A.钢丝对人和杆整体的作用力竖直向上 B.人所受钢丝的支持力等于人和杆的重力 C.人对钢丝的压力与钢丝对人的支持力是 平衡力 D.人手拿长杆会使整体重心升高,从而更容 易保持平衡 [练1] 节日里悬挂灯笼的一种方式如图所 示,A、B 两点等高,O 为结点,轻绳AO、BO 长度相等,拉力分别为FA、FB,灯笼受到的 重力为G。下列表述正确的是 ( ) A.FA一定小于G B.FA与FB大小相等 C.FA与FB大小不相等 D.FA与FB大小之和等于G 三力分析转化为二力平衡———合成法 (1)确定要合成的两个力; (2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力; (3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三个 力的关系(等大反向)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 057 衔接点2 力的正交分解法 1.定义:把一个已知力沿着两个互相垂直的方 向进行分解。 2.正交分解的步骤 (1)建立xOy 直角坐标系(使尽可能多的力 处在坐标轴上)。 (2)沿xOy轴,将不在轴上的力分解。 (3)求x、y轴上的合力Fx、Fy。 (4)最后根据题目要求确定是否求 Fx和Fy 的合力F,其中:F= Fx2+Fy2,方向可以表 示为tanθ=θ为合力F(θ为合力F 与x 轴的 夹角)。 小明同学在拖地时沿拖把杆方向施加一 推力F,使拖把在粗糙的地板上向前做匀速 直线运动。已知杆与水平面的夹角为θ,拖布 与地板间的动摩擦因数保持不变,则 ( ) A.拖把受到3个力作用 B.地面对拖把的支持力与拖把所受的重力是 一对平衡力 C.拖把受到地板摩擦力的大小为Fsinθ D.若增大夹角θ,使拖把仍做匀速直线运动, 需增大推力F [练2] 如图所示,水平地面上有一质量为 50kg的木箱,受到外力F 的作用后保持静 止,则(g取10N/kg) ( ) A.该木箱对地面的压力为500N B.该木箱对地面的压力为450N C.该木箱受到地面向右的摩擦力,摩擦力大 小为100N D.该木箱受到地面向左的摩擦力,摩擦力大 小为100N 解决共点力平衡问题的基本步骤 (1)明确研究对象,并判断是否平衡; (2)对研究对象进行受力分析,画出力的示 意图; (3)选取研究方法(合成法或正交分解法); (4)列规范平衡方程; (5)求解或讨论(解的结果及物理意义)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 1.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F1、与速度方向垂直的升力 F2 和与速度方向相反的空气阻力Ff共同作用, 则下列受力分析的示意图中可能正确的是 ( ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 058 2.(多选)下面关于共点力的平衡与平衡条件的 说法中,正确的是 ( ) A.如果物体的运动速度为零,则必处于平衡 状态 B.如果物体的运动速度大小不变,则必处于 平衡状态 C.如果物体处于平衡状态,则物体沿任意方 向的合力都必为零 D.如果物体受到三个共点力的作用而处于 平衡状态,则任意两个力的合力与第三个 力大小相等、方向相反 3.一个物体受到三个共点力的作用,如果三个 力的大小为如下各组中的情况,那么有可能 使物体处于平衡状态的是 ( ) A.1N 4N 7N B.2N 6N 9N C.2N 5N 8N D.6N 8N 6N 4.如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与 水平面之间有固定倾斜角θ。若此人所受重 力为G,则椅子对他的作用力大小为 ( ) A.G B.Gsinθ C.Gcosθ D.Gtanθ 5.如图甲所示:一台空调外机用两个三角形支 架固定在外墙上;图乙则为支架的简化示意 图。若空调外机的重心恰好在支架横梁AO 和斜梁BO 的连接点O 的正上方,所受重力 大小为360N,横梁AO 水平,斜梁BO 与横 梁AO 的夹角为37°(sin37°=0.6)。假定横 梁对O点的拉力总沿AO 方向,斜梁对O 点 的支持力沿BO 方向,则下列判断正确的是 ( ) A.横梁AO对O 点的拉力为400N B.斜梁BO对O 点的支持力为216N C.保持AO间距不变,增大AB 间距,则横梁 对O点作用力减小 D.保持AB 间距不变,将空调的重心及支点 O向左移动,则斜梁对O点作用力减小 6.如图所示,一物块在水平拉力F 的作用下沿 水平桌面做匀速直线运动,若保持F 的大小 不变,而方向改为与水平成60°角,物块也恰 好做匀速直线运动。则物块与桌面间的动摩 擦因数为 ( ) A.2- 3 B.36 C.33 D. 3 2 7.(多选)如图所示,一个质量为m、竖截面为直 角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB 边靠 在竖直墙上,F 是垂直于斜面BC 的推力,物 块静止不动,重力加速度为g。则 ( ) A.物块受到的摩擦力大小为mg B.竖直墙对物块的弹力大小为Fcosα C.物块受到的摩擦力与弹力的合力,与F 等 大反向 D.物块受到的弹力与 F 的合力方向竖直 向下 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 059 8.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上, O为球心,一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下静止于P 点。设滑块所受支持力 为FN,OP 与水平方向的夹角为θ,下列关系 正确的是 ( ) A.F= mgtanθ B.F=mgtanθ C.FN= mg tanθ D.FN=mgtanθ 9.如图所示,用绳索将重球挂在墙上。如果把 绳的长度增加一些,不考虑墙的摩擦,则球对 绳的拉力F1和球对墙的压力F2的变化情况 是 ( ) A.F1增大,F2减小 B.F1减小,F2增大 C.F1和F2都减小 D.F1和F2都增大 10.驯鹿雪橇是北极地区居民出行的古老方式。 已知雪橇和人的总质量为50kg,驯鹿拉雪 橇的力正好沿水平方向,在平坦的雪地上用 15N的水平拉力恰好可以拉着雪橇匀速前 进。若途中雪橇上增加了一质量为70kg 的人,驯鹿应该用多大的水平拉力拉雪橇才 能在该雪地上匀速前进? (g取10N/kg) 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 达·芬奇认为:“运动是一切生命的源泉。”而亚里士多德认为:“力是维 持物体运动的原因。”在初中阶段关于运动与力的关系我们学习了多少呢? 对高中的学习将会带来哪些帮助呢? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ❘第10讲❘ 牛顿第一定律 1.物体不受力或受力平衡时,物体的运动状态 为平衡状态,物体会保持静止或匀速直线运 动的状态。 2.实验探究:推断物体不受力时的运动 (1)实验装置: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 060 12.(1)见解析图 (2)10 2N 10N 解析: (1)OC绳的拉力FT产生了两个效果:一个是 分力FT1沿着AO 绳的方向向下拉紧AO 绳,另一个 是分力FT2沿着BO绳的方向向左拉紧BO 绳。画出 示意图如图所示。 (2)因为电灯处于静止状态,根据二力平衡可知,OC 绳的拉力大小等于电灯的重力,即 FT=G=10N, 由几何关系得 FT1= FT sinθ=10 2N ,FT2= FT tanθ=10N , 所以AO绳所受的拉力F1=FT1=10 2N, BO绳所受的拉力F2=FT2=10N。 第9讲 共点力的平衡 初中物理知识储备 轻松过关 1.B 2.D 3.C 4.D 5.D 6.C 7.D 8.20 等于 大于 静止 高中物理知识衔接 衔接点1 情境题:(1)相等 不相等 (2)支持力变大 摩擦力 变小 [知识链接] 例1 A 解析:人和杆整体受重力、支持力、摩擦力而处 于平衡状态,即所受合力为零,所以钢丝对人和杆整体 的作用力竖直向上且与重力平衡,B错误,A正确;人 对钢丝的压力与钢丝对人的支持力是一对作用力与反 作用力,不是平衡力,C错误;在走钢丝的过程中,表演 者往往手拿一根长杆,主要是用来调节他自身重心的 位置,以便保持平衡,当他的重心移动到适当的位置, 就可以避免其倾倒,D错误。 [练1] B 解析:设∠AOB=2θ,O 点受到FA、FB、G 三 力作用,根据平衡条件得知:FA、FB的合力与重力G 大 小相等,方向相反,所以FA 与FB 合力的方向竖直向 上。建立如图所示的坐标系: 列平衡方程得FAsinθ=FBsinθ, FAcosθ+FBcosθ=G。 解得FA=FB= G 2cosθ , 当θ=60°时,FA=FB=G,当θ>60°时,FA=FB<G,当 θ<60°时,FA=FB<G,因此FA 与FB 一定相等,FA 与G 的大小关系不确定,B 正确,A、C 错误;FA与FB 矢量之和等于G,不是大小之和等于G,D错误。 衔接点2 例2 D 解析:拖把的受力分析如图所示,因此拖把受 到重力、地面的支持力、小明同学施加的推力、地面给 的摩擦力四个力作用,A错误;根据平衡条件可知,在 竖直方向上有FN=mg+Fsinθ,所以地面对拖把的支 持力与拖把所受的重力大小不等,不可能是平衡力,B 错误;同样由平衡条件可知,在水平方向上有Ff=Fcosθ, C错误;根据Ff=μFN,解得F= μ mg cosθ-μsinθ ,若增大 夹角θ,则cosθ减小,sinθ增大,想做匀速直线运动需 增大推力F,D正确。 [练2] B 解析:分析木箱的受力情况,如图所示,由平 衡条件知,竖直方向有Fsin30°+FN=G,可得FN= 450N,再根据牛顿第三定律知,该木箱对地面的压力 为FN'=FN=450N,A错误,B正确;木箱相对于地面 有向右运动的趋势,所以木箱受到地面向左的摩擦力, 摩擦力大小为Ff=Fcos30°=50 3N,C、D错误。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 093 知能达标检测 1.A 解析:由题意可知,飞机所受重力G沿竖直向下,空 气阻力Ff与速度方向相反,升力F2 与速度方向垂直, 发动机推力F1 的方向沿喷口的反方向,对比图中选项 可知只有A符合题意。 2.CD 解析:物体运动速度为零时所受合力不一定为 零,不一定处于平衡状态,A错误;物体运动速度大小 不变但方向变化时,物体不做匀速直线运动,一定不处 于平衡状态,B错误;物体处于平衡状态时,所受合力 为零,则物体沿任意方向的合力都必为零,C正确;物 体受到三个共点力作用而处于平衡状态时,所受合力 为零,则任意两个共点力的合力与第三个力等大反向, D正确。 3.D 解析:能否使物体处于平衡状态,要看三个力的合 力是否可能为零,方法是两个较小的力加起来是否大 于或等于最大的那个力,如果是,物体就可能处于平衡 状态,D正确。 4.A 解析:人的受力可以看成两部分:一部分是重力,另 一部分是椅子各部分对他的作用力的合力。根据平衡 条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值反 向,即大小为G,方向竖直向上,A正确,B、C、D错误。 5.C 解析:以O点为研究对象,受到空调外机的压力F、 OB支架的作用力F1 和OA 支架的作用力F2,受力分 析如图所示,根据平衡条件可知,O 点对空调外机的支 持力F'=G,由牛顿第三定律可知,空调外机对O 点的 压力F=F',由受力 分 析 图 结 合 几 何 关 系 可 得 F1= G sinθ=400N ,F2= G tanθ=320N ,A、B错误;保持AO 间距不变,增大AB间距,则此时θ变大,由上面分析可 知,横梁对O点作用力F2 减小,C正确;保持AB 间距 不变、将空调的重心及支点O 向左移动,则此时θ变 小,同样由上面分析可知,斜梁对O点作用力F1 增大, D错误。 6.C 解析:当拉力水平时,物体匀速运动,则拉力等于摩 擦力,即F=μmg;当拉力倾斜时,物体受力分析如图所 示,由Ff=μFN,FN=mg-Fsinθ可知摩擦力Ff= μ(mg-Fsinθ),由受力分析可知Ff=Fcosθ= 1 2F ,代 入数据为:1 2μmg=μ mg- 3 2F ,联立可得:μ= 33,C 正确,A、B、D错误。 7.BD 解析:对物块受力分析,物块受推力F、重力G、支 持力FN 和向上的静摩擦力Ff,如图所示。由于物体 保持静止,根据共点力平衡条件,x 轴 方 向 有FN- Fcosα=0,y轴方向有Ff-G-Fsinα=0,G=mg。由 以上各式解得FN=Fcosα,Ff=mg+Fsinα,B正确,A 错误;由力的平衡可知,物块受到的摩擦力与弹力的合 力和G与F 的合力等大反向,C错误;物块受到的弹力 FN 与F的合力与G 和Ff的合力方向等大反向,可知 物块受到的弹力与F的合力方向竖直向下,D正确。 8.A 解析:方法一(合成法):滑块受力如图甲所示,由平 衡条件 可 知mg F =tanθ ,mg FN =sinθ,解 得 F= mgtanθ , FN= mg sinθ 。 方法二(效果分解法):将重力按产生的效果分解,如图 乙所示,F=G2= mg tanθ ,FN=G1= mg sinθ 。 方法三(正交分解法):将滑块受的力水平、竖直分解, 如图丙所示,mg=FNsinθ,F=FNcosθ,联立解得F= mg tanθ ,FN= mg sinθ 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 094 方法四(封闭三角形法):如图丁所示,滑块受的三个力 组成一 个 封 闭 三 角 形,解 直 角 三 角 形 得 F= mgtanθ , FN= mg sinθ 。 9.C 解析:球所受拉力F1'、支持力F2'和重力G 可以构 成如图甲所示的矢量三角形,若绳子长度增加,则F1' 与竖直方向的夹角减小,F1'、F2'的变化如图乙所示, 可知F1'、F2'均减小,又因为F1 与F1'、F2 与F2'分别 为一对相互作用力,所以球对绳的拉力F1 和球对墙的 压力F2 都减小,C正确。 10.36N 解析:对 雪 橇:15N 拉 力 时,有 F=μmg,解 得μ= 0.03; 搭乘后,有Ff=μMg,解得Ff=0.03×(50+70)× 10N=36N。 再由二力平衡知,水平拉力大小为F=36N时,雪橇 匀速前进。 专题三 运动和力的关系 第10讲 牛顿第一定律 初中物理知识储备 轻松过关 1.C 2.D 3.C 4.C 5.D 6.A 7.B 8.惯性 大 高中物理知识衔接 衔接点1 情境题:(1)能 (2)匀速直线运动 例1 D 解析:小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明 “力是维持物体运动的原因”的结论是错误的,A错误; 小球最终也会在右侧水平面上停下来,是由于受到摩 擦力的作用,B错误;因为没有绝对光滑的斜面或者平 面,所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力,小球将在 水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论,但 是却有着非常重要的现实意义,它开创了物理研究的 新方法,C错误;上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小 球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的,D 正确。 [练1] (1)力 静止 (2)①原来的高度 相同 永远运动下去 ②不是 (3)同一速度 同一直线 衔接点2 例2 B 解析:物体的运动不停止是因为具有惯性,运 动不需要力来维持,A错误;力是改变物体运动状态的 原因,所以要改变物体的运动状态,必有外力作用,B 正确;由牛顿第一定律可得,撤去外力,物体将会保持 匀速直线运动状态,C错误;物体保持静止状态,物体 可能不受外力,也可能所受合外力为零,D错误。 [练2] D 解析:由牛顿第一定律可知,物体只有在不 受外力或所受外力的合力为零时,才会保持静止状态 或匀速直线运动状态。牛顿第一定律同样说明力是改 变物体运动状态(或产生加速度)的原因,一切物体总 具有惯性。D正确。 衔接点3 情境题:(1)启动或加速时 (2)刹车或减速时 例3 C 解析:惯性的大小与物体的质量有关,与物体 的运动状态无关,所以当该月球车分别在地面和月面 以相同的速率行驶时的惯性是一样大的,A、B错误,C 正确;质量是物体的固有属性,是不变的,D错误。 [练3] D 解析:物体的惯性只与质量有关,与速度大 小无关,“强弩之末,势不能穿鲁缟”,强弩的惯性不变, A错误;物体的惯性只与质量有关,与速度大小无关, 无论速度大小,汽车惯性不变,B、C错误;货运列车在 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 095