专题03 力、力的合成与分解【考点清单】-2024-2025学年高一物理上学期期中考点大串讲(沪科版2020)
2024-09-16
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理沪科版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第三章 相互作用与力的平衡 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 相互作用 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.04 MB |
| 发布时间 | 2024-09-16 |
| 更新时间 | 2024-09-16 |
| 作者 | 上海物理试卷答案与解析公众号 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2024-09-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47390796.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题03 力、力的合成与分解
清单01 力的定义和特点
1.定义:力是物体间的相互作用。
2.三要素:大小、方向、作用点
3.性质,①物质性:力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用(即同时存在施力物体和受力物体)。力不能脱离物体而单独存在。
②相互性:任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体。只要一个物体对另一个物体施加了力,受力物体反过来也肯定会给施力物体增加一个力。这种相互作用力必然是同时产生,同时消失的。
③矢量性:力是矢量,既有大小又有方向。这意味着力的效果不仅取决于其大小,还取决于其方向。
④同时性:力同时产生,同时消失。这意味着力的作用不会随着时间的推移而改变,除非有其他因素介入。
⑤独立性:一个力的作用并不影响另一个力的作用。这意味着在一个力的作用下,另一个力的作用效果不会受到影响。
清单02 重心的概念和物理意义
1.概念:一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.
2.性质:重心不是真实存在的,是假象的一个点。
3.思想方法:重心概念的提出用到了等效替代法。
4.重心是重力的等效作用点,所以只要物体有重力就一定会有重心,但是重心却不一定在物体的几何中心,甚至不一定在物体上。
清单03 弹性形变和塑性形变
1.弹性形变定义:物体在外力的作用下会发生形变,当外力 撤销后有些物体可以恢复到原来的形状.物体这种能消除由外力引起的形变的性能,称为弹性(elasticity),外力去除后,形变完全消失的现象叫弹性形变(elastic deformation).
2.范性形变定义:有些情况下当外力去除后,物体不能恢复原来的形状.外力去除后,物体遗留下来的形变称为范性形变(plastic deformation)或塑性形变.材料的这种能产生范性形变的性能称为范性(plasticity)或塑性.
3.弹性形变和范性形变的区别:两者的主要区别在于变形是否可恢复:弹性变形是可以完全恢复的,即弹性变形过程是一个可逆的过程;塑性变形则是不可恢复的,塑性变形过程是一个不可逆的过程.
拓展延伸
塑性成型定义:金属塑性成型是利用金属材料的塑性,使其在外力作用下改变形状、尺寸和改善性能.获得具有一定形状和尺寸精度的产品的加工方法.由于这种外力在多数情况下是以压力的形式出现的,因此也称为压力加工.
材料在弹性范围内的形变小,而塑性形变时,形变十分显著,常常会使工件不能正常工作.所以,工程中一般都把物体形变限制在弹性范围内,要求材料有较高的强度.但是,在材料加工时,又要求材料有一定的塑性.除金属材料外,还有很多材料具有塑性形变的性质.某些在常温下难以发生塑性形变的脆性材料,在高温下则表现出良好的塑性.与非金属材料相比,金属材料的塑性形变能力都比较强,因而更广泛地用于塑性成型.
塑性成型是金属加工的一种重要工艺方法,它不仅生活效率高、原材料消耗少,而且可以有效地改善金属材料的力学性质和组织.因此,塑性成型作为制造业的一个重要分支,广泛地用于工业制造中.据统计,全世界75%的钢材经过塑性成型;在汽车行业,生活锻件和冲压件的数量占零件总数的60%以上;在冶金、航空、船舶和军工等行业,塑性成型也都占有相当比重.
清单04 弹力的概念及其产生条件
1.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的力叫弹力.
(2)弹力的产生条件:①弹力的产生条件是两个物体直接接触,②并发生弹性形变.
(3)弹力的方向:力垂直于两物体的接触面.
①支撑面的弹力:支持力的方向总是 垂直 于支撑面,指向被支持的物体;压力总是垂直于支撑面指向被压的物体.
点与面接触时弹力的方向:过接触点垂直于接触面.
球与面接触时弹力的方向:在接触点与球心的连线上.
球与球相接触的弹力方向:垂直于过接触点的公切面.
②弹簧两端的弹力方向:与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向.其弹力可为拉力,可为压力.
③轻绳对物体的弹力方向:沿绳指向绳收缩的方向,即只为拉力.
(4)弹力的大小:对有明显形变的弹簧,弹力的大小可以由胡克定律计算.对没有明显形变的物体,如桌面、绳子等物体,弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定.
①胡克定律可表示为(在弹性限度内):F=kx,还可以表示成△F=k△x,即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比.式中k叫弹簧的劲度系数,单位:N/m.k由弹簧本身的性质决定(与弹簧的材料、粗细、直径及原长都有关系).
②“硬”弹簧,是指弹簧的k值较大.(同样的力F作用下形变量△x较小)
③几种典型物体模型的弹力特点如下表.
项目
轻绳
轻杆
弹簧
形变情况
伸长忽略不计
认为长度不变
可伸长可缩短
施力与受力情况
只能受拉力或施出拉力
能受拉或受压,可施出拉力或压力
同杆
力的方向
始终沿绳
不一定沿杆
沿弹簧轴向
力的变化
可发生突变
同绳
只能发生渐变
清单05 胡克定律
弹簧受到外力作用发生弹性形变,从而产生弹力.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.即F=kx,其中,劲度系数k的意义是弹簧每伸长(或缩短)单位长度产生的弹力,其单位为N/m.它的大小由制作弹簧的材料、弹簧的长短和弹簧丝的粗细决定.x则是指形变量,应为形变(包括拉伸形变和压缩形变)后弹簧的长度与弹簧原长的差值.注意:胡克定律在弹簧的弹性限度内适用.
胡克定律的应用
(1)胡克定律推论:在弹性限度内,由F=kx,得F1=kx1,F2=kx2,即F2﹣F1=k(x2﹣x1),即:△F=k△x即:弹簧弹力的变化量与弹簧形变量的变化量(即长度的变化量)成正比.
(2)确定弹簧状态:对于弹簧问题首先应明确弹簧处于“拉伸”、“压缩”还是“原长”状态,并且确定形变量的大小,从而确定弹簧弹力的方向和大小.如果只告诉弹簧弹力的大小,必须全面分析问题,可能是拉伸产生的,也可能是压缩产生的,通常有两个解.
(3)利用胡克定律的推论确定弹簧的长度变化和物体位移的关系:如果涉及弹簧由拉伸(压缩)形变到压缩(拉伸)形变的转化,运用胡克定律的推论△F=k△x可直接求出弹簧长度的改变量△x的大小,从而确定物体的位移,再由运动学公式和动力学公式求相关量.
清单06 静摩擦力的概念及其产生条件
1.定义:互相接触的两物体存在相对运动的趋势而又保持相对静止时,在接触面上产生的阻碍相对运动趋势 的力,叫静摩擦力.
2.产生条件:a:相互接触且发生弹性形变;b:有相对运动趋势;c:接触面粗糙。
清单07 最大静摩擦力的性质和应用
1.如果用一个平行于地面的力推沙发,沙发没有被推动,此时沙发必然受到一个与之相反的力来平衡这个力,这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。
2.像这样如果相互接触的两个物体之间没有发生相对运动,而只有相对运动的趋势,此时两个物体间的摩擦力叫作静摩擦力。
3.如果推力增大,该静摩擦力也会增大,但是静摩擦力的增大有一个限度。当大于这个最大限度时,沙发被推动,沙发与地面之间的摩擦力变成滑动摩擦力。我们把这个最大限度叫作最大静摩擦力。
清单08 判断是否存在摩擦力
1.考点意义:有很多题目会综合考查摩擦力的相关知识,不区分静摩擦力和滑动摩擦力,所以设置本考点。
2.对于是否存在摩擦力可以按以下几个方法判断:
①条件法:根据摩擦力的产生条件进行判断。
a、接触面粗糙;b、两物体间存在弹力;c、有相对运动或相对运动的趋势。
②假设法:假设有或者没有摩擦力,判断物体运动状态是否会改变。
清单09 合力与分力的定义及关系
1.合力与分力
(1)定义:一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2…)共同作用的效果相同,这个力(F)叫做那几个力的合力.那几个力叫做这个力的分力.
(2)关系:等效替代关系(注意不是物体又多受了一个合力).
清单10 力的平行四边形定则
1.力的合成
(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成.
(2)力的合成的依据作用效果相同(等效)
(3)求合力的方法(实验探索) 思想:等效代换 结论:平行四边形定则
以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个力邻边的对角线就代表合力的大小和方向.
2.平行四边形定则
(1)定义:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这个法则叫做平行四边形定则.
(2)方法:①作图法:根据相同的标度,以共点的两个力为邻边作平行四边形,这两力所夹的对角线表示合力的大小和方向,如图所示.
注意:作图时合力与分力的比例应相同.虚、实线应分清.作图法简便、直观、实用,但不够精确.
②解析法:F=,tanα=;
当θ=0°时,同向的两力的合力大小F=F1+F2;
θ=90°时,互相垂直的两力的合力大小F=;θ=180°时,反向的两力的合力大小F=|F1﹣F2|.
由此可知两共点力的合力F的范围为:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2,合力随夹角θ的增大而减小.
合力可以大于、等于或小于分力,甚至为零.若F1=F2且θ=120°时,有合力F=F1=F2.
(3)多力合成如果需要求三个或三个以上共点力的合力,可先求其中任意两个力的合力F12,再求F12与第三个力的合力F合,依此类推.
清单11 合力的取值范围
合力大小的计算公式为:F=
其中F1和F2表示两个分力的大小,F表示合力的大小,θ表示两个分力之间的夹角。θ的取值范围是0~180°。由此可知F的取值范围是:①当θ=0°时,两个分力方向相同,合力大小F=F1+F2;
②θ=180°时,两个分力方向相反,合力大小F=|F1﹣F2|。
③所以合力大小的取值范围为|F1﹣F2|≤F≤F1+F2。
【练习1】(多选)关于力的说法中正确的是( )
A、力是物体对物体的作用
B、力不能离开受力物和施力物而单独存在
C、只有直接接触的物体才有力的作用
D、力是矢量,其大小可用弹簧秤测量
【练习2】关于重心的说法中,正确的是( )
A、重心是物体所受重力的等效作用点
B、重心是物体上最重的一点
C、重心的位置一定在物体上
D、质量不均匀但形状规则的物体的重心在它的几何中心
【练习3】关于弹力,下列说法中正确的是( )
A.相互接触的物体之间一定有弹力作用 B.不接触的物体之间也可能有弹力作用
C.压力和支持力的方向都垂直物体的接触面 D.压力和支持力的方向都平行于物体的接触面
【练习4】如图,球A放在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,正确的( )
A.球A仅受一个弹力作用,弹力方向垂直斜面向上
B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下
C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上
D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上,一个竖直向下
【练习5】一个弹簧挂30N的重物时,弹簧伸长1.2cm,若改挂100N的重物时,弹簧总长为20cm,则弹簧的原长为( )
A.12cm B.14cm C.15cm D.16cm
【练习6】如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一个质量为m0的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,今向下拉盘,使弹簧再伸长△l后停止,然后松手,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时盘对物体的支持力等于( )
A. B. C. D.
【练习7】关于静摩擦力,下列说法正确的是( )
A、只有静止的物体才可能受静摩擦力 B、有弹力一定有摩擦力
C、产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止 D、两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生
【练习8】重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用40N的水平推力,才能使它从原地开始运动,则木箱与地面间的最大静摩擦力为 N.若用35N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是 N.
【练习9】(多选)如图,长方体甲乙叠放在水平地面上.水平力F作用在甲上,使甲乙一起向右做匀速直线运动( )
A、甲、乙之间一定有摩擦力 B、水平地面对乙没有摩擦力
C、甲对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右 D、水平地面对乙的摩擦力大小为F.方向水平向右
【练习10】(多选)关于合力和分力的大小关系,下列说法正确的是( )
A.合力必比分力大 B.合力至少比某一个分力大
C.合力可以比任意分力都小 D.合力可以和两个分力的大小相等
【练习11】如果两个共点力之间的夹角保持不变,当其中一个力增大时,这两个力的合力F的大小( )
A、可以不变 B、一定增大 C、一定减小 D、以上说法都不对
【练习12】已知两个力的合力大小为18N,则这两个力不可能是( )
A.10N,20N B.18N,18N C.8N,7N D.20N,28N
【练习13】假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣.他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图所示),下列有关刀刃的说法合理的是( )
A、刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关
B、在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关
C、在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大
D、在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大
1.关于弹力,下列说法错误的是( )
A.拉力、压力、支持力在性质上均为弹力
B.物体由于发生了弹性形变,会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用
C.对于同一根弹簧,弹性形变越大,弹力越大
D.许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用
2.下列各力中属于弹力的是( )
A.摩擦力 B.重力 C.支持力 D.磁场力
3.如图所示,北京首钢自由式滑雪大跳台由助滑道、起跳台、着陆坡、停止坡组成。运动员在完成一次跳台的过程中,下列说法正确的是( )
A.助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心
B.起跳时跳台对运动员的支持力是运动员形变产生的
C.起跳后运动员在完成空中动作时运动员可看作质点
D.停止蹬地运动员就会缓慢停下,在缓慢停下的过程中运动员与滑雪板间的摩擦力是滑动摩擦力
4.如图,一位同学握住保温杯竖直向上匀速移动,保温杯受到摩擦力的方向是 (选填“竖直向上”或“竖直向下”),如果手对保温杯的握力增大,则保温杯受到的摩擦力大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.如图所示,5个力同时作用于一点,5个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线,已知F1=10N,则这5个力的合力的大小为( )
A.30N B.40N C.50N D.60N
6.下列几组共点力作用在物体上,使物体有可能平衡的是( )
A.3N、4N、8N B.10N、30N、50N
C.7N、7N、15N D.10N、10N、10N
7.大小为3N和4N的两个力的合力大小不可能是( )
A.1N B.7N C.5N D.10N
8.三个共点力F1=1N、F2=3N、F3=5N的合力大小不可能是( )
A.0N B.1N C.6N D.9N
9.两个大小均为F,互相垂直的共点力的作用效果 (选填:“能”或“不能”)能用一个大小也为F的力来替代,理由是 。
10.如图所示,m=60kg的同学悬挂在单杠上,两臂间夹角为120°,则他单臂的拉力大小为 N。若增大两手间的距离,双臂拉力的合力 (填“增大”、“减小”或“不变”)(g=10m/s2)。
11.如图所示,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从b点爬到a点。下列说法正确的是( )
A.蚂蚁受到的弹力逐渐变大 B.蚂蚁受到的摩擦力逐渐变小
C.地面对碗的支持力保持不变 D.地面对碗的摩擦力逐渐变大
12.如图物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上,则关于A受力的个数,下列说法中正确的是( )
A.A一定是受两个力作用 B.A一定是受四个力作用
C.A可能受三个力作用 D.A不是受两个力作用就是受四个力作用
13.倾角为37°的两个完全相同的直角三角形滑块A、B按如图所示放置,A与桌面间的滑动摩擦系数为0.75。现在B上作用一水平推力使A、B一起在水平桌面上匀速运动,且A、B保持相对静止。则A的受力情况为( )
A. B. C. D.
14.如图,工地上常用夹钳搬运砖块。已知砖块均为规格相同的长方体,每块质量为2.8kg,夹钳与砖块之间的动摩擦因数为0.56,砖块之间的动摩擦因数为0.35,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,g取10m/s2。搬运7块砖时,夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力大小至少应为( )
A.175N B.200N C.392N D.400N
15.如图是汽车特技表演中的镜头,汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进,下列关于这个现象的说法正确的是( )
A.研究汽车车轮转动的时候,可以将汽车看成质点
B.地面发生弹性形变,对汽车施加了支持力
C.地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力
D.相较于正常行驶,特技表演时地面的弹力更大
16.吊在天花板上的电风扇重G,静止时固定杆对它的拉力为F,当电风扇叶片水平转动起来后,杆对它的拉力为F′,则( )
A.F=G,F′=F B.F′=G,F′=F C.F′=G,F′>F D.F=G,F′<F
17.一质量为m的物体沿倾角θ的斜面恰好可以匀速下滑,则物体与斜面间的摩擦因数为 。若把斜面倾角减为α(α<θ),将物体由静止放在斜面上,则斜面对物体的摩擦力大小为 。
18.新冠肺炎疫情期间人们习惯于通过手机看视频、直播等。水平桌面上,如图所示为常见的一款手机支架,则手机放在支架上时( )
A.支架对桌面的压力等于手机的重力 B.手机一定受到摩擦力的作用
C.支架对手机的作用力方向竖直向上 D.手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对平衡力
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专题03 力、力的合成与分解
清单01 力的定义和特点
1.定义:力是物体间的相互作用。
2.三要素:大小、方向、作用点
3.性质,①物质性:力是物体对物体的作用,一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用(即同时存在施力物体和受力物体)。力不能脱离物体而单独存在。
②相互性:任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体同时也一定是受力物体。只要一个物体对另一个物体施加了力,受力物体反过来也肯定会给施力物体增加一个力。这种相互作用力必然是同时产生,同时消失的。
③矢量性:力是矢量,既有大小又有方向。这意味着力的效果不仅取决于其大小,还取决于其方向。
④同时性:力同时产生,同时消失。这意味着力的作用不会随着时间的推移而改变,除非有其他因素介入。
⑤独立性:一个力的作用并不影响另一个力的作用。这意味着在一个力的作用下,另一个力的作用效果不会受到影响。
清单02 重心的概念和物理意义
1.概念:一个物体的各部分都要受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.
2.性质:重心不是真实存在的,是假象的一个点。
3.思想方法:重心概念的提出用到了等效替代法。
4.重心是重力的等效作用点,所以只要物体有重力就一定会有重心,但是重心却不一定在物体的几何中心,甚至不一定在物体上。
清单03 弹性形变和塑性形变
1.弹性形变定义:物体在外力的作用下会发生形变,当外力 撤销后有些物体可以恢复到原来的形状.物体这种能消除由外力引起的形变的性能,称为弹性(elasticity),外力去除后,形变完全消失的现象叫弹性形变(elastic deformation).
2.范性形变定义:有些情况下当外力去除后,物体不能恢复原来的形状.外力去除后,物体遗留下来的形变称为范性形变(plastic deformation)或塑性形变.材料的这种能产生范性形变的性能称为范性(plasticity)或塑性.
3.弹性形变和范性形变的区别:两者的主要区别在于变形是否可恢复:弹性变形是可以完全恢复的,即弹性变形过程是一个可逆的过程;塑性变形则是不可恢复的,塑性变形过程是一个不可逆的过程.
拓展延伸
塑性成型定义:金属塑性成型是利用金属材料的塑性,使其在外力作用下改变形状、尺寸和改善性能.获得具有一定形状和尺寸精度的产品的加工方法.由于这种外力在多数情况下是以压力的形式出现的,因此也称为压力加工.
材料在弹性范围内的形变小,而塑性形变时,形变十分显著,常常会使工件不能正常工作.所以,工程中一般都把物体形变限制在弹性范围内,要求材料有较高的强度.但是,在材料加工时,又要求材料有一定的塑性.除金属材料外,还有很多材料具有塑性形变的性质.某些在常温下难以发生塑性形变的脆性材料,在高温下则表现出良好的塑性.与非金属材料相比,金属材料的塑性形变能力都比较强,因而更广泛地用于塑性成型.
塑性成型是金属加工的一种重要工艺方法,它不仅生活效率高、原材料消耗少,而且可以有效地改善金属材料的力学性质和组织.因此,塑性成型作为制造业的一个重要分支,广泛地用于工业制造中.据统计,全世界75%的钢材经过塑性成型;在汽车行业,生活锻件和冲压件的数量占零件总数的60%以上;在冶金、航空、船舶和军工等行业,塑性成型也都占有相当比重.
清单04 弹力的概念及其产生条件
1.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的力叫弹力.
(2)弹力的产生条件:①弹力的产生条件是两个物体直接接触,②并发生弹性形变.
(3)弹力的方向:力垂直于两物体的接触面.
①支撑面的弹力:支持力的方向总是 垂直 于支撑面,指向被支持的物体;压力总是垂直于支撑面指向被压的物体.
点与面接触时弹力的方向:过接触点垂直于接触面.
球与面接触时弹力的方向:在接触点与球心的连线上.
球与球相接触的弹力方向:垂直于过接触点的公切面.
②弹簧两端的弹力方向:与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方向.其弹力可为拉力,可为压力.
③轻绳对物体的弹力方向:沿绳指向绳收缩的方向,即只为拉力.
(4)弹力的大小:对有明显形变的弹簧,弹力的大小可以由胡克定律计算.对没有明显形变的物体,如桌面、绳子等物体,弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定.
①胡克定律可表示为(在弹性限度内):F=kx,还可以表示成△F=k△x,即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比.式中k叫弹簧的劲度系数,单位:N/m.k由弹簧本身的性质决定(与弹簧的材料、粗细、直径及原长都有关系).
②“硬”弹簧,是指弹簧的k值较大.(同样的力F作用下形变量△x较小)
③几种典型物体模型的弹力特点如下表.
项目
轻绳
轻杆
弹簧
形变情况
伸长忽略不计
认为长度不变
可伸长可缩短
施力与受力情况
只能受拉力或施出拉力
能受拉或受压,可施出拉力或压力
同杆
力的方向
始终沿绳
不一定沿杆
沿弹簧轴向
力的变化
可发生突变
同绳
只能发生渐变
清单05 胡克定律
弹簧受到外力作用发生弹性形变,从而产生弹力.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.即F=kx,其中,劲度系数k的意义是弹簧每伸长(或缩短)单位长度产生的弹力,其单位为N/m.它的大小由制作弹簧的材料、弹簧的长短和弹簧丝的粗细决定.x则是指形变量,应为形变(包括拉伸形变和压缩形变)后弹簧的长度与弹簧原长的差值.注意:胡克定律在弹簧的弹性限度内适用.
胡克定律的应用
(1)胡克定律推论:在弹性限度内,由F=kx,得F1=kx1,F2=kx2,即F2﹣F1=k(x2﹣x1),即:△F=k△x即:弹簧弹力的变化量与弹簧形变量的变化量(即长度的变化量)成正比.
(2)确定弹簧状态:对于弹簧问题首先应明确弹簧处于“拉伸”、“压缩”还是“原长”状态,并且确定形变量的大小,从而确定弹簧弹力的方向和大小.如果只告诉弹簧弹力的大小,必须全面分析问题,可能是拉伸产生的,也可能是压缩产生的,通常有两个解.
(3)利用胡克定律的推论确定弹簧的长度变化和物体位移的关系:如果涉及弹簧由拉伸(压缩)形变到压缩(拉伸)形变的转化,运用胡克定律的推论△F=k△x可直接求出弹簧长度的改变量△x的大小,从而确定物体的位移,再由运动学公式和动力学公式求相关量.
清单06 静摩擦力的概念及其产生条件
1.定义:互相接触的两物体存在相对运动的趋势而又保持相对静止时,在接触面上产生的阻碍相对运动趋势 的力,叫静摩擦力.
2.产生条件:a:相互接触且发生弹性形变;b:有相对运动趋势;c:接触面粗糙。
清单07 最大静摩擦力的性质和应用
1.如果用一个平行于地面的力推沙发,沙发没有被推动,此时沙发必然受到一个与之相反的力来平衡这个力,这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。
2.像这样如果相互接触的两个物体之间没有发生相对运动,而只有相对运动的趋势,此时两个物体间的摩擦力叫作静摩擦力。
3.如果推力增大,该静摩擦力也会增大,但是静摩擦力的增大有一个限度。当大于这个最大限度时,沙发被推动,沙发与地面之间的摩擦力变成滑动摩擦力。我们把这个最大限度叫作最大静摩擦力。
清单08 判断是否存在摩擦力
1.考点意义:有很多题目会综合考查摩擦力的相关知识,不区分静摩擦力和滑动摩擦力,所以设置本考点。
2.对于是否存在摩擦力可以按以下几个方法判断:
①条件法:根据摩擦力的产生条件进行判断。
a、接触面粗糙;b、两物体间存在弹力;c、有相对运动或相对运动的趋势。
②假设法:假设有或者没有摩擦力,判断物体运动状态是否会改变。
清单09 合力与分力的定义及关系
1.合力与分力
(1)定义:一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2…)共同作用的效果相同,这个力(F)叫做那几个力的合力.那几个力叫做这个力的分力.
(2)关系:等效替代关系(注意不是物体又多受了一个合力).
清单10 力的平行四边形定则
1.力的合成
(1)定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成.
(2)力的合成的依据作用效果相同(等效)
(3)求合力的方法(实验探索) 思想:等效代换 结论:平行四边形定则
以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个力邻边的对角线就代表合力的大小和方向.
2.平行四边形定则
(1)定义:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这个法则叫做平行四边形定则.
(2)方法:①作图法:根据相同的标度,以共点的两个力为邻边作平行四边形,这两力所夹的对角线表示合力的大小和方向,如图所示.
注意:作图时合力与分力的比例应相同.虚、实线应分清.作图法简便、直观、实用,但不够精确.
②解析法:F=,tanα=;
当θ=0°时,同向的两力的合力大小F=F1+F2;
θ=90°时,互相垂直的两力的合力大小F=;θ=180°时,反向的两力的合力大小F=|F1﹣F2|.
由此可知两共点力的合力F的范围为:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2,合力随夹角θ的增大而减小.
合力可以大于、等于或小于分力,甚至为零.若F1=F2且θ=120°时,有合力F=F1=F2.
(3)多力合成如果需要求三个或三个以上共点力的合力,可先求其中任意两个力的合力F12,再求F12与第三个力的合力F合,依此类推.
清单11 合力的取值范围
合力大小的计算公式为:F=
其中F1和F2表示两个分力的大小,F表示合力的大小,θ表示两个分力之间的夹角。θ的取值范围是0~180°。由此可知F的取值范围是:①当θ=0°时,两个分力方向相同,合力大小F=F1+F2;
②θ=180°时,两个分力方向相反,合力大小F=|F1﹣F2|。
③所以合力大小的取值范围为|F1﹣F2|≤F≤F1+F2。
【练习1】(多选)关于力的说法中正确的是( )
A、力是物体对物体的作用
B、力不能离开受力物和施力物而单独存在
C、只有直接接触的物体才有力的作用
D、力是矢量,其大小可用弹簧秤测量
解答:A、力是一个物体对另一个物体的作用。故A正确。
B、由于力是物体对物体的作用,则力不能离开受力物和施力物而单独存在。故B正确。
C、力有接触力,也有不接触力,比如重力、电场力、磁场力等等,说明不直接接触的物体之间也可能有力的作用。故C错误。
D、力既有大小,又有方向,是矢量,其大小可用弹簧秤测量。故D正确。故选:ABD。
【练习2】关于重心的说法中,正确的是( )
A、重心是物体所受重力的等效作用点
B、重心是物体上最重的一点
C、重心的位置一定在物体上
D、质量不均匀但形状规则的物体的重心在它的几何中心
解答:A、我们把物体受到的重力等效与一点,这一点就是重心。重心是物体所受重力的等效作用点。故A正确。
B、物体的重心是重力的作用点,不是物体内最重的一点。故B错误。
C、物体的重心不一定在物体上,也可以在物体之外,比如均匀的圆环,重心在圆环之外。故C错误。
D、物体的重心位置与物体的质量分布、物体的形状两个因素有关,质量均匀形状规则的物体的重心在它的几何中心。故D错误。故选:A。
【练习3】关于弹力,下列说法中正确的是( )
A.相互接触的物体之间一定有弹力作用 B.不接触的物体之间也可能有弹力作用
C.压力和支持力的方向都垂直物体的接触面 D.压力和支持力的方向都平行于物体的接触面
解答:解:A、弹力产生的条件是:1、物体要相互接触2、物体要发生弹性形变.
两个条件同时满足物体间才会产生弹力.故A错误.
B、根据A选项分析,故B错误.
C、压力和支持力的方向都垂直物体的接触面,指向被压和被支持的方向,故C正确.
D、压力和支持力的方向都垂直物体的接触面,故D错误.故选C.
【练习4】如图,球A放在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,正确的( )
A.球A仅受一个弹力作用,弹力方向垂直斜面向上
B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下
C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上
D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上,一个竖直向下
解答:解:由于小球对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对小球产生弹力,而且弹力的方向垂直于接触面,所以挡板对小球的弹力方向水平向右,斜面对小球的弹力方向垂直于斜面向上.
故选C。
【练习5】一个弹簧挂30N的重物时,弹簧伸长1.2cm,若改挂100N的重物时,弹簧总长为20cm,则弹簧的原长为( )
A.12cm B.14cm C.15cm D.16cm
解:一个弹簧挂30N的重物时,弹簧伸长1.2cm,根据胡克定律,有:F1=kx1;
若改挂100N的重物时,根据胡克定律,有:F2=kx2;
联立解得:k=;x2=;
故弹簧的原长为:x0=x﹣x2=20cm﹣4cm=16cm;故选D.
【练习6】如图所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一个质量为m0的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,今向下拉盘,使弹簧再伸长△l后停止,然后松手,设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时盘对物体的支持力等于( )
A. B. C. D.
解:当盘静止时,由胡克定律得(m+m0)g=kl ①设使弹簧再伸长△l时手的拉力大小为F
再由胡克定律得 F=k△l ②由①②联立得 F=
刚松手瞬时弹簧的弹力没有变化,则以盘和物体整体为研究对象,所受合力大小等于F,方向竖直向上.
设刚松手时,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得 a==,对物体研究:FN﹣mg=ma
解得 FN=(1+)mg,故选A.
【练习7】关于静摩擦力,下列说法正确的是( )
A、只有静止的物体才可能受静摩擦力 B、有弹力一定有摩擦力
C、产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止 D、两个相对静止的物体间一定有静摩擦力产生
解答:A、静止的物体不一定受静摩擦力,若有相对运动趋势,则一定受静摩擦力。故A错误;
B、有弹力不一定有摩擦力,要有相对运动或相对运动趋势,才有摩擦力。故B错误;
C、产生静摩擦力,不一定静止,但两个物体间一定相对静止,故C正确;
D、两个相对静止的物体不一定有静摩擦力,因为它们不一定有运动趋势。故D错误;故选:C。
【练习8】重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用40N的水平推力,才能使它从原地开始运动,则木箱与地面间的最大静摩擦力为 N.若用35N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是 N.
解答:由题,要用40N的水平推力,能使木箱从原地开始运动,则木箱与地面间的最大静摩擦力为fm=F1=40N.若用35N的水平推力推木箱,水平推力小于最大静摩擦力,木箱保持静止状态,所受的摩擦力与水平推力平衡,则木箱所受的摩擦力f=F2=35N.故答案为:40,35。
【练习9】(多选)如图,长方体甲乙叠放在水平地面上.水平力F作用在甲上,使甲乙一起向右做匀速直线运动( )
A、甲、乙之间一定有摩擦力 B、水平地面对乙没有摩擦力
C、甲对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右 D、水平地面对乙的摩擦力大小为F.方向水平向右
解答:A、以甲为研究对象,由于做匀速直线运动,所以受力平衡,水平方向受向右的拉力F,所以受乙对其向左的摩擦力,故A正确;
B、以甲、乙的整体为研究对象,由于受向右的拉力作用,所以还受向左的摩擦力作用,B错误;
C、由A知,甲受乙对其向左的摩擦力,根据力的作用的相互性,所以甲对乙向右的摩擦力作用,故C正确;D、由B知,水平地面对乙的摩擦力大小为F,方向水平向左,故D错误。故选:AC。
【练习10】(多选)关于合力和分力的大小关系,下列说法正确的是( )
A.合力必比分力大 B.合力至少比某一个分力大
C.合力可以比任意分力都小 D.合力可以和两个分力的大小相等
解答:A、当二力反向时,合力等于二力大小之差,合力有可能小于分力,故A错误;
B、如果两个分力大小相等、方向相反时,两个力的合力为零,合力小于每一个分力,故B错误;
C、当两个分力大小相等方向相反时,合力等于0,合力小于任意分力,故C正确;
D、当两个分力大小相等,夹角为120°时,合外力和两个分力的大小相等,故D正确;故选:CD。
【练习11】如果两个共点力之间的夹角保持不变,当其中一个力增大时,这两个力的合力F的大小( )
A、可以不变 B、一定增大 C、一定减小 D、以上说法都不对
解答:如果夹角θ的范围为:0°<θ<90°,根据平行四边形定则作图,如图
从图中可以看出,合力一定增大;
如果夹角θ的范围为:90°<θ<180°,根据平行四边形定则作图,如图
从图中可以看出,合力先减小后增加,存在相等的可能;故选:A。
【练习12】已知两个力的合力大小为18N,则这两个力不可能是( )
A.10N,20N B.18N,18N C.8N,7N D.20N,28N
解答:两个力合力范围F1+F2≥F≥|F1﹣F2|。两个力的合力大小为18N,代入数据
A、30N≥F≥10N,故A正确.B、36N≥F≥0N,故B正确.
C、15N≥F≥1N,故C错误.D、48N≥F≥8N,故D正确.本题选不可能的,故选C.
【练习13】假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣.他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图所示),下列有关刀刃的说法合理的是( )
A、刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关
B、在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关
C、在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大
D、在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大
解答:把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图乙所示
当在劈背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F1、F2,使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体。由对称性知,这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出力分解的平行四边形,实为菱形,如图丙所示。
在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影部分),根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,由关系式,得F1=F2,由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sinθ的值越小,F1和F2越大。
但是,刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂,实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要,所以做成前部较薄,后部较厚。使用时,用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品,俗话说:“前切后劈”,指的就是这个意思。故D正确。故选:D。
1.关于弹力,下列说法错误的是( )
A.拉力、压力、支持力在性质上均为弹力
B.物体由于发生了弹性形变,会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用
C.对于同一根弹簧,弹性形变越大,弹力越大
D.许多物体可以在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用
【答案】D
【解答】解:A、通常所说的压力、支持力、拉力、张力,就其力的性质而言都是弹力。故A正确;
B、物体由于发生了弹性形变,会对使其发生弹性形变的物体施加弹力作用。故B正确;
C、在一定范围内,物体发生的形变是弹性形变,弹性形变越大物体产生的弹力越大。故C正确;
D、发生形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。物体不可能在不发生形变的条件下对物体施以弹力作用。故D错误。本题选择不正确的,故选:D。
2.下列各力中属于弹力的是( )
A.摩擦力 B.重力 C.支持力 D.磁场力
【答案】C
【解答】解:A、重力的施力物是地球,不是由地球的弹性形变而产生的,不是弹力,故A错误;
B.摩擦力是由于物体的相对运动产生的,不是弹性形变产生的,不是弹力,故B错误;
C.物体由于发生弹性形变而产生的力叫做弹力,平时所说的推力、拉力、提力、压力、支持力等力,都属于弹力,故C正确;
D.磁场力是磁体与磁体之间的电磁相互作用,不是弹力,故D错误。故选:C。
3.如图所示,北京首钢自由式滑雪大跳台由助滑道、起跳台、着陆坡、停止坡组成。运动员在完成一次跳台的过程中,下列说法正确的是( )
A.助滑时运动员两腿尽量深蹲是为了降低重心
B.起跳时跳台对运动员的支持力是运动员形变产生的
C.起跳后运动员在完成空中动作时运动员可看作质点
D.停止蹬地运动员就会缓慢停下,在缓慢停下的过程中运动员与滑雪板间的摩擦力是滑动摩擦力
【答案】A
【解答】解:A.为了在助滑阶段的末端获得较大的初速度,助滑时运动员通常两腿需要尽量深蹲,降低重心,减小与空气的正对面积,尽量减小空气阻力的影响,故A正确;
B.起跳时,跳台对运动员的支持力是由于跳台发生弹性形变产生的,不是运动员形变产生的,故B错误;
C.研究起跳后,运动员在完成空中动作时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响不能忽略,故此时运动员不能看作质点,故C错误;
D.在停止蹬地的过程中运动员会缓慢停下,而在缓慢停下的过程中运动员与滑雪板间保持相对静止,运动员与滑雪板间的摩擦力是静摩擦力,故D错误。故选:A。
4.如图,一位同学握住保温杯竖直向上匀速移动,保温杯受到摩擦力的方向是 竖直向上 (选填“竖直向上”或“竖直向下”),如果手对保温杯的握力增大,则保温杯受到的摩擦力大小将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】竖直向上;不变。
【解答】解:对保温杯受力分析,依题意保温杯处于平衡状态,竖直方向有f=mg
即保温杯受到摩擦力的大小等于重力大小,其方向与重力方向相反,即竖直向上。如果手对保温杯的握力增大,则保温杯受到的摩擦力大小仍然与重力大小相等,保持不变。故答案为:竖直向上;不变。
5.如图所示,5个力同时作用于一点,5个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线,已知F1=10N,则这5个力的合力的大小为( )
A.30N B.40N C.50N D.60N
【答案】D
【解答】解:根据平行四边形定则,F1和F4的合力为F3,F2和F5的合力为F3,所以五个力的合力等于3F3,根据几何关系知,F3=2F1,所以五个力的合力大小为6F1=60N,方向沿F3方向,故ABC错误,D正确。故选:D。
6.下列几组共点力作用在物体上,使物体有可能平衡的是( )
A.3N、4N、8N B.10N、30N、50N
C.7N、7N、15N D.10N、10N、10N
【答案】D
【解答】解:A、3N、4N两个力的合力大小范围是1N≤F≤7N,8N不在此范围内,三个力的合力不可能为0,不可能使物体平衡,故A错误;
B、10N、30N两个力的合力大小范围是20N≤F≤40N,50N不在此范围内,三个力的合力不可能为0,不可能使物体平衡,故B错误;
C、7N、7N两个力的合力大小范围是0≤F≤14N,15N不在此范围内,三个力的合力不可能为0,不可能使物体平衡,故C错误;
D、10N、10N两个力的合力大小范围是0≤F≤20N,10N在此范围内,三个力的合力可能为0,可能使物体平衡,故D正确。故选:D。
7.大小为3N和4N的两个力的合力大小不可能是( )
A.1N B.7N C.5N D.10N
【答案】D
【解答】解:两力合成时,合力随夹角的增大而减小,当夹角为零时合力最大,夹角180°时合力最小,合力大小范围是|F1﹣F2|≤F≤F1+F2,所以大小为3N和4N的两个力的合力大小范围是1N≤F合≤7N,故ABC是可能的,D是不可能的。本题选择不可能的,故选:D。
8.三个共点力F1=1N、F2=3N、F3=5N的合力大小不可能是( )
A.0N B.1N C.6N D.9N
【答案】A
【解答】解:两个共点力的合力范围 合力大小的取值范围为:F1+F2≥F≥|F1﹣F2|;
F1=1N,F2=3N,合力大小的取值范围为:4N≥F≥2N;
由于F3=5N,则它们的合力最大值为:Fmax=F1+F2+F3=1N+3N+5N=9N,最小值为:Fmin=F3﹣F1﹣F2=5N﹣1N﹣3N=1N;三个力的范围是1N≤F合≤9N;故A是不可能的,BCD都是可能的。
本题选择不可能的,故选:A。
9.两个大小均为F,互相垂直的共点力的作用效果 (选填:“能”或“不能”)能用一个大小也为F的力来替代,理由是 。
【答案】不能;大小均为F互相垂直的共点力的作用效果为,故不能用F来替代。
【解答】解:两个大小均为F,互相垂直的共点力的作用效果为,不能用F来代替;
两个大小均为F的互相垂直的力合成如图所示:
由图可知,他们的合力大小为,故不能用一个大小也为F的力来替代。
故答案为:不能;大小均为F互相垂直的共点力的作用效果为,故不能用F来替代。
10.如图所示,m=60kg的同学悬挂在单杠上,两臂间夹角为120°,则他单臂的拉力大小为 N。若增大两手间的距离,双臂拉力的合力 (填“增大”、“减小”或“不变”)(g=10m/s2)。
【答案】600,不变
【解答】解:对该同学受力分析如图:
两臂间夹角为120°,所以平行四边形为矩形,又两个手臂上的力大小相等,所以这个矩形为菱形,根据几何关系可知他单臂的拉力大小为F=mg=60×10N=600N
根据力的合成特点,双臂拉力的合力等于自身重力不变。故答案为:600,不变
11.如图所示,一只可视为质点的蚂蚁在半球形碗内缓慢从b点爬到a点。下列说法正确的是( )
A.蚂蚁受到的弹力逐渐变大 B.蚂蚁受到的摩擦力逐渐变小
C.地面对碗的支持力保持不变 D.地面对碗的摩擦力逐渐变大
【答案】C
【解答】解:AB、蚂蚁缓慢上爬,可以认为蚂蚁处于平衡状态,则合力始终为零,受力分析如图所示:
根据平衡有条件,可得沿碗边缘方向上,有:f=mgsinα指向圆心方向上,有:N=mgcosα
因为a点对应的α角比b点的大,所以蚂蚁在半球形碗内缓慢从b点爬到a点的过程中,蚂蚁受到的摩擦力逐渐变大,蚂蚁受到的弹力逐渐变小,故AB错误;
CD、对半球形碗和蚂蚁整体,它们都处于平衡状态,只受到重力和地面对整体的支持力,所以地面对碗的支持力等于整体的重力保持不变,地面对碗底的摩擦力为零,故C正确、D错误。故选:C。
12.如图物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上,则关于A受力的个数,下列说法中正确的是( )
A.A一定是受两个力作用 B.A一定是受四个力作用
C.A可能受三个力作用 D.A不是受两个力作用就是受四个力作用
【答案】D
【解答】解:对A受力分析,拉力F是已知的;
地球表面附近的物体一定受到地球的重力,故一定受到向下的重力;
如果拉力与重力平衡,物体A对斜面体没有压力,故物体只受2个力;
如果拉力F小于重力,会与斜面体相互挤压,故物体还会受到支持力和沿斜面向上的静摩擦力,即共受4个力;故选:D。
13.倾角为37°的两个完全相同的直角三角形滑块A、B按如图所示放置,A与桌面间的滑动摩擦系数为0.75。现在B上作用一水平推力使A、B一起在水平桌面上匀速运动,且A、B保持相对静止。则A的受力情况为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:设滑块质量为m,整体在水平方向上受推力和滑动摩擦力,有F=f=2μmg,代入数据可得:F=1.5mg;对B受力分析,假设B不受斜面A的摩擦力,则B受到重力、推力F和支持力,如图示
根据受力平衡,可得:F0=mgtanθ,代入数据得:F0=0.75mg
因为F=1.5mg>F0可知,所以B受到A向下的摩擦力,则B对A有沿斜面向上的摩擦力,除此外斜面A还受重力、地面的支持力和摩擦力,B对A的压力,故C正确,ABD错误。故选:C。
14.如图,工地上常用夹钳搬运砖块。已知砖块均为规格相同的长方体,每块质量为2.8kg,夹钳与砖块之间的动摩擦因数为0.56,砖块之间的动摩擦因数为0.35,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,g取10m/s2。搬运7块砖时,夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力大小至少应为( )
A.175N B.200N C.392N D.400N
【答案】B
【解答】解:先将7块砖当作整体受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ1F≥7mg
则有F≥175N,再考虑除最外侧两块砖的里面5块砖,受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ2F≥5mg,解得F≥200N,故夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力大小至少应为200N。
故ACD错误,B正确。故选:B。
15.如图是汽车特技表演中的镜头,汽车只有两个轮子着地并在水平地面上匀速前进,下列关于这个现象的说法正确的是( )
A.研究汽车车轮转动的时候,可以将汽车看成质点
B.地面发生弹性形变,对汽车施加了支持力
C.地面对汽车的支持力大小大于汽车的重力
D.相较于正常行驶,特技表演时地面的弹力更大
【答案】B
【解答】解:A、研究汽车车轮转动的时候,汽车的大小、形状不可忽略,汽车不能看作质点,故A错误;
B、弹力是由于施力物体发生形变产生的,所以汽车受到地面的弹力是由于地面发生了形变,故B正确;
CD、不管是正常行驶,还是做特技表演,汽车在竖直方向上受力平衡,根据平衡条件知汽车受到的弹力和重力是一对平衡力,二者大小相等,方向相反,作用在一条直线上,故CD错误。故选:B。
16.吊在天花板上的电风扇重G,静止时固定杆对它的拉力为F,当电风扇叶片水平转动起来后,杆对它的拉力为F′,则( )
A.F=G,F′=F B.F′=G,F′=F C.F′=G,F′>F D.F=G,F′<F
【答案】D
【解答】解:电风扇静止时,受重力G和固定杆对它的拉力F,处于平衡状态,由平衡条件可知:F=G;
当电风扇叶片水平转动起来后,叶片对下面的空气有向下的作用力,由牛顿第三定律可知,空气对叶片有向上的作用力,设此作用力为F1,电风扇在竖直方向受力平衡,则有:F′+F1=G
可知:F′=G﹣F1即:F′<F,故ABC错误,D正确。故选:D。
17.一质量为m的物体沿倾角θ的斜面恰好可以匀速下滑,则物体与斜面间的摩擦因数为 。若把斜面倾角减为α(α<θ),将物体由静止放在斜面上,则斜面对物体的摩擦力大小为 。
【答案】tanθ;mgsinα。
【解答】解:以物体为研究对象,受到重力、支持力和摩擦力,如图所示:
垂直于斜面方向根据平衡条件可得:FN=mgcosθ,沿斜面方向根据平衡条件可得:mgsinθ=f
又有:f=μFN,联立解得:μ=tanθ;若把斜面倾角减为α(α<θ),将物体由静止放在斜面上,根据平衡条件可得斜面对物体的摩擦力大小为:f′=mgsinα。故答案为:tanθ;mgsinα。
18.新冠肺炎疫情期间人们习惯于通过手机看视频、直播等。水平桌面上,如图所示为常见的一款手机支架,则手机放在支架上时( )
A.支架对桌面的压力等于手机的重力 B.手机一定受到摩擦力的作用
C.支架对手机的作用力方向竖直向上 D.手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解答】解:A、支架对桌面的压力等于手机与支架的重力之和,故A错误;
B、对手机进行受力分析,受到重力、下端支架对手机的支持力、侧面对手机的支持力,三力可以平衡,如图所示,则手机不一定受到摩擦力的作用,故B错误;
C、支架对手机的作用力为N1、N2的合力,根据平衡条件,这个合力和重力是一对平衡力,所以支架对手机的作用力方向竖直向上,故C正确;
D、手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对作用力和反作用力,故D错误。故选:C。
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