1、1微型专题 三种性质的力及物体的受力分析一、弹力有无及方向的判断1.条件法：根据物体是否直接接触并发生形变来判断，常用于形变明显的情况.2.对于形变不明显的情况通常有以下三种方法(1)假设法：可以假设将与所研究物体接触的其他物体撤去.看所研究物体还能否保持原来的状态，若能则无弹力，若不能，则存在弹力.(2)状态法：因为物体的受力必须与物体的运动状态相吻合，所以可以依据物体的运动状态由相应的规律(如二力平衡等)来判断物体间的弹力.(3)替换法：可以将硬的形变不明显的施力物体用软的易产生明显形变的物体来替换，若替换后能发生形变，则表示原接触处有弹力存在；若替换后不能发生形变，则表示原接触处无弹力存
2、在.例 1 如图所示的四个图中， M、 N 两方形木块处于静止状态，它们相互之间一定没有弹力作用的是( )答案 D解析 D 选项中 N 与 M 间虽接触但不存在挤压，故 D 中 M、 N 之间一定不存在弹力.二、静摩擦力有无及方向的判断1.静摩擦力产生的条件：接触面间有压力、接触面粗糙且有相对运动趋势.2.平衡条件法2当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.3.假设法利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：4.力的相互作用法：当一物体所受摩擦力方向不易判断时，可根据与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况和相互作用力等大反向的特点进
3、行判定.例 2 A、 B、 C 三物块质量分别为 M， m 和 m0，按如图 1 所示的位置放置，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计若 B 随 A 一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定( )图 1A物块 A 与桌面间有摩擦力，大小为 m0gB物块 A 与 B 之间有摩擦力，大小为 m0gC桌面对 A， B 对 A 都有摩擦力，两者方向相同，合力为 m0gD桌面对 A， B 对 A 都有摩擦力，两者方向相反，合力为 0答案 A解析 B 随 A 做匀速运动，水平方向不受力的作用，即 A 与 B 之间没有摩擦力 A、 B 一起做匀速运动，受到水平向右的大小为 m0g 的拉力，故桌面
4、对 A 有向左的摩擦力，大小等于拉力，故 A 项正确静摩擦力的有无和方向，可以根据平衡条件用假设法来进行判断.选定某静止或匀速直线运动的物体为研究对象，假设物体受到静摩擦力作用，若物体能够保持静止或匀速直线运动状态，则此静摩擦力存在，并结合其他力判断静摩擦力的方向；若物体不能保持平衡状态，则不受此静摩擦力的作用.针对训练 1 (多选)如图 2 所示，物体 A、 B 叠放在水平面上，水平力 F 作用在 A 上，使二者一起向右做匀速直线运动，下列说法正确的是( )3图 2A.A、 B 之间无摩擦力B.A 受到的摩擦力水平向右C.B 受到 A 的摩擦力水平向右D.地面对 B 的摩擦力为滑动摩擦力，水
5、平向左答案 CD三、摩擦力的计算例 3 如图 3 所示，用水平力 F 将木块压在竖直墙壁上，已知木块的重力 G6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数 0.25，求：图 3(1)当 F25 N 时，木块静止，木块受到的摩擦力为多大？(2)当 F 增大为 30 N 时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？(3)当 F10 N 时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？答案 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N解析 分析木块的受力情况，如图所示.(1)(2)木块静止，根据二力平衡，竖直方向上的静摩擦力等于重力， Ff1 Ff2 G6 N，与压力大小无关.(3)木块沿墙面下滑时，木块与墙壁间的
6、摩擦力为滑动摩擦力，Ff3 F N， FN F4所以 Ff3 F0.2510 N2.5 N.四、物体的受力分析受力分析的一般步骤：(1)明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，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，分析周围有哪些物体对它施加了力的作用.(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.例 4 画出图 4 中物体 A 所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体 A 静止，接触面光滑；(2) A 沿粗糙斜面上滑；(3) A 沿粗糙水平面滑行；(4)
7、接触面光滑， A 静止.图 4答案 见解析解析 (1)物体 A 受重力 G、推力 F、支持力 FN、墙壁对 A 向左的弹力 FN，施力物体分别是地球、推 A 的物体、地面、墙壁；(2)物体 A 受竖直向下的重力 G、垂直于斜面向上的支持力 FN、沿斜面向下的滑动摩擦力 Ff，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(3)物体 A 受重力 G、支持力 FN、滑动摩擦力 Ff，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(4)物体 A 受重力 G、拉力 FT、弹力 FN，施力物体分别是地球、绳子、墙壁.针对训练 2 如图 5 所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳 1 倾斜，绳 2 恰好竖直，则小球所受的
8、作用力有( )图 5A.1 个 B.2 个C.3 个 D.4 个答案 B解析 假设绳 1 对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外，球在竖直方向上还受重5力和绳 2 的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳 1 不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳 2 的拉力.故 B 正确.1.(弹力的方向及有无)画出图 6(1)(4)中静止物体 A 的受力示意图(注意：图中球形物体的接触面光滑).图 6答案2.(简单的受力分析)如图 7 所示，木箱 A 中放一个光滑的铁球 B，它们一起静止于斜面上，如果对铁球 B(不包括木箱 A)进行受力分析，则铁球 B 受力个数为( )图 7A3 个 B4
9、个C2 个 D1 个答案 A解析 对 B 球受力分析，受重力、斜面对球垂直斜面向上的支持力和箱子对球平行斜面向上6的支持力，三力平衡，故选 A.3.(简单的受力分析)(多选)如图 8 所示， A 物体沿竖直墙自由下滑， B、 C、 D 物体均静止，各接触面均粗糙.下列说法正确的是( )图 8A.A 物体受到三个力作用B.B 物体受到三个力作用C.C 物体受到三个力作用D.D 物体受到三个力作用答案 BC解析 A 物体沿竖直墙自由下滑， “自由”说明物体 A 与竖直墙之间没有弹力和摩擦力，因此 A 只受重力作用，故 A 选项错误； B 物体处于静止状态，受到重力、弹力、摩擦力三个力的作用，故 B
10、 正确； C 物体受到重力和两个绳子的拉力，故 C 正确； D 物体处于静止状态，受到重力、支持力、绳子的拉力和摩擦力四个力的作用，故 D 错误.4.(摩擦力大小的计算)如图 9 所示，一个质量为 M2 kg 的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数 0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为 m00.1 kg 的小桶相连，已知： M 受到的最大静摩擦力 Fmax4.5 N，物体与定滑轮间的细绳水平，滑轮上的摩擦不计， g 取 10 N/kg，求在以下情况中， M 受到的摩擦力的大小.图 9(1)只挂 m0处于静止状态时；(2)只挂 m0但在 M 上再放一个 M3 kg 的物
11、体时；(3)只在桶内加入 m10.33 kg 的砂子时；(4)只在桶内加入 m20.5 kg 的砂子时.答案 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N解析 (1)因为 m0g1 NFmax，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，所以 F4 F N Mg 4 N.一、选择题1.在立起一根木棍的过程中要经过如图 1 所示的位置，此时地面对木棍的弹力方向是图中的( )图 1A.F1的方向B.F2的方向C.F3的方向D.F4的方向答案 B解析 点面接触的弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体，所以地面施予木棍的弹力方向正确的是 F2.2(2018宁波市第一学期期末)如图 2 所示，某人用一只
12、手紧握一饮料瓶，使瓶子静止在竖直方向上，对饮料瓶的受力，下列说法正确的是( )图 2A重力、弹力 B重力、弹力和摩擦力C重力和摩擦力 D重力和托力答案 B解析 水平方向，瓶受手对它的压力，竖直方向，瓶保持静止，处于平衡状态，受重力和静摩擦力，故 B 正确，A、C、D 错误3如图 3 所示，在粗糙的水平地面上有质量为 m 的物体 A，连接在一劲度系数为 k 的轻弹簧上，物体与地面之间的动摩擦因数为 ，现用一水平力 F 向右拉弹簧(弹簧未拉动前处于8原长)，使物体 A 做匀速直线运动，则弹簧伸长的长度为(重力加速度为 g)( )图 3A. B. C. D.kF mgk k mg mgk答案 D解析
13、 设弹簧伸长的长度为 x，由胡克定律和二力平衡得 kx mg ，所以 x .故选项 mgkD 正确4.如图 4 所示，一人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，以下说法正确的是( )图 4A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和向右的摩擦力的作用C.人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用D.人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用答案 A解析 人做匀速直线运动，则人处于平衡状态，受重力和支持力，若受摩擦力，一定沿水平方向，但没有力与摩擦力平衡，故 A 正确，B、C、D 错误.5.静止的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图 5 所示，小球下方与一光滑斜面接触.关于小球
14、的受力，下列说法正确的是( )图 5A.细线对它一定有拉力作用B.细线对它可能没有拉力作用C.斜面对它可能有支持力作用D.斜面对它一定有支持力作用答案 A解析 小球和光滑斜面接触，斜面对小球没有弹力(假设有弹力，小球将受到三个力作用，9重力和细线的拉力在竖直方向上，弹力垂直于斜面向上，三个力的合力不可能为零，小球将向右上方运动，与题设条件矛盾，故斜面对小球没有弹力)，故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力，故选项 A 正确，B、C、D 错误.6.如图 6 所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 ，在斜杆下端固定着质量为 m 的小球，小车静止，下列关于杆对球的弹力的判断正确的是( )图
15、6A.大小为 mg，方向沿杆向上B.大小为 mg，方向垂直杆向上C.大小为 mg，方向竖直向上D.以上说法都不对答案 C解析 小车静止时，根据平衡条件可知，杆对球的弹力 F mg，方向竖直向上，C 正确，A、B、D 错误.7.如图 7 所示，在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计拉一个放在水平板上的木块，部分实验记录如表所示.则实验中木块受到的( )图 7实验次序 木块状态 弹簧测力计读数/N第 1 次 静止 0.60 第 5 次 匀速 0.50 第 10 次 加速 0.90A.静摩擦力恒为 0.60 NB.静摩擦力可能大于 0.60 NC.滑动摩擦力为 0.90 N10D.滑动摩擦力一定小于静摩
16、擦力答案 B解析 当木块保持静止时，静摩擦力的大小随着拉力的变化而变化，选项 A 错误；当拉力为0.60 N 时，木块处于静止，静摩擦力大小为 0.60 N，随着拉力的增大，静摩擦力可能大于0.60 N，选项 B 正确；当弹簧拉力为 0.50 N 时，木块做匀速直线运动，知滑动摩擦力等于0.50 N，选项 C 错误；静摩擦力随着拉力的变化而变化，因此可能大于滑动摩擦力，可能小于滑动摩擦力，也可能等于滑动摩擦力，选项 D 错误.8.如图 8 所示，传送带运输机正在把货物从低处匀速运往高处，运送过程中货物与传送带保持相对静止，则下列说法正确的是( )图 8A.货物具有相对传送带向上运动的趋势B.货
17、物具有相对传送带向下运动的趋势C.货物受传送带的摩擦力沿传送带向下D.传送带没有给货物摩擦力作用答案 B解析 若货物与传送带间的接触面光滑，则货物不会被传送带“带着”向高处运动，即货物相对传送带有向下运动的趋势，所以货物受传送带的摩擦力方向沿传送带向上.9.如图 9 所示，不光滑的水平面上并列放置两物块 A 和 B.已知水平面对 A 的最大静摩擦力为 4 N，水平面对 B 的最大静摩擦力为 2 N，当用 F3 N 的水平力从左侧推 A 时，物体A、 B 受的摩擦力分别为 FfA、 FfB，则( )图 9A.FfA1 N， FfB2 NB.FfA3 N， FfB0C.FfA4 N， FfB2 N
18、D.因动摩擦因数和 A、 B 的质量未知，故无法计算答案 B解析 对 A：水平方向受到 3 N 向右的推力和 3 N 向左的静摩擦力，没有超过 A 的最大静摩擦力 4 N，所以 A 和 B 接触而没有挤压， B 对 A 的作用力 FBA0.对 B：没有相对水平面滑动的趋势，水平面对 B 没有摩擦力， FfB0.10.如图 10 是某小组同学为研究动摩擦因数所设计的实验装置.其中 A 为一质量为 M 的长直11木板， B 为木板上放置的质量为 m 的木块， Q 为木块右端连接的一水平放置的弹簧测力计.实验时用水平力将 A 从 B 的下方抽出，通过 Q 的读数即可测出动摩擦因数.若实验条件较为理想
19、，则( )图 10A.只有将木板 A 匀速抽出才能从 Q 上读取稳定读数B.将木板 A 加速、减速或匀速抽出均能从 Q 上读取稳定读数C.通过该方法不能测得 A 与 B 之间的动摩擦因数D.通过该方法可测得 A 与地面之间的动摩擦因数答案 B解析 用力将 A 从 B 的下方抽出达到稳定状态时，在水平方向上 B 所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡，根据滑动摩擦力公式 F F N可知，无论木板 A 是做匀速直线运动还是变速直线运动，都不会改变木块受到的摩擦力大小，木块相对地面总是静止的，均能从 Q 上读取稳定读数，选项 A 错误，B 正确；当 B 达到稳定状态时，弹簧测力计的读数与 B 所受的
20、滑动摩擦力大小相等， B 对木板 A 的压力大小等于 B 的重力 mg，由 F F N，得 ，从FmgQ 上读取 F，则可求得 A 与 B 之间的动摩擦因数 ，选项 C、D 错误.二、非选择题11.如图 11 甲所示，将完全相同、质量均为 4 kg 的木块 A 和 B 叠放在水平桌面上，在 16 N的水平拉力 F1作用下， A、 B 一起做匀速直线运动.( g 取 10 N/kg)图 11(1)此时木块 B 上表面受到摩擦力 Ff1是多少？ B 的下表面所受的摩擦力 Ff2又是多少？(2)桌面与木块之间的动摩擦因数是多少？(3)若将 A、 B 紧靠着放在水平桌面上(如图乙所示)，用水平推力 F
21、2推 A 使它们一起匀速运动，这时， A 对 B 的弹力有多大？答案 (1)0 16 N (2)0.2 (3)8 N解析 (1) A 做匀速运动，水平方向不受力，所以 B 上表面 Ff10下表面 Ff2 F116 N.(2)由 FN( mA mB)gFf2 F N12解得 0.2.(3)FNB mBgB 受的摩擦力 FfB m Bg8 NFAB FfB8 N.12.如图 12 所示， A 物体重力为 20 N， B 物体重力为 10 N，力 F 竖直向下， A 与水平面间的动摩擦因数 0.4，其余摩擦不计，与 A 相连的细线水平，求(1)(2)两种情况下物体 A 受什么摩擦力？大小如何？(假设
22、最大静摩擦力等于滑动摩擦力)图 12(1)F0 时由静止释放 B 物体；(2)F10 N 时由静止释放 B 物体；(3)若要使 A 匀速运动，所加力 F 的大小是多少？答案 (1)滑动摩擦力 8 N (2)静摩擦力 10 N (3)5 N解析 (1) F0 时， A 所受最大静摩擦力为 F 静 max m Ag8 N，此时 mBg F 静 max，故 A 将运动， A 所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为 F 滑 m Ag8 N；(2)当 F10 N 时， A 所受最大静摩擦力为 F 静 max (F mAg)12 N，此时 mBg F 静max，故 A 静止， A 所受摩擦力为静摩擦力，大小为 F 静 mBg10 N.(3)若 A 匀速运动，此时滑动摩擦力大小等于 B 的重力大小，故此时有： (mAg F) mBg，代入数据得： F5 N，故所加力 F 的大小是 5 N.
