1、第 3 课 重力 弹力 摩擦力1 弹力的有无、方向和大小a假设法判断弹力的有无(1)(多选)(2018 改编，6 分)如图所示，水平地面上固定一个斜面，斜面与水平面的夹角为。一根轻质细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个小球，细线与斜面平行。小球的质量为 m。小球右边有一竖直挡板，重力加速度为 g，小球静止在斜面上，不计一切摩擦，则( )A挡板对小球的弹力可能为 0B细线对小球的拉力可能为 0C斜面对小球的支持力可能为 0D细线和挡板对小球的作用力可能都为 0答案：AB解析：假设挡板与小球不再接触，则小球受重力、细线拉力、斜面支持力保持静止，故 A项正确。假设细线与小球不再接触，则小球受到挡
2、板的弹力、斜面支持力、重力保持静止，故 B 项正确。假设斜面与小球不接触，则小球会摆动，所以斜面对小球一定有弹力，故 C项错误。假设挡板与细线都与小球不接触，小球受到垂直于斜面的支持力和竖直向下的重力，小球向下滑动，所以细线和挡板对小球的作用力不可能都为 0，故 D 项错误。b结合运动和受力情况分析弹力的大小和方向(2)(多选)(经典题，6 分)如图所示，位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为 ，在斜杆的下端固定有质量为 m 的小球。下列关于杆对球的作用力 F 的判断中，正确的是( ) A小车静止时，F mgsin ，方向沿杆向上B小车静止时，F mgcos ，方向垂直于
3、杆向上C小车向右做匀速运动时，一定有 F mg，方向竖直向上D小车向右做匀加速运动时，一定有 Fmg，方向可能沿杆向上答案：CD解析：小球受重力和杆的作用力 F 静止或做匀速直线运动时，由平衡条件知，二力必等大反向，有 F mg，方向竖直向上，故 A 项、B 项均错误，C 项正确。小车向右做匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg 和 F 的合力应水平向右，如图所示。由图可知，Fmg，方向可能沿杆向上，故 D 项正确。(3)(多选 )(2018 改编，6 分) 如图所示，杆 BC 的 B 端用铰链固定在竖直墙上，另一端 C 为一滑轮。重物 G 上系一绳经过滑轮固定于墙上
4、A 点处，杆恰好平衡。若将绳的 A 端沿墙缓慢向下移(BC 杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计)，则( )A两段绳中的拉力大小相等，且保持不变B两段绳中的拉力大小相等但发生变化CBC 杆对 C 端的弹力沿杆方向由 B 指向 CDBC 杆受绳的压力增大答案：ACD解析：同一根不计质量的绳子绕过光滑的滑轮被分成两段，则这两段绳子中的拉力大小相等，始终等于重物所受的重力，故 A 项正确，B 项错误。选取绳子与滑轮的接触点为研究对象，对其受力分析，如图所示，由于 BC 杆可以绕 B 端自由转动，所以平衡时 BC 杆对C 端的弹力沿杆方向由 B 指向 C，故 C 项正确。绳中的弹力大小相等，即FT1 FT2
5、G，C 点处于三力平衡状态，将三个力的示意图平移可以组成闭合三角形，如图中虚线所示，设 AC 段绳子与竖直墙壁间的夹角为 ，则根据几何知识可知 F2G sin ，当2绳的 A 端沿墙缓慢向下移时，绳的拉力不变， 增大，F 也增大，根据牛顿第三定律知，BC 杆受绳的压力增大，故 D 项正确。c运用胡克定律和平衡条件计算弹力(4)(2017 全国 ，6 分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上，弹性绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为 100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终
6、处于弹性限度内)( )A86 cm B92 cmC98 cm D104 cm答案：B解析：平衡时绳的总长度为 100 cm，则每段绳的长度为 50 cm，平衡时弹性绳与水平方向的夹角为 ，则 sin ，每段弹性绳的拉力为 T，则 2Tsin mg，解得 T mg。根据胡35 56克定律，Tkx 1，且 x110 cm，解得 k mg，将弹性绳的两端移动到同一点，则1122kx2mg，则 x26 cm ，总长度为 80 cm26 cm 92 cm，故 B 项正确。2 摩擦力的方向、大小和突变a判断关于摩擦力的说法(5)(2018 改编， 6 分)关于两物体间的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是(
7、)A摩擦力的大小一定与弹力成正比B摩擦力的方向与弹力的方向垂直C两个水平叠放的物体，上面物体对接触面的压力就是自身重力D摩擦力只能是阻力不能是动力答案：B解析：摩擦力有静摩擦力和滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与弹力成正比，但静摩擦力不一定，故 A 项错误。弹力的方向总是垂直于接触面而指向被压或被支持的物体，摩擦力的方向总是沿着接触面并与接触面相切，故 B 项正确。重力是物体受到地球的引力的一个分力，而压力是下面物体受到上面物体给的弹力，故 C 项错误。静摩擦力与滑动摩擦力的方向由接触的两个物体的相对运动(或者相对运动趋势) 决定，而不是由单个物体的运动方向决定的，当摩擦力方向与物体运动方向相同时
8、，摩擦力是这个物体运动的动力，摩擦力方向与物体运动方向相反时，摩擦力是这个物体运动的阻力，故 D 项错误。b假设法分析静摩擦力的有无和方向(6)(2014 广东理综， 4 分)如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木 P 在支撑点 M、N处的受力情况，下列说法正确的是( )AM 处受到的支持力竖直向上BN 处受到的支持力竖直向上CM 处受到的摩擦力沿 MN 方向DN 处受到的摩擦力沿水平方向答案：A解析：M 处受到的支持力垂直于地面向上，即竖直向上，故 A 项正确。 N 处受到的支持力垂直于原木 P 向上，不是竖直向上，故 B 项错误。假设 M、N 处都不受摩擦力，则原木P 滑动，假设不成立。
9、假设 M 处受摩擦力而 N 处不受摩擦力，则 M 处摩擦力沿水平方向指向原木堆。假设 M 处不受摩擦力而 N 处受摩擦力，则 N 处的摩擦力沿着原木 P 的方向由 M 指向 N，故 M、N 处至少有一处受摩擦力，故 C 项、D 项均错误。c运用公式 f FN 列方程求解(7)(2017 全国 ，6 分)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，而方向与水平面成 60角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为( )A2 B. C. D.336 33 32答案：C解析：物块在水平拉力 F 作用下匀速运动，则 Fmg。当 F 的方向与水平
10、面成 60时，物块也恰好做匀速直线运动，则 Fcos 60( mgFsin 60)，联立解得 ，故 C 项正确。33d解析法求摩擦力突变的图像(8)(2017 彭州模拟， 6 分)长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角 变大)，另一端不动，则铁块受到的摩擦力 Ff 随角度 的变化关系图像是图中的( )答案：C解析：开始时，0，F f0，开始一段时间，铁块相对木板静止，所受的是静摩擦力。缓慢竖起时，可认为铁块处于平衡状态，由力的平衡关系可知 Ffmgsin ，静摩擦力随 的增大而增大，它们呈正弦规律变化，在铁块刚好要滑动而没滑动时，F f 达到最大值。 继续增大，铁块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，F fmgcos ，因此，滑动摩擦力随 的增大而减小，呈余弦规律变化，且最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故 C 项正确。
