图10
A.斜面有向左运动的趋势
B.地面对斜面的支持力为80 N
C.球对弹性轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下
D.弹性轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上 1 2 3 4 5 6 题号 答案 9.
7 8 图11
如图11所示,质量相等的A、B两物体在平行于固定斜面的推力F的作用下沿光滑面做匀速直线运动,A、B间轻弹簧的劲度系数为k,斜面的倾角为30°,则匀速运动时弹簧的压缩量为多少?
图12
10.如图12所示,质量为m的物体A放在地面上的竖直轻弹簧B上.现用细绳跨过定滑轮将物体A与另一轻弹簧C连接,当弹簧C处在水平位置且右端位于a点时它没有发生形变.已知弹簧B和弹簧C的劲度系数分别为k1和k2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦.将弹簧C的右端由a点沿水平方向拉到b点时,弹簧B刚好没有形变,求a、b两点间的距离.
学案6 力 重力 弹力
【课前双基回扣】
1.D [甲对乙施力的同时,乙对甲也施力,只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、脸部等更能承受击打罢了,所以乙感到痛而甲未感到痛,A错;“风吹草动”的施力物体是空气,B错;力不可以离开物体,磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场
发生的,磁场离不开磁铁,故C错;网球飞出后受重力和阻力作用,施力物体是地球和空气,故D正确.]
2.D [在地球上的同一位置,同一物体的重力为一定值,故A错;只要在地球上,物体所受重力就不为零,故B错;重力的方向始终竖直向下,与物体运动状态无关,故C错.]
3.BC [物体的重心是重力的等效作用点,不一定在物体上,所以A项错误;悬挂法确定物体重心时,线的方向一定通过重心,因此B项正确;物体重心与质量分布和形状有关,当质量分布不变、形状不变时,其重心不变,而形状改变时重心位置也改变,所以C项正确,D项错误.]
4.CD [弹力产生的两个条件:①接触;②弹性形变,两者缺一不可,故A错.弹力与重力性质不同,故B错.C、D正确.]
5.C [在注满水时,球壳和水的共同重心在球心,随着水的流出,球壳的重心不变,但水的重心下降,二者共同的重心在下降.当水流完时,重心又回到球心,故选项C正确.]
6.B [用假设法,即假设存在法或假想分离法判断弹力的有无.A选项中a、b间如果存在弹力,则b给a的弹力水平向左,a将向左侧加速运动,显然与题设条件不符;或者假设拿掉任意一个物体,另一个没有变化,则判断两者之间没有弹力,故A选项中a、b间无弹力作用;同理,对于C选项可以判断出a、b间没有弹力;对于D选项,也可以假设a、b间有弹力,则a(斜面)对b的弹力将垂直于斜面向上,因此,b的合外力不为零,b受到向左的力的作用,即b不可能处于静止状态,故a、b间无弹力作用;B选项,假设拿掉任意一个物体,则另一个的状态将要发生变化,故a、b间一定存在弹力.] 思维提升
1.(1)力的作用是相互的.若甲物体对乙物体施加某种力的作用,则乙物体必同时对甲物体施加相同性质的力的作用.施力物体同时也是受力物体,受力物体也必然是施力物体.这说明力是成对出现的.(2)力的产生和存在离不开物体.一个物体受到力的作用,一定有另外的物体施加这种作用.前者是受力物体(研究对象),后者是施力物体,只要有力产生,就一定同时存在着受力物体和施力物体.力不能脱离物体而独立存在.分析力时,要弄清该力是谁对谁的作用.若找不到施力物体,则该力不存在.
2.(1)物体的重心与物体的形状和质量分布有关,形状和质量分布发生变化时,将会引起重心的变化.
(2)第5题分析时注意两点,一是抓住两个特殊状态:装满水时和水流完时,重心均在球心;二是分析由于水的流出重心先如何变化——降低,结合这两方面就可得到其重心先降低后升高.
3.判断弹力有无一般有两种方法:(1)根据产生条件判断.此法适用于形变明显的情形.(2)根据产生效果判断.此法适用于形变不明显的情形.另外应用此法时还常常与假设法相结合. 【核心考点突破】
例1 C [当瓶中盛满液体时,重心在瓶的中部,随着液体的滴出,重心下降;当液体滴完时,重心又上升到原来的位置.]
[规范思维] 重心相对于物体的位置与物体的形状和质量分布有关,质量分布均匀且有规则几何形状的物体,其重心就在其几何中心,但不一定在物体上.本题找准重心的初末位置及初始阶段重心位置的变化即可. 例2 (1)mg 竖直向上 (2)见解析
解析 (1)小车静止时,球处于平衡状态,由平衡条件可知:F1=mg,方向竖直向上.
(2)当小车以加速度a向右匀加速运动时,小球的加速度也为a,设杆对球的弹力为F2,与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则有 F2cos θ=mg F2sin θ=ma 可解得:
a
F2=?ma?2+?mg?2=ma2+g2 tan θ= g
[规范思维] (1)细绳对物体的弹力一定沿绳,而杆对物体的弹力不一定沿杆.
(2)除弹簧的弹力可用胡克定律直接计算外,一般情况下,弹力的大小和方向要由物体的平衡条件或牛顿运动定律来求.
F2+F1
例3 C [根据胡克定律有F1=k(l0-l1),F2=k(l2-l0),联立解得k=.]
l2-l1
[针对训练] 1.D
2.
3.BD [两弹簧中任一点处相互作用均相等,都等于弹簧一端的力,与劲度系数无关(只是劲度系数不同,形变量不同),B对,C错.两弹簧均发生形变,其弹性势能均变化,D对.]
【课时效果检测】
1.A [各种场力,就是没有相互接触的物体间存在的力的作用,A对.力是改变物体运动状态的原因,B错.力的作用是相互的、同时的,没有先后顺序,C错.力是物体间的相互作用,不能传递,D错.]
2.CD [地球上的物体运动或静止时都受地球的吸引作用,故运动或静止的物体均受重力,A错误;某物体在地球某点处所受地球吸引而产生的重力一定,与此物体的运动状态无关,B错误,C正确;物体所受重力G=mg,在g一定时,G由m决定,D正确.]
3.B [台球与球桌边框碰撞时,受到边框的弹力作用,弹力的方向应与边框垂直,即沿OB方向,故选B.]
4.C [由图象可以看出在直线a对应的阶段,弹簧处于压缩状态,弹力F随着缩短量的减小而减小,当弹簧长度为12 cm时恢复原长;直线b对应的是弹簧的伸长阶段,弹力F随伸长量的增大线性递增.由此可看出弹力F=100 N时,弹簧对应的形变量x=4
F
cm,根据胡克定律可求出弹簧的劲度系数k==2 500 N/m.]
x
5.C [一根弹簧,挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L,伸长L,劲度系数k=mg/L,若两个小球如题图示悬挂,则下面的弹簧伸长L,上面的弹簧受力2mg,伸长2L,则弹簧的总长为L+L+L+2L=5L,故C正确.]
6.B [设球在A处时弹簧已压缩了Δx,球平衡时弹力FA=G=kΔx,球在B处时,弹簧又压缩x,球再达平衡时弹力FB=k(Δx+x)=G+kx,故选项B是正确的.注意:此题易选错为A项,原因是x并非球在B处时弹簧的变化量,即不是弹簧压缩后与原长的差值.]
7.B [先隔离物体b受力分析,由平衡条件可知,选项A错误;再将a、b看作一个
整体,则a、b之间绳子的张力属于内力,由整体受力平衡可知,选项B正确.]
8.C [把小球、杆和斜面作为一个系统受力分析,可知,系统仅受重力和地面的支持力,且二力平衡,故A、B错;对小
球受力分析知,小球只受竖直向下的重力和杆给的竖直向上的弹力(杆对小球的力不一定沿杆),故C对,D错.] F9. 2k
解析 设A、B匀速运动时弹簧的压缩量为x,由平衡条件 对A F=mgsin 30°+kx① 对B kx=mgsin 30°②
F
解①②联立的方程组得x=.
2k
11
10.mg(+)
k1k2
mg
解析 开始时,弹簧B的压缩长度为x1=
k1
mg
当弹簧B无形变时,弹簧C伸长x2=
k2
11
所以a、b间距离为x1+x2=mg(+) k1k2
易错点评
1.发生相互作用的物体不一定都是相互接触的. 2.物体的重心不一定都在物体内.
3.物体的质量不随物体所处位置而改变,但其重心却随物体位置的不同而不同. 4.弹力方向总与接触面垂直,而与物体的运动状态以及接触面形状无关. 5.胡克定律F=kx中的x是弹簧的形变量,而不是弹簧的长度.
学案7 摩擦力
一、概念规律题组
1.下列说法中不正确的是( )
A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力 B.两物体间有摩擦力,则其间必有弹力
C.两物体间有弹力,则其间不一定有摩擦力 D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力
2.关于静摩擦力,下列说法中不正确的是( ) A.两个运动的物体之间可能有静摩擦力的作用
B.静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反
C.当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时,但不可以用F=μFN计算静摩擦力 D.静摩擦力的大小与接触面的性质及正压力有关
图1
3.如图1所示,物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下,静止于水平地面上,则物体所受摩擦力Ff的大小和方向为( )
A.F1>F2时,Ff=F1-F2,方向水平向左 B.F1 D.根据摩擦力计算公式可知,Ff为定值μmg 图2 4.如图2所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个水平向左大小为10 N的拉力F作用,则物体受到滑动摩擦力为(g取10 N/kg)( ) A.10 N,水平向右 B.10 N,水平向左 C.20 N,水平向右 D.20 N,水平向左 二、思想方法题组 图3 5.如图3所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是( ) A.A受到B摩擦力的作用 B.B受到A、C摩擦力的作用 C.B只受C摩擦力的作用 D.C只受地面摩擦力的作用 图4 6.如图4所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向以及摩擦力是动力还是阻力. (1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面间无相对滑动); (2)汽车刹车时(二者无相对滑动); (3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动); (4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时; (5)汽车突然加速,木箱在车上滑动时. 一、静摩擦力 1.静摩擦力的有无及其方向的判断 静摩擦力是否存在及其方向的确定,通常采用的方法有“假设法”和“反推法”.