力学平衡(1).doc

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2013年大庆市弘文教育高一物理知识梳理卷
本题编写：郭老师
2012年11月7日
第二单元 力 物体的平衡
第1节 重力 弹力 摩擦力
回扣一　力　重力
1．下面说法中正确的是 (　　)
A．被踢出去的足球能在空中飞行，除受重力和空气阻力 外，还受到踢球的脚对它施加的力
B．由一定距离的磁极间有相互作用力可知，力可以离开 物体而独立存在
C．力的大小可以用天平测量
D．在力的示意图中，长的线段所对应的力不一定比 短的线段所对应的力大

2．判断正误。
(1)物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力 (　　)
(2)物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力(　　)
(3)用细线将物体悬挂起来，静止时物体的重心一定在悬线
所在的直线上 (　　)
(4)重心就是物体所受重力的等效作用点，故重心一定在物
体上 (　　)
回扣二　弹力
3．关于弹力，下列说法中正确的是 (　　)
A．发生形变的物体才能有弹力，也一定有弹力
B．物体的形变越大，弹力也越大
C．弹力的方向一定与施力物体发生形变的方向相反
D．弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体产生的弹力也越大
4．在弹性限度内，弹簧挂0.5 N的重物时，弹簧伸长2 cm，
挂0.75 N的重物时弹簧长度是10 cm，则弹簧原长是________cm。
回扣三　摩擦力
5．下面关于摩擦力的说法中，正确的是 (　　)
A．只要物体相互接触，物体间就会产生摩擦力
B．与滑动摩擦力大小有关的因素有两个：一是物体间的动摩擦因数，二是物体重力的大小
C．如果物体受摩擦力作用，则物体一定受弹力作用
D．摩擦力总是阻碍物体的运动
6．质量为2 kg的物体，静止在水平地面上，物体与地面间
的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。给物体一水平拉力。
(1)当拉力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(2)当拉力大小变为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？

[知识必会]
1．弹力有无的判断方法
(1)根据弹力产生的条件直接判断：根据物体是否直接接
触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况。
(2)利用假设法判断：对形变不明显的情况，可假设两个
物体间弹力不存在，看物体能否保持原有的状态，若运动状态不变，则此处不存在弹力，若运动状态改变，则此处一定有弹力。
(3)根据物体的运动状态分析：根据物体的运动状态，利
用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在。例如，如图2－1－1所示，小球A在车厢内随车厢一起向右运动，可根据小球的运动状态分析车厢后壁对球A的弹力的情况。

图2－1－1
①若车厢和小球做匀速直线运动，则小球A受力平衡，所以车厢后壁对小球无弹力。
②若车厢和小球向右做加速运动，则由牛顿第二定律可知，车厢后壁对小球的弹力水平向右。
2．弹力方向的判断方法
(1)根据物体产生形变的方向判断。
(2)根据物体的运动情况，利用平衡条件或牛顿第二定律判
断，此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再根据牛顿第二定律确定合力的方向，然后根据受力分析确定弹力的方向。
3．弹力大小的计算方法
(1)一般物体之间的弹力，要利用平衡条件或牛顿第二定
律来计算。
(2)弹簧的弹力，由胡克定律(F＝kx)计算。
[名师点睛]
(1)绳对物体只能产生拉力，不能产生推力，且绳子弹力
的方向一定沿着绳子并指向绳子收缩的方向，这是由绳子本身的特点决定的。
(2)杆既可以产生拉力，也可以产生推力，弹力的方向可
以沿杆，也可以不沿杆，这是杆和绳两种模型的最大区别。
(3)弹力是被动力，其大小与物体所受的其他力的作用以
及物体的运动状态有关。

[典例必研]
[例1]　如图2－1－2所示为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θ，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＝mgsinθ，方向沿杆向上
B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上
C．小车向右匀速运动时，一定有F＜mg，方向竖直向上
D．小车向右匀加速运动时，一定有F>mg，方向可能沿杆向上
[冲关必试]
1.如图2－1－3所示，一倾角为45°的斜面固定于墙角，为使一光滑且质量分布均匀的
铁球静止，需加一水平力F，且F通过球心，下列说法正确的是 (　　)
A．球一定受墙水平向左的弹力 图2－1－3
B．球可能受墙水平向左的弹力
C．球一定受斜面竖直向上的弹力
D．球不一定受斜面的弹力作用
2．画出图2－1－4中物体A和B所受重力、弹力的示意图。
(各接触面均光滑，各物体均静止)

图2－1－4
[知识必会]
1．摩擦力
(1)定义：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有相对运
动或相对运动趋势时，在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力。
(2)产生条件：接触面粗糙；接触面处有弹力；物体间有
相对运动或相对运动趋势。
(3)大小：滑动摩擦力F＝μFN，静摩擦力：0≤F≤Fm。
(4)方向：与相对运动或相对运动趋势方向相反。
(5)作用效果：阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势。
2．静摩擦力的判断
(1)假设法：
利用假设法判断静摩擦力的有无及方向的思路如下：[来源:学+科+网Z+X+X+K]

(2)反推法：
从研究物体表现出的运动状态这个结果反推出它必须具有的条件，分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用，就容易判断静摩擦力的有无及方向了。
(3)利用牛顿第三定律来判断：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“反向”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，受滑动摩擦力
作用的物体不一定是运动的。
(2)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但
摩擦力不一定阻碍物体的运动，即摩擦力不一定是阻力。
(3)摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同，也可能相反。
[典例必研]
[例2]　如图2－1－5所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，
通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行， A、B、C都处于静止状态，则 (　　)
A．B受到C的摩擦力一定不为零
B．C受到水平面的摩擦力一定为零
C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左
D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
[冲关必试]
3.(2012·曲靖模拟)把一个重为G的物体，用一水平推力F＝kt(k为常量，t为时间)压在竖直
的足够高的平整墙面上，如图2－1－6所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系是图
2－1－7中的哪一个 (　　)

xx*k4.如图2－1－8所示，物体A置于倾斜的传送带上，它能随传送带一起向上或向下做匀速运动，下列关于物体A 在
上述两种情况下的受力描述，正确的 是 (　　)
A．物体A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下
B．物体A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力沿斜面向下
C．物体A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用
D．无论A随传送带一起向上还是向下运动，传送带对物体A的作用力均相同

[知识必会]
1．滑动摩擦力大小的计算
(1)滑动摩擦力的大小用公式F＝μFN来计算，但应注意：
①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关，FN为两接触面间正压力，其大小不一定等于物体的重力。
②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的面积大小也无关。
(2)根据物体的运动状态求解：
①若物体处于平衡状态，利用平衡条件求解。
②若物体有加速度，利用牛顿第二定律和受力分析结合起来求解。
2．静摩擦力的计算
(1)其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，
但跟接触面相互挤压力FN无直接关系，因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依据物体的运动状态进行计算，若为平衡状态，静摩擦力将由平衡条件建立方程求解；若为非平衡状态，可由动力学规律建立方程求解。
(2)最大静摩擦力Fm是物体将要发生相对滑动这一临界状态
时的摩擦力，它的数值与FN成正比，在FN不变的情况下，
滑动摩擦力略小于Fm，而静摩擦力可在0～Fm间变化。
[名师点睛]
(1)最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，但在特别指明的情
况下可以认为最大静摩擦力Fm等于滑动摩擦力F。
(2)解题时首先要判定物体之间的摩擦力是静摩擦力还是
滑动摩擦力，静摩擦力的大小不能用滑动摩擦力的公
式进行计算。
[典例必研]
[例3] (2012·蚌埠模拟)如图2－1－9所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin37°
＝0.6，cos37°＝0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图像是图2－1－10中的(取初速度方向为正方向)(g＝10 m/s2) (　　)

图2－1－10

[每课一得]

弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx，这就是胡克定律。注意在弹性限度内该定律才成立。
解答含有弹簧的力学问题时，要深刻理解胡克定律中弹簧长度变化量x的物理意义，切不可与弹簧的实际长度相混淆。另外要特别注意区分弹簧是处于压缩状态还拉伸状态。

[示例]如图2－1－13所示，质量为m的物
体A压在置于水平面上的劲度系数为k1的
竖直轻弹簧B上。用细绳跨过定滑轮将物
体A与另一根劲度系数为k2的轻弹簧C连
接。当弹簧C处在水平位置且未发生形变 图2－1－13
时，其右端点位于a位置。将弹簧C的右端点沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力。求：
(1)当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变
大小。
(2)该过程中物体A上升的高度为多少？ab间的距离为多大？

[每课一测]
1．下列关于物体重力的说法中正确的是(　　)
A．地球上的物体只有运动时才受到重力
B．同一物体在某处向上抛出后所受重力较小，向下抛出后所受重力较大
C．某物体在同一位置时，所受重力与静止还是运动无关，重力大小是相同的
D．物体所受重力大小与其质量无关
2．在如图1所示的四幅图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链相连接。下列说法正确的是(　　)

图1

A．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙
B．图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙
D．图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丁
3．在图2中，a、b(a、b均处于静止状态)间一定有弹力的是(　　)

图2
4.如图3所示，传送带向右上方匀速运转，石块从漏斗里竖直掉落到传送带上，然后随传送带向上运动，下述说法中正确的是(　　)[来源:学|科|网]
A．石块落到传送带上一定先做加速运动后做匀速运动
B．石块在传送带上一直受到向右上方的摩擦力作用 图3
C．石块在传送带上一直受到向左下方的摩擦力作用
D．开始时石块受到向右上方的摩擦力后来不受摩擦力
5.如图4所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝2 N。若撤去力F1，则下列说法正确的是(　　) 图4
A．木块受到滑动摩擦力 B．木块不受摩擦力作用
C．木块所受合力为2 N，方向向左 D．木块所受合力为零
6．(2012·榆林模拟)如图5所示，质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行，长木板放在水平地面上一直处于静止状态。若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1，木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2，则长木板ab受到地面的摩擦力大小为(　　) 图5
A．μ1Mg　　　　　　　　B．μ1(m＋M)g
C．μ2mg D．μ1Mg＋μ2mg
7.如图6所示，重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为1 000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长
度仍为8 cm时，测力计读数不可能为 (　　)
A．10 N B．20 N C．40 N D．60 N
8.如图7所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克牌，每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌，并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的动摩擦因数为μ1，牌间 图7
的动摩擦因数均为μ2，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3，且有μ1>μ2>μ3。则下列说法正确的是(　　)
A．第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动
B．第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动
C．第1张牌受到手指的摩擦力向左
D．第54张牌受到水平桌面的摩擦力向右
9.如图8所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上，A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧的形变量为2 cm。已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N。则细线对A的拉力及B对地面的压力可能是(　　)
A．1 N和0 N B．5 N和7 N
C．5 N和4 N D．1 N和7 N
10．物块M静止在倾角为α的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用，物块仍处于静止状态，如图9所示。则物块所受到的(　　)
A．支持力变大 B．摩擦力的方向一定发生改变
C．摩擦力大小保持不变 D．摩擦力变小

11．如图10所示，质量为mB＝14 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA＝10 kg的货箱A放在木板B上。一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面，绳绷紧时与水平面的夹角为θ＝37°。已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面之间的动 摩擦因数μ2＝0.4。重力加速度g取10 m/s2。现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出，试求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)绳上张力FT的大小；
(2)拉力F的大小。

12．如图11所示，原长分别为L1和L2，劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m1的物体，最下端挂着质量为m2的另一物体，整个装置处于静止状态。求：
(1)这时两弹簧的总长。
(2)若用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受到下面物体m2的压力。 图11

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