专题05 受力分析 整体与隔离法 牛顿第三定律-【暑假衔接】新高二物理暑假查漏补缺（全国通用）

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二．弹力
1.弹力产生的条件：(1)直接接触；(2)发生弹性形变
2.常见的弹力的方向：
1）接触面间产生的弹力：平面接触面间产生的弹力，其方向垂直于接触面；曲面接触面间产生的弹力，其方向垂直于过研究点的曲面的切面；
2）轻绳产生的弹力：沿绳子所在的直线指向绳收缩的方向。
3）轻弹簧产生的弹力：沿着弹簧，指向弹簧恢复原长的方向。
4）轻杆的弹力方向：轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡条件或牛顿第二定律分析，而轻质活动杆弹力方向一定沿杆的方向．
3.胡克定律：F＝kx（F为弹簧的弹力，k是弹簧的劲度系数，x是形变量）
三．摩擦力
1.摩擦力产生条件:1)接触面粗糙。2)接触处有弹力。3)两物体间有相对运动或相对运动趋势。
2.摩擦力的方向：沿两物体的接触面，与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
3.滑动摩擦力:1) 大小：f＝μFN ，μ为动摩擦因数;FN为两接触面间的正压力，FN大小与物体的重力没有必然联系，不一定等于物体的重力。2)若μ未知，可结合物体的运动状态和其他受力情况，利用平衡条件或牛顿第二定律求解滑动摩擦力的大小。
4.静摩擦力:1)大小：0强调:
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，摩擦力可以是动力也可以是阻力．
3)计算摩擦力时注意分清摩擦力的性质，因为只有滑动摩擦力才有公式，静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿第二定律来求解。
四．受力分析（只分析研究对象所受的力，不考虑研究对象对周围物体的作用力。）
1.由于两个物体只有直接接触才能产生弹力，所以分析弹力时可以绕研究对象—周，找出研究对象跟哪些物体接触，有几个接触的物体就可能有几个弹力作用。两物体之间有弹力才可能有摩擦力。
2．受力分析的方法步骤
1)确定研究对象（整体法或隔离法）
2)按顺序对研究对象受力分析，画出研究对象的受力示意图（先分析场力再分析弹力最后分析摩擦力，每画一个力都要按力的方向画上箭头并标上力的符号。）
3)检查受力分析是否正确：受力分析的结果要满足物体所处的运动状态
五．牛顿第三定律
1.牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．
2.相互作用力与平衡力的比较
3.因为作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，所以进行受力分析时如果分析某个力不方便，可以转而分析其反作用力。例如求压力时，可先求支持力，摩擦力的求解也是如此．可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对力的分析更简洁、灵活．
1．一只小鸟落在了树枝上，树枝发生了弯曲，小鸟处于静止状态，下列说法正确的是（ ）
A．树枝发生了弯曲，是因为小鸟对树枝的压力大于树枝对小鸟的支持力
B．小鸟受到的支持力是由树枝发生的形变产生的
C．树枝对小鸟作用力的方向垂直于树枝向右上方
D．小鸟起飞后匀速飞行，此时其翅膀对空气的作用力和自身重力是一对平衡力
【答案】B
【解析】A．小鸟对树枝的压力和树枝对小鸟的支持力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，故A错误；
B．由于树枝发生弹性形变，从而对小鸟产生竖直向上的弹力，B正确；
C．小鸟静止，故由二力平衡，树枝对小鸟作用力与小鸟的重力大小相等方向相反，故其方向竖直向上，C错误；
D．小鸟起飞后匀速飞行，空气对其翅膀的作用力和其自身重力是一对平衡力，其翅膀对空气的作用力和自身重力不是作用在同一物体上，不是一对平衡力，D错误。 故选B。
2．一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速直线运动，然后改为匀速运动，最后改做减速直线运动，则下列说法中正确的是（ ）
A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C．只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等
D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
【答案】D
【解析】绳拉物体的力与物体拉绳的力是一对作用力与反作用力，总是等大反向，与物体的运动状态无关，即不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等。 故选D。
3．如图所示，将一个钢球分别放在甲、乙、丙三个容器中，钢球与各容器的底部和侧壁相接触，处于静止状态。若钢球和各容器的接触面都是光滑的，各容器的底面均水平，则以下说法中正确的是（ ）

A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用 B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用
C．甲容器的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用
D．乙容器的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用
【答案】A
【解析】如果将各容器的侧壁搬离，我们可以知道钢球还能处于静止状态，所以各容器的侧壁对钢球均无弹力作用。 故选A。
4．一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图所示，下列表述正确的是（ ）

A．b的原长比a的长 B．a的劲度系数比b的小
C．a的劲度系数比b的大 D．测得的弹力与弹簧的长度成正比
【答案】AC
【解析】A．根据 F=k(l−l0)
可知图像与横轴交点坐标为弹簧的原长，可知b的原长比a的长，选项A正确；
BC．图像的斜率等于劲度系数，可知a的劲度系数比b的大，选项B错误，C正确；
D．测得的弹力与弹簧的形变量成正比，选项D错误。 故选AC。
5．(多选)有关滑动摩擦力，下列说法中正确的有（ ）
A．有正压力一定有滑动摩擦力 B．有滑动摩擦力一定有正压力
C．滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直 D．只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
【答案】BC
【解析】AB．当两物体相互接触并相互挤压，接触面粗糙有相对运动时，两物体间有滑动摩擦力，故A错误B正确；
C．滑动摩擦力的方向与接触面相切，而正压力垂直于接触面，则滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力垂直，故C正确；
D．止的物体也可以受滑动摩擦力，如擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，则黑板受滑动摩擦力作用，故D错误。
6．下列关于摩擦力的说法正确的是 （ ）
A．静摩擦力一定发生在静止的两个物体之间 B．静摩擦力的方向可能与物体的运动方向相同
C．摩擦力的方向一定与运动方向相反 D．滑动摩擦力总是与重力成正比
【答案】B
【解析】A．静摩擦力发生在相对静止的两个物体间，但两物体可能同时运动，所以选项A错误；
BC．静摩擦力与物体相对运动趋势方向相反，而与物体的运动方向可能相同，选项B正确，C错误；
D．滑动摩擦力与两物体间压力成正比，与重力无关，选项D错误。
故选B。
7. 如图所示，物体在F＝100 N、方向水平向左的拉力作用下，沿水平面向右运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体质量m＝5 kg，可知物体所受摩擦力为(g＝10 m/s2)( )
A．10 N，水平向左 B．10 N，水平向右
C．20 N，水平向左 D．20 N，水平向右
【答案】A
【解析】物体相对地面运动，故物体受到的是滑动摩擦力，则摩擦力的大小为f＝μN＝μmg＝0.2×5×10 N＝10 N；滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，故摩擦力方向水平向左，故A正确．
8．(多选)如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列判断正确的是( )
A．B物体对A物体的静摩擦力方向向下
B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大
C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力
D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力一定小于墙对A的摩擦力
【答案】AD
【解析】将A、B视为整体，可以看出A物体受到墙的摩擦力方向竖直向上．对B受力分析可知B受到的摩擦力方向向上，由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力方向向下，
A正确；由于A、B两物体受到的重力不变，根据平衡条件可知B错误；A和墙之间的摩擦力与A、B两物体的重力等大、反向，故C错误，D正确．
9．如图所示，两个大小均为F、方向相反的水平力分别作用在物体B、C上，物体A、B、C都处于静止状态，各接触面与水平地面平行。设物体A、C间的摩擦力大小为Ff1，物体B、C间的摩擦力大小为Ff2，物体C与地面间的摩擦力大小为Ff3，则（ ）
A．Ff1=0,Ff2=0,Ff3=FB．Ff1=F,Ff2=F,Ff3=0
C．Ff1=0,Ff2=F,Ff3=0D．Ff1=0,Ff2=F,Ff3=F
【答案】C
【解析】物体A、B、C都处于静止状态，以A、B、C为整体，由于是两个等大、反向的力作用在整体上，根据平衡条件可知物体C与地面间的摩擦力大小为 Ff3=0
以物体A为研究对象，物体A静止于物体C上，根据平衡条件可知物体A、C间的摩擦力大小为 Ff1=0
以物体B为研究对象，根据平衡条件可知物体B、C间的摩擦力大小为 Ff2=F 故选C。
10．(多选)如图所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B。A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧，A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A．B受到向左的摩擦力B．B对A的摩擦力向左
C．地面对A的摩擦力向右D．地面对A没有摩擦力
【答案】BD
【解析】AB．假设AB间接触面光滑，B将向左运动，所以B相对A有向左运动的趋势，A对B的摩擦力向右，B对A的摩擦力向左，故A项错误，B项正确；
CD．以AB及弹簧作为一个整体，整体在水平面上没有运动趋势，所以地面对A没有摩擦力，故C项错误，D项正确。
故选BD。
11．(多选)如图所示，A、B、C三个物体叠放在一起，同时有F＝2N的两个力分别作用于A、B两物体上，A、B、C三个物体仍处于平衡状态，则（ ）
A．A物体对B物体的摩擦力为2N， 向左 B．地面对A物体的摩擦力为2N，向右
C．B物体对C物体的摩擦力为零 D．A物体受到5个力的作用
【答案】ACD
【解析】AB．将BC看成一个整体，则水平向右的力F作用在整体上，保持静止，所以整体受到A给的向左的静摩擦力，大小为2N，将ABC看成一个整体，整体在水平方向上受到向左的2N的拉力和向右的2N的拉力两个力作用，所以整体合力为零，与地面间无相对运动趋势，故地面对A没有摩擦力作用，B错误A正确；
C．分析C由平衡条件得知， C只受到竖直方向上的重力和支持力作用，水平方向上不受力，故C没有相对B的运动趋势，所以BC之间没有摩擦力作用，C正确；
D．分析A可得A受到重力，地面的支持力，拉力F，B给的压力，和B给的摩擦力共5个力作用，D正确；
故选ACD。
12．(多选)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是（ ）
A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg，方向向左
B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m＋M）g，方向向右
C．当F>μ2（m＋M）g时，木板便会开始运动
D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动
【答案】AD
【解析】AB．由于木块在木板上向右滑动，故木块一定受到向左的滑动摩擦力的作用，且 Ff1=μ1mg
因木板静止不动，一定受到地面的静摩擦力，方向水平向左，大小为 Ff2=Ff1=μ1mg
A正确，B错误；
CD．无论F多大，当木块相对于木板向右滑动时，木块对木板的滑动摩擦力大小不变，故木板都不可能向右运动，C错误，D正确。 故选AD。
13．如图所示，一斜面体置于水平地面上，一物块在平行于斜面向上的外力F作用下相对斜面保持静止，该过程中斜面体相对水平地面也保持静止。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物块一定有摩擦力作用
B．地面对斜面体一定有摩擦力作用
C．地面对斜面体的支持力大于物块与斜面所受重力之和
D．地面对斜面体的支持力等于物块与斜面所受重力之和
【答案】B
【解析】A．对物块受力分析，由于无法确定物块沿斜面向下的分力与外力F的大小关系，所以无法确定斜面对物块有无摩擦力，A错误；
BCD．对斜面和物块整体为研究对象，由受力分析，有
整体受到重力、支持力、推力以及地面的摩擦力作用，根据共点力平衡，
有 Fsinθ+N=(M+m)g Fcsθ=f
地面对斜面体一定有摩擦力作用；地面对斜面体的支持力 N=(M+m)g−Fsinθ
B正确，CD错误。 故选B。
14．如图所示，质量m=2 kg 的物体静置于水平面上，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于物体上，另一端施一水平拉力F，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。逐渐增大F，当弹簧长度为12 cm时，物体刚好被拉动。（g取10 m/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）求：
（1）弹簧的劲度系数；
（2）当将弹簧拉长到11 cm时，物体所受的摩擦力大小；
（3）当将弹簧拉长到13 cm时，物体所受的摩擦力大小。
【答案】（1）200 N/m；（2）2 N；（3）4 N
【解析】（1）物体刚好被拉动时，由胡克定律和平衡条件得
k(x−x0)=μmg
解得
k=μmgx−x0=0.2×2×10(12−10)×10−2N/m=200N/m
（2）当将弹簧拉长到11 cm时，根据胡克定律可得弹簧的拉力为
F1=k(x1−x0)=200×(11−10)×10−2N=2N
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即
fmax=μmg=0.2×2×10N=4N
可知物体没动，所以物体受的静摩擦力为
f1=F1=2N
（3）当将弹簧拉长到13 cm时，根据胡克定律可得弹簧弹力
F2=k(x2−x0)=200×(13−10)×10−2N=6N
因为拉力大于最大静摩擦力，所以物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为
f2=μN=μmg=0.2×2×10N=4N
作用力和反作用力
一对平衡力
不
同
点
作用在两个不同的物体上
作用在同一物体上
同时产生,同时消失
不一定同时产生,同时消失
两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力
两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零
一定是同性质的力
性质不一定相同
相
同
点
大小相等,方向相反,作用在同一条直线上