高中物理高考 第1讲　重力、弹力、摩擦力 教案

这是一份高中物理高考 第1讲　重力、弹力、摩擦力 教案，共23页。教案主要包含了堵点疏通，对点激活等内容，欢迎下载使用。

第1讲 重力、弹力、摩擦力
知识点 重力
1．产生：由于eq \x(\s\up1(01))地球的吸引而使物体受到的力。
2．大小：物体受到的重力G与物体的质量m的关系是G＝eq \x(\s\up1(02))mg，其中g是自由落体加速度。
3．方向：总是eq \x(\s\up1(03))竖直向下。
4．重心：其位置与物体的eq \x(\s\up1(04))质量分布和eq \x(\s\up1(05))形状有关。
知识点 形变、弹力、胡克定律 Ⅰ
1．形变
物体在力的作用下eq \x(\s\up1(01))形状或eq \x(\s\up1(02))体积的变化叫作形变。
2．弹性
(1)弹性形变：物体发生形变后，如果撤去作用力能够eq \x(\s\up1(03))恢复原状，这种形变叫作弹性形变。
(2)弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的eq \x(\s\up1(04))形状，这个限度叫作弹性限度。
3．弹力
(1)定义：发生eq \x(\s\up1(05))形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力。
(2)产生的条件
①物体间直接eq \x(\s\up1(06))接触；②接触处发生eq \x(\s\up1(07))弹性形变。
(3)方向：总是与物体弹性形变的方向eq \x(\s\up1(08))相反。
4．胡克定律
(1)内容：在弹性限度内，弹簧发生eq \x(\s\up1(09))弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成eq \x(\s\up1(10))正比。
(2)表达式：F＝eq \x(\s\up1(11))kx。k叫作弹簧的eq \x(\s\up1(12))劲度系数，由弹簧自身的性质决定，单位是eq \x(\s\up1(13))牛顿每米，用符号eq \x(\s\up1(14))N/m表示。x是弹簧长度的eq \x(\s\up1(15))变化量，不是弹簧形变以后的长度。只知弹簧弹力大小时，弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于eq \x(\s\up1(16))压缩状态，两种情况都要考虑。
知识点 滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 Ⅰ
1．滑动摩擦力和静摩擦力的对比
续表
2．滑动摩擦力大小的计算公式Ff＝μF压中μ为比例常数，称为动摩擦因数，其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
说明：最大静摩擦力Fmax略大于滑动摩擦力Ff。
一 堵点疏通
1．自由下落的物体所受重力为零。( )
2．相互接触的物体间一定有弹力。( )
3．轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆。( )
4．运动的物体也可以受静摩擦力。( )
5．接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。( )
6．两物体接触处的弹力增大时，接触面间的摩擦力大小可能不变。( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.√
二 对点激活
1．下列关于重力和重心的说法正确的是( )
A．物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力
B．物体静止时，对水平支持物的压力就是物体的重力
C．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
D．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
答案 C
解析 重力是由于地球吸引产生的，是物体所受地球的万有引力的一个分力，两者一般不相等，A错误。压力和重力是两种性质不同的力，B错误。由平衡条件知，被细线悬挂的物体静止时，细线拉力和重力平衡，重心在重力作用线上，则一定在悬线所在的直线上，C正确。重心的位置跟物体的形状、质量分布有关，是重力的等效作用点，但不一定在物体上，如折弯成直角的均匀直杆，D错误。
2．如图所示，一本书放在水平桌面上保持静止，下列说法中正确的是( )
A．书对桌面的压力就是书受到的重力
B．书对桌面的压力是由于桌面发生形变产生的
C．书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力
D．书对桌面的压力是书发生形变的原因
答案 C
解析 书对桌面的压力是弹力，与书受到的重力是两种不同性质的力，A错误；书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的，B、D错误；书对桌面的压力与桌面对书的支持力都是弹力，C正确。
3．(多选)一重为100 N的木箱放在水平地板上，至少要用35 N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )
A．木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N
B．木箱所受的滑动摩擦力为30 N
C．木箱与地板间的动摩擦因数为0.35
D．木箱与地板间的动摩擦因数为0.3
答案 ABD
解析 由题意知，木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N，滑动摩擦力为30 N，由Ff＝μFN，FN＝mg，联立得μ＝eq \f(Ff,mg)＝eq \f(30 N,100 N)＝0.3，故A、B、D正确，C错误。
考点1 弹力的分析与计算
1.弹力有无的判断“四法”
(1)条件法：根据物体是否直接接触并发生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)假设法：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运动状态，若运动状态不变，则此处可能不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定有弹力。
(3)状态法：根据物体的运动状态，利用牛顿第二定律或共点力的平衡条件判断弹力是否存在。
(4)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，看能否发生形状的变化，若发生形变，则此处一定有弹力。
2．弹力方向的确定
3．弹力大小的计算方法
(1)对有明显形变的弹簧、橡皮条等物体，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx计算。
(2)对于难以观察的微小形变，可以根据物体的受力情况和运动情况，运用共点力的平衡条件或牛顿第二定律来确定弹力大小。
例1 画出下图中物体A受力的示意图(各接触面均光滑)。
(1)杆上的弹力的方向一定沿杆吗？
提示：不一定，杆上的弹力的方向要根据牛顿第二定律或平衡条件来判断。
(2)相互接触的物体间弹力的有无可以用什么方法判断？
提示：条件法、假设法、状态法、替换法。
尝试解答
轻杆和轻绳上弹力的分析
(1)“动杆”和“定杆”上的弹力
①动杆：若轻杆用光滑的转轴或铰链连接，当杆处于平衡时杆所受到的弹力方向一定沿着杆，轻杆只能起到“拉”或“推”的作用，否则会引起杆的转动。如图甲所示，若C为转轴，则轻杆在缓慢转动中，弹力方向始终沿杆的方向。
②定杆：若轻杆被固定不发生转动，则杆所受到的弹力方向不一定沿杆的方向。如图乙所示。定杆的弹力方向应根据物体的运动状态，由平衡条件或牛顿第二定律分析判断，如例1中(4)。
(2)轻绳上的弹力
①同一条轻绳没有弯折时，绳上的拉力处处相等。例如图甲中AB段绳上的拉力处处相等。
②当轻绳绕过光滑的滑轮或挂钩时，由于滑轮或挂钩对绳无约束，因此绳上的力的大小是处处相等的，即滑轮或挂钩只改变力的方向，不改变力的大小。例如图乙中，BC、BD两段绳中的拉力大小都等于重物的重力。
③当轻绳某处打有死结时，由于结点对绳有约束，因此绳上的力的大小可能不是处处相等。例如图丙中，绳AOB中，AO和OB两段绳中拉力大小不相等。
[变式1－1] (2020·江苏省南通市、泰州市高三上学期期末)(多选)如图所示，一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻绳，小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向可能是( )
A．F1 B.F2
C．F3 D.F4
答案 BC
解析 小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向在重力与绳子拉力夹角的对顶角范围内(不含水平方向)，如图所示，所以杆对小球的作用力方向可能是F2或F3，故B、C正确，A、D错误。
[变式1－2] 如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在质量为m的物体上，另一端分别固定在Q、P点，当物体平衡时上面的弹簧处于原长。若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧不变，且弹簧的形变均在弹性限度内)，当物体再次平衡时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则x为( )
A.eq \f(mg,k1＋k2) B.eq \f(k1k2,mgk1＋k2)
C.eq \f(2mg,k1＋k2) D.eq \f(k1k2,2mgk1＋k2)
答案 A
解析 当物体的质量为m时，下方弹簧被压缩的长度为x1＝eq \f(mg,k1)；当物体的质量变为2m时，物体比第一次平衡时的位置下降了x，则此时上方弹簧伸长的长度为x，下方弹簧被压缩的长度为x1＋x，由胡克定律和平衡条件得k2x＋k1(x1＋x)＝2mg，联立解得x＝eq \f(mg,k1＋k2)，故A正确，B、C、D错误。
考点2 摩擦力的分析与计算
1.静摩擦力的有无及方向的判断方法
(1)假设法
(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的有无及方向。
(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
2．求解摩擦力的技巧
例2 (多选)如图所示，甲物体在沿斜面的推力F的作用下静止于乙物体上，乙物体静止在水平面上，现增大外力F，两物体仍然静止，则下列说法正确的是( )
A．乙对甲的摩擦力一定增大
B．乙对甲的摩擦力可能减小
C．乙对地面的摩擦力一定增大
D．乙对地面的摩擦力可能减小
(1)乙对甲原来一定有摩擦力吗？
提示：不一定，要看甲的重力沿斜面的分力与F的大小关系。
(2)乙对地面一定有摩擦力吗？
提示：一定，以甲、乙整体为研究对象，可判断整体相对地面有向右的运动趋势，则地面对乙的静摩擦力水平向左，则由牛顿第三定律知，乙对地面的摩擦力水平向右。
尝试解答 选BC。
设甲的质量为m，斜面倾角为θ，若F＝mgsinθ，乙对甲的摩擦力为零，F增大，Ff增大，方向沿斜面向下；若F>mgsinθ，乙对甲的摩擦力沿斜面向下，Ff＝F－mgsinθ，F增大，Ff增大；若F 求解摩擦力时的四点注意
(1)首先分清摩擦力的性质，因为一般只有滑动摩擦力才能利用公式Ff＝μF压计算，静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。
(2)公式Ff＝μF压中，F压为两接触面间的压力，与物体的重力没有必然关系，不一定等于物体的重力。
(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面面积的大小也无关。
(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。
[变式2－1] (2020·安徽省皖南八校高三上摸底联考)在水平地面固定倾角为θ的斜面体，质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为( )
A．F B.F＋mg
C．F＋mgsinθ D.eq \r(F2＋mgsinθ2)
答案 D
解析 对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、水平力F以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的两个分力，可知，在沿斜面方向上，重力的分力mgsinθ与水平力F以及摩擦力的合力为零；根据平衡条件可知，摩擦力大小等于水平力与重力沿斜面向下的分力的合力，由几何关系可知，该物体受到的摩擦力大小为 eq \r(F2＋mgsinθ2)，故D正确。
[变式2－2] (2020·江西省赣州市十五县市高三上期中)如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力，已知木块的质量为m，细绳与木板之间装有拉力传感器，木板质量为M(传感器的质量可忽略不计)，通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时，弹簧测力计的示数为f，传感器的示数为F，且在该过程中木块保持静止状态，由此可知( )
A．木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于F
B．木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F－f
C．该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数为eq \f(f,mg)
D．该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数为eq \f(F－f,Mg)
答案 C
解析 木块在水平方向上受木板水平向右的滑动摩擦力和弹簧测力计水平向左的拉力作用，由于木块静止，则其所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小f，所以木块与木板间的滑动摩擦力大小为f，B错误；手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时，对于木板受力分析，受到水平向右的拉力F，木块给木板的水平向左的摩擦力，大小等于f，桌面给木板水平向左的摩擦力，木板匀速，则木板与桌面间的滑动摩擦力大小为F－f，A错误；根据滑动摩擦力公式Ff＝μF压，由于木块与木板间的滑动摩擦力大小等于f，则木板与木块之间的动摩擦因数μ＝eq \f(f,mg)，C正确；同理，由于木板与桌面间的滑动摩擦力大小为F－f，则木板与桌面之间的动摩擦因数μ′＝eq \f(F－f,M＋mg)，D错误。
考点3 摩擦力的突变问题
例3 (多选)如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ(1)刚开始小木块相对于传送带的运动方向是什么？
提示：沿传送带向上。
(2)共速后小木块相对于传送带的运动方向是什么？
提示：沿传送带向下。
尝试解答 选BD。
当小木块速度小于传送带速度时，小木块相对于传送带向上滑动，小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小a＝gsinθ＋μgcsθ；当小木块速度达到传送带速度时，由于μ 用临界法分析摩擦力突变问题
(1)题目中出现“最大”“最小”和“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题。有时，有些临界问题中并不含上述常见的“临界术语”，但审题时发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态。
(2)静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。存在静摩擦力的系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达到最大值。
(3)研究传送带问题时，物体和传送带的速度相同的时刻往往是摩擦力的大小、方向和运动性质的突变点。
[变式3] (2020·河南省洛阳市模拟)如图所示，粗糙长木板的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板处于水平位置。当木板向下转动，θ角逐渐增大的过程中，木板与木块间的摩擦力Ff的大小随θ角变化的图像最有可能是( )
答案 B
解析 当Ff为静摩擦力时，Ff＝mgsinθ，即Ff随θ按正弦规律变化；当木块滑动后Ff为滑动摩擦力，Ff＝μFN＝μmgcsθ，即Ff随θ按余弦规律变化。故B正确。

1. (2017·全国卷Ⅱ)如图，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( )
A．2－eq \r(3) B.eq \f(\r(3),6)
C.eq \f(\r(3),3) D.eq \f(\r(3),2)
答案 C
解析 设物块的质量为m。据平衡条件及摩擦力公式有
拉力F水平时，F＝μmg①
拉力F与水平面成60°角时，
Fcs60°＝μ(mg－Fsin60°)②
联立①②式解得μ＝eq \f(\r(3),3)，故选C。
2．(2017·全国卷Ⅲ)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(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )
A．86 cm B.92 cm
C.98 cm D.104 cm
答案 B
解析 轻质弹性绳的两端分别固定在相距80 cm的两点上，钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm，以钩码为研究对象，受力如图所示，由胡克定律F＝k(l－l0)＝0.2k，由共点力的平衡条件和几何知识得F＝eq \f(mg,2sinα)＝eq \f(5mg,6)；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，设弹性绳的总长度变为l′，由胡克定律得F′＝k(l′－l0)，由共点力的平衡条件F′＝eq \f(mg,2)，联立上面各式解得l′＝92 cm，B正确。
3. (2015·山东高考)如图，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直)，此时A恰好不滑动，B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为( )
A.eq \f(1,μ1μ2) B.eq \f(1－μ1μ2,μ1μ2)
C.eq \f(1＋μ1μ2,μ1μ2) D.eq \f(2＋μ1μ2,μ1μ2)
答案 B
解析 B恰好不下滑时，设作用在B上的水平力为F，则有μ1F＝mBg；A恰好不滑动，由A、B整体受力平衡，得F＝μ2(mAg＋mBg)，所以eq \f(mA,mB)＝eq \f(1－μ1μ2,μ1μ2)，B正确。
4. (2020·云南省大理、丽江、怒江高三毕业生第二次复习统一检测)(多选)如图所示，下雨天，足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒，设他的支撑脚对地面的作用力为F，方向与竖直方向的夹角为θ，鞋底与球场间的动摩擦因数为μ，下面对该过程的分析正确的是( )
A．下雨天，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力增大
B．奔跑步幅越大，越容易滑倒
C．当μD．当μ>tanθ时，容易滑倒
答案 BC
解析 下雨天，地面粗糙程度变小，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力减小，故A错误；将力F分解，支撑脚对地面的压力为Fcsθ，奔跑步幅越大，夹角θ越大，则压力越小，最大静摩擦力越小，人越容易滑倒，故B正确；当Fsinθ＞μFcsθ时人容易滑倒，此时μ＜tanθ，故C正确，D错误。
时间：40分钟 满分：100分
一、选择题(本题共11小题，每小题8分，共88分。其中1～8题为单选，9～11题为多选)
1. 如图所示，小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止，一起在水平面上运动时，下列说法正确的是( )
A．细绳一定对小球有拉力的作用
B．轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C．细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力
D．细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力
答案 D
解析 当小车匀速运动时，弹簧弹力大小等于小球重力大小，绳的拉力T＝0；当小车和小球向右做匀加速直线运动时，绳的拉力不能为零，弹簧弹力有可能为零。故D正确，A、B、C错误。
2．(2020·江苏省扬州市高三下学期3月阶段性检测)将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100 N的力来拉，弹簧的伸长量为10 cm；若对该弹簧两端同时用50 N的力反向拉时，弹簧的伸长量为ΔL，则( )
A．k＝10 N/m，ΔL＝10 cm
B．k＝100 N/m，ΔL＝10 cm
C．k＝200 N/m，ΔL＝5 cm
D．k＝1000 N/m，ΔL＝5 cm
答案 D
解析 弹簧上的弹力为100 N时，伸长量为x＝10 cm＝0.1 m，由F＝kx得k＝eq \f(F,x)＝eq \f(100,0.1) N/m＝1000 N/m；用50 N的力拉时，ΔL＝eq \f(F′,k)＝eq \f(50,1000) m＝0.05 m＝5 cm。故选D。
3．一物体置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在不同大小的水平力作用下甲加速运动，乙和丙匀速运动但乙的速度大，设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是( )
A．Ff甲＞Ff乙＞Ff丙 B.Ff乙＞Ff甲＞Ff丙
C．Ff丙＞Ff乙＞Ff甲 D.Ff甲＝Ff乙＝Ff丙
答案 D
解析 物体在三种情况下所受摩擦力均为滑动摩擦力，由Ff＝μFN＝μmg知，物体在三种情况下所受摩擦力大小相等，D正确。
4. (2020·陕西省商洛市模拟)如图所示，质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F＝1 N的作用，g取10 m/s2，以水平向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
答案 A
解析 物体从t＝0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速直线运动，受到的滑动摩擦力大小为Ff＝μmg＝0.2×1×10 N＝2 N，方向水平向左，为负值。当物体的速度减为零时，物体所受的最大静摩擦力为Ffm＝μmg＝2 N，因为F＜Ffm，所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到静摩擦力作用，其大小为Ff＝F＝1 N，方向水平向右，为正值。故A正确。
5．大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，力F可使物体沿不同粗糙程度的水平面匀速运动，则物体与水平面间的摩擦力最大的是( )
答案 A
解析 根据平衡条件有：fA＝F，fB＝Fcs30°，fC＝Fcs30°，fD＝Fcs60°，可知物体与水平面间的摩擦力最大的是A选项。
6．如图甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是( )
A．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同
B．图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反
C．图甲、乙中物体P均不受摩擦力
D．图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同
答案 D
解析 在题图甲中，P做匀速直线运动，在水平方向所受合力为零，所以P不受摩擦力；在题图乙中，假设P不受摩擦力，P将相对Q沿斜面向下运动，因此P受与力F方向相同的摩擦力。D正确。
7. 物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁，a始终处于静止状态。如图所示，当F逐渐增大时，下列说法中正确的是( )
A．a受到的摩擦力有两个
B．a与b间的摩擦力大小随F的增大而增大
C．a受到的摩擦力大小不随F的增大而变化
D．b相对a的运动趋势方向竖直向下
答案 C
解析 与a接触的面有两个，但墙壁光滑，与a之间不存在摩擦力，由于a始终处于静止状态，所以a受到b对它竖直向上的静摩擦力，且a与b间的摩擦力大小等于物体a的重力，与F无关，故A、B错误，C正确；如果b与a间接触面光滑，则a相对b向下滑动，所以b相对a有向上运动的趋势，故D错误。
8. (2021·河南省洛阳市高三上第一次统考)如图所示，表演杂技《顶盘子》时，相对手指静止的盘子处于水平状态，设手指与盘子之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，手指与盘子之间的动摩擦因数为μ，已知盘子的质量为m，重力加速度为g，则对盘子受力情况判断正确的是( )
A．若盘子保持静止状态，则盘子受到沿手指斜向上的支持力
B．若盘子水平向右匀速运动，则盘子受到水平向左的摩擦力
C．若盘子水平向右匀加速运动，则盘子受到手指的摩擦力大小为μmg
D．若盘子沿水平方向匀加速运动，则盘子受到手指的作用力最大为 eq \r(1＋μ2)mg
答案 D
解析 盘子处于水平状态，与手之间的接触面水平，若盘子保持静止状态，盘子受到手指竖直向上的支持力，故A错误；若手指支撑着盘子并一起水平向右匀速运动，盘子相对手指静止，水平方向所受合力为零，则不受静摩擦力的作用，故B错误；若手指支撑着盘子并一起沿水平方向匀加速运动，但并没有发生相对滑动，则盘子受到静摩擦力，方向与加速度方向相同，大小f≤μmg，则手对盘子的作用力F≤eq \r(mg2＋μmg2)＝eq \r(1＋μ2)mg，故C错误，D正确。
9. (2020·陕西省榆林市高三一模)如图，L形木板置于粗糙水平面上，光滑物块压缩弹簧后用细线系住。烧断细线，物块弹出的过程木板保持静止，此过程( )
A．弹簧对物块的弹力不变
B．弹簧对物块的弹力逐渐减小
C．地面对木板的摩擦力不变
D．地面对木板的摩擦力逐渐减小
答案 BD
解析 烧断细线，弹簧要恢复原状，则弹簧对物块的弹力逐渐减小，故A错误，B正确；木板在水平方向上受到弹簧的弹力和地面的摩擦力，两个力平衡，由于弹簧的弹力逐渐减小，则地面对木板的摩擦力逐渐减小，故C错误，D正确。
10．如图甲所示，将一物块放在固定的斜面体上，在物块上施加的拉力F按图乙所示的规律变化，取沿斜面向上为正方向，开始时物块处于静止状态，则物块所受的摩擦力Ff与时间t的关系可能正确的是( )
答案 BC
解析 开始时物块静止，若F0>mgsinθ，则Ff0＝F0－mgsinθ≤Ffm，方向沿斜面向下，为负值；随着F沿斜面向上减小，Ff先减小，当F＝mgsinθ时，Ff＝0，此时t11．以下的四个图中，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处由铰链连接，且系统均处于静止状态。关于能否用等长的轻绳来代替轻杆以保持系统的平衡，下列说法正确的是( )
A．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丙
B．图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁
C．图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁
D．图中的BC杆不可以用轻绳代替的有甲、乙、丁
答案 BD
解析 图中的杆均有固定转轴，那么杆上的力均沿杆，如果杆端受拉力作用，可以用与之等长的轻绳代替，如果杆端受压力作用，则不可用等长的轻绳代替，如图甲、丙、丁中的AB杆均受拉力作用，而图甲、乙、丁中的BC杆均受沿杆的压力作用，故A、C错误，B、D正确。
二、非选择题(本题共1小题，共12分)
12. (12分)如图所示，质量为m的物体与A、B两个弹簧相连，其劲度系数分别为k1和k2，B弹簧下端与地面相连，现用手拉A的上端，使A缓慢上移，当B弹簧的弹力为原来的eq \f(2,3)时，A上端移动的距离是多少？
答案 eq \f(1,3)mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k1)＋\f(1,k2)))或eq \f(5,3)mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k1)＋\f(1,k2)))
解析 B原来处于压缩状态，其压缩量为x0＝eq \f(mg,k2)，当向上缓慢拉A使B中弹力减为原来的eq \f(2,3)时，有两种可能：
(1)B仍处于被压缩的状态，则此时A弹簧的弹力和伸长量分别为F1＝mg－F2＝eq \f(1,3)mg，x1＝eq \f(F1,k1)＝eq \f(mg,3k1)
这时B上端移动的距离x2＝eq \f(ΔF2,k2)＝eq \f(\f(1,3)mg,k2)＝eq \f(mg,3k2)
所以A上端移动的距离
sA＝x1＋x2＝eq \f(1,3)mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k1)＋\f(1,k2)))。
(2)B处于拉伸状态，则此时A的弹力和伸长量分别为
F1′＝mg＋F2′＝eq \f(5,3)mg，x1′＝eq \f(F1′,k1)＝eq \f(5mg,3k1)
这时B上端移动的距离x2′＝eq \f(ΔF2′,k2)＝eq \f(5mg,3k2)
所以A上端移动的距离为
sA′＝x1′＋x2′＝eq \f(5,3)mgeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,k1)＋\f(1,k2)))。
考情分析
高考对本章考查的频率较高，单独考查时多以选择题和实验题的形式出现，与其他知识综合考查时多以选择题和计算题的形式出现。
重要考点
1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力(Ⅰ)
2．形变、弹性、胡克定律(Ⅰ)
3．矢量和标量(Ⅰ)
4．力的合成和分解(Ⅱ)
5．共点力的平衡(Ⅱ)
实验二：探究弹簧弹力与形变量的关系
实验三：探究两个互成角度的力的合成规律
考点解读
1.弹力、摩擦力的产生条件、方向判断及大小计算是高中物理力学知识的基础。
2．力的合成与分解是高中物理力学的基本方法，经常结合受力分析和共点力的平衡综合考查，平行四边形定则是所有矢量运算的基本法则。
3．共点力的平衡是高考中的重点，其中动态平衡更是高考的难点，对同学的理解能力要求较高。
名称项目
滑动摩擦力
静摩擦力
定义
两个相互接触的物体，当它们eq \x(\s\up1(01))相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力
相互接触的两个物体之间只有eq \x(\s\up1(02))相对运动的趋势，而没有相对运动时的摩擦力叫作静摩擦力
产生
条件
①接触面eq \x(\s\up1(03))粗糙
②接触处有eq \x(\s\up1(04))压力
③两物体间有eq \x(\s\up1(05))相对滑动
①接触面eq \x(\s\up1(06))粗糙
②接触处有eq \x(\s\up1(07))压力
③两物体间有eq \x(\s\up1(08))相对运动趋势
名称项目
滑动摩擦力
静摩擦力
大小、
方向
大小：Ff＝eq \x(\s\up1(09))μF压
方向：沿着接触面，与受力物体相对运动的方向eq \x(\s\up1(10))相反
大小：eq \x(\s\up1(11))0方向：沿着接触面，与受力物体相对运动趋势的方向eq \x(\s\up1(13))相反
作用
效果
总是阻碍物体间的eq \x(\s\up1(14))相对运动
总是阻碍物体间的eq \x(\s\up1(15))相对运动趋势
“静静”
突变
物体在静摩擦力和其他力的作用下处于相对静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将发生突变
“动静”
突变
在滑动摩擦力和其他力作用下，物体突然停止相对滑动时，物体将不受滑动摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力
“静动”
突变
物体在静摩擦力和其他力作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物体不再保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力
“动动”
突变
物体受到滑动摩擦力和其他力的共同作用，当两物体间的压力发生变化时，滑动摩擦力的大小随之而变；或者两物体达到共同速度时相对滑动方向发生变化，滑动摩擦力的方向也会随之而变