专项突破五 利用二力平衡条件判断力的大小和方向
【方法引领】
利用平衡状态判断摩擦力的大小和方向
(1)当物体保持静止或者做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,此时物体受力平衡,根据二力平衡条件中的二力等大、反向,即可得出物体受到的摩擦力的大小和方向。
(2)当物体做加速或者减速运动时,物体处于非平衡状态,可与匀速直线运动状态作对比,当压力、接触面的粗糙程度不变时,滑动摩擦力大小不变。
类型1 水平方向
1.如图所示,一个木块放在水平桌面上,在一个水平向右的作用力 F1=6 N的作用下,木块处于静止状态,则木块受到的摩擦力大小为 N,方向为 。若图中F1=9 N,木块仍处于静止状态,则木块受到的摩擦力大小为 N,方向为 。
2.在水平地面上有一质量为5 kg的木箱,用10 N的水平推力向右推,木箱静止不动,此时它所受的摩擦力为 N;推力增大至20 N 时木箱做匀速直线运动,它所受的摩擦力为 N;若推力增大至30 N时,木箱受的摩擦力为 N。
3.小王用100 N的力沿水平方向推着一只木箱在水平的水泥路面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动。小张看到后嫌小王推得太慢,小张沿相同的方向推木箱以1 m/s的速度做匀速直线运动,则小张推木箱的力 ( )
A.等于100 N B.小于100 N
C.大于100 N D.难以确定
4. (2024·重庆质检)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )
A.当t=2 s时,物体处于静止状态,F小于摩擦力
B.当t=3 s时,物体受到的摩擦力是7 N
C.4~6 s内,物体做匀速直线运动,不受摩擦力
D.2~4 s内,物体的合力不为0
类型2 竖直方向
【方法引领】
(1)利用二力平衡的条件,当物体保持静止或者做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,此时物体受力平衡,根据二力平衡条件中的二力等大、反向,即可得出物体向上和向下力的大小和方向。
(2)物体处于平衡状态时力的大小判断,由于力的作用是相互的,有向上的力就有向下的力,即F上=F下。
5.魔术是巧妙综合视觉传达、心理学、化学、数学、光学、形体学及表演学等不同领域的高智慧的表演艺术。图为魔术“人体悬浮”,你认为该魔术中人体 (选填“受到”或“不受到” )向上的力,你判断的理由是 (合理即可)。
6.如图所示,重为5 N的物体A在大小为8 N的水平压力的作用下静止在竖直墙壁上,物体A所受的摩擦力为 N,方向 。若水平压力减小为原来的一半,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑,则物体A受到的摩擦力为 N。若继续减小水平压力,则物体A受到的摩擦力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
类型3 斜面
7.如图所示,一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动,冲上粗糙斜面后最终静止在A点。关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是 ( )
A.木块在水平面上运动时受到摩擦力的作用
B.木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
C.木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
D.木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
类型4 物体叠加
【方法引领】
整体法:对于两个或两个以上的物体组成的系统,如果它们彼此之间没有相对运动,那么我们可以认为它们是一个整体,对于这个系统的受力分析仅分析外力即可,而可以忽略系统中物体间的作用力。对于本题,我们可以采用先整体后隔离的分析方法。
8.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP9.如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,同时有F1=F2=2 N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,A、B两物体处于静止状态,下列分析正确的是 ( )
A.A和B之间摩擦力为0
B.地面对B的摩擦力为0
C.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向左
D.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向右
10.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=50 N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为 N;地面对物体A (选填“有”或“无”)摩擦力。若将F2=80 N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们一起做直线运动,则桌面对A物块的摩擦力为 N。
11.如图所示,在水平拉力F1=10 N的作用下,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时墙壁对物块乙的拉力F2=4 N。则木板甲与地面间的摩擦力是 N。 专项突破五 利用二力平衡条件判断力的大小和方向
【方法引领】
利用平衡状态判断摩擦力的大小和方向
(1)当物体保持静止或者做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,此时物体受力平衡,根据二力平衡条件中的二力等大、反向,即可得出物体受到的摩擦力的大小和方向。
(2)当物体做加速或者减速运动时,物体处于非平衡状态,可与匀速直线运动状态作对比,当压力、接触面的粗糙程度不变时,滑动摩擦力大小不变。
类型1 水平方向
1.如图所示,一个木块放在水平桌面上,在一个水平向右的作用力 F1=6 N的作用下,木块处于静止状态,则木块受到的摩擦力大小为 6 N,方向为 水平向左 。若图中F1=9 N,木块仍处于静止状态,则木块受到的摩擦力大小为 9 N,方向为 水平向左 。
2.在水平地面上有一质量为5 kg的木箱,用10 N的水平推力向右推,木箱静止不动,此时它所受的摩擦力为 10 N;推力增大至20 N 时木箱做匀速直线运动,它所受的摩擦力为 20 N;若推力增大至30 N时,木箱受的摩擦力为 20 N。
3.小王用100 N的力沿水平方向推着一只木箱在水平的水泥路面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动。小张看到后嫌小王推得太慢,小张沿相同的方向推木箱以1 m/s的速度做匀速直线运动,则小张推木箱的力 (A)
A.等于100 N B.小于100 N
C.大于100 N D.难以确定
4. (2024·重庆质检)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是(D)
A.当t=2 s时,物体处于静止状态,F小于摩擦力
B.当t=3 s时,物体受到的摩擦力是7 N
C.4~6 s内,物体做匀速直线运动,不受摩擦力
D.2~4 s内,物体的合力不为0
类型2 竖直方向
【方法引领】
(1)利用二力平衡的条件,当物体保持静止或者做匀速直线运动时,物体处于平衡状态,此时物体受力平衡,根据二力平衡条件中的二力等大、反向,即可得出物体向上和向下力的大小和方向。
(2)物体处于平衡状态时力的大小判断,由于力的作用是相互的,有向上的力就有向下的力,即F上=F下。
5.魔术是巧妙综合视觉传达、心理学、化学、数学、光学、形体学及表演学等不同领域的高智慧的表演艺术。图为魔术“人体悬浮”,你认为该魔术中人体 受到 (选填“受到”或“不受到” )向上的力,你判断的理由是 魔术中的人体要受到一个向上的力来与重力平衡,使其保持悬浮状态 (合理即可)。
6.如图所示,重为5 N的物体A在大小为8 N的水平压力的作用下静止在竖直墙壁上,物体A所受的摩擦力为 5 N,方向 竖直向上 。若水平压力减小为原来的一半,物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑,则物体A受到的摩擦力为 5 N。若继续减小水平压力,则物体A受到的摩擦力 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
类型3 斜面
7.如图所示,一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动,冲上粗糙斜面后最终静止在A点。关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是 (D)
A.木块在水平面上运动时受到摩擦力的作用
B.木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力
C.木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
D.木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
类型4 物体叠加
【方法引领】
整体法:对于两个或两个以上的物体组成的系统,如果它们彼此之间没有相对运动,那么我们可以认为它们是一个整体,对于这个系统的受力分析仅分析外力即可,而可以忽略系统中物体间的作用力。对于本题,我们可以采用先整体后隔离的分析方法。
8.如图所示,在同一水平面上,有表面粗糙程度相同、质量不同(mP9.如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,同时有F1=F2=2 N的两个水平力分别作用于A、B两物体上,A、B两物体处于静止状态,下列分析正确的是 (B)
A.A和B之间摩擦力为0
B.地面对B的摩擦力为0
C.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向左
D.地面对B的摩擦力为2 N,方向水平向右
10.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=50 N的水平力作用在B物块上,A、B一起做匀速直线运动,此时B物块所受的摩擦力为 50 N;地面对物体A 有 (选填“有”或“无”)摩擦力。若将F2=80 N的水平力按如图乙所示作用在A物块上,它们一起做直线运动,则桌面对A物块的摩擦力为 50 N。
11.如图所示,在水平拉力F1=10 N的作用下,木板甲在水平地面上匀速向右运动,同时物块乙相对于地面静止,已知此时墙壁对物块乙的拉力F2=4 N。则木板甲与地面间的摩擦力是 6 N。
