2011年高中物理二轮总复习：第1讲 力学中常见的三种力及物体平衡

第一讲 力学中常见的三种力及物体平衡
命题点1 受力分析、重力、弹簧强力的平衡
新高考命题方向预测
1 关于力的叙述正确的是
A.只有互相接触的物体间才有力的作用
B．物体受到力的作用，运动状态一定改变
C.施力物体一定受力的作用
D.竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为竖直方向受到升力的作用
**C 指导：力是物体之间的相互作用，但产生力的两个物体之间并不需要直接接触，所以A项错；力的作用效果有两个：一个是使物体运动状态发生改变，另一个是使物体发生形变所以物体受力，物体可以发生形变，物体可以发生形变，并不一定是运动状态，所以B项错误；竖直向上抛出物体的物体上升的过程中，物体可能受到的力是重力和向下的阻力，不可能有向上的升力，因为没有施力物体，物体向上运动是因为有初速度的原因，所以D项错误；力的作用是相互的，所以 C项是正确的．
2 关于重心的正确说法是
A.重心就是物体的中心
B．重心的位置一般随物体的形状变化而变化
C．重心的位置随物体的位置变化而变化
D.均匀木球的重心在球心，挖去球心部分，本球就没有重心了
**B 指导：质量分布均匀的，形状规则的物体的重心才是它的几何中心，质量分布不均匀的物体的重心除跟形状有关外，还与质量分布有关，所以A项错误；但物体的重心与物体的形状是有关系的，所以物体的形状改变了，其重心的位置一般要发生改变，所以B项正确；对于给定的一个物体，其重心的位置一般不定，不会因为其位置的改变而改变，所以C项错误；木球挖掉球心部分，木球仍然受到重力作用，而且重心可以在物体上也可以不在物体上，所以木球的重心仍在原处，所以D项错误．
3．如图1-1-5所示，劲度系数为k2的轻质弹簧，竖直放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直
地放在物体上面，其下端与物块上表面连接在一起，要想物块在静止时，下面弹簧承受物重的2／3，应将上面弹簧的上端A竖直向上提高多大的距离
**. 指导：解决本题的关键是明确每根弹簧的初末状态，必要时画出直观图D1-1．末状态时物块受力分析如图所示.
其中 F1′与F2′，分别代表弹簧k1、k2：的作用力．物块静止，有F1′+F2 ′=mg．初态时弹簧左k2(压缩)的弹力F2′=mg
末态时，弹簧k2′(压缩)的弹力F2′=
弹簧k2的长度变化量： 得
同理初态时：弹簧k1(厘米)的弹力F2=0
末态时：弹簧k1(伸长)的弹力
∴ 弹簧k1长度变化量△x1=
所求量为△x1+△x2=
命题点2 受摩擦力作用的物体的平衡
新高考命题方向预测
1 关于摩擦力，以下说法正确的是
A.物体间有摩擦力时，一定有弹力，这两个力的方向一定互相垂直
B．相互接触的物体之间正压力增大，摩擦力一定增大
C.摩擦力的方向与物体运动方向总是在同一直线上
D.摩擦力总是起阻力的作用
**A 指导：A正确，因为摩擦力的产生条件之一就是必须由弹力，其方向是相互垂直的 B错误，因为摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力，该项的结论对滑动摩擦力来说是正确的，但对于静摩擦力来说是错误 的．静摩擦力的大小与两物体间的压力没有关系，仅取决于在相对运动趋势的方向上的外力． C错误，因为摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反，与运动方向的关系是任意的，就可以在一条直线上，也可以不在同一条直线上． D错误，摩擦力只阻碍物体的相对运动，不阻碍物体的运动，摩擦力可以是阻力，也可以是动力．
2 如图1-2-10所示，A、B物块叠放在水平面上，B受水平力F作用，A、B一起沿水平面运动，二者无相对滑动，下列说法正确的是
A.若地面粗糙，A、B之间一定有摩擦力
B．若地面光滑，A、B之间一定有摩擦力
C.若A、B之间有摩擦力，地面一定光滑
D.若A、B之间有摩擦力，方向一定向左
**B 指导：A、B之间的摩擦力在本题中应该是以A物体的运动状态来判断的．A物体匀速，A、B之间没有摩擦力，若A物体有速度，则它们之间有加速度，所以若地面粗糙即B物体与地面间有摩擦力，而这个摩擦力的大小可以等于F，也可以小于F，等于F时两个物体匀速，A、B之间没有摩擦力，若小于F，则A、B有加速度，所以就有加速度，所以A、C两项错误．若地面光滑，则A、B必有加速度，所以A、B之间必有摩擦力，所以项正确．在本题中，A物体若有加速度一定是B对A的摩擦力产生的，而有加速度肯定向右，所以若有摩擦力，必定向右，所以D项错误．
3 如图1-2-11所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N、F2=2 N．若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为
A.10 N，方向向左
B．6N，方向向右
C. 2N，方向向左
D．零
**D 指导：开始时，物体受3个力而平衡，即合力为零．撤掉 F1 后应该注意静摩擦力是被动力，所以使物体产生运动趋势的是F2所以仍然合力为零，所以D项正确．
4 如图1-2-12所示，倾角为a=60°的斜面上，放一质量为1 kg的物体，用k=100 N／m的轻质弹簧平行于斜面吊着，物体放在PQ之间任何位置都能处于静止态，而超过这一范围，物体都会沿斜面滑动．若AP=22 cm，AQ=8 cm，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小．(g取10 N／kg)
**14牛顿 指导：根据题意，物体在P、Q两点时，物体所受摩擦力正好是最大静摩擦力，设弹簧的原长为L，则在P点摩擦力F方向向下，根据平衡条件：
mgsin60° +F-k (22-L)=0 ①
同理，在Q点，摩擦力的方向向上
mgsin60°+ k(L-8)-F=0 ②
解上述联立方程得：F=14N
考场热身
探究性命题综合测试
1 一铁块放在桌面上，下列关于铁块和桌面受力的论述中正确的是
A.铁块和桌面之间有弹力作用，其原因是桌面发生了形变，铁块并未发生形变
B．桌面受到向下的弹力，是由于桌面发生了形变
C.桌面受到向下的弹力，是由于铁块发生了形变
D.铁块受到向上的弹力，是由于铁块发生了形变
**C 指导：根据弹力的定义，判断C项正确
2 下列说法中正确的是
A.物体所受摩擦力的大小不仅跟接触面的性质和物体对接触面的压力有关，有时也跟物体的运动情况有关
B．静摩擦力的方向总是沿接触面的切线方向，且跟物体运动的方向相反
C.滑动摩擦力的大小f跟物体对接触面压力的大小N成 正比，其中N是弹性力，在数值上等于物体的重力
D.静摩擦力是变力，压力增大时，静摩擦力也随着增大
**A 指导：由摩擦力的定义与产生条件知A项正确；静摩擦力的方向概括相对运动趋势的方向相反，与运动方向不一定相反，所以B项错误；在计算滑动摩擦力时f=μN，其中N为弹力，即使大小也不一定与G相等，所以C错误；静摩擦力的大小与压力无关，所以D错误．
3.如图z1-l所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重量是2 N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力
A.大小为2 N，方向平行于斜面向上
B．大小为1 N，方向平行于斜面向上
C.大小为2 N，方向垂直于斜面向上
D.大小为2 N，方向竖直向上
**D 指导：选小球为研究对象，根据=力平衡条件可知，弹性杆对小球的弹力与小球的重力等大反向，弹力大小为2N，方向竖直向上．
4 如图z1-2所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，重物G=1 N，则弹簧测力计A和B的示数分别为
A．1N，0 B．0，1 N
C．2 N，l N D．1 N，l N
** D 指导：对轻质弹簧必须两端受对称的力才可解伸长．
5 如图Z1-3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的大小为10N的 拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 N／kg)
A.10N，向右 B．10N，向左
C．20 N，向右 D．20N，向左
**D 指导：在地面滑动的物体，受到的滑动摩擦力的方向与物体相对地面运动的方向相反，即所受滑动摩擦力的方向向左；滑动摩擦力的大小f=μFN=20N．这个力的大小与所加拉力无关所以D项正确．
6 如图Z1-4所示，小车M在恒力作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断
A.若地面光滑，则小车一定受三个力作用
B．若地面粗糙，则小车可能受三个力作用
C．若小车做匀速运动，则小车一定受四个力作用
D.若小车做加速运动，则小车可能受三个力作用
**CD 指导：先分析重力和已知力F，再分析弹力，由于F的竖直分力可能大于重力，因此地面可能对物体无弹力作用选项A错误．F的竖直分力可能小于重力，地面对物体有弹力作用，若地面粗糙，小车受摩擦力作用，共四个力作用，选项B错误。若小车匀速运动，那么水平方向上所受摩擦力和F的分力平衡．这时小车一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用，选项C正确．若小车做加速运动，当地面光滑时，小车受重力和力F作用或受重力、力F、地面弹力作用，选项D正确．
7 如图Z1-5所示，光滑小球在水平推力F的作用下静止在光滑斜面上，已知球重为G，斜面倾角为θ，则斜面对小球的弹力的大小为
A.Gcosθ B．F／sin θ
C. D．Gcosθ +Fsin θ
**BCD 指导：小球共受3个力的作用：推力F、重力G和支持力FN，其合力为零，这3个力组成的平行四边形是矩形，FN是对角线，故BC正确，把F、G向垂直斜面方向分解，则D项也正确．
8 如图z1-6所示，在水平粗糙地面上放置斜面体B，o上再放一表面水平的三角形滑块A，A恰好能在B上匀速下滑，而B仍然静止在地面上，若A、B质量分别为m和M，则
A.斜面体B受到地面对它向右的摩擦力
B．A对B的作用力大小等于mg，方向竖直向下
C.由于滑块，A沿斜面向下滑动，故B对地面的压力小于(M+m)g
D.若在A的上表面再放一重物，A就会加速下滑
**B 指导：根据物体的平衡条件，得到B与地面的摩擦力为 0，所以A项错误；对B物体分析受力，A对B的作用力后A对B的压力：mg cosθ和A对B的摩擦力mgsinθ则在竖直方向上，A对B的作用的合力应为 N cosθ+fsinθ+mgθ=mgcosθ+mg sinθ=mg
∴ B项正确，由B项得知O对地面的压力为(M+m)g所以 C项错误；在A物体上再加同为开始A物体匀速，所以mgsinθ-μmg cosθ
=mg(sinθ-μcosθ)=0当在A物体上面加一个物本后应有(m+m′)g sinθ-μ(m+m′)g cosθ(m+m′)g(sinθ-μcosθ)
∴ 这个合力也为0，所以物体仍然做匀速直线运动，所以D项错误．
9 如图z1-7所示，用一根绕过定滑轮的细绳把质量分别为m和M的两个物块P和Q拴在一起，若将物块Q沿水平地面向右移动少许，
仍能保持平衡，则关于力的变化的结论正确的是
A.细绳的张力大小不变，Q对地面的0压力减小
B．细绳的张力变大，Q对地面的摩擦力变大
C.滑轮的轴所受的压力减小
D.地面对Q的最大静摩擦力不变
**C 指导：对Q物体进行受力分析，如图D1-2所示．将物块Q右移，即Q角变小，根据平衡条件,
得FN=mg-Fsinθ，FN=mg-Fsinθ,Ff=Fcosθ
因为物体P，Q仍然处于平衡状态，所以F不变，而θ变小 A、B项错误，C项正确，而由于FN变化因此物块Q与地面的最大静摩擦力变化， ∴D项错误．
10 在水平桌面M上放置一块正方形薄木板abcd，在木板的正中点放置一个质量为m的木块，如图z1-8所示，先以木板的ad边为轴，将木板向上缓慢转动，使木板的ab边与桌面的夹角为θ；再接着以木板的ab边为轴，将木板向上缓慢转动，使木板的ab边与桌面的夹角也为θ(ab边与桌面的夹角θ不变)．在转动过程中木块在簿木板上没有滑动．则转动以后木块受到的摩擦力的大小为．
A.
C．mgsin 2θ D.
**B 指导：木块受的静摩擦力沿ac方向，两次转动后木块m升高的高度，对角线ac跟水平桌面间的夹角的正弦值，
所以
11 如图Z1-9所示，质量为m的物体被劲度系数为k2的轻弹簧b悬挂在天花板上，下面还拴着另一劲度系数为k1的轻弹簧a，托住下弹簧的端点A用力向上压，当弹簧︿的弹力大小为时，弹簧a的下端点A上移的高度是多少
**A点上升的高度等于弹簧︿和弹簧。缩短的长度之和．A点上升使弹簧︿仍处在伸长状态时，弹力减少了mg，弹簧b比原来缩短△x2=mg/2k2
△x=△x2+△x1=；A点上升使弹簧2处于压缩状态下时，向下的弹力为mg，压缩量为,所以弹簧b总的压缩量弹簧 a上的弹力为,压缩量为
12.如图z1-10所示，长方形斜面体倾角为37°,其长为0.8 m，宽为0.6 m．一重为20N的木块原先在斜面体上部，当对它施以
行于斜面且平行于AB边的恒力厂时，刚好可使木块沿对角线AC匀速下滑．求木块与斜面间的动摩擦因数μ和恒力F的大小．
**画出物体受斜面方向的受力图如图BD1-3所示．
F2-mg sin 37°=20×0．6N=12N，
滑动摩擦力
而F1=μmg cos37 °，∴μ=