第一章运动和力复习(三)
考点6 二力平衡的条件
2
1.二力平衡
物体在受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力彼此平衡。
2.二力平衡的条件
(1)要使物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态必须满足下列四个条件:
两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上。我们把这两个力称为一对平衡力,即二力平衡。
注:判断两个力是不是平衡力,就是看这四个条件是否同时具备,首先要看这两个力是不是作用在同一个物体上,这个条件非常重要,部分同学做题时,容易忽视;然后再看它们是不是在同一直线上、大小是否相等、方向是否相反。
考点6 二力平衡的条件
(2)平衡力和相互作用力的比较
二力平衡的条件是作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上。
其特点可概括为“同物、等大、反向、共线”。
物体间相互作用的两个力称为相互作用力。其特点可概括为“异物、等大、反向、共线“。
考点6 二力平衡的条件
(3)二力平衡条件的应用
我们可以判断物体是否受力平衡。方法是先确定研究对象,再分析受力情况,若满足 二力平衡的条件,则受力平衡;若不满足,则受力不平衡。
可根据一个力的大小、方向,确定另一个力的大小、方向。
考点6 二力平衡的条件
1.指尖陀螺是目前很流行的一种玩具,该玩具中间是轴承内有滚珠,边上有三个用密度较大的金属制作的飞叶,拨动飞叶后,飞叶可以绕轴在指尖上长时间转动(如图11)。下列分析错误的是( )
A.飞叶转速变慢,惯性不变
B.轴承内有滚珠,利于减小摩擦
C.飞叶被拨动后旋转是因为力能改变物体的运动状态
D.陀螺对指尖的压力和指尖对陀螺的支持力是一对平衡力
针对练习
2.如图所示,在水平地面上,一条形磁铁附近的一铁块处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.铁块受到的重力和铁块对地面的压力是一对平衡力
B.地面对铁块的支持力和铁块受到的重力是一对平衡力
C.磁铁受到铁块的吸引力和地面对铁块的阻力力是一对平衡力
D.铁块受到磁铁的吸引力和磁铁受到铁块的吸引力是一对平衡力
针对练习
关于力和运动,下列说法中正确的是( )
A.物体匀速转弯一定受到非平衡力的作用
B.竖直下落的小球越来越快,小球的惯性越来越大
C.物体受到力运动状态一定改变,不受力运动物体很快会停下来
D.静止在水平地面上的物体所受的重力和它对地面的压力是一对平衡力
针对练习
4.如图所示,水平桌面上的甲、乙两物体分别在水平拉力作用下处于静止状态,G甲>G乙。甲受到的摩擦力( )
A.大于5N
B.等于5N
C.大于乙受到的摩擦力
D.等于乙受到的摩擦力
针对练习
5. 如图,粗糙程度相同的水平地面上,重30牛的物块在AB段受F=10牛的水平拉力作用,向右做匀速直线运动,到B点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到C处静止。下列说法正确的是( )
A.在 AB 段物块受到水平向右的摩擦力,大小为 10 牛
B.在 AB 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 20 牛
C.在 BC 段物块受到水平向左的摩擦力,大小为 10 牛
D.在 C 点物块受到水平向右的摩擦力,大小为 30 牛
针对练习
6.足球放在桌子上,而桌子立于地球表面。下列哪两个力是一对平衡力?( )
A.足球对桌子的压力与桌子对足球的支持力
B.桌子对地球的压力与地球对桌子的支持力
C.足球受到的重力与桌子对足球的支持力
D.桌子受到的重力与地球对桌子的支持力
针对练习
7.如图所示的质量均为2kg的A、B两个小物块竖直叠放在一起,用水平向右5N大小的拉力F1拉着两个小物块一起匀速向右运动,下列说法正确的是( )
A.B所受的滑动摩擦力为5N
B.B对A的压力和A对B的支持力是一对平衡力
C.地面对A的支持力和A的重力是一对平衡力
D.地面对A施加了水平向左、大小为5N的阻力
针对练习
8.一个苹果静止在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.苹果受到的重力与苹果对桌面的圧力是一对平衡力
B.苹果受到的重力与桌面对苹果的支持力是一对平衡力
C.苹果受到的重力小于桌面对苹果的支持力
D.桌面对苹果的支持力大于苹果对桌面的压力
针对练习
针对练习
9.如图是用力F把一块静止压在墙面上的示意图,以下受力分析的说法
①手对木块的压力和墙对木块的弹力是一对平衡力
②手对木块的压力和木块的重力是一对平衡力
③木块受到的摩擦力和木块的重力是一对平衡力
④手对木块的压力和木块对手的弹力是一对平衡力
上述表述中正确的是( )
A.只有②正确 B.只有④正确 C.只有③④正确 D.只有①③正确
针对练习
10.如图所示,放在粗糙水平面上的木箱,受到两个水平拉力F1、F2作用,F1的方向向左,F2的方向向右,下列分析正确的是( )
A. 若木箱保持静止状态,则 F1 一定等于F2
B. 若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定大于F2
C. 若木箱向右做匀速直线运动,则F1 一定等于F2
D. 若木箱向右做匀速直线运动,则 F1 一定小于F2
针对练习
11.图为手拉小球做匀速圆周运动的示意图,小球的运动状态_______(“改变”或“不改变”),此时小球受到的一定是_______(“平衡力”或“非平衡力”)
考点7 摩擦力
17
1.摩擦力的存在
(1)定义:两个互相接触的物体,当它们发生相对运动或有相对运动趋势时,在两物体的接触面之间会产生阻碍它们相对运动的作用力,这个力叫摩擦力。
(2)摩擦力产生的条件
① 两物体接触面粗糙
② 两物体之间要发生或已经发生相对运动
③ 两物体相互挤压,发生形变,有弹力三个条件缺一不可
考点7 摩擦力
(3)摩擦力的种类
滑动摩擦:两个物体之间因相对滑动而产生的摩擦
滚动摩擦:两个物体之间因相对滚动而产生的摩擦
静摩擦:两个有相对运动趋势的物体之间存在的摩擦
考点7 摩擦力
(4)摩擦力的方向
摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反
注:不能把摩擦力方向理解为必定与运动方向相反,也就是说,摩擦力有时阻碍运动,有时有利于运动。
考点7 摩擦力
2.影响摩擦力大小的因素
(1)当一个物体在另一个物体的表面上滑动时,摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有
关,还跟接触面的粗糙程度有关。压力越大,接粗面越粗糙,摩擦力越大;
(2)与接触面积的大小、物体运动的速度无关。
3.增大或减少摩擦的方法
(1)增大有益摩擦的方法:增大压力;增大接触面的粗糙程度;用滑动代替滚动;
(2)减小有害摩擦的方法:减小压力;减小接触面的粗糙程度;用滚动代替滑动;使两个互相接触的摩擦面彼此分离(如形成气垫)。
考点7 摩擦力
4.判断摩擦力有无的方法(重难点)
(1)条件判断:两物体相互接触,接触面粗糙,接触面之间有压力且两物体有相对运动趋势。
(2)假设法:假设接触面光滑,若物体原先的运动状态改变,说明存在摩擦力;若物体的运动状态不变,说明不存在静摩擦力
考点7 摩擦力
(3)二力平衡法:根据物体的运动状态,应用二力平衡条件判断静摩擦力的有无。
(4)力的相互作用法:当一物体受静摩擦力方向不易判断时,可根据与之相互作用的另一物体所受静摩擦力情况进行判断,然后依据二力等大反向的特点进行判定。
考点7 摩擦力
如图所示,A. B两物块竖直叠放在水平面上。今用水平力F拉B物块,两物块均静止,判断物块A是否受静摩擦力作用?
例题
法1假设法:本题可以结合运动状态来判断,假设A受到静摩擦力作用,该摩擦力方向一定与接触面相切,即沿水平方向。根据力的作用效果知,A物块在摩擦力作用下不可能处于静止状态。因此与题意是相矛盾的,故A物块不受静摩擦力作用。再对B进行分析,B受到向右的拉力F作用处于平衡状态,由二力平衡特点,则B一定受到地面产生的向左的静摩擦力作用。
法2条件法:对A分析,A相对B没有运动趋势,所以在水平方向上B对A的静摩擦力为0,否则将破坏A的平衡。
解析
5.摩擦力方向的判断方法(重难点)
(1)由相对滑动趋势直接判断
因为静摩擦力的方向跟物体相对滑动趋势的方向相反,如果我们所研究的问题中,物体相对滑动的趋势很明显,就可以由相对滑动趋势直接判断.这是判断静摩擦力方向的基本方法。
(2)用假设法判断
所谓假设法就是先假设接触面光滑,以确定两物体的相对滑动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向。
(3)由运动状态判断
有些静摩擦力的方向与物体的运动状态紧密相关,可以由物体的运动状态来判断物体所受静摩擦力的方向
(4)用牛顿第三定律判断
由以上三种方法先确定受力比较简单的物体所受静摩擦力方向,再由牛顿第三定律确定另一物体所受静摩擦力方向
考点7 摩擦力
如图所示是皮带传动的示意图,O1是主动轮,O2是从动轮,两轮水平放置,当O1顺时针匀速转动时,重10 N的物体同皮带一起运动。若物体与皮带的摩擦力为5 N,则物体所受皮带的摩擦力的大小和图中皮带上P、Q所受摩擦力的方向是( )
A.5 N、向下、向下
B.0、向下、向下
C.0、向上、向上
D.0、向左、向右
例题
法1:物体与传送带速度相同,都是匀速运动,两者没有相对运动也没有相对运动趋势,故物体在这段不受摩擦力;又O1为主动轮,即轮子带着传送带运动,故传送带相对轮子有向上运动的趋势,可知此处传送带受到的摩擦力向下;O2为从动轮,即轮子是在传送带的带动下运动的,传送带相对轮子有向上运动的趋势,故可知Q处传送带所带的摩擦力向下,故B正确,ACD错误;故选:B
法2:还有就是摩擦力的定义,摩擦力是“阻碍”物体运动的力,O1为主动轮并且为顺时针转动,它是欲带动皮带向下运动,则摩擦力为向上,O2同理
解析
1.在平直的路面上用10N的力沿水平方向推物体,物体静止不动。增大推力使物体开始运动,当推力为30N时,物体做匀速直线运动。撤去推力后,物体运动速度逐渐减小,下列判断正确的是( )
A.用10N的力沿水平方向推物体时,物体所受摩擦力为零
B.撇开推力后,物体所受摩擦力逐渐减小
C.物体运动速度减小的过程中,所受摩擦力逐渐增大
D.物体在该路面运动时所受摩擦力大小始终不变
针对练习
针对练习
2.关于摩擦力的下列说法中,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相互垂直
B.相互接触的物体之间,压力增大,摩擦力一定增大
C.摩擦力的方向与物体的运动方向总是在同一直线上
D.摩擦总是起阻力作用
针对练习
3.以下几种关于摩擦力利弊的说法中,正确的是(?)
A.人走路时,脚与地面间摩擦是有害摩擦,越小越好
B.皮带传动中,皮带与皮带轮间的摩擦是有害摩擦
C.骑自行车时,自行车轮胎与地面间的摩擦是有害摩擦
D.机车起动时车轮与钢轨间的摩擦是有益的
针对练习
4.如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知,关于A、B间摩擦力F1和B、C间摩擦力F2的分析中,正确的是( )
A.F1=0,F2=0?????? B.F1=0,F2≠0?????
C.F1≠0,F2=0???? D.F1≠0,F2≠0
针对练习
5.如图,在光滑的水平面叠放着甲、乙两个木块,甲木块用一根细绳拴在左边固定的竖直板上,现在用力把木块乙从右端匀速地抽出来,所用的力F=15N,则甲、乙两木块所受的摩擦力是(?)
A.甲为零,乙受向右的15N的力
B.甲和乙都受向右15N的力
C.甲和乙都受向左15N的力
D.甲和乙都是15N,甲受向右的力,乙受向左的力
6.如图是一皮带传动装置示意图,A为主动轮,B为从动轮,试判断A轮上的P点、B轮上的Q点所受到的摩擦力的方向。(皮带不打滑)
针对练习
针对练习
7.如图所示,用水平推力F将A、B两木块挤压在竖直的墙壁上,木块B受到木块A的摩擦力为f1,木块B受到墙壁的摩擦力为f2,木块B重为GB,下列说法中正确的是( )
A.f1和f2的方向都是竖直向上的
B.f1的方向竖直向下,f2的方向竖直向上
C.f1=GB-f2
D.GB=f1+f2
针对练习
8.如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是?( )
A.甲、乙两图中A物体所受的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F?
C.甲图中物体A受到的摩擦力为0,物体B受到地面对它的摩擦力为F?
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它的摩擦力为F
针对练习
9.如图,粗糙程度相同的水平地面上,重30牛的物块在AB段受F=10牛的水平拉力作用,向右做匀速直线运动,到B点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到C处静止。下列说法正确的是( )
A.在AB段物块受到水平向右的摩擦力,大小为10牛
B.在AB段物块受到水平向左的摩擦力,大小为20牛
C.在BC段物块受到水平向左的摩擦力,大小为10牛
D.在C点物块受到水平向右的摩擦力,大小为30牛
针对练习
10.水平面上叠放着 A,B 两个物体,在水平方向力 F1 和 F2 的作用下,以共同的速度 v 一起向右匀速运动已知 F1=10N,F2=6N,那么物体 A、B 和地面之间的摩擦力大小和方向的有关说法正确的是( )
A.A 对 B 的摩擦力为 10N,向右
B.B 对地面的摩擦力为 4N,向左
C.A 受到摩擦力为 4N,向左
D.地面对 B 的摩擦力为 6N,向左
针对练习
11.如图所示,长木板放在水平桌面上,木块放在长木板上,砝码放在木块上。现用 2N 的力 F 水平向右拉木块,木块、砝码、长木块均保持静止,此状态下,下列说法正确的是
A.木块对砝码的摩擦力为 2N
B.桌面对木块的摩擦力为 0
C.桌面对长木板的摩擦力方向水平向右
D.长木板对木块的摩擦力为 2N
针对练习
12.如图所示,物体A重10N,B重5N,两个大小均为2N的力F同时作用在A、B两个物体上,使它们在平面C上以相同的速度做匀速直线运动,则A、B间和B、C间的摩擦力大小分别为( )
A.2N、4N
B.0N、4N
C.4N、2N
D.2N、2N
针对练习
13.如图所示,整个装置静止于水平桌面,某物块静止在光滑斜面上物块与一轻质弹簧相连,弹簧通过绳子固定在斜面的顶端,物块的下端用一个垂直于斜面的挡板挡住,此时的物块( )
A.一定受到弹簧拉力
B.一定受到挡板的支持力
C.可能受到四个力的作用
D.可能只受到两个力的作用
针对练习
14.如图所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起匀速直线运动,此时木块A所受的摩擦力为_____N;若将A.?B紧靠着放在同一水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动,则推力F2_______F1(选填“大于”、“小于”或“等于”),表明滑动摩擦力的大小跟接触面积的大小____________。
针对练习
15.如图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图甲、乙所示。
①由图象可知当t=1s时,物体处于______状态;t=5s时,物体受到的摩擦力为______N。
②当t=3s时,物体处于______状态,物体受到的摩擦力为______N。
针对练习
16.物体重20N
(1)F=30N,木块静止,f=_____N;
(2)F=25N,木块仍静止,f=_____N;
(3)F=15N,木块恰好匀速下滑,f=_____N;
(4)F=10N,木块做_________运动。(如图)
针对练习
17.现有3块相同的砖,每块砖重为10N,一人用竖直的两板将三块砖如图所示夹起,试求“2号”砖左侧和右侧各自所受摩擦力大小和方向(画示意图并指明大小)______。
解析
块砖受到的重力是10N,由于摩擦力与重力是一对平衡力,根据二力平衡的条件可知“2号”砖,左侧受向上的5N摩擦力,右侧受向上5N的摩擦力。如下图所示:
针对练习
18.物体随传送带一起向右匀速行驶过程中(如图甲所示) 摩擦力的作用(选填“受到”或“不受”);物体随着倾斜的传送带一起匀速向下运动过程中(如图乙所示) 摩擦力的作用(选填“受到”或“不受”)。甲乙两图中,皮带与皮带轮之间的摩擦属于 (选填“滑动摩擦”“滚动摩擦”或“静摩擦”)。
针对练习
19.如图所示,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.无论物体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
针对练习
20.(1)如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,A 受到水平向右的拉力F1=5N,B受水平向左的拉力F2=3N,且AB以相同的速度向右作匀速直线运动,则A对B的摩擦力大小为 N,方向是 地面对B的摩擦力大小 N,方向是 。
(2)如图所示,质量相等的物块A、B、C叠放在水平地面上,物块B受到一个水平力向右的力F1=7N的作用,物体C受到一个水平力向左的力F2=13N的作用,A、B、C相对于地面保持静止状态,物块C对B产生的摩擦力大小为______?N,地面受到的摩擦力大小为______?N。
针对练习
21.在探究“二力平衡的条件”的实验中,某同学采用的实验装置如图所示:
(1)当物体处于静止状态或________状态时我们认为它受到的力是相互平衡的。
(2)实验时,小明发现当向左盘和右盘同时加入一个相等重量的砝码时,木块处于静止状态。此时木块在水平方向受到两个力的作用,这些力是平衡的。小明再把右盘中的砝码换成一个较重的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是_______________________,这时木块在水平方向受到的力___________(填“平衡”或“不平衡”)。要避免这种现象产生,请你对该实验装置提出改进意见: ________________________________。
(3)某同学认为:物体在平衡力的作用下,其机械能可能会增大。你认为他的观点是___________的。(填“正确”或“错误”)