专题一运动与力第2课时力与物体的平衡

Mgsinα随α角增大而变大，所以，M所受的静摩
擦力变化情况也不相同.
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对应于第一种可能，若物块M保持静止，当
α角增大时，摩擦力变大；
对应于第二种可能，若物块M保持静止，当α 角增大时，摩擦力先变小，直到为零，再反向增 大； 对应于第三种可能，若物块M保持静止，当α
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若要使物块在平行于斜面向上的拉力F的作用
下沿斜面匀速上滑，由平衡条件有：
F－mgsinθ－μmgcosθ＝0 故F＝mgsinθ＋μmgcosθ 若μ＝tanθ 则mgsinθ＝μmgcosθ
即F＝2mgsinθ
故选项C项正确.
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【分析与解答】处于斜面上的物块受重力、支持
力、摩擦力的作用，要使物块沿斜面加速下滑，
则应满足： mgsinθ>μmgcosθ 即μ<tanθ 可见，将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将
静止不动，故选项A错误.
给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块 将加速下滑，故选项B错误.
角增大时，摩擦力变大；
可见，选项A、B均错.
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若物块M沿斜面下滑，则物块M受到的是方
向沿斜面向上的滑动摩擦力，摩擦力大小f＝
μMgcosα，可见，α角越大，摩擦力一定越小.选 项C错，选项D正确. 【答案】 D
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其二，若mg>Mgsinα，则M所受的静摩擦力 方向向向下；
其三，若mg＝Mgsinα，则M所受的静摩擦力
恰好为零. 由于初状态物块M所受的静摩擦力的大小和 方向无法确定，当α角变大时，细绳对M的拉力不 变(等于mg)，而物块M的重力沿斜面向下的分力
图所示的简单模型.图中k1、k2为
原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧.下列表述正确的 是( ) A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B.垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等 C.垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等 D.垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
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小结与拓展
将滑块在斜面上由静止释放，如果
μ＞tanθ，则mgsinθ小于最大静摩擦力，此时滑块
所受合力为零(而不是μmgcosθ－mgsinθ)，滑块将 静止不动.根据物体平衡条件，只要物体保持静止 状态，或做匀速直线运动，物体所受合外力一定 为零.
小结与拓展 劲度系数k是反映弹簧发生形变难易
程度的物理量.由胡克定律F＝kΔx可得，F相同的
情况下，k越大，弹簧产生的形变越小.抓住劲度
系数的特点，以及弹簧串联作用力等大的特点， 是求解该题的关键.弹力的有无及方向的确定往往
是涉及弹力问题中的难点，弹力方向的确定方法
通常有下面几种：
(1)弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线重合，
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【命题立意】本题以弹簧串联的缓冲装置的工作
过程为背景，考查学生对弹力和胡克定律的理解.
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【分析与解答】不同弹簧的缓冲效果取决于弹力的 大小，而弹力的大小与弹簧的劲度系数有关，选项 A错误； 在垫片向右运动的过程中，由于两个弹簧串联， 则它们之间的作用力等大，选项B正确；
由于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律F＝ kΔx可知，两弹簧的形变量不同，而两弹簧的原长 相等，所以两弹簧的长度不相等，选项C错误； 在垫片向右运动的过程中，由于弹簧的弹力做 功，则弹性势能将发生变化，选项D正确.
【答案】
BD
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很多情况接触处的形变不明显，这给判断弹 力是否存在带来困难.可用以下方法解决： (1)拆除法.即解除所研究处的接触，看物 体的运动状态是否改变.若不变，则说明无弹力； 若改变，则说明有弹力. (2)假设法.即假设弹力存在，看物体的受 力情况与物体的实际运动状态是否相符. (3)根据物体运动状态和相关规律计算出弹 力的大小来判断弹力的有无.
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A.将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑
块将减速下滑
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如 果μ＝tanθ，拉力大小应是2mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如
果μ＝tanθ，拉力大小应是mgsinθ 【命题立意】本题以斜面上物体的运动情况为情境， 考查学生应用平衡条件以及牛顿运动定律分析物体的 受力与运动的关系.
小随速度的变化而变化. (3)通电导线在磁场中或导体切割磁感线运动时，
磁场对电流有安培力，导体棒的运动会产生感应电流， 从而使安培力发生变化，安培力的变化又影响导体棒 的运动，运动与安培力相互影响.
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方法指津 【P14】
一、弹力的分析与计算 例1 某缓冲装置可抽象成如
何带电粒子在电场中总会受到电场力的作用.在匀 强电场中的电场力是一个恒力.
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(2)洛伦兹力与带电粒子所处的运动状态有关，
不是任何带电粒子在磁场中都会受到洛伦兹力的作 用.当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，不 受磁场力的作用；当带电粒子的运动方向与磁场方 向垂直时，所受磁场的作用力最大；洛伦兹力的大
等几种常见的力的分析与计算.掌握力的合成和分
解的原理与方法.理解共点力作用下的物体的平衡 条件，并能在具体问题中灵活加以运用.
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【P14】
一、共点力作用下物体的平衡条件是：物体 所受的合外力为零，F合＝0.我们可将其扩展为： (1)物体受几个共点力的作用而平衡时，其中
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二、摩擦力的分析与计算 例2 如图所示，物块M通过与斜面 平行的细绳与小物块m相连，斜面 的倾角α可以改变，讨论物块M对 斜面的摩擦力大小，则有( ) A.若物块M保持静止，则α角越大，摩擦力一定越大 B.若物块M保持静止，则α角越大，摩擦力一定越小 C.若物块M沿斜面下滑，则α角越大，摩擦力一定越大 D.若物块M沿斜面下滑，则α角越大，摩擦力一定越小
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任意一个力必定与余下的其他力的合力等值反向.
(2)几个互不平行的力作用在物体上，物体若 平衡，则这几个力必共点. 二、解决共点力平衡问题的基本思路：对研究
对象进行受力分析，力合成或力分解，列平衡方
程.
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三、各种场力的特点：
(1)电场力与带电粒子所处的运动状态无关，任
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四、物体平衡条件的应用 例4
如图所示，将质量为m
的滑块放在倾角为θ的固定 斜面上.滑块与斜面之间的动 摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和 滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则( )
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摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关.
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例3 (2011江苏)如图 所示，石拱桥的正中央有一
质量为m的对称楔形石块，
侧面与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，若接
触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力
的大小为( mg A. 2sin C. 1
指向弹簧恢复原状的方向，可为拉力，可为压力.
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(2)轻绳对物体的弹力方向，沿绳指向绳收 缩的方向，即只为拉力.轻绳跨过光滑的滑轮，绳 子内部张力处处相等. (3)轻杆的弹力方向可能沿杆也可能不沿杆， 杆可提供拉力也可提供压力，这一点跟绳是不同 的. (4)支持力或压力的方向，过接触点(面)垂 直于接触面(或接触面的切线方向)而指向受力物 体.
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若要使物块在平行于斜面向下的拉力F作用下
沿斜面向下匀速滑动，由平衡条件有：
F＋mgsinθ－μmgcosθ＝0 则F＝μmgcosθ－mgsinθ 若μ＝tanθ 则mgsinθ＝μmgcosθ
即F＝0
故选项D项错误.
【答案】 C
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物理
WULI
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第2课时 力与物体的平衡
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高的基础，也 是高考的基本内容.要明确力是物体间的相互作用， 是物体发生形变和物体运动状态变化的原因.力是 矢量.要掌握重力、弹力、静摩擦力、滑动摩擦力
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【命题立意】本题以粗糙斜面上的物体受力情况 的变化为背景，考查学生对滑动摩擦力和静摩擦
力的相关知识的理解.
【分析与解答】若物块M保持静止，M受到的是
静摩擦力，且合外力为零.
在初状态，物块M所受的静摩擦力存在三种
可能.
其一，若mg<Mgsinα，则M所受的静摩擦力 方向向上；