(沪科版)物理必修一全套学案及章末检测试卷第3章 学案5
2018版高中物理沪科版必修1学案：第3章 力与相互作用
学案1牛顿第三定律[目标定位] 1.知道力的作用是相互的，并了解作用力、反作用力的概念.2.理解牛顿第三定律的含义.3.会用牛顿第三定律解决简单问题.4.会区分平衡力和作用力与反作用力．一、作用力和反作用力[问题设计]在光滑的冰面上，两人相对而立．当一人用力去推另一个人时，两人同时向相反方向运动；两个小车上粘有磁铁，让两小车停在水平桌面上距离适当的位置，放手后两小车同时运动(相吸或相斥)．(1)上面事例或实验中，当一个物体(设为甲)对另一个物体(设为乙)施力时，乙对甲有作用力吗？(2)上面两个例子中相互作用力各是什么性质的力？(3)物体间相互作用的一对力作用在几个物体上？[要点提炼]1．作用力和反作用力：力总是________出现的，物体间相互作用的这一对力，通常叫做________________和________________．2．判断作用力和反作用力的方法，主要看两个方面：一是看作用点，作用力和反作用力应作用在________(填“一个”或“两个”)物体上；二是看产生原因，作用力和反作用力总是相互的且一定是________(填“同一”或“不同”)性质的力．若作用力是“甲对乙的力”，则反作用力一定是“乙对甲的力”．二、牛顿第三定律[问题设计]两组同学对拉弹簧测力计(拉力大小可以是任意的)，两弹簧测力计示数存在什么关系？两弹簧测力计间相互作用力作用在几个物体上？方向如何？画出两弹簧测力计的受力示意图．[要点提炼]1．牛顿第三定律：____________物体之间的作用力和反作用力总是大小______________，方向________________，作用在________________．2．公式：F甲对乙＝－F乙对甲．“－”表示方向________的意思．3．作用力与反作用力具有“四同”和“三异”的关系“四同”表示：(1)同大小：大小________．(2)同直线：作用在________________上．(3)同存亡：同时________、同时________、同时变化．(4)同性质：作用力是引力，反作用力也是引力；作用力是弹力，反作用力也是弹力；作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力．“三异”表示：①异向：方向________．②异体：作用在________的物体上．③异效：在不同的物体上分别产生不同的作用效果，不能相互抵消，因此，不能认为作用力和反作用力的合力为零．[延伸思考]让小刚和小强比比谁的力气大：他俩手拉手，侧身而立，以讲台中线为界，把对方拉过线者为胜．结果小刚胜了．是不是小刚对小强的拉力大于小强对小刚的拉力？为什么？三、一对相互作用力和一对平衡力的区别[问题设计]如图1所示，一本书放在水平桌面上，处于静止状态．(1)画出书本的受力示意图；(2)这个情景中出现的作用力、反作用力有哪些？(3)此情景中平衡力有哪些？图1[要点提炼]一对作用力与反作用力和一对平衡力的相同点和不同点一、对牛顿第三定律的理解与应用例1 (多选)如图2所示，我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在押加比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是( )图2A ．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B ．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C ．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D ．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜针对训练1 一起交通事故中，一辆汽车与行人相撞，结果行人受重伤，而汽车几乎没有任何损伤，对此现象，以下解释正确的是( )A．由于汽车的质量比行人的质量大，所以汽车对行人的作用力大于行人对汽车的作用力B．由于汽车的速度比行人的速度大，所以汽车对行人的作用力大于行人对汽车的作用力C．汽车的表面坚硬，所以汽车对行人的作用力大于行人对汽车的作用力D．汽车对行人的作用力与行人对汽车的作用力大小是相等的，但此作用力足以使行人受伤二、一对相互作用力和一对平衡力的区别例2如图3所示，吊于电梯天花板上的物体处于静止状态，下列说法中正确的是()图3A．绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是一对作用力与反作用力B．物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力C．物体的重力与绳对物体的拉力是一对作用力与反作用力D．物体的重力的反作用力作用在绳上针对训练2如图4所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是()图4A．物体受三个力作用，其中有一对平衡力B．物体受三个力作用，其中有一对作用力和反作用力C．物体受四个力作用，其中有两对作用力和反作用力D．物体受四个力作用，其中有两对平衡力1.(作用力和反作用力)(多选)如图5所示是利用计算机记录的卫星发射时火箭和卫星之间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是()图5A．作用力大时，反作用力小B．作用力和反作用力的大小总是相等的C．作用力和反作用力的方向总是相反的D．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的2．(作用力和反作用力)如图6所示，击球员用棒球棍回击飞过来的棒球时，球棒击棒球的力()图6A．比球撞击球棒的力更早产生B．与球撞击球棒的力同时产生C．大于球撞击球棒的力D．小于球撞击球棒的力3．(对牛顿第三定律的理解)下列判断正确的是()A．人行走时向后蹬地，给地面向后的摩擦力，地面给人的摩擦力是人向前的动力B．人匀速游泳时，人对水向前用力，水给人方向向后的作用力，这个力是阻力C．放在桌面上的物体，因有重力，才有对桌面的压力，才有桌面的支持力出现，即压力先产生，支持力后出现D．作用力与反作用力，应是先有作用力，再有反作用力，作用力先变化，反作用力随后跟着做相应变化4．(一对相互作用力与一对平衡力的区别)(多选)关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中，正确的是()A．作用力与反作用力一定是同一性质的力B．作用力与反作用力大小相等，方向相反，因而可以互相抵消C．相互平衡的两个力的性质，可以相同，也可以不同D．相互平衡的两个力大小相等，方向相反，同时出现，同时消失答案精析知识探究一、问题设计(1)甲对乙施力时，乙对甲也同时产生了作用力．(2)前者相互作用力都是弹力；后者相互作用力都是引力或都是斥力．(3)两个．要点提炼1．成对作用力反作用力2．两个同一二、问题设计两弹簧测力计示数总是相等；两个物体；方向相反；两弹簧测力计受力示意图如图所示要点提炼1．两个相等相反同一条直线上2．相反3．(1)相等(2)同一条直线(3)产生消失(4)①相反②不同延伸思考不是．小刚获胜，不是因为小刚对小强的拉力大，两人之间的力互为作用力和反作用力，大小总是相等的．小刚获胜是因为地面对小刚的摩擦力大于小强对小刚的拉力．三、问题设计受力分析如图，作用力和反作用力共有两对：桌子对书的支持力和书对桌子的压力．书受到的重力和书对地球的引力．有一对平衡力：书受到的重力和桌子对书的支持力．要点提炼两个同一个同时同时同时不一定同时一定不一定不能典例精析例1BD[物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合力不为零时，物体的运动状态才会改变，不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，由于它们作用在不同的物体上，所以其效果可以不同．甲获胜的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小．B、D 正确．]针对训练1 D例2A[绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是物体和绳直接相互作用而产生的，是作用力与反作用力的关系，A正确．物体的重力和物体对绳的拉力受力物体不同，不是一对平衡力，B 错误．物体的重力与绳对物体的拉力均作用在物体上，二力为平衡力，C错误．物体重力的反作用力作用在地球上，D错误．]针对训练2 D达标检测 1.BC 2.B 3.A 4.AC。
2019-2020年第一学期沪科版高中物理必修1 第三章《力与相互作用》单元测试卷
第三章《力与相互作用》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.如下图所示，A 、B 、C 三个物体的质量相等，有F ＝1 N 的两个水平力作于A 、B 两个物体上，A 、B 、C 都静止，则地面对A 物体、A 物体对B 物体、B 物体对C 物体的摩擦力分别为( )A ． 1 N 、2 N 、1 NB ． 1 N 、0、1 NC ． 0、1 N 、0D ． 1 N 、1 N 、02.物体A 被一根轻弹簧悬于天花板下，画出重物和弹簧的受力图如图所示．关于F 1、F 2、F 3、F 4这四个力，下列说法正确的是( )A ．F 1的反作用力是F 4B ．F 2的反作用力是F 3C ．F 1与F 2是一对作用力与反作用力D ．F 3的施力者是物体A 3.关于重力的说法，正确的是( )A ． 重力就是地球对物体的吸引力B ． 只有静止的物体才受到重力C ． 重力的方向总是指向地心的D ． 重力是由于物体受到地球的吸引而产生的 4.一物体由圆锥和与它底面相同的半球组成(如下图所示)，置于粗糙的水平地面上用水平外力拉它做图中所示三种情况的运动．比较它所受的摩擦力大小分别为F f1、F f2、F f3.则( )A ．F f1>F f2>F f3B ．F f3>F f2>F f1C ．F f1＝F f2＝F f3D ．F f3＝F f2>F f15.关于弹簧的劲度系数k ，下列说法中正确的是( )A ． 与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k 值也越大B ． 由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关C ． 与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k 值越小D ． 与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关6.如图，一小孩用水平力推置于水平地面上的木箱，未推动，下列说法中正确的是( )A ． 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力B ． 小孩对木箱的推力和地面对木箱的摩擦力是一对作用力和反作用力C ． 木箱对地面的压力就是木箱所受的重力D ． 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对平衡力7.甲乙两人在比较滑的水平地面上拔河，甲身材高瘦，乙身材矮胖，两人力气差不多，体重也差不多，穿相同材料的鞋子，则( )A ． 甲赢的几率大B ． 乙赢的几率大C ． 力气大的肯定赢D ． 两人对绳子的拉力一样大，因此赢的几率相同8.使A 、B 、C 一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是( )A ．A 对C 有向左的摩擦力B ．C 对B 有向左的摩擦力 C ． 物体C 受到三个摩擦力的作用D ． 物体C 对地有向右的摩擦力9.如图是姚明在比赛中的一张照片，记者给出的标题是“姚明对球施魔力”．下面是几位同学关于照片中篮球的说法，其中正确的是(空气阻力忽略不计)( )A ． 球只受到重力的作用B ． 球只受到一个沿运动方向的力的作用C ． 球此时此刻不受到任何外力作用D ． 球受到姚明给的一个力和重力的共同作用 10.如下图所示，皮带运输机可以把物体匀速送往高处时， 也可以把物体从高处匀速运往地面，则这两种情况下物体受到摩擦力的方向( )A ． 运往高处时物体不受摩擦力的作用B ． 运往高处时物体受到的摩擦力沿皮带向下C ． 运往地面时物体受到的摩擦力沿皮带向上D ． 运往地面时物体受到的摩擦力沿皮带向下 11.关于作用力与反作用力，下列说法正确的是( )A ． 作用力是摩擦力，反作用力可能是弹力B ． 作用力是重力，反作用力可能是弹力C ． 作用力是摩擦力，反作用力一定是摩擦力D ． 作用力是重力，反作用力一定是弹力 12.如图所示，两光滑小球均处于静止状态，关于它们受到的弹力情况的说法正确的是( )A ． 甲球受到两个弹力作用B ． 乙球受到一个弹力作用C ． 甲球受到的支持力垂直水平面向上D ． 乙球受到绳子的拉力沿绳子方向向右 13.如下图所示，A 、B 、C 三个物体的质量相等，有F ＝1 N 的两个水平力作于A 、B 两个物体上，A 、B 、C 都静止，则地面对A 物体、A 物体对B 物体、B 物体对C 物体的摩擦力分别为( )A ． 1 N 、2 N 、1 NB ． 1 N 、0、1 NC ． 0、1 N 、0D ． 1 N 、1 N 、014.汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶 ，根据牛顿运动定律，以下说法正确的是( ) A ． 汽车能拉着拖车加速前进，是因为汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B ． 加速前进时，汽车对拖车的拉力大小与拖车对汽车的拉力大小相等C ． 汽车对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力D ． 汽车对拖车的拉力大小与拖车所受地面对它的摩擦力大小相等15.如图所示，在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中，下列说法正确的是( )A．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力大于孩子对爸爸的力B．爸爸“掰倒”孩子时，爸爸对孩子的力与孩子对爸爸的力大小相等C．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力大于爸爸对孩子的力D．孩子“掰倒”爸爸时，孩子对爸爸的力小于爸爸对孩子的力二、实验题(共3小题)16.某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验，实验时，先把弹簧平放在桌面上，用直尺测出弹簧的原长L0＝4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码记下对应的弹簧长度L，数据记录如下表所示：(1)根据表中数据在图中作出F－L图线；(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k＝________N/m；(3)图线与L轴的交点坐标大于L0的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________.17.某学校物理学习小组在“探究弹力与弹簧伸长量的关系”．(1)如图甲所示，将弹簧的上端O点固定悬挂在铁架台上，旁边放置一刻度尺，刻度尺的零刻度线跟O点对齐，在弹簧的下部A处做一标记，如固定一个指针．在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都是50 g)，指针在刻度尺上指示的刻度为x.逐个增加所挂钩码的个数，刻度x随挂钩上的钩码的重力F的不同而发生变化，将实验测得的相应F、x各点描绘在图乙中．请在图乙中描绘出x随F变化的图象．由图象得出弹簧的劲度系数kA＝________N/m(结果取两位有效数字)；此弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量Δx的关系是________．(2)如果将指针固定在A点的下方P处，再作出x随F变化的图象，得出弹簧的劲度系数与kA相比，可能是________．A．大于kA B．等于kAC．小于kA D．无法确定(3)如果将指针固定在A点的上方Q处，再作出x随F变化的图象，得出弹簧的劲度系数与kA相比，可能是________．A．大于kA B．等于kAC．小于kA D．无法确定18.在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图所示．所挂钩码的重力相当于对弹簧提供了向右的恒定拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系图中，请作出F－L图线．(2)由此图线可得出该弹簧的原长L0＝________ cm，劲度系数k＝________ N/m.(3)试根据该同学以上的实验情况，帮助他设计一个记录实验数据的表格(不必填写其实验测得的具体数据)．(4)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较，优点在于：_______________________________________________.缺点在于：_____________________________________________.三、计算题(共3小题)19.有位同学要重新布置自己的房间．他用200 N的水平拉力匀速拉动质量为50 kg的书桌，书桌与地面间的动摩擦因数是多少？如果要在同样情况下匀速移动质量为150 kg的书柜，他用200 N的力能拉动书柜吗？这时摩擦力多大？(g取10 m/s2)20.如图所示，一个质量为m＝2 kg的均匀小球，放在倾角θ＝37°的光滑斜面上．若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住，处于平衡状态．求小球对挡板和斜面的压力．(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)21.重20 N的物块，放在水平桌面上，用F＝8 N的水平拉力拉物块可以使其做匀速直线运动．求：(1)物体所受的摩擦力多大？(2)物体和桌面间的动摩擦因数多大？(3)当水平拉力增大到16 N时，物块受到的摩擦力多大？(4)物块在运动过程中突然撤去外力，在物块停止运动前它受到的摩擦力多大？四、填空题(共3小题)22.薄板的重心位置可以用悬挂法确定(下图)(1)在A点________，通过A点画一条________；(2)再选另一处C点________，同样通过C点________；(3)AB和CD的________就是薄板的重心．23.如图所示，甲、乙两队举行拔河比赛，甲队获胜．如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的摩擦力为F f甲，乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的摩擦力为F f乙，绳的质量不计，则有F甲________F乙，F f甲________F f乙．(均填“＞”“＝”或“＜”)24.研究金属块与水平桌面间的动摩擦因数，可按以下方法进行：先用弹簧秤称量出金属块的重力为G，再用弹簧秤水平的拉着金属块在桌面上做匀速直线运动，读出此时弹簧称的示数为F：则由此即可确定出金属块与桌面间的动摩擦因数μ＝________.答案解析1.【答案】C【解析】以整体为研究对象，则整体在水平方向受向左和向右的大小相等的拉力，则二力的合力为零；若地面对A有摩擦力的话，则整体不可能静止，故地面对A的摩擦力为零；以BC为整体进地分析，BC水平方向受向右的拉力，要使静止，则A对B一定有向左的摩擦力，大小等于F＝1 N；对C分析，C水平方向不受外力，相对B没有相对运动的趋势，故C不受B的摩擦力．2.【答案】D【解析】F1是指弹簧对重物A的拉力，F3是指重物A对弹簧的拉力，F4是指天花板对弹簧的拉力，F2为重物A的重力．则F1的反作用力是F3，F2的反作用力是物体对地球的引力，F3的施力者是物体A，D正确．3.【答案】D【解析】物体的重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，但重力与地球对物体的吸引力是有区别的，重力的方向总是竖直向下的，不能说指向地心，所以A、C错误，D正确，物体不论运动还是静止均受到重力作用，所以B错误．4.【答案】C【解析】物体在三种不同的运动情况下，都相对水平面有相对运动，故它受到滑动摩擦力的作用．在三种情况下，水平地面对物体的支持力的大小都等于物体的重力，故物体对地面的正压力的大小都等于其重力，即F N＝mg.因滑动摩擦力的大小与接触面积无关．由F＝μF N，知以上三种情况下摩擦力的大小相等．故选项C正确．5.【答案】B【解析】6.【答案】A【解析】木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，故A正确，D错误；木箱受重力、支持力、推力和静摩擦力，重力和支持力是一对平衡力，推力和静摩擦力也是一对平衡力，故B错误；压力与重力等大、同向，但性质不同，不是同一个力，故C错误．7.【答案】A【解析】两个人之间的拉力属于作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反；分别对两个人进行受力分析如图，由受力图可知，在两个人的体重差不多的情况下，甲由于受到的拉力的方向斜向下，所以甲受到的支持力大于其重力，而乙受到的拉力斜向上，所以乙受到的支持力小于其重力，由于二人穿相同材料的鞋子，可知甲与地面之间的最大静摩擦力大于乙与地面之间的最大静摩擦力，所以甲赢的几率大，与二人力气的大小无关，A正确．8.【答案】A【解析】以物体A为研究对象，做匀速运动，由二力平衡可知，C对A有向右的摩擦力，A对C有向左的摩擦力，选项A正确．对物体B，因其所受合外力为零，故B、C间没有摩擦力，选项B错误．选A、B、C整体为研究对象，在F作用下向左匀速运动，所受合外力为零，故知地面对C有向右的摩擦力，C对地面有向左的摩擦力，C受到A、地面给它的两个摩擦力的作用，选项C、D 均错误．9.【答案】A【解析】10.【答案】C【解析】无论把物体匀速运往高处还是匀速运往地面，物体在重力的作用下，都有沿皮带向下的运动趋势，所以这两种情况下都会有沿皮带向上的摩擦力．选项A、B、D错误，选项C正确．11.【答案】C【解析】作用力与反作用力的性质相同，摩擦力的反作用力也是摩擦力，重力的反作用力是物体对地球的吸引力，故C正确，A、B、D错误．12.【答案】C【解析】以甲球为研究对象，受到重力作用和水平面的支持力作用，与斜面之间虽然接触，但是没有相互挤压，没有相互的弹力，所以甲球一共受到2个力的作用．以乙球为研究对象，受到重力作用，与乙球相接触的物体有两个，一是绳子，因乙球有向下运动的趋势，所以绳子是绷紧的，绳子对乙球有向左的拉力作用；二是墙壁的拐点，乙球与之相互挤压，所以乙球会受到弹力作用，乙球一共受3个力的作用．选项A、B、D错误，C正确．13.【答案】C【解析】以整体为研究对象，则整体在水平方向受向左和向右的大小相等的拉力，则二力的合力为零；若地面对A有摩擦力的话，则整体不可能静止，故地面对A的摩擦力为零；以BC为整体进地分析，BC水平方向受向右的拉力，要使静止，则A对B一定有向左的摩擦力，大小等于F＝1 N；对C分析，C水平方向不受外力，相对B没有相对运动的趋势，故C不受B的摩擦力．14.【答案】B【解析】汽车拉拖车的力和拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力，大小相等、方向相反，选项A错误，B正确；汽车拉拖车的力和拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力，同时产生、同时消失、选项C错误；拖车在水平方向上受汽车对它的拉力和地面的摩擦力，拉力大于摩擦力，有水平方向上的合力，产生加速度，选项D错误．15.【答案】B【解析】因为物体间力的作用是相互的，所以在孩子与爸爸“掰手腕”的游戏中，不管是爸爸“掰倒”孩子还是孩子“掰倒”爸爸，爸爸对孩子的力与孩子对爸爸的力大小始终相等，之所以被掰倒，是因为双方的承受力不同，B正确．16.【答案】(1)如图所示(2)50(3)弹簧自身重力的影响【解析】(1)描点作图，如图所示：(2)图象的斜率表示劲度系数，故有：k＝＝N/m＝50 N/m(3)图线与L轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度，其数值大于弹簧原长，因为弹簧自身重力的影响．17.【答案】(1)如图所示30F弹＝30Δx(2)B(3)A【解析】(1)如图所示，直线的斜率的倒数表示弹簧的劲度系数，即k＝，代入数据得kA＝N/m≈30 N/m，所以弹簧的弹力大小F弹跟弹簧伸长量Δx的函数关系是F弹＝30Δx.18.【答案】(1)(2)520(3)(4) 优点是：可以避免弹簧自身重力对实验的影响．缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．【解析】(1)F－L图线如图所示：(2)弹簧的原长L0即弹力为零时弹簧的长度，由图像可知，L0＝5×10－2m＝5 cm.劲度系数为图像直线部分的斜率，k＝20 N/m.(3)记录数据的表格如下表(4)优点是：可以避免弹簧自身重力对实验的影响．缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦会造成实验误差．19.【答案】0.4不能200【解析】当匀速移动书桌时，书桌的受力分析如图所示，由于书桌处于平衡状态，则由二力平衡的条件可知，书桌与地面间的滑动摩擦力与水平拉力大小相等，即F f＝F＝200 N.书桌对地面的压力为F N＝mg＝50×10 N＝500 N由F f＝μF N得μ＝0.4即书桌与地面间的动摩擦因数为0.4在同样的情况下移动质量为150 kg的书柜时，动摩擦因数也是0.4，此时书柜对地面的压力为F N′＝Mg＝150×10 N＝1 500 N移动书柜所需的水平拉力为F2＝μF N′＝0.4×1 500 N＝600 N，用200 N的水平拉力不能拉动书柜，此时书柜所受的摩擦力为静摩擦力，由二力平衡的条件可知，其大小为200 N.20.【答案】12 N，垂直于挡板向下16 N，垂直于斜面向下【解析】对小球进行受力分析，设挡板和斜面对小球的支持力分别为F N1、F N2，则F N1＝mg sinθ＝12 NF N2＝mg cosθ＝16 N根据牛顿第三定律可知挡板和斜面对小球的支持力与小球对挡板和斜面的压力大小相等、方向相反，则F N1′＝F N1＝12 N，方向垂直于挡板向下，F N2′＝F N2＝16 N，方向垂直于斜面向下．21.【答案】(1)8 N(2)0.4(3)8 N(4)8 N【解析】22.【答案】(1)把物体悬挂起来竖直线AB(2)把物体悬挂起来画一条竖直线CD(3)交点E 【解析】用细线悬挂物体时，物体受到竖直向下的重力和细线对物体竖直向上的拉力，当物体平衡时，满足重力与拉力平衡，即重力与拉力一定作用在同一条直线上，大小相等，方向相反，从而说明悬线的延长线必然通过重心．对于薄板状物体，在不同位置悬挂同一物体，则两次悬线延长线的交点，即为重心．23.【答案】＝>【解析】拔河比赛时，甲队对绳子的力和乙队对绳子的力大小是相等的，各队的输赢情况取决于各队所受的摩擦力，甲队获胜是由于甲队所受的摩擦力比乙队所受的摩擦力大．24.【答案】【解析】由平衡条件得：F N＝G，F f＝μF N＝μG，即动摩擦因数μ＝；。
(沪科版)物理必修一全套学案及章末检测试卷第3章 学案3
学案3 实验：探究弹力与弹簧伸长量的关系[学习目标定位] 1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.2.学会利用图像法处理实验数据.3.能根据F－x、F－l图像求出弹簧的劲度系数．一、实验原理1．如图1所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等．弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出，其伸长量x可以用弹簧的长度减去原长来求得．图12．建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图像，根据实验所得的图像，就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系．二、实验器材轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台.一、实验步骤1．将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l，即原长．2．如图2所示，在弹簧下端挂质量为m1的钩码，测出此时弹簧的长度l1，记录m1和l1.图23．改变所挂钩码的质量，测出对应的弹簧长度，记录m2、m3、m4、m5、……和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…….4．计算出每次弹簧的伸长量x(x＝l－l)和弹簧受到的拉力F(F＝mg)，并将数据填入表格.7二、数据处理1．建立直角坐标系，以F为纵轴，x为横轴，根据测量数据用描点法作图．连接各点得出F随弹簧伸长量x变化的图线．2．以弹簧的伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．3．得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系，解释函数表达式中常数的物理意义．三、误差分析1．本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差．为了减小误差，要尽量多测几组数据．2．弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差．为了减小该系统误差，实验中应使用轻质弹簧．四、注意事项1．实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超出弹簧的弹性限度．2．测量长度时，应区别弹簧原长l、实际长度l及伸长量x三者之间的不同，明确三者之间的关系．3．记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位．4．描点作图时，应使尽量多的点落在画出的线上，可允许少数点分布于线两侧，描出的线不应是折线，而应是平滑的曲线或直线．5．尽量选轻质弹簧以减小弹簧自身重力带来的影响．例1 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系．(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧．弹簧轴线和刻度尺都应在__________方向(填“水平”或“竖直”)．(2)弹簧自然悬挂，待弹簧________时，长度记为L 0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为L x ；在砝码盘中每次增加10 g 砝码，弹簧长度依次记为L 1至L 6.数据如下表．最小分度为________．(3)图3是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与________的差值(填“L 0”或“L x ”)．图3(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m ；通过图和表可知砝码盘的质量为________g ．(结果保留两位有效数字，重力加速度g 取9.8 N/kg)解析 (1)为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生，所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向．(2)弹簧静止稳定时，记录原长L 0；表中的数据L 3与其他数据有效位数不同，所以数据L 3不规范，标准数据应读至cm 位的后两位，最后一位应为估读值，精确至0.1mm ，所以刻度尺的最小分度为1 mm.。
高中物理(沪科版)必修一学案配套课件：第3章 学案1 牛顿第三定律(两篇)
解析
不论物体处于何种状态，物 体间的作用力与反作用力总 是大小相等、方向相反
针对训练 1 一起交通事故中，一辆汽车与行人相撞，结果行人
受重伤，而汽车几乎没有任何损伤，对此现象，以下解释正
答案 不是.小刚获胜，不是因为小刚对小强的拉力大，两人之间的 力互为作用力和反作用力，大小总是相等的.小刚获胜是因为 地面对小刚的摩擦力大于小强对小刚的拉力.
三 、一对相互作用力和一对平衡力的区别 【问题设计】
如图所示，一本书放在水平桌面上.这个情景中出现的 作用力和反作用力有哪些？平衡力有哪些？
确的是
()
A.由于汽车的质量比行人的质量大，所以汽车对行人的作用
力大于行人对汽车的作用力
B.由于汽车的速度比行人的速度大，所以汽车对行人的作用
力大于行人对汽车的作用力
C.汽车的表面坚硬，所以汽车对行人的作用力大于行人对汽
车的作用力
D. 汽 车 对 行 人 的 作 用 力 与 行 人 对 汽 车 的 作 用 力 大 小 是 相 等
“四同”表示： 相等 (1)同大小：大小____同__一__条__直线上 ((32))同同存直亡线：：作 同用时在__产____生____、___同__时_____消____失__、同时变化． (4)同性质：作用力是引力，反作用力也是引力；作 用力是弹力，反作用力也是弹力；作用力是摩擦力， 反作用力也是摩擦力．
(1)甲对乙施力时，乙对甲也同时产生了作用力． (2)前者相互作用力都是弹力；后者相互作用力都是 引力或都是斥力；相同． (3)两个．
2016-2017年(沪科版)物理必修一学案 第5章 研究力和运动的关系 学案5
学案5习题课：用牛顿运动定律解决几类典型问题[学习目标定位] 1.学会分析含有弹簧的瞬时问题.2.掌握临界问题的分析方法.3.会分析多过程问题．1.牛顿第二定律的表达式F＝ma，其中加速度a与合力F存在着瞬时对应关系，a与F同时产生、同时变化、同时消失；a的方向始终与合力F的方向相同．2．解决动力学问题的关键是做好两个分析：受力情况分析和运动情况分析，同时抓住联系受力情况和运动情况的桥梁：加速度.一、瞬时加速度问题根据牛顿第二定律，加速度a与合力F存在着瞬时对应关系：合力恒定，加速度恒定；合力变化，加速度变化；合力等于零，加速度等于零．所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．应注意两类基本模型的区别：(1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间．(2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．例1如图1中小球质量为m，处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ.则：图1(1)绳OB和弹簧的拉力各是多少？(2)若烧断绳OB瞬间，物体受几个力作用？这些力的大小是多少？(3)烧断绳OB瞬间，求小球m的加速度的大小和方向．解析(1)对小球受力分析如图甲所示其中弹簧弹力与重力的合力F′与绳的拉力F等大反向则知F＝mg tan θ；F弹＝mgcos θ(2)烧断绳OB的瞬间，绳的拉力消失，而弹簧还是保持原来的长度，弹力与烧断前相同．此时，小球受到的作用力是弹力和重力，大小分别是G＝mg，F弹＝mgcos θ.(3)烧断绳OB的瞬间，重力和弹簧弹力的合力方向水平向右，与烧断绳OB前OB绳的拉力大小相等，方向相反，(如图乙所示)即F合＝mg tan θ，由牛顿第二定律得小球的加速度a ＝F 合m ＝g tan θ，方向水平向右． 答案 (1)mg tan θ mg cos θ(2)两个 重力为mg 弹簧的弹力为mg cos θ(3)g tan θ 水平向右针对训练1 如图2所示，轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连，下端与另一质量为M 的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2.重力加速度大小为g .则 有( )图2A ．a 1＝0，a 2＝gB ．a 1＝g ，a 2＝gC ．a 1＝0，a 2＝m ＋M Mg D ．a 1＝g ，a 2＝m ＋M Mg 答案 C解析 在抽出木板后的瞬间，弹簧对木块1的支持力和对木块2的压力并未改变．木块1受重力和支持力，mg ＝N ，a 1＝0，木块2受重力和压力，根据牛顿第二定律a 2＝N ′＋Mg M ＝m ＋M Mg ，故选C.二、动力学中的临界问题分析若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般都有临界状态出现．分析时，可用极限法，即把问题(物理过程)推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件．在某些物理情景中，由于条件的变化，会出现两种不同状态的衔接，在这两种状态的分界处，某个(或某些)物理量可以取特定的值，例如具有最大值或最小值．常见类型有：(1)隐含弹力发生突变的临界条件弹力发生在两物体的接触面之间，是一种被动力，其大小由物体所处的状态决定，运动状态达到临界状态时，弹力发生突变．(2)隐含摩擦力发生突变的临界条件摩擦力是被动力，由物体间的相对运动趋势决定，静摩擦力为零是状态方向发生变化的临界状态；静摩擦力最大是物体恰好保持相对静止的临界状态．例2 如图3所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处，细线的另一端拴一质量为m 的小球．图3(1)当滑块至少以多大的加速度a 向左运动时，小球对滑块的压力等于零？(2)当滑块以a ′＝2g 的加速度向左运动时，线中拉力为多大？解析 (1)假设滑块具有向左的加速度a 时，小球受重力mg 、线的拉力F 和斜面的支持力N 作用，如图甲所示．由牛顿第二定律得水平方向：F cos 45°－N cos 45°＝ma ，竖直方向：F sin 45°＋N sin 45°－mg ＝0.由上述两式解得N ＝m (g －a )2sin 45°，F ＝m (g ＋a )2cos 45°. 由此两式可以看出，当加速度a 增大时，球所受的支持力N 减小，线的拉力F 增大．当a ＝g 时，N ＝0，此时小球虽与斜面接触但无压力，处于临界状态，这时绳的拉力为F ＝mg cos 45°＝2mg .所以滑块至少以a ＝g 的加速度向左运动时小球对滑块的压力等于零．(2)当滑块加速度a >g 时，小球将“飘”离斜面而只受线的拉力和重力的作用，如图乙所示，此时细线与水平方向间的夹角α<45°.由牛顿第二定律得F ′cos α＝ma ′，F ′sin α＝mg ，解得F ′＝m a ′2＋g 2＝5mg .答案 (1)g (2)5mg针对训练2 在例2中，当滑块加速度多大时，线的拉力为零？此时滑块运动状态可能是怎样的？答案 见解析解析 当线的拉力恰好为零时，小球受力情况如图所示：小球受重力mg 、弹力N ′，两个力的合力方向水平向右．合力大小为mg tan 45°.根据牛顿第二定律：mg tan 45°＝ma得：a ＝g tan 45°＝g滑块的加速度方向水平向右，可能的运动状态有：向右做加速度大小为g 的匀加速直线运动；向左做加速度大小为g 的匀减速直线运动．三、多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．(联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．)2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．例3 质量为m ＝2 kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝，现在对物体施加如图4所示的力F ，F ＝10 N ，θ＝37°(sin 37°＝)，经t 1＝10 s 后撤去力F ，再经一段时间，物体又静止，(g 取10 m/s 2)则：图4(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？解析 (1)当力F 作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F 的瞬间物体的速度达到最大值，撤去F 后物体做匀减速直线运动直至速度为零．(2)撤去F 前对物体受力分析如图，有：F sin θ＋N 1＝mgF cos θ－f ＝ma 1f ＝μN 1s 1＝12a 1t 21v t ＝a 1t 1，联立各式并代入数据解得s 1＝25 m ，v t ＝5 m/s(3)撤去F 后对物体受力分析如图，有：f ′＝μN 2＝ma 2，N 2＝mg2a 2s 2＝v 2t ，代入数据得s 2＝ m物体运动的总位移：s ＝s 1＋s 2得s ＝ m答案 (1)见解析 (2)5 m/s (3) m1．(瞬时加速度问题)如图5所示，质量分别为m 和2m 的A 和B 两球用轻弹簧连接，A 球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A 球的细线剪断，此时A 和B 两球的瞬时加速度a A 、a B 的大小分别是( )图5A ．a A ＝0，aB ＝0B ．a A ＝g ，a B ＝gC ．a A ＝3g ，a B ＝gD ．a A ＝3g ，a B ＝0答案 D解析 分析B 球原来受力如图甲所示F ′＝2mg剪断细线后弹簧形变瞬间不会恢复，故B 球受力不变，a B ＝0.分析A 球原来受力如图乙所示T ＝F ＋mg ，F ′＝F ，故T ＝3mg .剪断细线，T 变为0，F 大小不变，物体A 受力如图丙所示由牛顿第二定律得：F ＋mg ＝ma A ，解得a A ＝3g .2．(动力学中的临界问题)如图6所示，质量为4 kg 的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上，绳与竖直方向夹角为θ＝37°.已知g ＝10 m/s 2，sin 37°＝，cos 37°＝，求：图6(1)当汽车以a ＝2 m/s 2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和车后壁对小球的支持力的大小．(2)当汽车以a ＝10 m/s 2向右匀减速行驶时，细线对小球的拉力和车后壁对小球的支持力的大小．答案(1)50 N22 N(2)40 2 N0解析(1)当汽车以a＝2 m/s2向右匀减速行驶时，小球受力分析如图．由牛顿第二定律得：T1cos θ＝mg，T1sin θ－N＝ma代入数据得：T1＝50 N，N＝22 N(2)当汽车向右匀减速行驶时，设车后壁弹力为0时(临界条件)的加速度为a0，受力分析如图所示．由牛顿第二定律得：T2sin θ＝ma0，T2cos θ＝mg代入数据得：a0＝g tan θ＝10×32＝/s24m/s因为a＝10 m/s2>a0所以小球飞起来，N′＝0设此时绳与竖直方向的夹角为α，由牛顿第二定律得：T2′＝(mg)2＋(ma)2＝40 2 N3．(多过程问题)冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼．如图7所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝，不计空气阻力，(取g＝10 m/s2，sin 37°＝，cos 37°＝)求：图7(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？答案(1)2 s(2) m解析(1)人在斜坡上下滑时，受力如图所示．设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mg sin θ－f＝maf＝μN垂直于斜坡方向有N－mg cos θ＝0由匀变速运动规律得L＝122at联立以上各式得a＝g sin θ－μg cos θ＝4 m/s2t＝2 s(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′设人到达C处的速度为v，则由匀变速直线运动规律得人在斜面上下滑的过程：v2＝2aL人在水平面上滑行时：0－v2＝－2a′s联立以上各式解得s＝m题组一瞬时加速度问题1.质量均为m的A、B两球之间系着一个质量不计的轻弹簧并放在光滑水平台面上，A球紧靠墙壁，如图1所示，今用水平力F推B球使其向左压弹簧，平衡后，突然将力F撤去的瞬间()图1A．A的加速度大小为F2m B．A的加速度大小为零C．B的加速度大小为F2m D．B的加速度大小为Fm答案BD解析在将力F撤去的瞬间A球受力情况不变，仍静止，A的加速度为零，选项A错，B对；而B球在撤去力F的瞬间，弹簧的弹力还没来得及发生变化，故B的加速度大小为Fm，选项C 错，D对．2．如图2所示，A、B两球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑．系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，已知重力加速度为g.在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()图2A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为g sin θB．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为g sin θD．弹簧有收缩趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零答案 B解析因为细线被烧断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，所以B的瞬时加速度为0，A的瞬时加速度为2g sin θ，所以选项B正确，A、C、D错误．3．如图3所示，A、B两木块间连一轻杆，A、B质量相等，一起静止地放在一块光滑木板上，若将此木板突然抽出，在此瞬间，A、B两木块的加速度分别是()图3A．a A＝0，a B＝2g B．a A＝g，a B＝gC．a A＝0，a B＝0 D．a A＝g，a B＝2g答案 B解析当刚抽去木板时，A、B和杆将作为一个整体一起下落，下落过程中只受重力，根据牛顿第二定律得a A＝a B＝g，故选项B正确．4．如图4所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F 作用下，以加速度a 做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F ，此瞬间A 和B 的加速度的大小为a 1和a 2，则( )图4A ．a 1＝a 2＝0B ．a 1＝a ，a 2＝0C ．a 1＝m 1m 1＋m 2a ，a 2＝m 2m 1＋m 2a D ．a 1＝a ，a 2＝－m 1m 2a 答案 D解析 两木块在光滑的水平面上一起以加速度a 向右做匀加速运动时，弹簧的弹力F 弹＝m 1a ，在力F 撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m 1a ，因此木块A 的加速度此时仍为a ，以木块B 为研究对象，取向右为正方向，－m 1a ＝m 2a 2，a 2＝－m 1m 2a ，所以D 项正确． 题组三 动力学中的临界问题5．如图5所示，质量为M 的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m 的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为μ，若要以水平外力F 将木板抽出，则力F 的大小至少为( )图5A ．μmgB ．μ(M ＋m )gC ．μ(m ＋2M )gD ．2μ(M ＋m )g 答案 D解析 将木板抽出的过程中，物块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，物块的加速度大小为a m ＝μg ，要想抽出木板，必须使木板的加速度大于物块的加速度，即a M >a m ＝μg ，对木板受力分析如图．根据牛顿第二定律，得：F －μ(M ＋m )g －μmg ＝Ma M得F ＝μ(M ＋m )g ＋μmg ＋Ma M >μ(M ＋m )g ＋μmg ＋μMg ＝2μ(M ＋m )g ，选项D 正确．6．如图6所示，质量为m 1＝2 kg 、m 2＝3 kg 的物体用细绳连接放在水平面上，细绳仅能承受1 N 的拉力，水平面光滑，为了使细绳不断而又使它们能一起获得最大加速度，则在向左水平施力和向右水平施力两种情况下，F 的最大值是( )图6A ．向右，作用在m 2上，F ＝53N B ．向右，作用在m 2上，F ＝ NC ．向左，作用在m 1上，F ＝53N D ．向左，作用在m 1上，F ＝ N答案 BC解析若水平力F 1的方向向左，如图．设最大加速度为a 1，根据牛顿第二定律，对整体有：F 1＝(m 1＋m 2)a 1对m 2有：T ＝m 2a 1所以F 1＝m 1＋m 2m 2T ＝2＋33×1 N ＝53N ，C 对，D 错． 若水平力F 2的方向向右，如图．设最大加速度为a 2，根据牛顿第二定律，对整体有：F 2＝(m 1＋m 2)a 2对m 1有：T ＝m 1a 2所以F 2＝m 1＋m 2m 1T ＝2＋32×1 N ．A 错，B 对． 7.如图7所示，质量为M 的木箱置于水平地面上，在其内部顶壁固定一轻质弹簧，弹簧下端与质量为m 的小球连接．当小球上下振动的某个时刻，木箱恰好不离开地面，求此时小球的加速度．图7答案 a ＝M ＋m mg ，方向向下 解析 如图所示，对木箱受力分析有：F ＝Mg对小球受力分析有：mg ＋F ′＝ma又F ＝F ′解得：a ＝M ＋m mg ，方向向下． 8．如图8所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ，绳与水平面之间的夹角α＝53°，A 与地面间的摩擦不计，求(sin 53°＝)：图8(1)当卡车以加速度a 1＝g 2加速运动时，绳的拉力为56mg ，则A 对地面的压力为多大？ (2)当卡车的加速度a 2＝g 时，绳的拉力多大？方向如何？答案 (1)13mg (2) 2mg ，方向与水平面成45°角斜向上 解析 (1)设物体刚离开地面时，具有的加速度为a 0对物体A 进行受力分析，可得：ma 0＝mg tan α，则a 0＝34g 因为a 1<a 0，所以物体没有离开地面．由牛顿第二定律得F cos α＝ma 1F sin α＋N ＝mg 得N ＝13mg由牛顿第三定律得，A 对地面的压力的大小为13mg . (2)因为a 2>a 0，所以物体已离开地面．设此时绳与地面成θ角F ′＝ma 2＋g 2＝2mg所以tan θ＝1，θ＝45°，即绳的拉力与水平面成45°角斜向上题组三 多过程问题9．一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s 内通过8 m 的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s 停止，已知汽车的质量m ＝2×103 kg ，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小．答案 (1)4 m/s (2)4×103 N (3)6×103 N解析 (1)汽车开始做匀加速直线运动s 0＝v 0＋02t 1解得v 0＝2s 0t 1＝4 m/s (2)关闭发动机后汽车减速过程的加速度a 2＝0－v 0t 2＝－2 m/s 2 由牛顿第二定律有－f ＝ma 2解得f ＝4×103 N(3)设开始加速过程中汽车的加速度为a 1s 0＝12a 1t 21 由牛顿第二定律有：F －f ＝ma 1解得F ＝f ＋ma 1＝6×103 N10．物体以 m/s 的初速度从斜面底端冲上倾角为θ＝37°的斜坡，到最高点后再滑下，如图9所示．，求：图9(1)物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体沿斜面下滑的时间．(已知sin 37°＝，cos 37°＝)答案 (1) m (2) s解析 (1)上升时加速度大小设为a 1，由牛顿第二定律得：mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma 1解得a 1＝ m/s 2上滑最大位移为s ＝v 202a 1 代入数据得s ＝ m(2)下滑时加速度大小设为a2，由牛顿第二定律得：mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma2解得a2＝m/s2由s＝12a2t2得下滑时间t＝2sa2＝ 6 s≈ s11．如图10所示，在海滨游乐场里有一场滑沙运动．某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来．如果人和滑板的总质量m＝60 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝，斜坡的倾角θ＝37°(已知sin 37°＝，cos 37°＝)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，人从斜坡滑上水平滑道时没有速度损失，重力加速度g取10 m/s2.图10(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大？(2)若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L＝20 m，则人从斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？答案(1)2 m/s2(2)50 m解析(1)人在斜坡上受力如图所示，建立直角坐标系，设人在斜坡上滑下的加速度为a1，由牛顿第二定律得：mg sin θ－f1＝ma1N1－mg cos θ＝0又f1＝μN1联立解得a1＝g(sin θ－μcos θ)＝10×(×) m/s2＝2 m/s2.(2)人在水平滑道上受力如图所示，由牛顿第二定律得：f2＝ma2，N2－mg＝0又f2＝μN2联立解得a2＝μg＝5 m/s2设人从斜坡上滑下的距离为L AB，对AB段和BC段分别由匀变速直线运动公式得：v2－0＝2a1L AB,0－v2＝－2a2L联立解得L AB＝50 m.12．如图11所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20 m．物体与地面间的动摩擦因数μ＝，现用大小为20 N，与水平方向成53°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t(已知sin 53°＝，cos 53°＝，g取10 m/s2)．图11答案 2 s解析 物体先以大小为a 1的加速度匀加速运动，撤去外力后，再以大小为a 2的加速度减速到B ，且到B 时速度恰好为零．力F 作用时：F cos 53°－μ(mg －F sin 53°)＝ma 1t 时刻：s 1＝12a 1t 2 v t ＝a 1t撤去力F 后：μmg ＝ma 2v 2t ＝2a 2s 2由于s 1＋s 2＝L解得t ＝2 s。
沪科版高中物理必修一章末综合测评3
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）章末综合测评(三)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．下列说法正确的是()【导学号：69370167】A．力的大小可以用天平测量B．物体的重心一定在物体上C．每个力都必须有施力物体和受力物体D．有的物体自己就有力，如爆炸的手榴弹，所以有的力没有受力物体【解析】力的大小可用弹簧测力计测量，不能用天平测量，A错误．重心与物体的形状、质量分布有关，不一定在物体上，B错误．力是物体间的相互作用，力的施力物体和受力物体是同时存在的，C正确．手榴弹爆炸是火药燃烧产生的高温高压气体与弹片发生的相互作用，D错误．【答案】 C2．关于重力，下列说法正确的是()A．重力的方向一定垂直物体所在处的地面B．重力的方向总是指向地心C．重力就是地球对物体的吸引力D．重力就是由于地球的吸引而使物体受到的力【解析】重力的方向竖直向下，但不一定与地面垂直，如在斜坡上，重力方向与地面不垂直，A错．只有在两极和赤道上的物体，重力方向才指向地心，地面上其他位置的物体的重力方向均不指向地心，B错．重力是由于地球吸引而产生的力，但它不一定等于地球对物体的吸引力，C错、D对．【答案】 D3．跳水一直是我国的优势项目，如图1所示，一运动员静止站在3 m跳板上，图中F1表示人对跳板的弹力，F2表示跳板对人的弹力，则()图1A．F1和F2是一对平衡力B．F1和F2是一对作用力和反作用力C．先有力F1，后有力F2D．G和F2方向相反，大小可能不相等【解析】F1是人对跳板的弹力，受力物体是跳板．F2是跳板对人的弹力，受力物体是人，故F1、F2不是平衡力，A错；F1、F2性质都是弹力，是一对作用力和反作用力，B正确；F1、F2同时产生，C错；运动员静止站立时处于平衡状态，G与F2是平衡力，大小相等，故D错．【答案】 B4．下列说法正确的是()A．摩擦力的大小一定与该处压力的大小成正比B．压力发生变化时，该处摩擦力可能不变C．摩擦力的方向与该处压力的方向可能不垂直D．摩擦力的方向不是与物体运动方向相同，就是与物体运动方向相反【解析】静摩擦力的大小与该处的正压力没有直接关系，A错误，B正确．摩擦力的方向与接触面相切，弹力方向与接触面垂直，故摩擦力的方向一定与弹力方向垂直，C错误．摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势方向有关，与运动方向无直接关系，如水平匀速旋转的转盘上的物体受到的摩檫力与运动方向垂直，所以D错误．【答案】 B5．在机场和港口，常用输送带运送旅客的行李、货物．如图2所示，图甲为水平输送带，图乙为倾斜输送带，当一个行李箱随输送带一起做匀速直线运动时，下列判断中，正确的是()【导学号：69370168】图2A．甲乙两种情况中的行李箱都受到两个力作用B．甲乙两种情况中的行李箱都受到三个力作用C．情况甲中的行李箱受到三个力作用，情况乙中的行李箱受到四个力作用D．情况甲中的行李箱受到两个力作用，情况乙中的行李箱受到三个力作用【解析】以行李箱为研究对象，它受到重力作用，两种情况中，行李箱都只与输送带有联系，由于行李箱对输送带的压力作用，输送带对行李箱产生弹力，其方向垂直输送带向上，在图甲中，行李箱随输送带一起做匀速直线运动，两者没有相对运动或相对运动趋势，输送带对箱子不会产生摩擦力，因此，如图甲所示，图甲中的行李箱仅受两个力作用．在图乙中，行李箱虽然同样随输送带一起做匀速直线运动，但它时刻都有沿输送带下滑的趋势，只是由于输送带对行李箱的静摩擦力的阻碍作用才没有下滑，因此，如图乙所示，行李箱受三个力作用，D正确．【答案】 D6．足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年喜爱．如图3所示为四种与足球有关的情景．下列说法错误的是()【导学号：69370169】甲乙丙丁图3A．甲图中，静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B．乙图中，静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C．丙图中，踩在脚下且静止在水平草地上的足球可能受到3个力的作用D．丁图中，落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变【解析】静止在草地上的足球受到的弹力是地面对球的向上的力，受到的重力是地球对球的向下的力，选项A错误．静止在光滑水平面上的两个足球间没有相互作用的弹力，选项B错误．踩在脚下的球可能受重力、地面对它的弹力、脚对它的弹力三个力的作用，选项C正确．网中的足球受到弹力是由于网发生了形变，选项D错误．【答案】ABD7．(2016·江苏徐州期中)为保障市民安全出行，有关部门规定：对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查．如图4所示为乘客在进入地铁站乘车前，将携带的物品放到以恒定速率运动的水平传送带上，使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景．当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后，关于物品受到的摩擦力，下列说法正确的是()图4A．当物品与传送带相对静止时，物品受到静摩擦力B．由于物品相对于地面是运动的，物品一定受到滑动摩擦力C．当物品受到摩擦力作用时，物品一定受到弹力作用D．当物品受到摩擦力作用时，摩擦力方向与物品运动方向相同【解析】当物品与传送带相对静止时物体与传送带做匀速直线运动，两者之间没有要发生相对运动的趋势，故物品不受静摩擦力，A错误．判断物体是否受滑动摩擦力，是看与接触面有没有发生相对运动，与物品相对地面的运动情况无关，这里物品相对与之接触的传送带是静止的，故不受滑动摩擦力，B错误．摩擦力存在的条件：①接触面粗糙，②有弹力，③有相对运动或者相对运动趋势，即有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力一定有弹力，C正确．物品是在摩擦力作用下运动的，该摩擦力对物品来说是动力，故方向与物品运动的方向相同，D正确．【答案】CD8．如图5所示，质量为m的木块被水平推力压着，静止在竖直墙壁上，当推力F的大小增加到2F时，则()图5A．木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍B．木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍C．木块所受墙面的摩擦力方向向下D．木块所受墙面的摩擦力不变【解析】由于木块是静止的，因此木块与墙之间的摩擦力为静摩擦力．木块在水平方向受到推力F和墙对它的弹力，它们是一对平衡力，即F N＝F，则当F增加到2F时，F N也增加到2F，A正确；在竖直方向上，木块的重力与墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力，即木块受到墙面的静摩擦力大小恒等于木块的重力大小，方向与重力的方向相反，沿墙壁向上，B、C错误，D正确．【答案】AD二、非选择题(本题共4小题，共52分．按题目要求作答)9．(10分)如图6所示，甲、乙是测定动摩擦因数常用的两种方案，根据你的经验和相关知识回答下列问题.【导学号：69370170】甲乙图6(1)用水平力拉木块A或B，为了保证弹簧测力计的读数表示A、B间的滑动摩擦力，下列说法中正确的是．A．甲图中只要A相对B滑动即可，乙图中A必须做匀速运动B．乙图中只要A相对B滑动即可，甲图中B必须做匀速运动C．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，则两种情况下两弹簧测力计的读数相同D．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，则甲图中弹簧测力计的读数较大(2)设木块A和B的质量分别为m A＝2 kg，m B＝4 kg，木块A和B间的动摩擦因数μ1＝0.2，木块B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.3，弹簧测力计中弹簧的劲度系数k＝100 N/m，g取10 m/s2.则在甲图中，B匀速运动时，外力F B的大小为N，弹簧测力计中弹簧的伸长量为cm.【解析】(1)题图甲中拉动B时，木块受到向左的摩擦力，由于木块相对地面静止，只要A相对B滑动即可，题图乙中，A必须做匀速运动，摩擦力才等于拉力，A正确，B错误．若两种装置中，被拉木块均做匀速运动，滑动摩擦力等于弹簧弹力，由于A对B压力相等，因此滑动摩擦力相等，故弹簧测力计示数相等，C正确，D错误．(2)A、B间滑动摩擦力f1＝μ1m A g＝4 N，B与地面间滑动摩擦力f2＝μ2(m A＋m B)g＝18 N．题图甲中，B受f1、f2两个摩擦力作用，且方向均向左，故F B＝f1＋f2＝22 N，弹簧测力计弹力F1＝f1＝4 N，由F1＝kx1得x1＝4 cm.【答案】(1)AC(2)22 410．(12分)如图7甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系.【导学号：69370171】图7(1)为完成实验，还需要的实验器材有：.(2)实验中需要测量的物理量有：.(3)图乙是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为N/m.图线不过原点的原因是．(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度L0；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式；首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：.【解析】(1)根据实验目的可知还需要刻度尺以测量弹簧原长和形变量．(2)根据实验目的，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或对应的长度)．(3)取图像中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入F＝kx＋b可得k＝200 N/m.由于弹簧自重，使得弹簧不加外力时就有形变量．(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.【答案】(1)刻度尺(2)弹簧原长，弹簧所受外力与对应的伸长量(或对应的长度)(3)200弹簧自重(4)CBDAEFG11．(14分)如图8所示，重20 N的物块放在水平桌面上，用F＝8 N的水平拉力拉物块，可使其做匀速直线运动．求：【导学号：69370172】图8(1)物块所受的滑动摩擦力为多大？(2)物块和桌面间的动摩擦因数为多大？(3)当水平拉力增大到16 N时，物块受到的滑动摩擦力为多大？(4)物块运动过程中突然撤去外力，在物块停止运动前它受到的摩擦力为多大？【解析】(1)物块匀速运动时，在水平方向和竖直方向都受到平衡力的作用，如图所示．水平方向受到水平拉力F和滑动摩擦力f，物块匀速运动时，这两个力大小相等、方向相反，即f＝F.所以物块所受的滑动摩擦力f＝8 N.(2)竖直方向由二力平衡得：桌面对物块的支持力N＝G＝20 N，由滑动摩擦力公式f＝μN，得μ＝fN＝8 N20 N＝0.4.(3)当水平拉力增大到16 N时，这时拉力和滑动摩擦力不再相等，应当用滑动摩擦力公式求解．由于f＝μN，且μ和N都没有变，所以这时的滑动摩擦力f＝μN＝0.4×20 N＝8 N.(4)当撤去拉力后，在停止运动前，物块始终受到滑动摩擦力的作用．由f＝μN，且μ和N均未变，可知f＝8 N.【答案】(1)8 N(2)0.4(3)8 N(4)8 N12．(16分)如图9所示，不计滑轮的摩擦．将弹簧C的右端由a点沿水平拉到b点时，弹簧B 刚好没有形变．求a、b两点间的距离．已知弹簧B、C的劲度系数分别为k1、k2，钩码的质量为m，弹簧C 的右端在a 点时刚好没有形变.图9【解析】 由题知，开始时C 无形变．设B 的压缩量为x 1，由胡克定律得k 1x 1＝mg 得x 1＝mg k 1弹簧C 的右端拉到b 点时，B 无形变，设C 的伸长量为x 2， 则k 2x 2＝mg 得x 2＝mgk 2所以a 、b 两点间的距离为x ＝x 1＋x 2＝mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 1＋1k 2.【答案】 mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 1＋1k 2。
(沪科版)物理必修一全套学案及章末检测试卷章末检测卷(五)
章末检测卷(五)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分．每小题给出的选项中只有一项符合题目要求．)1．在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是( )A．亚里士多德、伽利略B．伽利略、牛顿C．伽利略、爱因斯坦D．亚里士多德、牛顿答案 B2．关于惯性，下列说法正确的是( )A．在宇宙飞船内，由于物体完全失重，所以物体的惯性消失B．跳远运动员助跑是为了增大速度从而增大惯性C．物体在月球上的惯性只是它在地球上的1 6D．质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关答案 D解析物体的惯性只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处的位置无关，选项A、B、C错误，选项D正确．3．下列关于力和运动关系的说法中，正确的是( )A．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现B．物体受力越大，运动越快，这是符合牛顿第二定律的C．物体所受合力为零，则其速度一定为零；物体所受合力不为零，则其速度也一定不为零D．物体所受的合力最大时，其速度却可以为零；物体所受的合力最小时，其速度却可以最大答案 D4．2013年6月11日，“神舟十号”载人飞船成功发射，设近地加速时，飞船以5g的加速度匀加速上升，g为重力加速度．则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为( )A．6mg B．5mg C．4mg D．mg答案 A解析对宇航员由牛顿运动定律得：N－mg＝ma，得N＝6mg，再由牛顿第三定律可判定A项正确．5．如图1所示，静止的粗糙传送带上有一木块M正以速度v匀速下滑，滑到传送带正中央时，传送带开始以速度v匀速斜向上运动，则木块从A滑到B所用的时间与传送带始终静止不动时木块从A滑到B所用的时间比较( )图1A．两种情况相同B．前者慢C．前者快D．不能确定答案 A6．轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm.若将重物向下拉1 cm后放手，则重物在刚释放的瞬间的加速度是( )A．2.5 m/s2B．7.5 m/s2C．10 m/s2D．12.5 m/s2答案 A解析设重物的质量为m，弹簧的劲度系数为k.平衡时：mg＝kx1，将重物向下拉1 cm，由牛顿第二定律得：k(x1＋x2)－mg＝ma，联立解得：a＝2.5 m/s2，选项A正确．7．如图2所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上．开始时小车处于静止状态．当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法中正确的是( )图2A．小球处于超重状态，小车对地面压力大于系统总重力B．小球处于失重状态，小车对地面压力小于系统总重力C．弹簧测力计读数大于小球重力，但小球既不超重也不失重D．弹簧测力计读数大于小球重力，小车一定向右匀加速运动答案 C解析小球稳定在题图中虚线位置，则小球和小车有相同的加速度，且加速度水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右匀加速运动，也可以向左匀减速运动，故C项正确．8．如图3所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假。
2017沪科版高中物理必修一第3章弹力word学案
学案2 弹力[学习目标定位] 1.明白形变的概念，并会区分某种形变是弹性形变仍是非弹性形变.2.明白弹力的概念及产生的条件，会判断两个物体间是不是存在弹力，并会判断弹力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题．一、形变和弹力1．弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢恢复状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．2．弹性形变：作用在物体上的外力撤去后，物体能恢恢复状的形变．3．范性形变：外力撤去后，物体不能恢恢复状的形变．二、胡克定律1．内容：在弹性限度内，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．2．公式：F＝kx其中k为弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m，它反映了弹簧的一种力学性质．三、弹力的方向1．平板状物体受压弯曲后产生的弹力，方向必然垂直于平板，指向压它的物体．2．绳索的弹力方向必然沿着绳索，指向绳索收缩的方向.一、弹性形变和弹力[问题设计](1)如图1所示，取一个圆玻璃瓶，里面盛满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口，使水面位于细管中，用手捏玻璃瓶，会看到什么现象？说明什么？图1(2)用手压橡皮泥，橡皮泥发生形变；脚踩在松软的土地上，留下了深深的脚印(形变)，这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同？(3)用手拉弹簧，弹簧会对手产生一个拉力(如图2所示)，那个拉力是如何产生的？图2答案(1)手捏玻璃瓶，管中水面上升．说明受压时玻璃瓶发生形变，体积变小了．(2)橡皮泥、泥土受力后发生的形变，在撤去外力后不能恢恢复状(非弹性形变)，玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢恢复状(弹性形变)．(3)弹簧受到拉力后发生形变(伸长)，发生形变的弹簧要恢恢复状，对手就产生了拉力．[要点提炼]1．弹力的成因：当两个物体彼此挤压或拉伸产生弹性形变时，由于物体要恢恢复状，才在接触位置对与它接触的物体产生弹力，所以弹力产生的直接原因是由受力物体发生形变引发的．2．弹力产生的条件：(1)两物体彼此接触；(2)发生弹性形变．二、胡克定律[问题设计] 如图3所示，为一弹簧测力计．弹簧测力计的刻度是不是均匀？这说明什么？答案均匀．说明弹簧测力计的弹力与弹簧的形变量成正比．图3[要点提炼]1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．2．公式：F＝kx.3．说明(1)应用条件：弹簧发生形变时必需在弹性限度内．(2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．(3)F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图4所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图4(4)弹簧弹力的转变量ΔF与形变量的转变量Δx也成正比，即ΔF＝kΔx.三、弹力的方向[问题设计]1.一铁块放在海绵上，铁块和海绵都发生了形变，从而在它们之间产生了弹力，如图5所示．海绵对铁块的支持力是如何产生的？方向如何？铁块对海绵的压力是如何产生的？方向如何？图5答案(1)海绵对铁块的支持力：海绵发生弹性形变，对与它接触的铁块产生力的作用，方向垂直于接触面向上(如图甲)．甲乙(2)铁块对海绵的压力：铁块发生弹性形变，对与它接触的海绵产生力的作用，方向垂直接触面向下(如图乙)．2.如图6所示，用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块．橡皮绳对物块的拉力是如何产生的？方向如何？图6答案由于橡皮绳发生形变，对与它接触的物块产生力的作用，方向沿绳指向绳收缩的方向(沿绳斜向右上)．[要点提炼]1．压力、支持力的方向：老是垂直于接触面，若接触面是曲面，则垂直于接触面的切线；若接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过球心．2．绳的拉力方向：老是沿着绳并指向绳收缩的方向．[延伸试探]如图7所示，把一个球形物体A放在半球形容器B内，在图中画出A受到的弹力．图7答案A受到的弹力垂直于两接触面的切线(弹力方向的延长线过球心)，如图所示．一、弹力的产生例1下列关于弹力的几种说法，其中正确的是( )A．只要两物体接触就必然产生弹力B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D．只要物体发生形变就必然有弹力产生解析两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误．静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误，C正确．答案 C二、弹力的方向例2画出图8中静止物体A所受弹力的示用意．图8解析支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体，A物体所受弹力的示用意如图所示．答案观点析图针对训练别离画出图9甲、乙中小球、丙中杆的受力示用意．(甲中小球用细绳挂在滑腻的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在滑腻的半球形碗中，另一端靠在墙壁上)图9答案受力示用意如图所示三、胡克定律例3由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图像如图10所示，求：图10(1)该弹簧的原长为多少？ (2)该弹簧的劲度系数为多少？解析 解法一：(1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长，由题图可知该弹簧的原长为L 0＝15 cm.(2)据F ＝kx 得劲度系数：k ＝Fx ＝ΔFΔL，由图线可知，该弹簧伸长ΔL ＝(25 cm －15 cm)＝10 cm 时，弹力ΔF ＝50 N ．所以k ＝ΔF ΔL ＝5010×10－2 N/m ＝500 N/m.解法二：按照胡克定律得F ＝k (L －L 0)，代入图像中的两点,50)和，－50)． 可得50＝k －L 0) －50＝k －L 0)解得L 0＝0.15 m ＝15 cm ，k ＝500 N/m. 答案 (1)15 cm (2)500 N/m弹力⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧弹性形变：撤去外力后能够恢复原状的形变范性形变：撤去外力后不能恢复原状的形变弹力⎩⎨⎧定义产生条件⎩⎪⎨⎪⎧ 1两物体相互接触2发生弹性形变胡克定律⎩⎪⎨⎪⎧ 内容公式：F ＝kx ，其中k 为劲度系数弹力的方向⎩⎪⎨⎪⎧支持力：垂直于接触面指向被支持的物体压力：垂直于接触面指向被压的物体拉力：沿着绳指向绳收缩的方向1.(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是( ) A ．有弹力作用在物体上，物体必然发生形变，撤去此力后，形变完全消失 B ．有弹力作用在物体上，物体不必然发生形变C ．弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变D．一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不必然完全消失答案 D解析力是物体间的彼此作用，弹力的施力物体和受力物体都会发生形变，故B项错误；发生形变后的物体，当撤去外力后，有些能完全恢恢复状，有些不能完全恢恢复状，A项错误，D项正确；无论是硬物体仍是软物体，只要有弹力作用，都会发生形变，C项错误．2．(弹力的产生)杂技演员具有高超的技术，如图11所示，他能轻松地顶住从高处落下的缸，关于他顶缸时头顶受到的压力产生的直接原因是( )图11A．缸的形变B．头的形变C．缸受到重力D．人受到重力答案 A解析头顶受到的压力的施力物体是缸，受力物体是头顶，头顶受到的压力产生的直接原因是缸的形变，间接原因是缸受到重力，A项正确．3．(弹力的方向)三个相同的支座上别离放着三个质量和直径均相同的滑腻圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上．a的重心位于球心，b、c的重心别离位于球心的正上方和正下方，如图12所示，三球皆静止，试分析三种情形下支点P、Q对球的弹力方向是如何的？图12答案观点析解析三种情形都是点与点接触，圆球所受弹力的方向都是垂直于接触面指向球心，即沿半径指向球心，如图所示，弹力的方向与重心的位置无关．题组一形变及弹力的产生1．下列各类情形中，属于弹性形变的有( )A．撑竿跳高运动员起跳中，撑竿的形变B．当你坐在椅子上时，椅面发生的微小形变C．细钢丝被绕制成弹簧D．铝桶被砸扁答案AB解析“撑竿的形变”、“椅面发生的微小形变”均能恢恢复状，是弹性形变；“细钢丝被绕制成弹簧”不能恢恢复状，“铝桶被砸扁”不能恢恢复状，是范性形变．故选项A、B正确，C、D错误．2．关于弹性形变，下列说法正确的是( )A．物体形状的改变叫弹性形变B．一根钢筋使劲弯折后的形变就是弹性形变C．物体在外力停止作用后，能够恢恢复来形状的形变，叫弹性形变D．物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变答案 C解析弹性形变指物体在外力停止作用后，能够恢恢复状的形变，C正确，A、D错误；钢筋使劲弯折后，无法恢复到原来的形状，不属于弹性形变，B错误．3.在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情形比较普遍，如图1所示的跳水运动就是一个实例．请判断下列说法正确的是( )图1A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B．跳板和运动员的脚都发生了形变C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的D．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的答案BC解析发生形变的物体，为了恢恢复状，会对与它接触的物体产生弹力的作用，发生形变的物体是施力物体．B、C正确．题组二弹力方向的判断4．下列关于弹力的叙述中错误．．的是( )A．压力、拉力、支持力都是弹力B．压力和支持力的方向老是垂直于接触面C．轻绳、轻杆上产生的弹力的方向老是在沿绳、杆的直线上D．轻杆不同于轻绳，弹力的方向能够不沿杆答案 C解析弹力包括压力、拉力、支持力，其中绳的拉力总沿绳收缩的方向，压力、支持力的方向总与接触面垂直，故A、B正确；杆不同于绳，杆能够发生拉伸形变、紧缩形变和弯曲形变，所以杆的弹力方向不必然沿杆，要具体问题具体分析，C错误，D正确．5．体育课上一学生将足球踢向斜台，如图2所示，下列关于足球和斜台作历时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )图2A．沿v1的方向B．沿v2的方向C．先沿v1的方向后沿v2的方向D．沿垂直于斜台斜向左上方的方向答案 D解析足球与斜台的作用是球面与平面的彼此作用，足球所受弹力的方向垂直于斜台指向足球，即斜向左上方，故D正确．6．一只松鼠站在倾斜的树枝上，则树枝对松鼠的弹力的方向为( )A．竖直向上B．竖直向下C．垂直树枝斜向上D．沿树枝方向答案 C解析支持力的方向老是垂直于接触面指向被支持的物体，选项C正确．7．在图3中画出物体A所受弹力的示用意．图3答案如图所示题组三 胡克定律8．关于弹簧的劲度系数k ，下列说法中正确的是( ) A ．与弹簧所受的拉力大小有关，拉力越大，k 值也越大 B ．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关 C ．与弹簧发生的形变的大小有关，形变越大，k 值越小 D ．与弹簧本身特性、所受拉力的大小、形变程度都无关 答案 B9．如图4甲、乙所示，弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计，物重G ＝1 N ，则弹簧测力计A 和B 的示数别离为( )图4A ．1 N,0B ．0,1 NC ．2 N,1 ND ．1 N,1 N答案 D解析 题图中弹簧测力计A 、B 的受力情形是一样的，都是左右两头各受1 N 的拉力，现在弹簧测力计的读数都是1 N ．D 正确．10．一根轻质弹簧一端固定，用大小为F 1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l 1；改用大小为F 2的力拉弹簧，平衡时长度为l 2.弹簧的拉伸或紧缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为( )答案 C解析 按照胡克定律有：F 1＝k (l 0－l 1)，F 2＝k (l 2－l 0)，由两式可解得：k ＝F 2＋F 1l 2－l 1，故C 正确．。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
学案5 分析物体的受力
[学习目标定位] 1.知道重心的概念.2.能够准确地绘出物体的受力示意图，初步掌握分析物体受力的一般的方法.3.进一步熟练判定弹力的方向，能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.4.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算方法．
一、受力分析
1．明确研究对象是受力分析的着眼点．力学中的研究对象，可以是某个物体、物体的一部分或某个作用点．
2．选定研究对象后，接着就可以围绕着力学中常见的三类力(重力、弹力、摩擦力)的产生条件，逐个确定物体受到哪些力的作用，最后依据物体受到的各个力的方向，画出受力示意图．
3．当把物体简化为质点研究时，可把物体受到的各个力都集中在其重心上．
二、重心
1．一个物体各部分都会受到重力的作用，从效果上，可以把这些作用力视作集中作用于一点，这一点称为重心．
2．质量分布均匀、规则的物体，重心就在其几何中心．
3．质量分布不均匀的物体，其重心的位置跟物体的形状和质量分布有关．并且它既可以在物体内部，也可以在物体外部．
一、受力分析
1．意义：任何物体的运动变化，都跟它受到的力的大小、方向有关．因此学会对物体进行受力分析，是研究物体运动的基础，也是学好力学的先决条件．2．受力分析的一般步骤
(1)明确研究对象，即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况，研究对象可以是单个物体(质点、结点)，也可以是两个(或多个)物体组成的整体；
(2)隔离分析：将研究对象从周围物体中隔离出来，分析周围有哪些物体对它
施加了力的作用；
(3)按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序，依据各力的方向，画出各力的示意图．
注意实际物体运动时的受力情况往往是很复杂的．许多时候，为了使问题简化，可以略去某些次要因素，这是物理中常用的一种研究方法．例1如图1所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止状态，请分析B受到几个力的作用？
图1
答案4个力
解析这里要分析的是B物体的受力个数，B即为研究对象，把它隔离出来，然后从易到难，先从重力着手，再分析跟它有联系的物体，按弹力、摩擦力的顺序分析它受
到的力．如图所示，其受A对它的压力N，同时物体B有相对A上移的趋势，故A对B的静摩擦力f沿斜面向下，故B共受到4个力作用．
二、弹力有无的判定
判断弹力是否存在的方法——假设法
1．假设无弹力：在该处将与研究对象接触的另一物体去掉，即假设不存在弹力，看研究对象在该位置是否保持原来的状态．
2．假设有弹力：就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与存在状态是否矛盾，若矛盾，则不存在弹力，若不矛盾，则此弹力存在．
例2如图2所示，一小球用两根轻绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力有( )
图2
A．1个B．2个
C．3个D．4个
解析假设绳1对球有作用力，该作用力的方向斜向左上方，另外球在竖直方向上受重力和绳2的拉力，在这三个力的作用下球不可能保持平衡，所以绳1不可能对球施加拉力，小球只受重力和绳2的拉力．故B正确．
答案 B
针对训练在下列各图中，A、B之间一定有弹力的是( )
答案 B
解析两物体间产生弹力的条件除了相互接触外，还要相互挤压产生弹性形变．A、C、D图中A、B间虽有相互接触，但不一定相互挤压，故选B.
三、静摩擦力有无及方向的判断
静摩擦力有无及方向的判断方法
1．平衡条件法
当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向．
2．假设法
利用假设法进行判断时，可按以下思路进行分析：
例3如图3所示，物体A、B叠放在水平面上，水平力F作用在A上，使二者一起向左做匀速直线运动，下列说法正确的是( )。