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第二章 相互作用
【高考目標導航】
考綱點擊備考指導
1. 滑動摩擦力、動摩擦因數、靜摩擦力 Ⅰ
2. 形變、彈性、胡克定律 Ⅰ
3. 矢量和標量 Ⅰ
4. 力的合成與分解 Ⅱ
5. 共點力的平橫 Ⅱ
實驗二：探究彈力和彈簧伸長的關系
實驗三：驗證力的平行四邊形定則1. 理解重力、彈力、摩擦力三種重要性質力的產生條件，會用假設法判斷彈力或者靜摩擦力的有無.掌握滑動摩擦力和靜摩擦力不同的計算方法
2. 受力分析是解決物理問題的前提，力的合成和分解是解決問題最基本的方法
3. 本章的重點是力與平衡，要掌握多種解決平衡問題的方法，如整體法和隔離法，正交分解法，相似三角形法，圖解法
4. 本章常與牛頓運動定律、動能定理、能量守恒定律等重要考點相結合，綜合性較強，能力要求高
第1節重力 彈力 摩擦力
【考綱知識梳理】
一、力
1.力的定義：力是物體對物體的作用，在國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，符號是N.
2.力的三要素：大小、方向、作用點.
力的大小用測力計（彈簧測力計）測量.力不僅有大小，而且有方向，要把一個力完全表達出來，還要說明它的方向.大小和方向都相同的力，作用在物體上的不同位置，即力的作用點不同，產生的效果一般也不同.
3、力的性質：
（1）物質性：由于力是物體對物體的作用，所以力概念是不能脫離物體而獨立存在的，任意一個力必然與兩個物體密切相關，一個是其施力物體，另一個是其受力物體。把握住力的物質性特征，就可以通過對形象的物體的研究而達到了解抽象的力的概念之目的。
（2）矢量性：作為量化力的概念的物理量，力不僅有大小，而且有方向，在相關的運算中所遵從的是平行四邊形定則，也就是說，力是矢量。把握住力的矢量性特征，就應該在定量研究力時特別注意到力的方向所產生的影響，就能夠自覺地運用相應的處理矢量的“幾何方法”。
（3）瞬時性：力作用于物體必將產生一定的效果，物理學之所以十分注重對力的概念的研究，從某種意義上說就是由于物理學十分關注力的作用效果。而所謂的力的瞬時性特征，指的是力與其作用效果是在同一瞬間產生的。把握住力的瞬時性特性，應可以在對力概念的研究中，把力與其作用效果建立起聯系，在通常情況下，了解表現強烈的“力的作用效果”往往要比直接了解抽象的力更為容易。
（4）獨立性：力的作用效果是表現在受力物體上的，“形狀變化”或“速度變化”。而對于某一個確定的受力物體而言，它除了受到某個力的作用外，可能還會受到其它力的作用，力的獨立性特征指的是某個力的作用效果與其它力是否存在毫無關系，只由該力的三要素來決定。把握住力的獨立性特征，就可以采用分解的手段，把產生不同效果的不同分力分解開分別進行研究。
（5）相互性：力的作用總是相互的，物體A施力于物體B的同時，物體B也必將施力于物體A。而兩個物體間相互作用的這一對力總是滿足大小相等，方向相互，作用線共線，分別作用于兩個物體上，同時產生，同種性質等關系。把握住力的相互性特征，就可以靈活地從施力物出發去了解受力物的受力情況。
4、力的圖示
（1）力可以用一根帶箭頭的線段來表示。它的長短表示力的大小，它的指向(箭頭所指方向)表示力的方向，箭頭或箭尾表示力的作用點，力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法，叫做力的圖示。這是把抽象的力直觀而形象地表示出來的一種方法。
（2）畫力的圖示的步驟
①選定標度：畫出某一長度的線段表示一定大小的力，并把該線段所表示的力的大小寫在該線段的上方。所選標度要適當(力的圖示上刻度不能過少，也不能多而密，要便于作圖計算)，一般標度的大小應是所圖示的力的1/n，n為除“1”以外的正整數。
②畫一個方塊或一個點表示受力物體，并確定力的作用點。
③從力的作用點開始，沿力的作用方向畫一線段(根據所選標度和力的大小確定線段的長度)，并在線段上加上刻度(垂直于力線段的小短線)。
④在表示力的線段的末端畫上箭頭表示力的方向。在箭頭的旁邊標出表示這個力的字母或數值。
（3）注意：①箭尾通常畫在力的作用點上。②若在同一個圖上作出不同的力的圖示，一定要用同一個標度。③力的圖示與力的示意圖不同。力的示意圖是為了分析受力而作，側重于畫準力的方向，帶箭頭的線段上沒有標度，線段的長度只定性表示力的大小。
二、重力
1.定義:由于地球的吸引而使物體受到的力。
2.大小：
3.方向：豎直向下。地面上處在兩極和赤道上的物體所受重力的方向指向地心，地面上其他位置的物體所受重力的方向不指向地心。
4.作用點：因為物體各個部分都受到重力作用，可認為重力作用于一點即為物體的重心。
⑴重心的位置與物體的質量分布和幾何形狀有關。重心是一個等效的概念。
⑵重心不一定在物體上，可以在物體之外。
①質量分布均勻的規則物體的重心在物體的幾何中心．
②不規則物體的重心可用懸線法求出重心位置．
三、彈力
1.定義：直接接觸的物體間由于發生彈性形變而產生的力，這是由于要恢復到原來的形狀，對使它發生形變的物體產生的力。
2.產生條件：直接接觸、彈性形變
3.彈力方向的確定：
⑴壓力、支持力的方向：總是垂直于接觸面，指向被壓或被支持的物體。
⑵繩的拉力方向：總是沿著繩，指向繩收縮的方向。
⑶桿子上的彈力的方向：可以沿著桿子的方向，也可以不沿著桿子的方向。
4.彈力大小的確定
⑴彈簧在彈性限度內，遵從胡克定律即
⑵同一根張緊的輕繩上拉力處處相等。
⑶彈力一般根據物體的運動狀態，利用平衡知識或牛頓第二定律求解。
四、摩擦力
1.靜摩擦力
①產生：兩個相互接觸的物體，有相對運動趨勢時產生的摩擦力。
②作用效果：總是起著阻礙物體間相對運動趨勢的作用。
③產生條件：a：相互接觸且發射彈性形變b：有相對運動趨勢c:接觸面粗糙
④大小：根據平衡條件求解或牛頓運動定律求解。
⑤方向：總是與物體的相對運動趨勢方向相反。
2.滑動摩擦力
①產生：兩個相互接觸的物體，有相對運動時產生的摩擦力。
②作用效果：總是起著阻礙物體間相對運動的作用。
③產生條件：a：相互接觸且發射彈性形變b：有相對運動c:接觸面粗糙
④大小：滑動摩擦力的大小與正壓力成正比，即 ，N指正壓力不一定等于物體的重力 錯誤！不能通過編輯域代碼創建對象。，滑動摩擦力還可以根據平衡條件求解或牛頓運動定律求解
⑤方向：總是與物體的相對運動方向相反。
【要點名師透析】
一、彈力的判斷及大小的計算
1.彈力有無的判斷方法
(1)根據彈力產生的條件直接判斷：根據物體是否直接接觸并發生彈性形變來判斷是否存在彈力.此方法多用來判斷形變較明顯的情況.
(2)利用假設法判斷：對形變不明顯的情況，可假設兩個物體間彈力不存在，看物體能否保持原有的狀態，若運動狀態不變，則此處不存在彈力，若運動狀態改變，則此處一定有彈力.
(3)根據物體的運動狀態分析：根據物體的運動狀態，利用牛頓第二定律或共點力平衡條件判斷彈力是否存在.例如，如圖所示，小球A在車廂內隨車廂一起向右運動，可根據小球的運動狀態分析車廂后壁對球A的彈力的情況.
①若車廂和小球做勻速直線運動，則小球A受力平衡，所以車廂后壁對小球無彈力.
②若車廂和小球向右做加速運動，則由牛頓第二定律可知，后車廂壁對小球的彈力水平向右.
2.彈力方向的判斷方法
(1)根據物體所受彈力方向與施力物體形變的方向相反，與自身(受力物體)形變方向相同判斷.
(2)根據共點力的平衡條件或牛頓第二定律確定彈力的方向.
彈力彈力的方向
彈簧兩端的彈力與彈簧測力計中心軸線相重合，指向彈簧恢復原狀的方向
輕繩的彈力沿繩指向繩收縮的方向
面與面接觸的彈力垂直于接觸面指向受力物體
點與面接觸的彈力過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切面)而指向受力物體
球與面接觸的彈力在接觸點與球心的連線上，指向受力物體
球與球接觸的彈力垂直于過接觸點的公切面，而指向受力物體
桿的彈力可能沿桿，也可能不沿桿，應具體情況具體分析
3.計算彈力大小常見的三種方法
(1)根據力的平衡條件進行求解.
(2)根據胡克定律進行求解.
(3)根據牛頓第二定律進行求解.
注意：(1)輕桿對物體的彈力不一定沿桿方向，可成任意角度，具體要根據力與運動的關系進行分析和判斷.
(2)彈力是被動力，其大小與物體所受的其他力的作用以及物體的運動狀態有關.
【例1】(2011年黃山模擬)如圖所示，小車內有一固定光滑斜面，一個小球通過細繩與車頂相連，細繩始終保持豎直．關于小球的受力情況，下列說法正確的是(　　)
A．若小車靜止，繩對小球的拉力可能為零
B．若小車靜止，斜面對小球的支持力一定為零
C．若小車向右運動，小球一定受兩個力的作用
D．若小車向右運動，小球一定受三個力的作用
【答案】選B.
【詳解】若小車靜止，則小球受力平衡，由于斜面光滑，不受摩擦力，小球受重力、繩子的拉力，重力和拉力都沿豎直方向；如果受斜面的支持力，則沒法達到平衡，因此在小車靜止時，斜面對小球的支持力一定為零，繩子的拉力等于小球的重力，故A項錯誤，B項正確；若小車向右勻速運動時，小球受重力和繩子拉力兩個力的作用；若小車運動時加速度向左，則一定受斜面的支持力，可能受繩子的拉力，也可能不受繩子的拉力，故C、D項都不對．
二、靜摩擦力的有無及其方向的判定方法
1.假設法
利用假設法判斷摩擦力的有無及方向的思維程序如下:
2.狀態法
從物體的運動狀態反推出必須具備的受力條件，并進一步分析組成條件中靜摩擦力所起的作用，從而判斷出靜摩擦力的有無及方向.
3.利用牛頓第三定律來判斷
此法的關鍵是抓住“力是成對出現的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向，再根據“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力方向.
注意：(1)受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,受滑動摩擦力作用的物體不一定是運動的.
(2)摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢,但摩擦力不一定阻礙物體的運動,即摩擦力不一定是阻力.
【例2】如圖所示，在平直公路上，有一輛汽車，車上有一木箱，試判斷下列情況中，木箱所受摩擦力的方向.
(1)汽車由靜止開始加速運動時(木箱和車無相對滑動)；
(2)汽車剎車時(二者無相對滑動)；
(3)汽車勻速運動時(二者無相對滑動).
【詳解】根據物體的運動狀態，由牛頓運動定律不難判斷出：
(1)汽車加速時，木箱所受的靜摩擦力方向向右.
(2)汽車剎車時，木箱所受的靜摩擦力方向向左.
(3)汽車勻速運動時，木箱不受摩擦力作用.
三、摩擦力大小的計算
1.滑動摩擦力的計算
滑動摩擦力由公式Ff＝μFN計算，最關鍵的是對相互擠壓力FN的分析，它跟研究物體在垂直于接觸面方向的受力密切相關.
2.靜摩擦力的計算
(1)其大小、方向都跟產生相對運動趨勢的外力密切相關，但跟接觸面相互擠壓力FN無直接關系，因而靜摩擦力具有大小、方向的可變性，其大小只能依據物體的運動狀態進行計算，若為平衡狀態，靜摩擦力將由平衡條件建立方程求解；若為非平衡狀態，可由動力學規律建立方程求解.
(2)最大靜摩擦力Ffm是物體將要發生相對滑動這一臨界狀態時的摩擦力，它的數值與FN成正比，在FN不變的情況下，滑動摩擦力略小于Ffm，而靜摩擦力可在0～Ffm間變化.
注意： (1)通常情況下可以認為最大靜摩擦力Ffm等于滑動摩擦力Ff.
(2)解題時首先判定物體之間的摩擦是靜摩擦還是滑動摩擦，靜摩擦力不能用滑動摩擦力的公式計算.
【例3】(2011年合肥六中期中測試)如圖所示，斜面固定在地面上，傾角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，質量為1 kg的滑塊，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足夠長，滑塊與斜面間的動摩擦因數為0.8.該滑塊所受摩擦力Ff隨時間變化的圖象是圖2－1－4中的(取初速度方向為正方向，g＝10 m/s2)(　　)
【答案】選A.
【詳解】由于mgsin37°<μmgcos37°，滑塊減速下滑，因斜面足夠長，故滑塊最終一定靜止在斜面上，開始階段Ff滑＝μmgcos37°＝6.4 N，方向沿斜面向上，靜止在斜面上時，Ff靜＝mgsin37°＝6 N，方向沿斜面向上，由于取初速度方向為正方向，故圖象A正確，B、C、D均錯誤．
【感悟高考真題】
1.（2011?江蘇物理?T1）如圖所示，石拱橋的正中央有一質量為m的對稱楔形石塊，側面與豎直方向的夾角為α,重力加速度為g，若接觸面間的摩擦力忽略不計，則石塊側面所受彈力的大小為
A． 　　　 B． 　
C． 　　D．
【答案】選A.
【詳解】設石塊側面所受的彈力為F，則彈力與水平方向的夾角為 ，由力的平衡條件可知 ，所以有 ，A對。
解答本題時可按以下思路分析：
2.（2011?山東高考?T19）如圖所示，將兩相同的木塊a、b至于粗糙的水平地面上，中間用一輕彈簧連接，兩側用細繩固定于墻壁。開始時a、b均靜止。彈簧處于伸長狀態，兩細繩均有拉力，a所受摩擦力 ≠0，b所受摩擦力 =0，現將右側細繩剪斷，則剪斷瞬間 （ ）
A 大小不變 B 方向改變
C 仍然為零 D 方向向右
【答案】選A、D。
【詳解】彈簧處于伸長狀態，彈簧對物體施加的是拉力。先對物體b進行受力分析。在輕繩未剪斷時，b在水平方向上受到兩個力的作用，向左的彈簧的拉力和向右的繩的拉力，在突然剪斷細繩時，彈簧的拉力還沒有發生變化，即彈簧的長度沒有變化，但物體b具有向左運動的趨勢，所以要受到一個與彈簧拉力方向相反的摩擦力，故選項C錯誤，D正確。對物體a受力分析，在剪斷細繩前后，物體a的位置沒有發生變化，受到的彈簧拉力和細繩拉力沒有發生變化，故它所受到的摩擦力沒有發生變化。故選項A正確，B錯誤。
本題考查對彈簧和輕繩上彈力的分析，輕繩的彈力可以在瞬間突變，而彈簧的彈力發生變化需要一段時間。
3.（2010?新課標卷）15.一根輕質彈簧一端固定，用大小為 的力壓彈簧的另一端，平衡時長度為 ；改用大小為 的力拉彈簧，平衡時長度為 .彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內，該彈簧的勁度系數為
A、 B、 C、 D、
答案：C
解析：根據胡克定律有： ， ，解得：k= 。
4.（2010?新課標卷）18.如圖所示，一物塊置于水平地面上.當用與水平方向成 角的力 拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當改用與水平方向成 角的力 推物塊時，物塊仍做勻速直線運動.若 和 的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數為
A、 B、 C、 D、1-
答案：B
解析：物體受重力mg、支持力N、摩擦力f、已知力F處于平衡，根據平衡條件，有 ， ，聯立解得： 。
5、（2010?上海理綜）7．如圖，水平桌面上放置一根條形磁鐵，磁鐵中央正上方用絕緣彈簧懸掛一水平直導線，并與磁鐵垂直。當直導線中通入圖中所示方向的電流時，可以判斷出（ ）。
A．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對桌面的壓力減小
B．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對桌面的壓力減小
C．彈簧的拉力增大，條形磁鐵對桌面的壓力增大
D．彈簧的拉力減小，條形磁鐵對桌面的壓力增大
答案：A
6、（09?海南物理?3）兩剛性球a和b的質量分別為 和 、直徑分別為 個 ( > )。將a、b球依次放入一豎直放置、內徑為的平底圓筒內，如圖所示。設a、b兩球靜止時對圓筒側面的壓力大小分別為 和 ，筒底所受的壓力大小為 ．已知重力加速度大小為g。若所以接觸都是光滑的，則 （ ）
A． B．
C． D．
答案：A
解析：對兩剛性球a和b整體分析，豎直方向平衡可知F＝（ ＋ ）g、水平方向平衡有 ＝ 。
7、（09?廣東物理?11）如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場中。質量為m、帶電量為+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是 （ CD ）
A．滑塊受到的摩擦力不變
B．滑塊到地面時的動能與B的大小無關
C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下
D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上
解析：取物塊為研究對象，小滑塊沿斜面下滑由于受到洛倫茲力作用，如圖所示，C正確；N=mgcosθ+qvB，由于v不斷增大，則N不斷增大，滑動摩擦力f=μN，摩擦力增大，A錯誤；滑塊的摩擦力與B有關，摩擦力做功與B有關，依據動能定理，在滑塊下滑到地面的過程中，滿足 ，所以滑塊到地面時的動能與B有關，B錯誤；當B很大，則摩擦力有可能很大，所以滑塊可能靜止在斜面上，D正確。
8.（09?北京?18）如圖所示，將質量為m的滑塊放在傾角為 的固定斜面上。滑塊與斜面之間的動摩擦因數為 。若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力合滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g，則 （ C ）
A．將滑塊由靜止釋放，如果 ＞tan ，滑塊將下滑
B．給滑塊沿斜面向下的初速度，如果 ＜tan ，滑塊將減速下滑
C．用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動，如果 =tan ，拉力大小應是2mgsin
D．用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動，如果 =tan ，拉力大小應是mgsin
解析：對處于斜面上的物塊受力分析，要使物塊沿斜面下滑則mgsinθ>μmgcosθ，故μ9.（09?上海?44）自行車的設計蘊含了許多物理知識，利用所學知識完成下表
自行車的設計目的（從物理知識角度）
車架用鋁合金、鈦合金代替鋼架減輕車重
車胎變寬
自行車后輪外胎上的花紋
答案：減小壓強（提高穩定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）
10.（09?天津?1）物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖示的方向對物塊施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍然靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是 （ D ）
解析：四個圖中都是靜摩擦。A圖中fA=Gsinθ；B圖中fB=Gsinθ；C圖中fC=(G-F)sinθ；D圖中fC=(G+F)sinθ。
11.（09?廣東物理?7）某緩沖裝置可抽象成圖所示的簡單模型。圖中 為原長相等，勁度系數不同的輕質彈簧。下列表述正確的是 （ BD ）
A．緩沖效果與彈簧的勁度系數無關
B．墊片向右移動時，兩彈簧產生的彈力大小相等
C．墊片向右移動時，兩彈簧的長度保持相等
D．墊片向右移動時，兩彈簧的彈性勢能發生改變
解析：不同彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數有關，A錯誤；在墊片向右運動的過程中，由于兩個彈簧相連，則它們之間的作用力等大，B正確；由于兩彈簧的勁度系數不同，由胡克定律 可知，兩彈簧的型變量不同，則兩彈簧的長度不相等，C錯誤；在墊片向右運動的過程中，由于彈簧的彈力做功，則彈性勢能將發生變化，D正確。
12.（09?寧夏?21）水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動摩擦因數為 。現對木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運動。設F的方向與水平面夾角為 ，如圖，在 從0逐漸增大到90°的過程中，木箱的速度保持不變，則 （ AC ）
A.F先減小后增大 B.F一直增大
C.F的功率減小 D.F的功率不變
13.（09?四川?20）如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷，帶負電的小物體以初速度V1從M點沿斜面上滑，到達N點時速度為零，然后下滑回到M點，此時速度為V2（V2＜V1）。若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則 （ AD ）
A．小物體上升的最大高度為
B．從N到M的過程中，小物體的電勢能逐漸減小
C．從M到N的過程中，電場力對小物體先做負功后做正功
D．從N到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小
解析：設斜面傾角為θ、上升過程沿斜面運動的最大距離為L。
因為OM＝ON，則MN兩點電勢相等，小物體從M到N、從N到M電場力做功均為0。上滑和下滑經過同一個位置時，垂直斜面方向上電場力的分力相等，則經過相等的一小段位移在上滑和下滑過程中電場力分力對應的摩擦力所作的功均為相等的負功，所以上滑和下滑過程克服電場力產生的摩擦力所作的功相等、并設為W1。在上滑和下滑過程，對小物體，應用動能定理分別有：－mgsinθL－μmgcosθL－W1＝－ 和mgsinθL－μmgcosθL－W1＝ ，上兩式相減可得sinθL＝ ，A對；由OM＝ON，可知電場力對小物體先作正功后作負功，電勢能先減小后增大，BC錯；從N到M的過程中，小物體受到的電場力垂直斜面的分力先增大后減小，而重力分力不變，則摩擦力先增大后減小，在此過程中小物體到O的距離先減小后增大，根據庫侖定律可知小物體受到的電場力先增大后減小，D對。
【考點模擬演練】
1.(2011?青島模擬)關于重力的大小，以下說法正確的是( )
A.懸掛在豎直繩子上的物體，繩子對它的拉力一定等于其重力
B.靜止在水平面上的物體對水平面的壓力一定等于其重力
C.自由落體運動的物體依然受到重力作用
D.向上運動的物體所受重力可能小于向下運動的物體所受重力
【答案】選C.
【詳解】懸掛在豎直繩子上的物體處于平衡狀態時，繩子對它的拉力等于其重力，A錯；靜止在水平面上的物體，只受重力和支持力時，對水平面的壓力一定等于其重力，B錯；物體所受的重力與它的運動狀態無關，C正確，D錯誤.
2.舉世矚目的第29屆奧運會于2008年8月8日在北京“鳥巢”體育館開幕，奧運會吉祥物“福娃”活潑可愛，下圖是福娃在幾個項目中的運動形象，下列幾種說法正確的是( )
A.用力踢足球，足球會飛出去，說明力能使物體運動狀態發生改變
B.投籃球時，籃球脫手后地球對籃球有力的作用，籃球對地球沒有力的作用，所以籃球落到地上
C.擊出的羽毛球能在空中繼續飛行，是由于羽毛球具有向前的沖力
D.用槳向后劃水時皮劃艇會向前進，這是由于力的作用是相互的
【答案】AD
【詳解】力是改變物體運動狀態的原因，A正確.地球對籃球有力的作用，籃球對地球也有力的作用，B錯.羽毛球在空中繼續飛行，是由于慣性，而不是受到了向前的沖力，C錯.皮劃艇向前進，是作用力與反作用力的結果，也說明了力的作用是相互的.D正確.
3.如圖所示，兩輛車在以相同的速度做勻速運動；根據圖中所給信息和所學知識你可以得出的結論是( )
A.物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點
B.重力的方向總是垂直向下的
C.物體重心的位置與物體形狀和質量分布有關
D.力是使物體運動的原因
【答案】AC
【詳解】物體各部分都受重力作用，但可以認為物體各部分所受重力集中于一點，這個點就是物體的重心，故A正確；重力的方向總是和水平面垂直，是豎直向下而不是垂直向下，故B錯誤；從圖中可以看出，汽車（包括貨物）的形狀和質量分布發生了變化，重心的位置就發生了變化，故C正確；力不是使物體運動的原因，而是使物體發生形變或產生加速度的原因，故D錯誤.
4.(2011?興化模擬)實驗室常用的彈簧測力計如圖甲所示，彈簧的一端與連接有掛鉤的拉桿相連，另一端固定在外殼上的O點，外殼上固定一個圓環，整個外殼重為G，彈簧和拉桿的質量忽略不計.現將該彈簧測力計以如圖乙和丙的兩種方式固定在地面上，并分別用同樣的力F0(F0>G)豎直向上拉彈簧測力計，則穩定后彈簧測力計的讀數分別為( )
A.乙圖讀數為F0-G，丙圖讀數為F0+G
B.乙圖讀數為F0+G，丙圖讀數為F0-G
C.乙圖讀數為F0，丙圖讀數為F0-G
D.乙圖讀數為F0-G，丙圖讀數為F0
【答案】選D.
【詳解】彈簧測力計的讀數與彈簧的形變成正比，按圖乙方式外殼受力F0=F+G，則彈簧測力計的讀數F=F0-G，按圖丙方式彈簧測力計的讀數直接由F0引起，彈簧測力計的讀數為F0，D正確.
5.(2011?南通模擬)如圖所示，水平桌面上平放一疊共計54張的撲克牌，每一張的質量均為m.用一手指以豎直向下的力壓第1 張牌，并以一定速度向右移動手指，確保手指與第1 張牌之間有相對滑動.設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，手指與第1張牌之間的動摩擦因數為μ1，牌間的動摩擦因數均為μ2 ，第54張牌與桌面間的動摩擦因數為μ3 ，且有μ1＞μ2＞μ3.則下列說法正確的是( )
A.第2 張牌到第53 張牌之間可能發生相對滑動
B.第2 張牌到第53 張牌之間不可能發生相對滑動
C.第1 張牌受到手指的摩擦力向左
D.第54 張牌受到水平桌面的摩擦力向左
【答案】選B、D.
【詳解】由題意知，第1張牌受到手指的摩擦力方向向右，C錯誤；如果第2張牌到第53張牌之間發生了相對滑動，則其中的某一張牌受到的來自于其上方的牌的摩擦力F上必大于其所受來自下方牌的摩擦力F下，牌之間的摩擦因數均為μ2，令每張牌的重力為mg，令F上=μ2FN，則F下=μ2(mg+FN)，總有F下＞F上，即從第2張牌到第53張牌之間不可能有相對滑動發生.將第2張牌到第53張牌視為一個整體，該整體受第1張牌的摩擦力向右，由牛頓第三定律知第53張牌對第54張牌的摩擦力向右，則桌面對第54張牌的摩擦力必向左.
6.如圖所示，固定在水平地面上的斜面體頂端安裝一定滑輪，兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過定滑輪，P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止狀態.不計滑輪的質量和繩子與滑輪間的摩擦，當用豎直向下的恒力推Q時，P、Q仍靜止不動，則
A.Q受到的摩擦力一定變小
B.Q受到的摩擦力一定變大
C.輕繩上的拉力一定變小
D.輕繩上的拉力一定不變
【答案】D
【詳解】以物體P為研究對象，可以知道繩子的拉力等于物體P的重力，故繩子的拉力不變，選項C錯誤，選項D正確.由于沒有對Q施加豎直向下的恒力時，物體Q的摩擦力方向不能確定，故施加豎直向下的恒力后，摩擦力的變化情況不能確定，所以選項A、B錯誤.故正確答案為D.
7.A、B、C三個物體通過細線和光滑的滑輪相連，處于靜止狀態，如圖所示，C是一箱沙子，沙子和箱的重力都等于G，動滑輪的質量不計，打開箱子下端開口，使沙子均勻流出，經過時間t0流完，則下圖中哪個圖線表示在這過程中桌面對物體B的摩擦力f隨時間的變化關系
( )
【答案】B
【詳解】選擇A、B整體作為研究對象，整體共受到5個力的作用，即：重力G=GA+GB、支持力F N、靜摩擦力Ff、兩根繩子的拉力F1和F2.其中F1=F2= .根據力的平衡得：Ff=F1+F2=GC.所以當沙子均勻流出時，B選項正確.
8.(2011?成都市高三摸底測試)緩沖裝置可抽象成如右圖所示的簡單模型，圖中A、B為原長相等、勁度系數分別為k1、k2(k1≠k2)的兩個不同的輕質彈簧．下列表述正確的是(　　)
A．裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數無關
B．墊片向右移動穩定后，兩彈簧產生的彈力之比F1∶F2＝k1∶k2
C．勢片向右移動穩定后，兩彈簧的長度之比l1∶l2＝k2∶k1
D．墊片向右移動穩定后，兩彈簧的壓縮量之比x1∶x2＝k2∶k1
【答案】D
【詳解】根據力的作用是相互的可知：輕質彈簧A、B中的彈力是相等的，即k1x1＝k2x2，所以兩彈簧的壓縮量之比x1∶x2＝k2∶k1，故D正確．
9．如圖，物體M在豎直向上的拉力F的作用下能靜止在斜面上，關于M受力的個數，下列說法中正確的是
(　　)
A．M一定是受兩個力作用
B．M一定是受四個力作用
C．M可能受三個力作用
D．M不是受兩個力作用就是受四個力作用
【答案】D
【詳解】若拉力F大小等于物體的重力，則物體與斜面沒有相互作用力，所以物體就只受到兩個力作用；若拉力F小于物體的重力時，則斜面對物體產生支持力和靜摩擦力，故物體應受到四個力作用，D正確．
10．如圖所示，將一質量為3m的長木板靜止地放在水平地面上，另一質量為m的木塊以水平初速度v0滑上長木板，若木塊與木板、木板與地面間的動摩擦因數均為μ，則在木塊與長木板相對靜止之前，長木板受地面的摩擦力大小為
(　　)
A．μmg B．2μmg
C．3μmg D．4μmg
【答案】A
【詳解】木塊對木板的摩擦力向右，大小為μmg，木板靜止，木板水平方向合力為0，故地面對木板的摩擦力向左，大小為μmg.
11. 一根大彈簧內套一根小彈簧，大彈簧比小彈簧長0.2 m，它們的下端平齊并固定，另一端自由，如圖所示.當壓縮此組合彈簧時，測得彈力與彈簧壓縮量的關系如圖所示.試求這兩根彈簧的勁度系數k1和k2.
【答案】見詳解
【詳解】此物理過程，彈簧壓縮測得的力大小就等于彈簧
的彈力，并遵守胡克定律. (2分)
據題意，當壓縮量只有0.2 m的過程，只大彈簧發生形變，從圖中讀出x=0.2 m，F=2 N，由胡克定律知F1=k1x1，得 (N/m) (5分)
彈簧組合形變量為0.3 m時，大彈簧的形變量為
x1=0.3 m，小彈簧的形變量x2=0.1 m， (3分)
F1+F2=5 N,就有k1x1+k2x2=5
(N/m) (5分)
12.如圖有一半徑為r=0.2 m的圓柱體繞豎直軸OO′以ω=9 rad/s 的角速度勻速轉動.今用力F將質量為1 kg 的物體A壓在圓柱側面，使其以v0=2.4 m/s的速度勻速下降.若物體A與圓柱面的摩擦因數μ=0.25，求力F的大小.(已知物體A在水平方向受光滑擋板的作用，不能隨軸一起轉動.)
【答案】見詳解
【詳解】在水平方向圓柱體有垂直紙面向里的速度，A相對圓柱體有垂直紙面向外的速度為v′，v′=ωr =1.8 m/s；在豎直方向有向下的速度v0 =2.4 m/s. (3分)
A相對于圓柱體的合速度為 m/s (3分)
合速度與豎直方向的夾角為θ，則 (3分)
A做勻速運動，豎直方向平衡，有Ffcosθ =mg，得
(3分)
另Ff=μFN，FN =F，故 (3分)


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