易錯點04 彈力 摩擦力 受力分析（原卷版）-高考物理

易借點04彈力摩擦力受力分析

例題1.（2022?福建?模擬預(yù)測）人形機器人阿特拉斯（Atlas）可以模仿人類完成自主連續(xù)

跳躍、空中轉(zhuǎn)體180。等一系列高難度動作。如圖所示，某次測試中，該機器人從木箱跳躍

到前方矮桌后站穩(wěn)，則機器人（）

A.從開始起跳到離開木箱的過程中，木箱對其支持力大于其對木箱的壓力

B.從開始起跳到離開木箱的過程中，木箱對其摩擦力方向向前

C.從開始起跳到離開木箱的過程中，木箱對其支持力做正功

D.離開木箱后上升到最高點時，其速度為零

例題2.（2022?福建省龍巖第一中學(xué)模擬預(yù)測）木塊A、8的質(zhì)量分別為5kg和6kg,它們

與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25。夾在48之間的輕質(zhì)彈簧被壓縮了2cm,彈簧

的勁度系數(shù)為400N/m,初始時兩木塊在水平地面上靜止不動。現(xiàn)用與水平方向成60。的拉

力尸=6N作用在木塊8上，如圖所示。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取s=

A.木塊A所受摩擦力的方向向左B.木塊A所受摩擦力大小是12.5N

C,木塊8所受摩擦力大小是UND.木塊8所受摩擦力大小是15N

知識總結(jié)

1.判斷彈力方向的三種方法

方法一：形變方向法

彈力的方向與施力物體形變的方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個物體上，判斷彈力

的方向時先明確兩物體之間的作用類型，再根據(jù)各種類型的特點來判斷彈力的方向。

方法二:替換法.

用細繩替換裝置中的桿，看能否維持原來的狀態(tài)。如果能維持,則說明這個桿提供的是拉力，

否則提供的是支持力。

方法三:狀態(tài)法.

物體的受力必須與物體的運動狀態(tài)相符合,可根據(jù)物體所處的狀態(tài),先假設(shè)一個彈力的方向，

由平衡條件或牛頓第二定律列方程求出彈力。所得結(jié)果若為正值,其方向與假設(shè)方向相同;若

為負值，其方向與假設(shè)方向相反。.

2.彈力的計算方法

⑴胡克定律尸二kr

彈簧彈力的問題分析:其中x是彈簧的形變量（可能是伸長量,也可能是壓縮量），x=|/-r0|；k

是彈簧的勁度系數(shù)，它是,個反映彈簧形變難易程度的物理量，由彈簧本身（材料、長度、粗細、

匝數(shù)等）決定。.

（2）平衡條件法

對于處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的物體，彈力的大小可以根據(jù)平衡條件進行求解，.

注意:胡克定律只能計算彈簧彈力的大小，而彈簧彈力的方向要根據(jù)是被拉伸還是被壓縮來確

定，其方向總是與彈簧恢復(fù)原狀的方向相同。.

3.計算摩擦力的大小

滑動摩擦力和靜摩擦力的計算方法有所不同，因此計算摩擦力時，應(yīng)先判斷是靜摩擦力還是滑

動摩擦力。.

⑴靜摩擦力的大小.

靜摩擦力是被動力，其大小無具體計算公式，只能依據(jù)力的平衡條件或牛頓運動定律間接求解。

靜摩擦力的大小介于0和最大靜摩擦力之間，即0＜與Cb/max。.

⑵滑動摩擦力的大小

①公式法:F,=式中FN為兩物體間的正壓力，其大小不一定等于重力。

②狀態(tài)法:若動摩擦因數(shù)從未知，可利用平衡條件或牛頓第二定律，結(jié)合物體的運動狀態(tài)和其

他受力情況間接確定滑動摩擦力的大小。

4.怎樣解摩擦力的突變問題

⑴“靜一靜”突變

物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生突變時,

如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變一

⑵“動?靜”突變

在摩擦力和其他力作用下，.做減速運動的物體突然停止滑行時，物體將靜止而不受滑動摩擦力

作用，可能受靜摩擦力作用，即滑動摩擦力可能“突變”成靜摩擦力。.

⑶“靜一動”突變

物體在靜摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)其他力變化時,如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài)

而滑動，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑動摩擦力一

⑷“動一動”突變

某物體相對于另?物體滑動的過程中，若突然物體間的正壓力變了，則滑動摩擦力的大小將發(fā)

生“突變”。

5.怎樣進行受力分析

⑴受力分析.

①順序:先場力（重力、靜電力、磁場力），后接觸力;接觸力中必須先彈這幾個物體同的作用到

的合力方力，后摩擦力（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力）。.

①畫受力圖時，只能按力的性質(zhì)分類畫力，不能按作用效果（拉力、壓力、單獨隔離分析時;葭梯

的踏板術(shù)向心力等）畫力，否則將出現(xiàn)重復(fù)。.

⑵整體法與隔離法.

整體法隔離法

概念將幾個物體作為一個整體來將一個物體與周圍物體分隔

分析的方法開來分析的方法

選用原則研究系統(tǒng)外的物體對系統(tǒng)整研究系統(tǒng)內(nèi)物體之間的相互

體的作用力作用力

注意問題分析周圍其他物體對整體的分析其他物體對某一物體的

作用力作用力

⑶假設(shè)法

在未知某力是否存在時，可先對其作出存在或不存在的假設(shè)，然后再就該力存在與否對物體

運動狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在。

易混點:

1.產(chǎn)生彈力的條件之一是兩物體相互接觸，但相互接觸的物體間不一定存在彈力。（產(chǎn)生彈力

的條件是兩物體接觸并有形變）.

2.某個物體受到的彈力作用，不是由這個物體的形變產(chǎn)生的，而是由施加這個彈力的物體的形

變產(chǎn)生的。.

3,壓力或支持力的方向總是垂直于接觸面，與物體的重心位置無關(guān)一

4,胡克定律公式F=儲工中的X是彈簧伸長或縮短的長度，不是彈簧的總長度，也不是彈簧

原長。

5.在彈簧測力計兩端同時施加等大反向的力，測力計示數(shù)的大小等于它一端受力的大小，而不

是兩端受力之和，更不是兩端受力之差。

6?桿的彈力方向不一定沿桿。（可轉(zhuǎn)動的桿的彈力方向沿機固定的桿的彈力方向不?定沿桿。）

7、摩擦力的作用效果既可充當(dāng)阻力，也可充當(dāng)動力。

8.滑動摩擦力只與壓力和動摩擦因素有關(guān)，與接觸面的大小和物體的運動狀態(tài)無關(guān)。只有發(fā)

生相對運動的物體才可能受滑動摩擦力。

9.各種摩擦力的方向與物體的運動方向無關(guān)，與相對運動方向或相對運動趨勢方向相反。.

10.最大靜摩擦力與接觸面和正壓力有關(guān)，靜摩擦力與壓力無關(guān)。.

舉一反三/

1.（2022?浙江杭州?二模）小明乘地鐵上學(xué)，某一次列車在水平軌道上運行，他面向列車前

進方向兩腳分開豎直站立，當(dāng)列車勻速直行時他看到的景象如圖甲所示，當(dāng)列車勻速拐彎

時他看到的景象如圖乙所示。下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.圖甲中列車對他有向前的摩擦力

B.圖甲中他對列車的壓力是因為車廂地板發(fā)生了形變

C.圖乙中列車對他左腳的支持力小于對右腳的支持力

D.圖乙中他對列車車廂右向左下方的作用力

2.（2022?重慶?模擬預(yù)測）圖中是生活中磨刀的情景。若磨刀石始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)?shù)断?/p>

對磨刀石向前運動的過程中，下列說法錯誤的是（）

A.刀受到的滑動摩擦力向后B.磨刀石受到地面的靜摩擦力向后

C.磨刀石受到四個力的作用D.地面和磨刀石之間有兩對相互作用力

3.（2022?上海?模擬預(yù)測）如圖，水平桌面上等間距放置幾支玻璃管，玻璃管上放一張輕薄

的復(fù)合板，在復(fù)合板上放一輛電動遙控小車。啟動遙控小車的前進擋，則（）

B.小車向左運動，受到向右的滑動摩擦力

C.復(fù)合板受到小車的滑動摩擦力作用而向右運動

D.復(fù)合板受到小車的靜摩擦力作用而向右運動

易錯題通關(guān)

1.（2022?廣東?模擬預(yù)測）如圖所示，用輕彈簧連接的兩相同滑塊甲、乙置于粗糙的水平桌

面上，甲滑塊通過繞過光滑定滑輪的輕繩A懸掛質(zhì)量為，〃的重物，乙滑塊通過繞過光滑定

滑輪的輕繩B懸掛質(zhì)量為2〃?的重物，滑塊甲、乙均靜止，彈簧處于伸長狀態(tài)，已知彈簧

彈力的大小/滿足機重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.甲、乙兩滑塊受到的摩擦力?定不相同

B.乙滑塊受到的摩擦力一定大于甲涓塊受到的摩擦力

C.若突然將B繩剪斷，則剪斷瞬間乙滑塊受到的摩擦力大小可能不變

D.若突然將B繩剪斷，則剪斷瞬間甲滑塊受到的摩擦力可能變大

2.（2022?遼寧?東北育才雙語學(xué)校模擬預(yù)測）如圖所示為智能機器人協(xié)助派件員分揀快遞的

場景，派件員將包裹放在機器人的水平托盤上后，機器人通過掃碼讀取FI的地信息，并生

成最優(yōu)路線，將不同目的地的包裹送至不同的位置，從而實現(xiàn)包裹的分揀功能。關(guān)于機器

人和包裹，卜列說法止確的是（）

A.機器人的輪胎上印有花紋，是為了增大摩擦力

B,包裹受到向上的支持力是包裹發(fā)生形變產(chǎn)生的

C.包裹對機器人的壓力和機器人對包裹的支持力是一對平衡力

D.包裹隨著機器人一起做勻速更線運動時，包裹受到向前的摩擦力

3.（2022?浙江?模擬預(yù)測）如圖，桌子邊緣用茶口|健子壓著一張紙，欲向外把紙拉走，而讓

茶葉罐子留在桌上，實驗發(fā)現(xiàn)紙拉得越快，茶葉罐子越穩(wěn)定，對此，以下說法正確的是

（）

A.紙拉得越快，紙對罐子的摩擦力越小

B.由于耀子有慣性，所以紙拉得越快，罐子慣性越大，越穩(wěn)定

C.紙拉得越快，紙對罐子的摩擦力的沖量越小

D.無論拉紙的力如何，罐子和紙總會有相對運動，最終罐子總可以留在桌上

4.（2022?廣西?玉林市第十中學(xué)一模）飛機逃生滑梯是飛機安全設(shè)備之一，當(dāng)飛機發(fā)生緊急

迫降時，充氣滑梯從艙門側(cè)翼中釋放，并在10秒內(nèi)充氣后與地面構(gòu)成傾斜滑道（滑道可近

似為平直滑道），保證乘客可以安全的撤離.某機組在一次安全測試中，讓一名體驗者靜止

在滑道上，然后改變滑道與水平面之間的夾角6,發(fā)現(xiàn)當(dāng)。=30。和0=45。時，該體驗者所

受的摩擦力大小恰好相等，則體驗者與滑道之間的動摩擦因數(shù)為（）

5.（2021?湖南婁底?模擬預(yù)測）如圖所示，物塊48疊放在一起，用繞過定滑輪的細線連

接，連接兩物塊的細線水平。定滑輪連在力傳感器上、用大小為F的水平力拉物塊4使

物塊4勻速向右運動，此時力傳感器上的示數(shù)為耳，不計滑輪與力傳感器的重力，A與

8、8與水平面的接觸面均粗糙，則（）

力傳感器—

■QK~I

A.F、＞FB.尸

C.F、=FD.無法判“、F的大小關(guān)系

6.如圖，工地上常用夾鉗搬運磚塊。已知磚塊均為規(guī)格相同的長方體，每塊質(zhì)量為

2.8kg,夾鉗與磚塊之間的動摩擦因數(shù)為0.50,磚塊之間的動摩擦因數(shù)為0.35,最大靜摩擦

力近似等于滑動摩擦力，9取lOm/s?。搬運7塊磚時，夾鉗對磚塊豎直一側(cè)壁施加的壓力

大小至少應(yīng)為（）

A.196NB.200NC.392ND.400N

7.一長方形木板放置在水平地面上，在長方形木板的上方有一條狀豎直擋板，擋板的兩端

固定于水平地面上，擋板與木板不接觸.現(xiàn)有一個方形物塊在木板上沿擋板以速度u運動，

同時方形木板以大小相等的速度向左運動，木板的運動方向與豎直擋板垂直，已知物塊跟

豎直擋板和水平木板間的動摩擦因數(shù)分別為必和外，物塊的質(zhì)量為，〃，則豎直擋板對物塊

網(wǎng)叫

C.1D.叵內(nèi)氏mg

8.（多選）（2022?遼寧?模擬預(yù)測）如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在光滑水平面上向

右勻速運動，此時給物塊A施加一個水平向左的拉力，物塊A和B仍保持相對靜止一起向

右運動過程中（）

B

"77777777777777777777/77777

A.物塊B對A的摩擦力方向水平向左B.物塊B受到的摩擦力大小等于F

C.物塊A和B各受到四個力的作用D.物塊B對物塊A的支持力是由于物塊B

形變引起的

9.（多選）（2022?廣東?模擬預(yù)測〉如圖，研究漏斗落下的細沙形成的沙堆的形狀，發(fā)現(xiàn)由

漏斗落下的細沙會形成一個小圓錐體，開始時，沙堆會逐漸隆起，坡度變陡，隨著圓錐體

母線與底面夾角達到一定程度，漏斗落下的細沙將沿著圓錐體表面下滑，設(shè)此時沙面與底

面夾角為e沙子間摩擦因數(shù)都為則下列說法正確是（）

A.。將越來越大

B.〃=lane

C.細沙將加速下滑

D.〃越大，圓錐體將堆得越陡

10.（多選）（2020?江蘇江蘇?二模）如圖所示，水平放置的復(fù)印機紙盒里有10張疊放的復(fù)

印紙，每一張紙的質(zhì)量均為m。摩擦輪豎直向卜.壓第1張紙，并以一定的角速度逆時針轉(zhuǎn)

動。摩擦輪與第1張紙力間的動摩擦因數(shù)為出，紙張間的動摩擦因數(shù)均為卬，日有

口邛2。設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，則下列說法正確的是（）

A.第1張紙受到摩擦輪的摩擦力方向向左

B.第2張紙受到的合外力為零

C.第2張紙到第10張紙之間不可能發(fā)生相對滑動

D.第10張紙不受第9張紙給的摩擦力作用

11.（多選）如圖所示，一傾角為45。的斜面固定于墻角，為使?光滑的鐵球靜止于圖示位

置，需加一水平力F,且F通過球心.下列說法正確的是（）

A.鐵球一定受墻水平向左的彈力

B.鐵球可能受墻水平向左的彈力

C.鐵球一定受斜面通過鐵球的重心的彈力

D.鐵球可能受斜面垂直于斜面向上的彈力

12.（2022?廣東?模擬預(yù)測）某實驗小組設(shè)計實驗探究彈簧的勁度系數(shù)與哪些因素有關(guān)，在

研究彈簧勁度系數(shù)與彈簧的圈數(shù)關(guān)系時：

⑴小組取材料相同，直徑相同，粗細相同，長度相同，招數(shù)不同的兩個彈簧進行實驗.這

種實驗方法稱。

⑵按照如圖甲所示的方案設(shè)計實驗，1的圈數(shù)少，2的圈數(shù)多，改變被支撐重物的質(zhì)量

m,靜止時測出彈簧的形變量x,得到質(zhì)量m與形變量x的關(guān)系式圖象，取多組類似彈簧

實驗均可得到類似的圖象，如圖乙所示則可知彈簧單位