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第四讲 受力分析
知识精讲
一、二力平衡
1、平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持 或 状态，我们就说这几个力平衡，物体处于平衡状态
2、二力平衡条件：
（1）作用在同一个物体上;（2）大小相等;（3）方向相反;（4） 两个力在同一直线上
记忆口诀∶同体、等大、反向、共线
二、摩擦力
1、定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种 相对运动的力
2、方向：与物体相对运动（或相对运动的趋势）的方向
3、分类：静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦
4、影响因素：滑动摩擦力的大小跟接触面所受的 的大小和 有关，
同一接触面，压力越大，滑动摩擦力越 ;压力一定时，接触面越 ，滑动摩擦力越大
5、增大、减小摩擦的方法
方法 常考实例
增大摩擦 增大压力 ①刹车时用力捏车闸 ②张紧传动带
增大接触面的粗糙程度 ①鞋底有花纹 ②车胎上有花纹 ③汽车车轮安装防滑链 ④雪天路面撒煤渣
变滚动为滑动 汽车紧急刹车
减小摩擦 减小压力 机械做得轻巧
减小接触面的粗糙程度 冰壶运动中刷冰，刀面光滑
变滑动为滚动 ①车轴上安滚动轴承 ②行李箱上装小轮 ③移动重物时在物体下垫圆木
使接触面分开 ①加润滑油 ②气垫船 ③磁悬浮列车
【易错提醒】（1）摩擦力的方向不一定和物体的运动方向相反，有时也和物体的运动方向相同，如自行车后轮受到的摩擦力;（2）摩擦力有时起动力作用，如人走路
三、受力分析的基本思路：
1、分析力的顺序：
已知力；
重力；
弹力（压力、支持力、推力、拉力）；
摩擦力
2、力的存在性分析：
在分析力时，经常涉及判断一个力是否存在，可以从以下一些角度入手：
（1）力的产生条件是否满足：
力的产生条件满足时，才会有相应的力；反之，如果产生条件不满足，就一定不会存在相应的力。比如接触面光滑，我们可知，必不可能有摩擦力。
（2）施力物体是否存在：
力是物体与物体之间的相互作用，因此任何一个力都对应有一个施力物体与一个受力物体，如果施力物体不存在，力将不存在；
注：初中阶段，相互接触的两个物体之间最多只有一个弹力和一个摩擦力的作用；
（3）力的相互性判断力的存在：
力的作用是相互的，任何一个力都有一个对应的反作用力，在分析某些力时，通常我们也会通过分析其反作用力来求解该力；
例：物理学中求解某物体对支承面的压力时，通常是求解支承面对该物体的支持力；
（4）结合物体的运动状态判断力是否存在：
物体受力平衡时，其所受外力的合力为零，据此当某些力无法直接判断其是否存在时，可以根据已知的作用于物体上的力的合力是否为零来判断其有无。
实验一 探究二力平衡的条件
【常考命题点】
研究对象的选择（小车、卡片）
选择小车的原因（减小摩擦力对实验的影响）
选择卡片的原因（忽略卡片自重对实验的影响）
实验时，对放置小车的水平桌面的要求（光滑）
平衡状态的选择（选择静止而匀速直线运动状态是因为静止状态容易观察）
定滑轮的作用（改变力的方向）
控制变量法的应用
（1）控制平衡的两个力是否在同一直线上（必须保持研究两端所受力大小相等，方向相反，扭转研究物的角度，判断物体是否处于平衡状态）
（2）探究平衡的两个力是否大小相同（必须保持两个力在同一直线上，且两端托盘里的砝码质量不相等或两端钩码的数目不相同，判断物是否处于平衡状态）
（3）探究平衡的两个力是否作用在同一物体上（必须保持平衡力大小相等且方向相反.让两个力不同时作用在同一物体上，判断物体是否处于平衡状态）
进行多次实验的目的（得出普遍规律，避免偶然性）
实验结论：二力平衡的条件：同时作用在一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，并且作用在同一条直线上
例1：用某实验小组利如图甲所示的实验装置做"探究二力平衡的条件"实验时，请问∶
实验时应选择较 （选填 “光滑”或“粗糙”）的实验桌面
如图甲所示，当左右两端同时挂两个钩码时，小车静止，此时F1、F2的大小 ，方向 .
（3）在图甲实验的基础上，将小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，观察小车的运动状态，这样做的目的是为了探究两个平衡的力是否作用在
（4）为了探究两个平衡的力是否作用在同一个物体上，小明用轻质硬纸片代替小车做实验，如图乙所示，他将要对硬纸片进行的操作是
（5）小明同学完成课本的实验后，提出了一个问题后猜想：只受一个力作用的物体也能保持平衡状态.为了验证猜想，他将一个小球用一根细线悬挂起来，如图丙所示，剪断细线后小球下落，如图丁所示.由实验可知，小明的猜想是 （选填"正确"或"错误"）的。
实验二 研究影响滑动摩擦力大小的因素
【常考命题点】
1．弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，木块所受的拉力和摩擦力是一对平衡力，此时弹簧测力计的示数等于木块所受的摩擦力
2．弹簧测力计的使用和读数
3．控制变量法的使用
（1）研究滑动摩擦力与压力的大小关系（保证接触面粗糙程度不变，在原装置的木块上增加一个砝码）
（2）研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系（同一个木块，用测力计拉着木块在不同表面上匀速运动）
4．转换法的应用（弹簧测力计的示数大小反映滑动摩擦力的大小）
5．滑动摩擦力大小的比较和判断
6．实验数据及其图象分析
7．实验拓展
（1）探究滑动摩擦力的大小与物体的接触面积的关系（无关）
（2）探究滑动摩擦力的大小与速度大小的关系（无关）
8．实验中存在的问题：
（1）木块很难保持匀速直线运动；（2）运动中的弹簧测力计不方便读数
9．实验方法改进
例2 小明按如下步骤完成探究"影响滑动摩擦力大小的因素"的实验.
a.如甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数.
b.如图乙所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数.
c.如图丙所示，将木块A 平放在长木板 B上，并在木块 A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块 A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数.
该实验主要采用的探究方法是 .
由 两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大.
（3）由甲、乙两图可知∶当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越 （选填"大"或"小"）.
（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动.于是小丽设计了如图丁所示的实验装置，该装置的优点是 （选填"需要"或"不需要"）长木板做匀速直线运动.实验中小丽发现∶当F为3 N时，木块A相对于地面静止且长木板 B刚好做匀速直线运动.则长木板 B受到地面的摩擦力大小为 N.
（5）实验拓展：如图1 所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用.F-t和v-t图象分别如图2、图3 所示. 则物体C在第 4秒时受到的摩擦力大小为 N.
【真题训练】
1．（2020 华龙区校级一模）放在水平桌面上的书所受力中，属于平衡力的是（　　）
A．书对桌面的压力与书所受的重力
B．书对桌面的压力与桌面对书的支持力
C．书所受的重力与桌面对书的支持力
D．书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力
2．（2020 光明区一模）近日，一段男司机倒车入库多次失败之后，竟然下车采用手推汽车入库的视频火遍了网络，男司机尝试推车的结果是小轿车纹丝不动，如图为视频截图，下列说法正确的是（　　）
A．小轿车没有运动起来，此时汽车所受推力小于地面对汽车的摩擦力
B．汽车受到的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力
C．地面对汽车的支持力和汽车对地面的压力是一对平衡力
D．假设图中汽车受到的作用力突然全部消失，则汽车将静止在原地
3．（2020 杭锦后旗一模）如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，滑轮和绳子的重忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则（绳子和滑轮间的摩擦不计）（　　）
A．F＝20N B．F＝10N C．F＝40N D．F＝60N
4．（2020 宝安区二模）如图所示，在“探究二力平衡的条件”时，选质量约为10g的轻质卡片作为研究对象，在线的两端分别挂上等质量的重物，所挂重物质量合适的是（　　）
A．5g B．10g
C．200g D．以上质量都合适
5．（2019 光明区一模）如图，吊在电线上静止不动的电灯，下列说法错误的是（　　）
A．地球吸引电灯的力与电灯吸引地球的力是一对相互作用力
B．电灯受到的重力与电线对电灯的拉力是一对平衡力
C．若电线断开，且其他外力也消失，电灯将保持静止状态
D．电灯保持静止状态时不具有惯性
6．（2018 坪山区二模）如图所示，木块置于小车上，在水平拉力F作用下，小车和木块一起以速度v沿水平地面向右做匀速直线运动（不计空气阻力）。以下三组力属于平衡力的是（　　）
①地面对小车的支持力与小车受到的重力
②小车对木块的摩擦力与木块受到的水平拉力
③地面对小车的摩擦力与木块对小车的摩擦力
A．仅① B．②③ C．仅② D．①②③
7．（2019 深圳）如图所示，同一木块在同一粗糙水平面上，先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1，乙图中速度为v2，丙图中木块上叠放一重物，共同速度为v3，且v1＜v2＜v3，匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙．下列关系正确的是（　　）
A．F甲＜F乙＜F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＜F丙 D．F甲＜F乙＝F丙
8．（2018 深圳）如图所示，物体沿斜面匀速下滑，其受力分析正确的是（　　）
A．B．C．D．
9．（2019 高级）如图所示，水平桌面上有甲、乙、丙三个物块叠放在一起，现用5N的力F沿水平方向拉物块乙，甲、乙、丙都保持静止。下列说法中错误的是（　　）
A．乙对丙的摩擦力为5N
B．甲对乙的摩擦力为5N
C．桌面对甲的摩擦力为5N
D．桌面受到的摩擦力为5N
10．（2019 实验）如图所示，A、B两物体叠放在水平桌面上受到两个水平拉力而保持静止，已知F1＝5N，F2＝3N．那么物体B受物体A和水平桌面的摩擦力大小应分别为（　　）
A．5N、3N B．5N、2N C．2N、3N D．3N、5N
11．（2020 光明区一模）地铁已成为深圳的主要绿色交通工具之一，如图乙所示是安检时行李箱刚刚放在传送带上时的情景（温馨提示：此时行李箱和传送带有相对运动），请在图中画出此时行李箱受力的示意图。
12．（2019 宝安区二模）静止在水平路面上的小车，其杆子上固定一铁球，作出小球所受拉力和重力的示意图。
13．（2020 深圳）如图甲，购物车的水平篮底中间放有一箱牛奶，牛奶和车一起水平向右做匀速直线运动。请画出这箱牛奶的受力示意图（不计空气阻力）。
14．（2020 深圳一模）
（1）为了探究“滑动摩擦力大小的影响因素”，小红设计了如图甲、乙、丙所示的实验。
①她的实验思路是：用弹簧测力计拉木块，使其在水平面上做匀速直线运动，此时木块受到的拉力与摩擦力是一对　 　（选填“平衡力”或“相互作用力”）。
②乙图中木块匀速直线运动，它所受的滑动摩擦力大小为　 　N，不能用乙、丙两个实验探究压力大小对滑动摩擦力的影响，因为　 　。
③如丙图所示，物块在拉力作用下处于静止状态，拉力对物块做的功为　 　。
A.0J B.1J C.2J D.3J
（2）小明用丁图所示的装置探究“二力平衡的条件”，物块静止时，左盘砝码质量为50g，右盘砝码质量为55g，因此小明得出“二力平衡时，两个力大小可以不相等”这个错误的结论。小明得出错误结论的原因是　 　，为了正确探究实验规律，应该这样改进实验：　 　。
（2020 福田区一模）小方要进行“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验，在测量摩擦力大小这一环节，他采用了如图甲装置进行测量。
（1）当小方拉动弹簧测力计向右运动时，测力计的示数直接表示的是　 　。（单选）
①木块受到的摩擦力的大小
②木块受到拉力的大小
③测力计的弹簧受到拉力的大小
（2）为了测出木块受到的摩擦力，小方必须　 　拉动木块，这时测力计的读数等于摩擦力的大小。这样的测量使用了“力的作用是相互的”和“　 　”原理。
（3）由于手不容易控制用力大小。会使图甲中的F1时大时小，所以小方使用图乙的装置测B对A的摩擦力，在不同的拉力F作用下，B的速度并不固定，这样　 　（选填“会”或“不会”）影响B对A的摩擦力大小。
（4）若在A上再放一砝码，发现弹簧测力计的示数变大，这说明A、B之间滑动摩擦力的大小与　 　有关。
16．（2018 深圳一模）某兴趣小组在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时，提出了以下几种猜想：
A．与压力的大小有关 B．与接触面积的大小有关C．与接触面的粗糙程度有关
为了验证以上猜想是否正确，该小组利用如图所示装置进行实验，实验数据如下
序号 实验条件 摩擦力/N
木板的放置 表面情况 压力/N
1 平放 木板表面 4 0.8
2 平放 木板表面 6 1.2
3 平放 木板表面 8 1.6
4 侧放 木板表面 8 1.6
5 竖放 木板表面 8 1.6
6 平放 木板上铺棉布 4 1.2
7 平放 木板上铺毛巾 4 2.0
（1）本实验中滑动摩擦力的大小是由弹簧测力计的示数得出的，要使水平拉力大小与滑动摩擦力的大小相等，木块必须保持　 　状态；
（2）由序号1、2、3的实验，可验证猜想　 　（填字母）。要验证猜想C，应选择序号是　 　的三组实验；要验证猜想B应选择序号是　 　的三组实验；
（3）根据表格数据判断，图中a图线表示滑动摩擦力f的大小随　 　变化的关系。b图线表示滑动摩擦力f的大小随　 　变化关系。

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