易错点04 弹力 摩擦力 受力分析（原卷版） -备战2023年高考物理易错题

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易错点 04 弹力 摩擦力 受力分析
例题 1. （2022·福建·模拟预测）人形机器人阿特拉斯（Atlas）可以模仿人类完成自主连续
跳跃、空中转体 180°等一系列高难度动作。如图所示，某次测试中，该机器人从木箱跳跃
到前方矮桌后站稳，则机器人（　　）
A．从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力大于其对木箱的压力
B．从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其摩擦力方向向前
C．从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力做正功
D．离开木箱后上升到最高点时，其速度为零
例题 2. （2022·福建省龙岩第一中学模拟预测）木块 A、B的质量分别为 5kg 和6kg，它们
与水平地面之间的动摩擦因数均为 0.25。夹在 A、B之间的轻质弹簧被压缩了 2cm，弹簧的
劲度系数为 400N/m，初始时两木块在水平地面上静止不动。现用与水平方向成 60°的拉力
F
＝
6N 作用在木块 B上，如图所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取 g
＝
10m/s2，则在力 F作用后（ ）
A．木块 A所受摩擦力的方向向左 B．木块 A所受摩擦力大小是 12.5N
C．木块 B所受摩擦力大小是 11N D．木块 B所受摩擦力大小是 15N
1.判断弹力方向的三种方法
方法一：形变方向法
弹力的方向与施力物体形变的方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上,判断弹力
的方向时先明确两物体之间的作用类型,再根据各种类型的特点来判断弹力的方向。
方法二:替换法
用细绳替换装置中的杆,看能否维持原来的状态。如果能维持,则说明这个杆提供的是拉力,
否则提供的是支持力。
方法三:状态法
物体的受力必须与物体的运动状态相符合,可根据物体所处的状态,先假设一个弹力的方向,
由平衡条件或牛顿第二定律列方程求出弹力。所得结果若为正值,其方向与假设方向相同;
若为负值,其方向与假设方向相反。
2.弹力的计算方法
(1)胡克定律
F=kx
弹簧弹力的问题分析:其中 x是弹簧的形变量(可能是伸长量,也可能是压缩量),
x=|l−l0|
; k
是弹簧的劲度系数,它是一个反映弹簧形变难易程度的物理量 ,由弹簧本身(材料、长度、粗
细、匝数等)决定。
(2)平衡条件法
对于处于静止状态或匀速直线运动状态的物体,弹力的大小可以根据平衡条件进行求解。
注意:胡克定律只能计算弹簧弹力的大小,而弹簧弹力的方向要根据是被拉伸还是被压缩来确
定,其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同。
3.计算摩擦力的大小
滑动摩擦力和静摩擦力的计算方法有所不同,因此计算摩擦力时,应先判断是静摩擦力还是滑
动摩擦力。
(1)静摩擦力的大小
静摩擦力是被动力,其大小无具体计算公式,只能依据力的平衡条件或牛顿运动定律间接求解。
静摩擦力的大小介于0和最大静摩擦力之间,即
0<Ff
'<Ffmax
。
(2)滑动摩擦力的大小
①公式法:
Ff=μFN
,式中
FN
为两物体间的正压力,其大小不一定等于重力。
②状态法:若动摩擦因数
未知,可利用平衡条件或牛顿第二定律,结合物体的运动状态和其
他受力情况间接确定滑动摩擦力的大小。
4.怎样解摩擦力的突变问题
(1)“静—静”突变
物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生突变时,
如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。
(2)"动一静"突变
在摩擦力和其他力作用下,做减速运动的物体突然停止滑行时,物体将静止而不受滑动摩擦力
作用,可能受静摩擦力作用,即滑动摩擦力可能“突变”成静摩擦力。
(3)"静一动”突变
物体在静摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态
而滑动,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。
(4)“动一动”突变
某物体相对于另一物体滑动的过程中,若突然物体间的正压力变了,则滑动摩擦力的大小将发
生“突变”。
5.怎样进行受力分析
(1)受力分析
顺序:先场力(重力、静电力、磁场力),后接触力;接触力中必须先弹这几个物体同的作用到的
合力方力,后摩擦力(只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力)。
画受力图时,只能按力的性质分类画力,不能按作用效果(拉力、压力、单独隔离分析时,莨梯
的踏板术向心力等)画力,否则将出现重复。
(2)整体法与隔离法
整体法 隔离法
概念 将几个物体作为一个整体来
分析的方法
将一个物体与周围物体分隔
开来分析的方法
选用原则 研究系统外的物体对系统整
体的作用力
研究系统内物体之间的相互
作用力
注意问题 分析周围其他物体对整体的 分析其他物体对某一物体的
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