易错点04 弹力 摩擦力 受力分析（解析版） -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
【答案】B
【解析】
A．木箱对其支持力大于其对木箱的压力互为相互作用力，故二者大小相等，A错误；
B．从开始起跳到离开木箱的过程中，机器人脚对木箱有向后的运动趋势，故木箱对其摩擦
力方向向前，B正确；
C．从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力主要作用于机器人脚上，而机器人脚
并没有发生位移，故木箱支持力对机器人不做功。C错误；
D．离开木箱后上升到最高点时，其竖直方向上的分速度为零，水平方向分速度不为零，D
错误。
故选 B。
【误选警示】
误选 A的原因：错误认为向上跳起时支持力大于压力。支持力和压力是作用力与反作用力，
两者始终大小相等。
误选 C的原因：错误认为支持力对机器人做功。支持力的作用点没有移动，支持力不做功。
误选 D的原因：错误认为最高点速度是零。斜上抛运动，最高点速度等于抛出时初速度的
水平分速度。
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
【答案】C
【解析】
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以 A受到的最大静摩擦为
B受到的最大静摩擦为
此时弹簧的弹力为
弹簧的弹力的大小小于物体受到的最大静摩擦力的大小，物体处于静止状态，根据平衡条
件，A受到的摩擦力大小为 8N，方向向右，B受到的摩摩擦力也是 8N，方向向左，当与水
平方向成 60°的拉力
作用在木块 B上，假设物体 B仍静止，则 B受到的摩擦力为 11N，此时小于最大静摩擦，
则B仍然静止，摩擦力方向向左，施加 F后，弹簧的形变量不变，则 A受力情况不变，A
受到的摩擦力大小仍为 8N，方向向右，C正确。
故选 C。
【误选警示】
误选 A的原因： 弹簧弹力方向判断出错。二力平衡判断摩擦力方向。
误选 B的原因：木块 A所受最大静摩擦力为 12.5N，此时木块 A所受静摩擦力并没有达到
最大静摩擦力。
误选 D的原因：把木块 B所受压力错误认为是木块 B的重力，错误认为木块 B 所受最大静
摩擦力为 15N。又错误认为木块 B 所受摩擦力为最大静摩擦力。
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
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