2017年高考物理（热点+题型全突破）专题2.2 弹力、摩擦力的方向判断与大小计算（含解析）

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1、专题2.2弹力、摩擦力的方向判断与大小计算弹力一　弹力的有无及方向的判断1．弹力有无的判断(1)弹力产生的条件①两物体相互接触；②物体发生弹性形变。这两个条件缺一不可。弹力是接触力，但相互接触的物体间不一定存在弹力，还要看两物体间有没有挤压而发生弹性形变。(2)判断是否发生形变的方法对于形变明显的情况(如弹簧)，可由形变直接判断。形变不明显时，通常用下面的三种方法进行分析判断。假设法思路假设将与研究对象接触的物体移走，判断研究对象的运动状态是否发生改变，若运动状态不变，则此处不存在弹力；若运动状态改变，则此处一定存在弹力例证图中细线竖直、斜面光滑，因去掉

2、斜面体，小球的状态不变，故小球只受细线的拉力，不受斜面的支持力替代法思路用细绳替换装置中的杆，看能不能维持原来的力学状态，如果能维持，则说明杆提供的是拉力；否则，提供的是支持力例证图中AB、AC为轻杆。用绳替换AB，原装置状态不变，说明AB对A点施加的是拉力；用绳替换AC，原状态不能维持，说明AC对A点施加的是支持力状态法思路由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态，由二力平衡(或牛顿第二定律)列方程，求解物体间的弹力例证若小车匀加速向右运动，A必然受车厢壁的弹力才能随车向右加速运动；若小车向右匀速运动，则由平衡条件

3、可得，车厢壁对A没有弹力2.弹力方向的判断方法（1）根据物体产生形变的方向判断物体所受弹力的方向与施力物体形变的方向相反，与自身形变的方向相同．（2）根据物体的运动状态判断物体的受力必须与物体的运动状态符合，依据物体的运动状态由共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向．3．几种接触弹力的方向弹力弹力的方向弹簧两端的弹力与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向轻绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与面接触的弹力垂直于接触面指向受力的物体点与面接触的弹力过接触点垂直于接触面(或接触面的切面)而指向受力物体球与面接触的弹力在接触点与球心的连线上，指向受力物体

4、球与球接触的弹力垂直于过接触点的公切面而指向受力物体杆的弹力可能沿杆，也可能不沿杆，应具体情况具体分析【易错警示】1．有接触不一定有弹力，这是物理解决临界问题的关键．2．杆的弹力要根据实际情况进行分析．3.绳与杆的区别，绳的拉力一定沿绳，杆的弹力可沿任意方向．4.有形变才有弹力，只接触无形变时不产生弹力．【典例1】如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是(　　)A.小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上B.小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上C.小车向右

5、以加速度a运动时，一定有F＝D.小车向左匀速运动时，F＝mg，方向竖直向上思路点拨：【答案】　D【解析】　小车静止时，球受到重力和杆的弹力作用，由平衡条件可得杆对球的作用力F＝mg，方向竖直向上，选项A、B错误；小车向右以加速度a运动时，只有当a＝gtanθ时，才有F＝，如图所示，选项C错误；小车向左匀速运动时，根据平衡条件知，杆对球的弹力大小为mg，方向竖直向上，选项D正确。【典例2】如图所示，在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球，小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等，盒子沿倾角为α的固定斜面滑动，不计一切摩擦，下列说法中正确的是(　　

6、)A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑，球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时，球对盒子的下底面和左侧面有压力【答案】　A二　弹力的计算1．弹力的大小(1)与形变大小有关，同一物体形变越大，弹力越大。(2)一根张紧的轻绳上的张力大小处处相等。(3)对于弹簧，弹力的大小可以由胡克定律F＝kx进行计算，k为弹簧的劲度系数，由弹簧本身特性决定。①弹簧的劲度系数k由弹簧本身的特性(材料、长度、横截面积等)决定，与F、x无关。可以证明，劲度系数为k1、k2的两

7、个弹簧串联后，k串＝；并联后，k并＝k1＋k2。②相比而言，k越大，弹簧越“硬”；k越小，弹簧越“软”。弹簧发生“弹性形变”必须在弹性限度内。③表达式中的x是弹簧的形变量，是弹簧伸长或缩短的长度，而不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度。弹簧伸长或压缩相同长度，弹力大小相等，但方向不同。④根据胡克定律，可作出弹力F与形变量x的关系图象，如图所示。这是一条通过原点的倾斜直线，其斜率k＝反映了劲度系数的大小，故胡克定律还可写成ΔF＝kΔx，即弹力的变化量跟弹簧形变的变化量成正比。2.弹力大小计算的三种方法：(1)根据力的平衡条件进行求解；(2)根据牛顿第

8、二定律进行求解；(3)根据胡克定律进行求解。【典例3】如图所示，两个弹簧的质量不