《2025年初中升高中衔接读本南京出版社物理》

例2 在图5中画出杆和球所受的弹力.

【分析与解答】 图5甲中杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用,故A、B两点处对杆都有弹力,弹力方向与接触点的平面垂直,受力情况如图6甲所示.

图5乙中杆对C、D两处都有挤压作用,因C处为曲面,D处为支撑点,所以C处弹力垂直其切面指向球心,D处弹力垂直杆向上,如图6乙所示.
图5丙中球挤压墙壁且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙面垂直;绳子对球的弹力沿绳斜向上,受力情况如图6丙所示.
说明:当面接触时的压力和支持力与接触面垂直,但不一定竖直,当点接触时的压力和支持力与过切点的切面垂直,沿球面的半径方向.

答案： 【解析】：
本题主要考查弹力的方向判断。
对于甲图，杆在重力作用下对A、B两处产生挤压，A、B两点对杆有弹力，弹力方向与接触点平面垂直。
对于乙图，杆对C、D两处有挤压，C处为曲面，弹力垂直其切面指向球心；D处为支撑点，弹力垂直杆向上。
对于丙图，球挤压墙壁且拉紧绳子，墙对球的弹力与墙面垂直，绳子对球的弹力沿绳斜向上。
【答案】：
甲图：A处弹力$F_A$垂直地面向上，B处弹力$F_B$垂直于杆斜向上。
乙图：C处弹力$F_C$垂直其切面指向球心，D处弹力$F_D$垂直杆向上。
丙图：墙对球的弹力$F_1$与墙面垂直，绳子对球的弹力$F_2$沿绳斜向上。
图略。

例3 三个质量均为1 kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接,如图7所示,其中a放在光滑水平桌面上.开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止状态.现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,g取10 N/kg.该过程p弹簧的左端向左移动的距离是 ( )


A.4 cm
B.6 cm
C.8 cm
D.10 cm
【分析】 “缓慢地拉动”说明系统始终处于平衡状态,该过程中p弹簧的左端向左移动的距离等于两个弹簧长度变化量之和;最初,p弹簧处于原长,而q弹簧受到竖直向下的压力$F_{N1}= m_{b}g= 1\ kg×10\ N/kg= 10\ N$,所以初始压缩量为$x_{1}= \frac{F_{N1}}{k}= \frac{10\ N}{500\ N/m}= 0.02\ m= 2\ cm$;最终c木块刚好离开水平地面,q弹簧受到竖直向下的拉力$F_{N2}= m_{c}g= 1\ kg×10\ N/kg= 10\ N$,此时伸长量为$x_{2}= \frac{F_{N2}}{k}= \frac{10\ N}{500\ N/m}= 0.02\ m= 2\ cm$;p弹簧受到拉力$F= (m_{b}+m_{c})g= 2\ kg×10\ N/kg= 20\ N$,p弹簧的伸长量为$x_{3}= \frac{F}{k}= \frac{20\ N}{500\ N/m}= 0.04\ m= 4\ cm$,所以p弹簧的左端向左移动的距离为$x= x_{1}+x_{2}+x_{3}= 2\ cm+2\ cm+4\ cm= 8\ cm$.
【解答】 C

答案： 解：
1. 初始状态：q弹簧受压力$F_{N1}=m_{b}g=1\,kg×10\,N/kg=10\,N$，压缩量$x_{1}=\frac{F_{N1}}{k}=\frac{10\,N}{500\,N/m}=0.02\,m=2\,cm$；p弹簧原长，形变量为0。
2. 最终状态：c刚好离开地面，q弹簧受拉力$F_{N2}=m_{c}g=1\,kg×10\,N/kg=10\,N$，伸长量$x_{2}=\frac{F_{N2}}{k}=\frac{10\,N}{500\,N/m}=0.02\,m=2\,cm$；p弹簧受拉力$F=(m_{b}+m_{c})g=20\,N$，伸长量$x_{3}=\frac{F}{k}=\frac{20\,N}{500\,N/m}=0.04\,m=4\,cm$。
3. p弹簧左端移动距离$x=x_{1}+x_{2}+x_{3}=2\,cm+2\,cm+4\,cm=8\,cm$。
C

练一练初中试题
1.(扬州中考)某同学从滑梯上匀速下滑,滑梯对该同学作用力F的方向是 ( )

答案： A