受力分析共点力平衡

受力分析共点力平衡

LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020 受力分析 共点力平衡

知识点一、受力分析

一、定义：

把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图的过程．

二、受力分析的两条基本原则：

1、只分析物体受到的力，不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。

2、只研究物体所受共点力的情况，只有共点力才能利用平行四边形定则和三角形定则进行合成与分解，所以受力分析时，应注意所有力的作用点都是同一点。

三、受力分析的一般顺序

①明确研究对象，并将它从周围的环境中隔离出来，以避免混淆．由于解题的需要，研究的对象可以是质点、结点、单个物体或物体系统．

②按顺序分析物体所受的力．一般遵守“主动力和运动状态决定被动力”的基本原则，按照场力（重力、电场力、磁场力）、接触力（弹力、摩擦力）、已知外力的顺序进行分析，要养成按顺序分析力的习惯，就不容易漏掉某个力．

③正确画出物体受力示意图．画每个力时不要求严格按比例画出每个力的大小，但方向必须画准确．一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图，以避免发生混乱．

④检查．防止错画力、多画力和漏画力．

四、受力分析的基本方法

1、条件法

（1）受力分析时，当不明确一个力是否存在，可以通过分析这个力的产生条件判断该力是否存在；

（2）根据力与力之间的关系性进行判断，比如有摩擦力是一定存在弹力；

（3）根据物体的运动状态确定力是否存在，即主动力和运动状态决定被动力。 1、如图所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是 ( )

A．物体可能只受两个力作用 B．物体可能受三个力作用

C．物体可能不受摩擦力作用 D．物体一定受四个力

2、如图所示，光滑斜面上有两个叠放在一起的物体A、B，A跟光滑竖直墙壁接触，B跟墙壁不接触，两物体均处于静止状态，试画出A、B两物体的受力图.

3、如图所示，在水平力F作用下，A、B保持静止．若A与B的接触面是水平的，且F≠0. 则关于B的受力个数可能为( )

A．3个 B．4个 C．5个 D．6个

4、L形木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示．若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板P的受力个数为( )

A．3 B．4 C．5 D．6 2、整体法和隔离法

整体法：将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行分析的方法，研究系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度，受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力（对系统而言，相互作用力为系统内力，等大反向，相互抵消）。

隔离法：将所研究的对象从周围的物体中分离出来进行分析的方法，研究系统内部各物体之间的相互作用力（系统内力），一般情况下隔离受力较少的物体。

1、如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两个楔形物体叠放在一起，B靠在竖直墙壁上，在力F的作用下，A、B都始终静止不动，则( )

A．墙壁对B的摩擦力大小为mBg B．A、B之间一定有摩擦力作用

C．力F增大，墙壁对B的摩擦力也增大 D．力F增大，B所受的合外力一定不变

2、将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止，则( )

A．绳子上拉力可能为零 B．地面受的压力可能为零

C．地面与物体间可能存在摩擦力 D．A、B之间可能存在摩擦力

3、如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动.则施力F后，下列说法正确的是( )

A.A、B之间的摩擦力一定变大 B.B与墙面间的弹力可能不变

C.B与墙之间可能没有摩擦力 D.弹簧弹力一定不变

4、如图所示，两相同轻质硬杆1OO、2OO可绕其两端垂直纸面的水平轴O、1O、2O转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止。fF表示木块与挡板间摩擦力的大小，NF表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且1O、2O始终等高，则（ ）

A．fF变小 B．fF不变 C．NF变小

D．NF变大

5、在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板，截面为四分之一圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示，现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向极其缓慢地移动，直到甲与挡板接触为止．设挡板对乙的压力为F1，斜面对甲的支持力为F2，在此过程中( )

A．F1缓慢增大，F2缓慢增大 B．F1缓慢增大，F2缓慢减小 C．F1缓慢减小，F2缓慢增大 D．F1缓慢减小，F2不变

6、如图所示，放置在水平地面上的质量为M的直角劈上有一个质量为m的物体，若物体在直角劈上匀速下滑，直角劈仍保持静止，那么下列说法正确的是( )

A．直角劈对地面的压力等于(M＋m)g B．直角劈对地面的压力大于(M＋m)g

C． 地面对直角劈没有摩擦力 D.地面对直角劈有向左的摩擦力

7、如图所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面( )

A.无摩擦力 B.支持力等于(m+M)g

C.支持力为(M+m)g-Fsinθ D.有水平向左的摩擦力，大小为Fcosθ

8、粗糙水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连。木块间的动摩擦因数均为μ，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块一起匀速前进，则需要满足的条件是

A．木块与水平面间的动摩擦因数最大为

B．木块与水平面间的动摩擦因数最大为

C．水平拉力F最大为2μmg

D．水平拉力F最大为6μmg 3233、假设法

在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.

1、如图所示，物体A、B的质量为mA=mB=6kg，A和B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当用水平力F=30N向右拉轻滑轮时，B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大（

g=10m/s2.）

知识点二、共点力的平衡

一、平衡状态

物体处于静止状态或匀速直线运动状态，即a＝0.

二、动态平衡

物体在缓慢运动时所处的一种近似平衡状态．

三、共点力的平衡条件

F合＝0或Fx＝0、Fy＝0.

四、平衡条件的推论

1、二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反．

2、三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向相反；并且这三个力的矢量可以形成一个闭合的、首尾相连的矢量三角形．

三力平衡的总体原则：三力中的任意一个力，必在其它两个力夹角的对顶角的范围内。

3、多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小相等，方向相反，并且这些力也能够成一个闭合的、首尾相连的矢量三角形。多力平衡的分析方法一般是正交分解法。

五、共点力平衡的分析方法

1、正交分解法：就是把不在一条直线上的共点力都分解到两个互相垂直(正交)的坐标轴上,这样就可以在两个轴上进行力的合成了，所以正交分解法的实质仍然是将矢量运算最终转化为代数运算。

物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解:Fx合=0,Fy合=0.

为方便计算,建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则，且被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力。

1、如图所示，质量为m的钢球静止于两光滑木板a、b之间，已知两木板的夹角α＝30°，a木板与水平面的夹角β＝30°，则钢球对a、b板的压力大小Fa、Fb分别是( )

A．Fa＝mg, Fb＝mg B．Fa＝3mg, Fb＝32mg

C．Fa＝32mg, Fb＝3mg D．Fa＝3mg, Fb＝mg

2、如图所示，物体A、B置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为0.5，物体A、B用跨过光滑轻质动滑轮的细绳相连，现用逐渐增大的力斜向上提动滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面成53°角，拉B物体的绳子与水平面成37°角，A、B两个物体仍处于平衡状态，此时若继续增大向上的力，A、B两个物体将同时开始运动，则A、B两个物体的质量之比mAmB为(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10

m/s2)( )

A.73 B.1011 C.97 D.45

3、质量为M的木楔倾角为θ，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑.如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止).

(1)当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；

(2)当α＝θ时，木楔对水平面的摩擦力是多大？

4、(2018·安徽省皖西南名校高三上学期联考)如图所示，物体A、B叠放在倾角θ＝37°的斜面上(斜面保持不动，质量为M＝10kg)，并通过跨过固定在斜面顶端的光滑滑轮的细线相连，细线与斜面平行。两物体的质量分别mA＝2kg，mB＝1kg，B与斜面间的动摩擦因数μ2＝0.2，已知g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

(1)如果A、B间动摩擦因数μ1＝0.1，为使A能平行于斜面向下做匀速运动，应对A施加一平行于斜面向下的多大F的拉力？此时斜面对地面的压力FN多大？

(2)为使AB两个物体一起静止在斜面上，AB间的动摩擦因数μ1应满足什么条件。(认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力)

2、解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变参量与自