物体受力情况分析A卷
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高考定位受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题,主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点:弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析,涉及的思想方法有:整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等.高考试题命题特点:这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少,大多数情况都是同时涉及到几个知识点,而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查,考查时注重物理思维与物理能力的考核.考题1对物体受力分析的考查例1如图1所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上,现用大小均为F,方向相反的水平力分别推A和B,它们均静止不动,则()图1A.A与B之间不一定存在摩擦力B.B与地面之间可能存在摩擦力C.B对A的支持力一定大于mgD.地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g审题突破B、D选项考察地面对B的作用力故可以:先对物体A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力;A、C选项考察物体A、B之间的受力,应当隔离,物体A受力少,故:隔离物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力.解析对A、B整体受力分析,如图,受到重力(M+m)g、支持力F N和已知的两个推力,水平方向:由于两个推力的合力为零,故整体与地面间没有摩擦力;竖直方向:有F N=(M+m)g,故B错误,D正确;再对物体A受力分析,受重力mg、推力F、斜面体B对A的支持力F N′和摩擦力F f,在沿斜面方向:①当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向下,②当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时,摩擦力的方向沿斜面向上,③当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时,摩擦力为零,设斜面倾斜角为θ,在垂直斜面方向:F N′=mg cos θ+F sin θ,所以B对A的支持力不一定大于mg,故A正确,C错误.故选择A、D.答案AD1.(单选)(2014·广东·14)如图2所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是()图2A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直,即竖直向上,选项A正确;N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直,即垂直MN向上,故选项B错误;摩擦力与接触面平行,故选项C、D错误.2.(单选)如图3所示,一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A、B,用两根细绳悬挂在天花板上,虚线为竖直线,α=θ=30°,β=60°,求轻杆对A球的作用力()图3A.mg B.3mg C.33mg D.32mg答案 A解析对A球受力分析如下图,细绳对小球A的力为F1,杆对A的力为F2,把F1和mg合成,由几何知识可得组成的三角形为等腰三角形,故F2=mg.3.(单选) 如图4所示,用质量为M的吸铁石,将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上.某同学沿着黑板面,用水平向右的恒力F轻拉白纸,白纸未移动,则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为()图4A.F B.mgC.F2+(mg)2D.F2+(Mg+mg)2答案 D解析对吸铁石和白纸整体进行受力分析,在垂直于黑板平面内受磁引力、黑板表面的支持力,在平行于黑板平面内受竖直向下的重力(M+m)g、水平拉力F和黑板表面的摩擦力F f作用,由于纸未被拉动,所以摩擦力为静摩擦力,根据共点力平衡条件可知,摩擦力F f与(M+m)g和F的合力等值反向,因此有F f=F2+(Mg+mg)2,故选项D正确.1.合理的选取研究对象如果题目中给出的物体不止一个,在分析物体受力情况时,往往不能直接判断它与其接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力,这时可以采用隔离法(或整体法),先分析其他物体(或整体)的受力情况,再分析被研究物体的受力情况.2.结合运动状态及时修正由于弹力和摩擦力都是被动力,它们的方向和大小与物体的运动状态有密切的关系,所以分析物体的受力情况时,除了根据力产生的条件判断外,还必须根据物体的运动状态,结合牛顿第二定律及时进行修正.考题2 对静态平衡问题的考查例2 (单选)如图5所示,倾角为60°的斜面固定在水平面上,轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上,A 端顶住质量为m 、半径为R 的匀质球并使之在图示位置静止,此时A 与球心O 的高度差为R 2,不计一切摩擦,轻杆可绕铰链自由转动,重力加速度为g ,则有( )图5A .轻杆与水平面的夹角为60°B .轻杆对球的弹力大小为2mgC .斜面对球的弹力大小为mgD .球所受的合力大小为mg ,方向竖直向上审题突破 球受力的特点:轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上所以轻杆上的弹力一定沿杆,支持力垂直斜面向上;由几何知识确定轻杆与水平面的夹角,采用合成法,根据平衡条件求轻杆对球的弹力和斜面对球的弹力.解析 设轻杆与水平方向夹角为θ,由sin θ=h R =12,θ=30°,故A 错误;对球由几何知识得,轻杆对球的弹力大小F N2=mg ,故B 错误;斜面对球的弹力大小为mg ,C 正确;球处于静止状态,所受的合力大小为0,D 错误.答案 C4.(单选) 完全相同的两物体P 、Q ,质量均为m ,叠放在一起置于水平面上,如图6所示.现用两根等长的细线系在两物体上,在细线的结点处施加一水平拉力F ,两物体始终保持静止状态,则下列说法不正确...的是(重力加速度为g )( )图6A .物体P 受到细线的拉力大小为F 2B .两物体间的摩擦力大小为F 2C .物体Q 对地面的压力大小为2mgD .地面对Q 的摩擦力大小为F答案 A解析 两物体都保持静止,对P 、Q 整体受力分析,竖直方向受到重力2mg 和地面支持力F N ,根据平衡状态则有F N =2mg ,Q 对地面压力大小等于支持力,选项C 正确.水平方向受到拉力F 和地面摩擦力F f ,水平方向受力平衡F f =F ,选项D 正确.两段细线等长,而拉力沿水平方向.设细线和水平方向夹角为θ,则有细线拉力F T =F 2cos θ,选项A 错误.对P 受力分析水平方向受到细线拉力的水平分力F T cos θ=F 2和Q 对P 的摩擦力F f ′,根据P 静止时受力平衡则有F f ′=F 2,选项B 正确. 5.(单选)在如图所示的A 、B 、C 、D 四幅图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O 安装在一根轻木杆P 上,一根轻绳ab 绕过滑轮,a 端固定在墙上,b 端下面挂一个质量都是m 的重物,当滑轮和重物都静止不动时,图A 、C 、D 中杆P 与竖直方向夹角均为θ,图B 中杆P 在竖直方向上,假设A 、B 、C 、D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为F A 、F B 、F C 、F D ,则以下判断中正确的是( )A .F A =FB =FC =F DB .F D >F A =F B >F CC .F A =F C =FD >F BD .F C >F A =F B >F D答案 B解析 设滑轮两边细绳的夹角为φ,对重物,可得绳子拉力等于重物重力mg ,滑轮受到木杆弹力F 等于细绳拉力的合力,即F =2mg cos φ2,由夹角关系可得F D >F A =F B >F C ,选项B 正确.6.(单选)倾角为45°的斜面固定在墙角,一质量分布均匀的光滑球体在大小为F的水平推力作用下静止在如图7所示的位置,F的作用线通过球心,设球所受重力大小为G,竖直墙对球的弹力大小为F1,斜面对球的弹力大小为F2,则下列说法正确的是()图7A.F1一定大于F B.F2一定大于GC.F2一定大于F D.F2一定大于F1答案 B解析以球为研究对象,受力分析,如图所示,根据平衡条件可得:F2sin θ=GF=F1+F2cos θ所以F2一定大于G,F1一定小于F,F2与F的大小关系不确定,F1和F2的大小关系也不确定,所以B正确,A、C、D错误.共点力平衡问题的求解思路和方法1.求解共点力平衡问题的一般思路物体静止或做匀速直线运动―→物体处于平衡状态―→对物体受力分析―→建立平衡方程―→对平衡方程求解、讨论2.常用求解方法(1)正交分解法(2)合成法考题3对动态平衡问题的考查例3如图8所示,倾角为θ的斜面体c置于水平地面上,小物块b置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接,连接b的一段细绳与斜面平行.在a中的沙子缓慢流出的过程中,a、b、c都处于静止状态,则()图8A.b对c的摩擦力一定减小B.b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上C.地面对c的摩擦力方向一定向右D.地面对c的摩擦力一定减小审题突破b受到c的摩擦力不一定为零,与两物体的重力、斜面的倾角有关.对bc整体研究,由平衡条件分析水平面对c的摩擦力方向和支持力的大小.解析设a、b的重力分别为G a、G b.若G a=G b sin θ,b受到c的摩擦力为零;若G a≠G b sin θ,b受到c的摩擦力不为零.若G a<G b sin θ,b受到c的摩擦力沿斜面向上,故A错误,B正确.对b、c整体,水平面对c的摩擦力F f=F T cos θ=G a cos θ,方向水平向左.在a中的沙子缓慢流出的过程中,则摩擦力在减小,故C错误,D正确.答案BD7.(单选)如图9甲,手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调节角度.某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒适度,由原卡位4缓慢地调至卡位1(如图乙),电脑始终静止在底座上,则()图9A.电脑受到的支持力变大B.电脑受到的摩擦力变小C.散热底座对电脑的作用力变大D.散热底座对电脑的作用力不变答案 D解析对笔记本电脑受力分析如图所示,有:F N=mg cos θ、F f=mg sin θ.由原卡位1调至卡位4,θ减小,静摩擦力F f减小、支持力F N增加;散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与电脑的重力平衡,始终是不变的,故D正确.8.(单选)如图10将两个质量均为m的小球a、b用细线相连悬挂于O点,用力F拉小球a,使整个装置处于静止状态,且悬线Oa与竖直方向的夹角为θ=30°,则F的最小值为()图10A.33mg B.mgC.32mg D.2mg答案 B解析以a、b两球为一整体进行受力分析:受重力2mg,绳子的拉力F T,拉力F,其中重力是恒力,绳子拉力F T方向恒定,根据平衡条件,整体所受合外力为零,所以当F的方向与绳子垂直时最小,如图所示,根据几何关系可得:F=2mg sin 30°=mg,所以B正确,A、C、D 错误.9.(单选)(2014·山东·14)如图11所示,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千,某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()图11A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小答案 A解析木板静止时,木板受重力G以及两根轻绳的拉力F2,根据平衡条件,木板受到的合力F1=0,保持不变.两根轻绳的拉力F2的合力大小等于重力G,保持不变,当两轻绳剪去一段后,两根轻绳的拉力F2与竖直方向的夹角变大,因其合力不变,故F2变大.选项A正确,选项B、C、D错误.1.当受力物体的状态发生“缓慢”变化时,物体所处的状态仍为平衡状态,分析此类问题的方法有解析法和矢量三角形法.2.分析动态平衡问题时需注意以下两个方面:(1)在动态平衡问题中,一定要抓住不变的量(大小或方向),此题中不变的量是力F3和F1′的合力的大小和方向,然后分析其他量的变化.(2)当物体受到一个大小和方向都不变、一个方向不变、一个大小和方向都变化的三个力作用,且题目只要求定性讨论力的大小而不必进行定量计算时,首先考虑用图解法.考题4应用平衡条件解决电学平衡问题例4(6分)如图12所示,粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上,∠CAB=30°,斜面内部O点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷,一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点,P为MN的中点,OM=ON,OM∥AB,则下列判断正确的是()图12A.小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力B.小物体静止在P点时受到的摩擦力最大C.小物体静止在P点时受到的支持力最大D.小物体静止在M、N点时受到的支持力相等解析对小物体分别在三处静止时进行受力分析,如图:结合平衡条件小物体在P、N两点时一定受四个力的作用,而在M处不一定,故A错误;小物体静止在P点时,摩擦力F f=mg sin 30°,设小物体静止在M、N点时,库仑力为F′,则小物体静止在N点时F f′=mg sin 30°+F′cos 30°,小物体静止在M点时F f″=mg sin 30°-F′cos 30°,可见小物体静止在N点时所受摩擦力最大,故B错误;小物体静止在P点时,设库仑力为F,受到的支持力F N=mg cos 30°+F,小物体静止在M、N点时:F N′=mg cos 30°+F′sin 30°,由库仑定律知F>F′,故F N>F N′,即小物体静止在P点时受到的支持力最大,静止在M、N点时受到的支持力相等,故C、D正确.答案CD(2014·江苏·13)(15分)如图13所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层.匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直.质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端.导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R ,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g .求:图13(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ; (2)导体棒匀速运动的速度大小v ; (3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q .答案 (1)tan θ (2)mgR sin θB 2L 2(3)2mgd sin θ-m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 4解析 (1)在绝缘涂层上导体棒受力平衡mg sin θ=μmg cos θ 解得导体棒与涂层间的动摩擦因数μ=tan θ. (2)在光滑导轨上 感应电动势:E =BL v感应电流:I =ER安培力:F 安=BIL受力平衡的条件是:F 安=mg sin θ解得导体棒匀速运动的速度v =mgR sin θB 2L 2.(3)摩擦生热:Q T =μmgd cos θ根据能量守恒定律知:3mgd sin θ=Q +Q T +12m v 2解得电阻产生的焦耳热Q =2mgd sin θ-m 3g 2R 2sin 2 θ2B 4L 4.知识专题练 训练1题组1 物体受力分析1.(单选)如图1所示,A 、B 、C 三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其它接触面粗糙,则( )图1A.A与墙面间存在压力B.A与墙面间存在静摩擦力C.A物块共受4个力作用D.B物块共受4个力作用答案 D解析以三个物块组成的整体为研究对象,水平方向上:地面光滑,对C没有摩擦力,根据平衡条件得知,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力,故A、B错误.对A物块,受到重力、B的支持力和B对A的摩擦力三个力作用,故C错误.先对A、B整体研究:水平方向上,墙对A没有压力,则由平衡条件分析可知,C对B没有摩擦力.再对B分析:受到重力、A的压力和A对B的摩擦力、C的支持力,共受四个力作用,故D正确.2.(单选)轻质弹簧A的两端分别连在质量均为m的小球上,两球均可视为质点.另有两根与A完全相同的轻质弹簧B、C,且B、C的一端分别与两个小球相连,B的另一端固定在天花板上,C的另一端用手牵住,如图2所示.适当调节手的高度与用力的方向,保持B弹簧轴线跟竖直方向夹角为37°不变(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),当弹簧C的拉力最小时,B、C两弹簧的形变量之比为()图2A.1∶1 B.3∶5C.4∶3 D.5∶4答案 C解析以两球和弹簧A组成的整体为研究对象,受力分析如图所示,由合成法知当C弹簧与B弹簧垂直时,弹簧C施加的拉力最小,由几何关系知F T B∶F T C=4∶3.3.如图3所示,固定的半球面右侧是光滑的,左侧是粗糙的,O点为球心,A、B为两个完全相同的小物块(可视为质点),小物块A静止在球面的左侧,受到的摩擦力大小为F1,对球面的压力大小为F N1;小物块B在水平力F2作用下静止在球面的右侧,对球面的压力大小为F N2,已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ,则()图3A.F1∶F2=cos θ∶1B.F1∶F2=sin θ∶1C.F N1∶F N2=cos2θ∶1D.F N1∶F N2=sin2θ∶1答案AC解析分别对A、B两个相同的小物块受力分析,如图,由平衡条件,得:F1=mg sin θF N1=mg cos θ同理:F2=mg tan θF N2=mgcos θ故F1F2=mg sin θmg tan θ=cos θ,F N1F N2=cos2θ.4.(单选)如图4所示,在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块,各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接,正好组成一个菱形,∠BAD=120°,整个系统保持静止状态.已知A物块所受的摩擦力大小为F f,则D物块所受的摩擦力大小为()图4A.32F fB .F f C.3F f D .2F f 答案 C解析 已知A 物块所受的摩擦力大小为F f ,设每根弹簧的弹力为F ,则有:2F cos 60°=F f ,对D :2F cos 30°=F f ′,解得:F f ′=3F =3F f . 题组2 静态平衡问题5.(单选)如图5所示,登山者连同设备总重量为G .某时刻缆绳和竖直方向的夹角为θ,若登山者手拉缆绳的力大小也为G ,则登山者脚对岩石的作用力( )图5A .方向水平向右B .方向斜向右下方C .大小为G tan θD .大小为G sin θ 答案 B解析 以登山者为研究对象,受力如图,根据共点力平衡条件得知:F N 与G 和F T 的合力大小相等、方向相反,所以F N 方向斜向左上方,则由牛顿第三定律得知登山者脚对岩石的作用力方向斜向右下方.由力的合成法得:F N=2G cos[12(180°-θ)]=2G sin 12θ.6.如图6所示,质量为M 的木板C 放在水平地面上,固定在C 上的竖直轻杆的顶端分别用细绳a 和b 连接小球A 和小球B ,小球A 、B 的质量分别为m A 和m B ,当与水平方向成30°角的力F 作用在小球B 上时,A 、B 、C 刚好相对静止一起向右匀速运动,且此时绳a 、b 与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则下列判断正确的是( )图6A .力F 的大小为mB gB .地面对C 的支持力等于(M +m A +m B )gC .地面对C 的摩擦力大小为32m B gD .m A =m B 答案 ACD解析 对小球B 受力分析,水平方向:F cos 30°=F T b cos 30°,得:F T b =F , 竖直方向:F sin 30°+F T b sin 30°=m B g ,解得:F =m B g , 故A 正确; 对小球A 受力分析,竖直方向:m A g +F T b sin 30°=F T a sin 60° 水平方向:F T a sin 30°=F T b sin 60° 联立得:m A =m B ,故D 正确; 以A 、B 、C 整体为研究对象受力分析, 竖直方向:F N +F sin 30°=(M +m A +m B )g 可见F N 小于(M +m A +m B )g ,故B 错误;水平方向:F f =F cos 30°=m B g cos 30°=32m B g ,故C 正确.7.(单选)体育器材室里,篮球摆放在如图7所示的球架上.已知球架的宽度为d ,每个篮球的质量为m 、直径为D ,不计球与球架之间的摩擦,则每个篮球对一侧球架的压力大小为( )图7A.12mgB.mgD dC.mgD2D2-d2D.2mg D2-d2D答案 C解析篮球受力平衡,设一侧球架的弹力与竖直方向的夹角为θ,如图,由平衡条件,F1=F2=mg2cos θ,而cos θ=(D2)2-(d2)2D2=D2-d2D,则F1=F2=mgD2D2-d2,选项C正确.8.如图8所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑半圆球B,整个装置处于静止状态.已知A、B两物体的质量分别为m A和m B,则下列说法正确的是()图8A.A物体对地面的压力大小为m A gB.A物体对地面的压力大小为(m A+m B)gC.B物体对A物体的压力大于m B gD.地面对A物体没有摩擦力答案BC解析对A、B整体受力分析,竖直方向:F N A=(m A+m B)g,水平方向:F f A=F N B,选项A、D错误,选项B正确;B受重力、A的支持力F N AB、墙面的弹力F N B,故F N AB=(m B g)2+F2N B,选项C正确.题组3动态平衡问题9.(单选)如图9所示,三根细线共系于O点,其中OA在竖直方向上,OB水平并跨过定滑轮悬挂一个重物,OC的C点固定在地面上,整个装置处于静止状态.若OC加长并使C点左移,同时保持O点位置不变,装置仍然处于静止状态,则细线OA上拉力F A和OC上的拉力F C与原先相比是()图9A.F A、F C都减小B.F A、F C都增大C.F A增大,F C减小D.F A减小,F C增大答案 A解析O点受F A、F B、F C三个力平衡,如图.当按题示情况变化时,OB绳的拉力F B不变,OA绳拉力F A的方向不变,OC绳拉力F C的方向与拉力F B方向的夹角减小,保持平衡时F A、F C的变化如虚线所示,显然都是减小了.10.如图10所示,物体A、B用细绳与弹簧连接后跨过滑轮,A静止在倾角为45°的粗糙斜面上,B悬挂着.已知质量m A=3m B,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由45°减小到30°,且A、B 仍处于静止状态,那么下列说法中正确的是()图10A.弹簧的弹力大小将不变B.物体A对斜面的压力将减小C.物体A受到的静摩擦力将减小D.弹簧的弹力及A受到的静摩擦力都不变答案AC解析弹簧弹力等于B物体的重力,即弹簧弹力不变,故A项正确;对A物体进行受力分析,列平衡方程可知,C项正确,D项错误;根据F N=m A g cos θ,当倾角减小时,A物体对斜面压力变大,故B项错误.11.(单选)如图11所示,两块相互垂直的光滑挡板OP 、OQ ,OP 竖直放置,小球a 、b 固定在轻弹簧的两端.水平力F 作用于b 时,a 、b 紧靠挡板处于静止状态.现保证b 球不动,使挡板OP 向右缓慢平移一小段距离,则( )图11A .弹簧变长B .弹簧变短C .力F 变大D .b 对地面的压力变大 答案 A解析 对a 隔离分析可知,OP 向右缓慢平移时弹簧弹力变小,OP 对a 的弹力变小,故弹簧变长,A 正确;对a 、b 整体分析,F 与OP 对a 的弹力平衡,故力F 变小,b 对地面的压力始终等于a 、b 的总重力,故D 错误. 题组4 应用平衡条件解决电学平衡问题12.(2014·广东·20)如图12所示,光滑绝缘的水平桌面上,固定着一个带电量为+Q 的小球P .带电量分别为-q 和+2q 的小球M 和N ,由绝缘细杆相连,静止在桌面上.P 与M 相距L 、M 和N 视为点电荷,下列说法正确的是( )图12A .M 与N 的距离大于LB .P 、M 和N 在同一直线上C .在P 产生的电场中,M 、N 处的电势相同D .M 、N 及细杆组成的系统所受合力为零 答案 BD解析 假设P 、M 和N 不在同一直线上,对M 受力分析可知M 不可能处于静止状态,所以选项B 正确;M 、N 和杆组成的系统,处于静止状态,则系统所受合外力为零,故k Qq L 2=k Q ·2q(L +x )2,解得x =(2-1)L ,所以选项A 错误,D 正确;在正点电荷产生的电场中,离场源电荷越近,电势越高,φM >φN ,所以选项C 错误.13.(2014·浙江·19)如图13所示,水平地面上固定一个光滑绝缘斜面,斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端,另一端系有一个带电小球A ,细线与斜面平行.小球A 的质量为m 、电量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ,两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ,重力加速度为g ,两带电小球可视为点电荷.小球A 静止在斜面上,则( )图13A .小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d 2B .当q d =mg sin θk 时,细线上的拉力为0 C .当q d =mg tan θk 时,细线上的拉力为0 D .当q d =mgk tan θ时,斜面对小球A 的支持力为0 答案 AC解析 根据库仑定律,A 、B 球间的库仑力F 库=k q 2d2,选项A 正确;小球A 受竖直向下的重力mg ,水平向左的库仑力F 库=kq2d2,由平衡条件知,当斜面对小球的支持力F N 的大小等于重力与库仑力的合力大小时,细线上的拉力等于零,如图所示,则kq 2d 2mg =tan θ,所以q d = mg tan θk ,选项C 正确,选项B 错误;斜面对小球的支持力F N 始终不会等于零,选项D 错误.。
受力分析(一)1.物体放在水平地面上,物体受到的重力为G,物体对地面的压力为F1,地面对物体的支持力为F2.在这三个力中F2与构成一对相互作用力。
______和_______构成一对平衡力。
2.在弹簧测力计下吊着一个物体,静止时数字为2N.若用弹簧测力计拉着这个物体匀速上升,则示数为()A.等于2N B.大于2N C.小于2N D.无法确定3.如图所示,不计空气阻力,用力F拉B使A、B一起向右做匀速直线运动,则两个物体中受摩擦力的作用,是由于惯性而向右运动。
4.用大小为10N的水平推力推静止在水平面上的桌子,但没有推动,桌子受到的摩擦力为N;若用12N的力水平匀速推动桌面上的物体,则物体受到的滑动摩擦力大小为N。
5.有一架直升飞机重150000N,停在空中时,螺旋桨产生向上的举力,这个力是N;当它沿水平方向飞行时,竖直向上的举力是N,当它匀速下降时,举力将(填“变大”、“变小”或“不变”)6.现有3块相同的砖,每块砖重为10N,一人用竖直的两板将三块砖如图所示夹起,试求“2号”砖左侧和右侧各自所受摩擦力大小和方向(画示意图并指明大小)7.载有货物的气球总重为1500N,在空中竖直匀速下降时,所受浮力是1400N,气球受到的合力是N,受到的阻力是N;若要使气球竖直匀速上升,应从气球上至少向外抛出N的货物。
(设气球在上升和下降时所受的空气浮力和阻力的大小保持不变)8.如图所示,一个铁球从竖直立在地面的轻弹簧的正上方某处自由下落,接触弹簧后将弹簧压缩至最短,设在弹簧被压缩的过程中小球的速度为v,小球受到的重力和弹簧弹力的合力为F,则()A.F不断变小,v不断变小B.F先变小后变大,v不断变小C.F不断变小,v先变大后变小D.F先变小后变大,v先变大后变小9.如图所示,物体甲放在水平桌面上,绳重和滑轮轴处的摩擦均忽略不计,当物体乙重12N时,它恰好能匀速下落,若用一个水平向左的力F甲拉物体甲,使其向左匀速运动则F甲=。
人教版新教材物理必修第二册第三章《相互作用——力》专题受力分析精选练习1.(2021·上海市七宝中学高一期中)放在光滑斜面上加速下滑的物体受到的作用力是()A.重力和斜面支持力B.重力、支持力和下滑力C.重力、斜面支持力和加速力D.重力、斜面支持力、下滑力和正压力2.(2022·浙江·模拟预测)图中是某运动员三级跳远腾空的照片。
关于该选手在空中的受力情况分析,说法正确的是()A.不受力的作用B.重力、空气阻力C.重力和跳跃力、空气阻力D.仅受到重力作用3.图中物体受力示意图正确的的是()A.B.C.D.4.(2022·新疆·新和县实验中学高三阶段练习)如图所示,在水平力F作用下,A、B保持静F 。
则关于A的受力个数可能为()止。
若A与B的接触面是水平粗糙的,且0A.2个B.3个C.4个D.5个5.如图所示,一建筑塔吊向右上方匀速提升建筑物料,若忽略空气阻力,物料所受重力为G,则物料的受力图正确的是图中的()A.B.C.D.6.(2022·新疆·新和县实验中学高三阶段练习)如图所示,光滑的小球夹在固定竖直挡板MN和斜面PQ之间而静止,则小球所受力的个数为()A.1个B.2个C.3个D.4个7.(多选)如图所示为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带始终保持恒定速率运行,在水平传送带上叠放着木块P和Q,PQ一起相对传送带静止,下列关于P、Q受力分析说法正确的是:()A.P受2个力B.P受3个力C.Q受3个力D.Q受4个力8.(2020·湖南·湘阴县教育科学研究室高一期末)粗糙的长方体木块A、B叠在一起,放在水平桌面上,B木块受到一个水平方向的力的牵引,但仍然保持静止。
则A、B两木块受力的个数分别是()A.2,5B.2,4C.3,5D.3,49.物体b在水平推力F作用下,将物体a压在竖直墙壁上,a、b均处于静止状态,如图所示,关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是()A.a受到两个摩擦力的作用B.a共受到四个力的作用C.b共受到三个力的作用D.a受到墙壁摩擦力的大小随F的增大而增大10.(2022·山东省临沂第一中学高一开学考试)如图所示,两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。
一、选择题1、粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持静止,则此时()A.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力也等于F.B.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力等于零.C.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力也等于零.D.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力等于F.2、如图所示,重力G=20N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10N的,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是( )A.2N,水平向左B.2N,水平向右C.10N,水平向左D.12N,水平向右3、水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力f的作用。
在物体处于静止状态的条件下,下面说法中正确的是:()A.当F增大时,f也随之增大B.当F增大时,f保持不变C.F与f是一对作用力与反作用力D.F与f合力为零4、木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。
现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上.如图所示.力F作用后( )A.木块A所受摩擦力大小是12.5 NB.木块A所受摩擦力大小是11.5 NC.木块B所受摩擦力大小是9 ND.木块B所受摩擦力大小是7 N5、如图所示,质量为m的木箱在与水平面成θ的推力F作用下,在水平地面上滑行,已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ,那物体受到的滑动摩擦力大小为()A.μmg B.μ (mg+F sinθ) C.F cosθD.μ(mg+F cosθ)6、如图所示,质量为m的物体置于水平地面上,受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用,恰好做匀速直线运动,则物体与水平面间的动摩擦因数为()A.F cosα/(mg-F sinα)B.F sinα/(mg-F sinα)C.(mg-F sinα)/F cosαD.F cosα/mg7、如图所示,物体A、B的质量均为m,A、B之间以及B与水平地面之间的动摩擦系数均为μ水平拉力F 拉着B物体水平向左匀速运动(A未脱离物体B的上表面)F的大小应为( )A.2μmg B.3μmg C.4μmg D.5μmg8、如图所示物体在水平力F作用下静止在斜面上,若稍许增大水平力F,而物体仍能保持静止时()A..斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大B.斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大C.斜面对物体的静摩擦力一定增大,支持力不一定增大D.斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大9、重为10N的木块放在倾角为θ=300的斜面上受到一个F=2N的水平恒力的作用做匀速直线运动,(F 的方向与斜面平行)则木块与斜面的滑动摩擦系数为()A.2/10 B.0.6 C.3/3 D.无法确定10、用大小相等、方向相反,并在同一水平面上的力F挤压相同的木板,木板中间夹着两块相同的砖,砖和木板均保持静止,则()A.两砖间摩擦力为零B.F越大,板与砖之间的摩擦力就越大C.板砖之间的摩擦力大于砖的重力D.两砖之间没有相互挤压的力BAABFF甲 乙 图2-2-2 11、如图所示,以水平力F 压物体A ,这时A 沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A 与墙面间的动摩擦因素为μ,A 物体的质量为m ,那么A 物体与墙面间的滑动摩擦力大小等于( )A . μmgB .mgC .FD .μ F12、运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑,他们所受的摩擦力分别为F 上和F 下,则( )A .F 上向上,F 下向下,F 上=F 下B .F 上向下,F 下向上,F 上>F 下C .F 上向上,F 下向上,F 上=F 下D .F 上向上,F 下向下,F 上>F 下13、用水平力F 把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,当F 增大时( )A .墙对铁块的支持力增大B .墙对铁块的摩擦力增大C .墙对铁块的摩擦力不变D .墙与铁块间的摩擦力减小14、如图2-2-8所示,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力F b =5N 、F c =10N 分别作用于物体b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止.以F 1、F 2、F 3分别表示a 与b 、b 与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则( ) A .F 1=5N ,F 2=0,F 3=5NB .F 1=5N ,F 2=5N ,F 3=0C .F 1=0,F 2=5N ,F 3=5ND .F 1=0,F 2=10N ,F 3=5N15、如图2-2-2示,物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速率沿F 方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法中正确的是( )A .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相同B .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相反C .甲、乙两图中A 均不受摩擦力D .甲图中A 不受摩擦力,乙图中A 受摩擦力,方向均与F 相同二、填空题16、用弹簧秤沿水平方向拉一重为4N 木块在水平桌面上匀速运动时,弹簧秤读数为1.0N ,则木块与桌面间的动摩擦因数为________。
第一章复习力(A卷)说明:本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分,请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内,第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分,考试时间90第Ⅰ卷(选择题共40分)[例1]如图所示,质量为m的物体A以一定初速度v沿粗糙斜面上滑,物体A在上滑过程中受到的力有A.向上的冲力、重力、斜面的支持力和沿斜面向下的摩擦力BCD.重力、斜面的支持力和沿斜面【解析】分析物体受力情况是解力学问题的基础,而正确理解力的概念是分析受力情况的关键.许多同学在解答此题时,往往对题中给出的“向上的冲力”和“下滑力”把握不清楚.由于日常生活“经验”的影响,他们认为,物体能沿斜面向上运动,必须受到向上的“冲力”,这显然是对“力不能脱离物体而存在”没有理解透彻.因为根本不存在对物体施加的这一“冲力”的施力物体,而实际上物体沿斜面向上运动是因为惯性.“下滑力”是重力的一个分力.物体A受到的作用力有:由于地球的吸引而产生的重力mg,方向竖直向下;物体A 压斜面而使斜面发生微小形变,发生了形变的斜面对物体A产生的支持力F N,方向垂直斜面向上;物体A与斜面接触且相对斜面向上运动,而受到沿斜面向下的滑动摩擦力F f.物体A的受力图如图示.【答案】 D[例2]如图所示,在粗糙的水平面上放一块三角形木板a,若物体b在a的斜面上匀速下滑,则A.aB.aC.a保持静止,但有相对于水平面向左运动D.因未给出所需数据,无法对a【解析】a有无运动趋势或是否保持静上,取决于b对a作用力的水平分力.分析a、b受力情况如图所示.由于b匀速下滑,根据物体的平衡条件,b所受合力为零,即F N、F f的合力F与重力mg大小相等,方向相反.故F 方向竖直向上,所以F N、F f的反作用力F N′、F f′的F′方向竖直向下,物体a水平方向不受外力作用,故a将【答案】A[例3]如图所示,用一根细绳把一重G =500N 的光滑小球连接在斜面上,斜面倾角θ=30°.求:(1)细绳对球的拉力F 1;(2)斜面对球的支持力F2【解析】分析小球受力,F 1、F 2和G .有:⎩⎨⎧====N3250cos N 250sin 21θθG F G F 【答案】(1)250N 2)3250N[例4]如图所示,重为200N 的A 木块被B 木块拉着在水平桌面上,当B 为100N 时,A 刚好开始移动,当B 为80N 时,A 可保持匀速运动,则A 与桌面间的动摩擦因数为_______,如果B 为50N ,A 受的摩擦力为_______:如果B 为120N ,A 受的摩擦力为_______【解析】A 与桌面的最大静摩擦力为100N .当B 为80N 时,A 匀速运动,有F =μF A =G B μ=0.4;当B 为50N 时,A 静止,静摩擦力为50N ;当B 为120N 时,A 运动,滑动摩擦力为80N .【答案】0.4N ;50N ;80N●试题详解一、本题共10小题;每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确. 全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0 1 A BC D【解析】 重力是由地球的吸引而产生的,不管物体静止还是运动,也不管物体上升还是下落,重力的大小、方向都不会发生改变,重力的大小可由公式G =mg 求出.可见,重力大小仅与物体的质量m 有关,与运动状态无关.所以正确的答案是D【答案】 D 2 A B C D【解析】 摩擦力产生的条件:一是两个物体相互接触并相互挤压;二是接触面粗糙;三是两物体有相对运动或相对运动的趋势.摩擦力的大小只有滑动摩擦力跟压力成正比,静摩擦力则不存在这种关系.根据以上两点判断,只有选B【答案】 B3.关于物体的AB C D【解析】 物体的重心与物体的质量分布和物体的形状有关,其重心可以在物体上,也可以在物体之外.则A 是正确的;根据二力的平衡知:两个力的大小相等、方向相反,则B 也是正确的;物体的重心与物体所放的位置及运动状态无关,故C 也是正确的;由于舞蹈演员在做各种优美动作,其形状发生了变化,所以重心位置也发生了改变.因此D【答案】 ABC 4 A BC D【解析】 根据重力的计算公式G =mg 知:它的大小不但与物体的质量有关,而且也与重力加速度的大小有关,而重力加速度的大小与地球的位置和离地面的高度有关.所以正确的答案是A 、B【答案】 AB5.三个力作用在同一物体上,其大小分别为2N 、8N 、15NA .4NB .0NC .15ND .26N【解析】 对于三个力的合成,应该是先求任意两个力的合力的大小的范围,再去与第三个力合成即可.由于2N 、8N 这二个力的合成的大小介于6N 与10N 之间,再与15N 去合成,则其最小值是5N ,而最大值为2+8+15=25N .所以正确的答案是C【答案】 C6.运动员双手握着竹杆匀速上爬或匀速下滑时,他受到的摩擦力分别为F1、F 2A .F 1、F 2均向上,F 1=F 2B .F 1、F 2均向下,F 1=F 2C .F 1向下、F 2向上,F 1>F 2D .F 1向下、F 2向上,F 1<F 2【解析】 运动员匀速上爬与下滑,所以其合外力为零.即摩擦力的大小与重力相等,方向与重力的方向相反.故摩擦力均必须向上,且F 1=F 2=G .所以正确的答案是A【答案】 A 7 A BC D【解析】 由于合力的大小在:|F 1-F 2|≤F 合≤|F 1+F 2|,从中知,合力的大小可以等于任一个分力也可以大于任一个分力,但必须介于|F 1-F 2|与|F 1+F 2|之间.所以正确的答案是ACD【答案】 ACD8.一物体沿固定的光滑斜面下滑,以下说法正确的是A B C D【解析】 根据分力与合力关系可确定B 、D【答案】 BD9.两个大小相等的共点力F 1、F 2,当它们间夹角为90°时合力大小为20N ,则当它们间夹角为120°时,合力的大小为A .40NB .102NC .202ND .103N【解析】 设F 1=F 2=F ,当它们间的夹角α=90F 合=F F F 22221=+,所以F =2102=合F N当夹角为120°时F合′=F =102N当两个分力F 1和F 2间夹角变为β=120°时,同理画出平行四边形,由平行四边形的一半组成一等边三角形,因此其合力为:F ′=F 1=F 2=102N【答案】 B10.如图所示,均匀光滑的小球放在光滑的斜面与木板之间,木板在从竖直位置慢慢转至水平位置的过程中,则A B C D【解析】 小球受重力、斜面支持力和木板的弹力而平衡,三力合力始终为零.重力大小和方向都不变,斜面支持力方向不变.根据三力平衡关系,可得出B 、D【答案】 BD第Ⅱ卷(非选择题 共60二、本题共6小题;每小题4分,共2411.质量为5kg 的物体静止在水平桌面上,当受到20N 的水平推力作用时开始滑动,接着以18N 的水平推力可维持物体在水平桌面匀速直线运动,该物体受到的最大静摩擦力为_______,物体与桌面的动摩擦力因数_______;当水平推力为15N 而物体仍运动时,物体受到的摩擦力为_______;当水平推力为15N 而物体静止时,物体受到的摩擦力为_______;当水平推力为40N 时,物体受到的摩擦力又为_______.(g =10N/kg【解析】 静摩擦力必须与物体所受其他力相等,滑动摩擦力F =μF N 与正压力成正比,判断物体在各种情【答案】 20N ;0.36;18N ;15N ;18N12.一木块重130N ,可沿一斜面匀速滑下.若斜面与水平面夹角为30°.则木块与斜面的动摩擦因数是_______.【解析】 木块沿斜面匀速滑下,则⎩⎨⎧===θμθcos sin 112G F F G F解得:μ=tan30°=33 【答案】 33 13.如图所示,游标卡尺的读出的数值是_______ cm【解析】 物体的长度是游标卡尺中的主尺的零刻度线与游标尺零刻度线间的距离.其读数是主尺上的准确数与游标尺上的读数相加.这道题主尺的读数是2cm ,游标尺上的第七刻度线与主尺上某刻度线相对齐,而游标尺有20个等分,所以为7×20mm 1=0.35 mm=0.035 cm .两者相加有2.035 cm【答案】 2.03514.一根质量为m 、长度为L 的均匀长方木条放在水平桌面上,木条与桌面间的滑动摩擦因数为μ,用水平力F 推动木条前进.当木条经过图示位置时,桌面对它的摩擦力等于_______【解析】 此时木条的重心仍然在桌面上,则桌面对木条的弹力仍为mg ,所以所受摩擦力为F f =μmg【答案】 μmg15.如图,把一个物体放在光滑的斜面上,物体沿斜面下滑,这时重力产生了两个效果:使物体沿斜面下滑以及使物体紧压斜面.设斜面的倾角为θ,物体的质量为m ,则平行于斜面使物体下滑的分力F 1=_______,垂直斜面使物体紧压斜面的分力F 2=_______【解析】 将重力分解为垂直斜面上的力和平行斜面上的下滑力,得垂直于斜面上的分力为:F 2=mg cos θ,平行斜面上的分力为:F 1=mg sin θ【答案】 mg sin θ,mg cos θ16.在《互成角度的两个共点力的合成》实验中,在水平放置的木板上固定一张白纸,把橡皮条的一端固定在O 点,另一端A 拴两个细绳套.实验所用的测量器材是____________【答案】三、本题共4小题,共36分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的17.(8分)如图所示,重为G =20N 的物体在大小为100N 的水平力F 作用下沿竖直墙壁匀速下滑,求物体【解析】 摩擦力F 1=G =20NF=100Nμ=100201=F F =0.2【答案】 0.218.(8分)如图所示,放在水平面上质量为m 的物体受到一个斜向下方的推力F ,这个力与水平方向成角θ,在此力的作用下,物体做匀速滑动,求物体与【解析】 分析物体受四个力:重力G 、推力F 、地面对它的支持力F 1和摩擦力F 2根据物体匀速运动,有⎩⎨⎧=+=12sin cos F G F F F θθ而F 2=μF 1 求得:μ=θθsin cos F mg F + 【答案】θθsin cos F mg F + 19.(10分)如图所示,用两根轻绳AB 和BC 吊一个0.5 kg 的灯,如果BC 绳水平,AB 绳与水平方向夹角为60°.求绳AB 与BC 所受到的拉力.(g =10N/kg【解析】 分析B绳A 拉力F A 、绳C 拉力F C 和灯拉力F G三力关系:⎩⎨⎧==G AC A F F F F θθsin cos 解得:F A =3310N ;F C =335N 【答案】 F A =3310N ;F C =335N20.(10分)氢气球重为10N ,所受空气浮力为16N ,由于受水平风力F 作用,使系氢气球的绳子和地面成60°角,求:(1)绳子的拉力F T .(2)气球受到的水平风力F【解析】 氢气球的受力图如图所示,F T 和F 的合力的大小F ′与mg 的合力的大小F 合′=F ′-mg=16N-10N=6N(1)绳子的拉力为F T =3423/660sin ==︒'合F N (2)气球受到的水平风力为:F =F 合′cot60°=6×32N 33=N【答案】 (1)34N 2)32N。
高中物理受力分析专题习题及答案详细解答1.一个重G=30N的物体静止在水平地面上。
2.一个G=400N物体受到100牛竖直向上的拉力,人对地的压力为。
3.一个重G=600N的人用300牛的力举起一个物体,人对地的压力为。
关系式:关系式:关系式:4.浸没在水中小球的受力。
5画出A力的示意图,并写出各力间的关系式。
关系式:6.关于杠杆的受力分析(1)13.如图11,若人用力F 匀速拉动吊箱,GA=1000N ,G 人=600N ,吊箱和动滑轮总重200N ,求:拉力F练习:试题详情1.将一金属块挂在竖直的弹簧测力计挂钩上,使其处于静止状态,下列说法正确的是A.弹簧测力计所受重力与金属块对弹簧测力计拉力是一相互作用力B.弹簧测力计对金属块的拉力与金属块所受重力的是一对平衡力C.金属块所受的重力与弹簧测力计所受的重力是一对平衡力D.弹簧测力计对金属块的拉力与金属块对弹簧测力计的拉力是一对平衡力2.如图7所示,用手向上拉物块A,当手对物块A的拉力为F1(F1≠0)时,物块A对手的拉力为F2,物块A对水平地面的压力为N1(N1≠0),水平地面对物块A的支持力为N2。
已知物块A受到的重力为G,则下列分析中正确的是A.拉力F1与F2是一对平衡力B.压力N1与重力G的大小相等C.压力N1与支持力N2是一对相互作用力D.拉力F1和支持力N2合力的大小与重力G的大小相等3.如图5所示,重为100N的物体B,在足够深的水中匀速下沉,通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动,在4s内物体A移动了0.8米,已知B的密度是水的密度的5倍,动滑轮重12N,不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦,g取10N/kgA.B对绳的拉力是20NB.图5B对绳的拉力的功率是16WC.A物体受摩擦力为148ND.滑轮组的机械效率为90%试题详情4.隔离物体进行受力分析试题详情5、如图12所示,物体M的重力为80N。
OBA是一个可以绕着O 点在竖直平面内转动的轻质杠杆,B0=3AO。
受力分析精选例题1如图所示,球B放在真空容器A内,且B略小于A,将它们以初速度v竖直向上抛出.则下列说法中正确的是()A.若不计空气阻力,在它们上升的过程中,B对A无压力作用B.若不计空气阻力,在它们上升的过程中,B对A的压力向下C.若考虑空气阻力,在它们上升的过程中,B对A的压力向上D.若考虑空气阻力,在它们下落的过程中,B对A的压力向上2(2010·安徽理综)L型木板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.3B.4C.5 D.63.(四川省德阳市高中2010届“一诊”考试 2)如图所示,一长直轻杆左端水平插入墙壁固定,右端用一绳子系住拉于墙上,绳与杆之间夹角为θ.现在杆的右端挂一重物mg.则拉于墙上那根绳子的张力大小等于()A.mgB.mg/sinθC.mg/cosθD.无法确定4.(2014·昆明市质量检测)如图7所示,两个质量均为m的小球用轻质细杆连接静止于内壁光滑的半球形碗内,杆及碗口平面均水平、碗的半径及两小球之间的距离均为R,不计小球半径,则碗对每个小球的支持力大小为( )A.33mg B.233mg C.3mg D.2mg5(1)如图1所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.现将L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度.(2)若将图1中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图2所示,其他条件不变,求剪断L2瞬间物体的加速度.1)下面是某同学对该题的一种解法:解:设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡,T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ,,剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度。
完整)高中物理受力分析受力分析专题一、典型例题1.分析满足下列条件的各个物体所受的力,并指出各个力的施力物体:1) 沿水平草地滚动的足球:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到滚动阻力,施力物体为草地。
2) 在力F作用下静止水平面上的物体球:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到水平向右的力F,施力物体为外力源。
3) 在光滑水平面上向右运动的物体球:不受到任何力的作用。
4) 在力F作用下行使在路面上小车:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到水平向右的力F,施力物体为外力源。
2.对下列各种情况下的物体A进行受力分析:1) 沿斜面下滚的小球:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面;受到滚动阻力,施力物体为斜面。
2) 沿斜面上滑的物体A(接触面不光滑):受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面;受到摩擦力,施力物体为斜面。
3) 静止在斜面上的物体:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面。
4) 在力F作用下静止在斜面上的物体的物块A:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面;受到水平向右的力F,施力物体为外力源。
5) 各接触面均光滑的在斜面上的物体的物块A:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到斜面的支持力,施力物体为斜面。
6) 沿传送带匀速上滑的物体A:受到垂直向上的重力,施力物体为地球;受到传送带的支持力,施力物体为传送带;受到摩擦力,施力物体为传送带。
二、静力学中的整体与隔离在分析外力对系统的作用时,使用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,使用隔离法。
解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。
例1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块:A。
一、选择题1、粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持静止,那么此时()A.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力也等于F.B.B和地面间的静摩擦力等于F,B和A间的静摩擦力等于零.C.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力也等于零.D.B和地面间的静摩擦力等于零,B和A间的静摩擦力等于F.2、如下图,重力G=20N的物体,在动摩擦因数为的水平面上向左运动,同时受到大小为10N的,方向向右的水平力F的作用,那么物体所受摩擦力大小和方向是( )A.2N,水平向左B.2N,水平向右C.10N,水平向左D.12N,水平向右3、水平地面上的物体在水平方向受到一个拉力F和地面对它的摩擦力f的作用。
在物体处于静止状态的条件下,下面说法中正确的选项是:()A.当F增大时,f也随之增大B.当F增大时,f保持不变C.F与f是一对作用力与反作用力D.F与f合力为零4、木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动。
现用F=1 N的水平拉力作用在木块BF作用后( )A.木块A所受摩擦力大小是12.5 NB.木块A所受摩擦力大小是11.5 NC.木块B所受摩擦力大小是9 ND.木块B所受摩擦力大小是7 N5、如下图,质量为m的木箱在与水平面成θ的推力F作用下,在水平地面上滑行,木箱与地面间的动摩擦因数为μ,那物体受到的滑动摩擦力大小为()A.μmg B.μ (mg+F sinθ) C.F cosθD.μ(mg+F cosθ)6、如下图,质量为m的物体置于水平地面上,受到一个与水平面方向成α角的拉力F作用,恰好做匀速直线运动,那么物体与水平面间的动摩擦因数为()A.F cosα/〔mg-F sinα〕B.F sinα/〔mg-F sinα〕C.〔mg-F sinα〕/F cosαD.F cosα/mg7、如下图,物体A、B的质量均为m,A、B之间以及B与水平地面之间的动摩擦系数均为μ水平拉力F 拉着B物体水平向左匀速运动〔A未脱离物体B的上外表〕F的大小应为( )A.2μmg B.3μmg C.4μmg D.5μmg8、如下图物体在水平力F作用下静止在斜面上,假设稍许增大水平力F,而物体仍能保持静止时()A..斜面对物体的静摩擦力及支持力一定增大B.斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大C.斜面对物体的静摩擦力一定增大,支持力不一定增大D.斜面对物体的静摩擦力不一定增大,支持力一定增大9、重为10N的木块放在倾角为θ=300的斜面上受到一个F=2N的水平恒力的作用做匀速直线运动,〔F 的方向与斜面平行〕那么木块与斜面的滑动摩擦系数为〔〕A.2/10 B.0.6 C.3/3 D.无法确定10、用大小相等、方向相反,并在同一水平面上的力F挤压一样的木板,木板中间夹着两块一样的砖,砖和木板均保持静止,那么()A.两砖间摩擦力为零B.F越大,板与砖之间的摩擦力就越大C.板砖之间的摩擦力大于砖的重力D.两砖之间没有相互挤压的力11、如下图,以水平力F压物体A,这时A沿竖直墙壁匀速下滑,假设物体A与墙BAABFF甲 乙 图2-2-2 面间的动摩擦因素为μ,A 物体的质量为m ,那么A 物体与墙面间的滑动摩擦力大小等于〔 〕A . μmgB .mgC .FD .μ F12、运发动用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑,他们所受的摩擦力分别为F 上和F 下,那么( )A .F 上向上,F 下向下,F 上=F 下B .F 上向下,F 下向上,F 上>F 下C .F 上向上,F 下向上,F 上=F 下D .F 上向上,F 下向下,F 上>F 下13、用水平力F 把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,当F 增大时( )A .墙对铁块的支持力增大B .墙对铁块的摩擦力增大C .墙对铁块的摩擦力不变D .墙与铁块间的摩擦力减小14、如下图2-2-8,物体a 、b 和c 叠放在水平桌面上,水平力F b =5N 、F c =10N 分别作用于物体b 、c 上,a 、b 和c 仍保持静止.以F 1、F 2、F 3分别表示a 与b 、b 与c 、c 与桌面间的静摩擦力的大小,那么〔 〕 A .F 1=5N ,F 2=0,F 3=5NB .F 1=5N ,F 2=5N ,F 3=0C .F 1=0,F 2=5N ,F 3=5ND .F 1=0,F 2=10N ,F 3=5N15、如图2-2-2示,物体A 、B 在力F 作用下一起以一样速率沿F 方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,以下说法中正确的选项是〔 〕A .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 一样B .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相反C .甲、乙两图中A 均不受摩擦力D .甲图中A 不受摩擦力,乙图中A 受摩擦力,方向均与F 一样二、填空题16、用弹簧秤沿水平方向拉一重为4N 木块在水平桌面上匀速运动时,弹簧秤读数为1.0N ,那么木块与桌面间的动摩擦因数为________。
DC受力分析练习1.如图所示,平行四边形ABCD 的两条对角线的交点为G 。
在平行四边形内任取一点O ,作矢量OA 、OB 、OC 、OD ,则这四个矢量所代表的四个共点力的合力必等于( )A .4OGB .2ABC .4GBD .2CB2.如图所示,用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O ,并用第三根细线连接A 、B 两小球,然后用某个力F 作用在小球A 上,使三根细线均处于直线状态,且OB 细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态。
则该力可能为图中的 ( )A .F 1B .F 2C .F 3D .F 43.直杆AB 和直角弯杆BCD 按如图所示连接,A 、B 、D 处均为铰链,杆及铰链的质量都不计。
ABCD 构成一长方形,将重力为G 、可视为质点的物块放在图中P 处。
则 ( )A .AB 杆对BCD 杆的作用力方向沿BC 连线向下 B .BCD 杆对AB 杆的作用力方向沿DB 连线斜向上 C .若AP 间距变大,BCD 杆对AB 杆的作用力变大D .若AP 间距变大,AB 杆对BCD 杆的作用力对转动轴D 的力矩不变4.如图所示,一斜面放在粗糙的地面上,在斜面上放一截面为正三角形的棱柱ABC ,发现棱柱恰好能在斜面上匀速下滑.现在匀速下滑的棱柱上加一垂直AC 边的恒力F ,在物块继续下滑的过程中,斜面保持静止.则关于在加恒力F 后物块继续下滑的过程中,斜面受到地面的摩擦力的有无及方向判断正确的是 ( )A .有摩擦力,方向向左B .有摩擦力,方向向右C .没有摩擦力D .斜面倾角θ未知,无法判断5. 如图,轻杆A 端用光滑水平铰链装在竖直墙面上,B 端吊一重物P ,并用水平绳结在墙C 处,在水平力F 缓缓拉起重物P 的过程中,杆AB 所受压力N ,水平绳BC 受到的拉力T 的变化情况是 ( )A .T 变大B .T 变小C .N 先变小再变大D .N 不变6.如图,竖直轻质悬线上端固定,下端与均质硬棒AB 中点连接,棒长为线长的二倍。
物体受力情况分析
A卷
一、填空题
1.三个物体叠放起来,在如图所示的F力作用下沿水平面向右匀速运
动,则B对A的摩擦力大小为 ,B对C的摩擦力大小为
,方向 .
答案:O,F,向右
2.质量为m的物体放在水平面上,与水平面间的滑动摩擦系数为μ,在与水平方向成α角斜
向下的推力作用下沿水平面匀速运动,则拉力的大小为F= .
答案:sincosmg
3.如图所示,某物体在4个共点力作用下平衡,若将F4的
方向逆时针转过90°,而保持大小不变,其余三个力的大小、
方向都不变,则此时物体所受合力的大小为 .
答案:42F
4.如图所示,两个半径均为r,重为G的光滑小球,放在一个半径
为R的半球壳内.平衡时,两球之间的相互作用力的大小为 .
答案:RrRGr22
5.物体放在斜面上,当斜面倾角逐渐增大时,物体对斜面的压力N大小变化情况是
,物体所受摩擦力f大小的变化是 .
答案:减小,先增大再减小
6.如图所示,放在粗糙水平面上同时受到两个方向相反的水
平力F1=6N和F2=2N作用的物体处于静止状态。若撤去力
F1,则物体所受合力大小为 .
答案:0
7.如图所示,三块质量均为m的长方体物体被夹在两竖直木板之
间保持静止.图中物体A受到物体B的摩擦力大小为 ,方
向为 .
答案:2mg,竖直向下
8.如图所示,水平横梁AB的A端插在墙壁内,另一端装有光滑小滑轮
B,一轻绳上端C固定在墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10k
g的重物,∠ABC=30°,则滑轮B受到绳子的作用力大小为
.
答案:100N(提示:绳子对滑轮的力不沿杆方向,而沿两绳的角平分线)
二、选择题
9.已知两个力的合力大小为10N,一个分力与合力夹角为30°,则另一个分力的大小可能
是( )
A.3N. B.5N. C.10N. D.100N.
答案:B、C、D
10.如图所示,物体悬挂于细绳下端,用力T1拉住细绳上的O点,
使细绳倾斜.现保持O点不动,改变T。方向,开始时T1和细绳的
拉力T2恰垂直,则 ( )
A.T1向x轴靠近时,T1减小T2增大.
B.T1向x轴靠近时,T1、T2都增大.
C.T1向y轴靠近时,T1、T2都减小.
D.T1向y轴靠近时,T1增大T2减小.
答案:B、D
11.我们把斜向上作用在紧贴竖直墙且静止的物体上的力F分解为如图所示
的F。、F。两个分力,则()
A.F·就是物体对墙的正压力.
B.F,和墙对物体的弹力是作用力反作用力.
C.F,和墙对物体的弹力是一对平衡力.
D.墙对物体的静摩擦力必竖直向下.
答案:C
12.如图所示,质量为m的球用轻绳悬挂在光滑竖直墙上,绳与墙夹角为a,绳
中张力为T,则球对墙的压力大小为(
A.mgtanα. B.Tsinα. C.mgsinα. D.sincosmgT.
答案:A、B、D
13.A、B两物体叠放在一起沿固定斜面匀速下滑,如图所示.则B物
体除受重力外还受到()
A.一个弹力、一个摩擦力. B.两个弹力、两个摩擦力.
C.一个弹力、两个摩擦力. D.两个弹力、一个摩擦力.
答案:B
14.皮带传动装置传动方向如图所示,图中b、a、c、d分
别表示主动轮和从动轮两处轮与皮带所受摩擦力的方向,其
中正确的有()
A.a B.b C.c .D.d
答案:A、D
15.小车沿斜面匀速向上行驶,则稳定时小车上悬挂小球的绳子的方
向应为图中的 ( )
A.方向a. B.方向b. C.方向C. D.方向d.
答案:C
16.如图所示,两物体A、B叠放在水平面上,在外力作用下一起作
匀速直线运动.若A、B间的滑动摩擦系数为μ1,B和地面间的滑动
摩擦系数为μ2,则μ1、μ2可能是 ( )
A.μ1=0,μ2=0. B.μl=0,μ2≠0.
C.μ1≠0,μ2=0. D.μ1≠0,μ2≠0.
答案:B、D
三、计算题
17.如图所示,物体A重10N,受到一个斜向上的力F作用,(1)当
NF210时,物体A静止不动,求A受到的摩擦力;(2)当NF220
时,A正好沿竖直墙壁匀速上滑,求A与墙壁间的滑动摩擦系数.
答案:(1)0(2)0.5
18.如图所示,一个质量为m=6kg的物体,静止于倾角α=30°的
斜面上,当受到一个平行于斜面的拉力F作用时仍静止,已知此时
的静摩擦力的大小f=40N,方向水平,求:所施拉力F的大小及其
方向.
答案:50N,从,顺时针转过143°(提示:力F平行于斜面并不是
平行于斜面的底边)
19.如图所示,球重为G,半径为R,紧靠在竖直墙上,木块重为
W,厚为h,放在球边,当对木块施以水平推力F后,球刚好对地
面压力为零,如不计一切摩擦,求:(1)F的大小;(2)木块对地面
的压力.
答案:(1)hRhRRG22(2)W+G.