高考物理提分特训专题培优第2讲受力分析力与物体平衡

第二讲受力分析力与物体平衡一．解题方法1.受力分析物体的运动状态是由物体受到的全力决定的，受力分析是平衡问题及应用牛顿运动定律解决变速问题的关键。受力分析时要注意：（1）研究对象的选取：选择研究对象的原则是使问题的研究尽量简便。研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。（2）受力分析：只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。（3）按顺序分析力：把研究对象从实际情景中分离出来，按一定的顺序逐分析研究对象所受的力，一般先已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），最后其它力，并画出各力的示意图。（4）防止添力和漏力：每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，避免分析出某些不存在的力.画完受力图后要进行定性检验，看一看根据你画的受力图，物体能否处于题目中所给的运动状态.受力分析方法：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。受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力，只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。隔离法：将所研究的对象从周围的物体中分离出来的方法。研究系统内部各物体之间的相互作用力。2.物体平衡的条件（1）共点力作用下物体的平衡条件：物体受到的合力为零，若物体保持匀速直线运动或静止状态，则物体处于平衡状态，其特征是物体所受的合力为零，加速度也为零。（2）解决平衡的常用方法有分解法、合成法、正交分解法、图解法和相似三角形法。二．例题分析(一)平衡的条件与特征例题1.关于平衡状态，下列说法中正确的是（）A、当物体速度等于零时，物体处于平衡状态B、运动的物体一定不是处于平衡状态C、若物体的运动状态保持不变，则物体处于平衡状态D、当物体处于平衡状态时，一定不受外力作用ABF例题2.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。物体B的受力个数为（）7\nA．2B．3C．4D．5例题3.如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。下列判断正确的是()A.F1>F2>F3B.F3>F1>F2C.F2>F3>F1D.F3>F2>F1(二)分析平衡问题的常用方法1、正交分解法与解三角形法例题4.如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为（）A.B.C.D.例题5.如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，楔形石块侧面所受弹力的大小为（）A.　　　B.　C.　　D.2、物体系的平衡问题例题6.如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力（）A.等于零B.不为零，方向向右C.不为零，方向向左D.不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右例题7.如图，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都μ，两物块的质量都是m，滑轮轴上的摩擦不计，若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为（）FQPA.4μmg　　　　B.3μmgC.2μmg　　　　D.μmg7\n3、动态平衡问题BCOGAO例题8.重为G的物体系在两根等长的细绳OA、OB上，轻绳的A端、B端挂在半圆形的支架上，如图所示.若固定A端的位置，将绳OB的B端沿半圆形支架从水平位置逐渐移至竖直位置C的过程中，则（）A.OB绳上的拉力先增大后减小B.OB绳上的拉力先减小后增大C.OA绳上的拉力先增大后减小D.OA绳上的拉力不断减小(三)弹簧弹力作用下的平衡问题1.弹簧类的问题时应依题意先判断弹簧原状态与形变后的状态，然后确定弹簧的受力特点。2.涉及弹簧的弹力及静摩擦力有关的平衡问题，分析时应注意胡克定律的应用，注意静摩擦力的可变性，静摩擦力的大小由物体所受外力和运动状态决定的。MNaRcb例题8.图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。（）A.有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态例题9.用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质里为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为30°，如图所示。则物体所受摩擦力（）A．等干零B．大小为mg，方向沿斜面向下C．大小为mg，方向沿斜面向上D．大小为mg，方向沿斜面向上警示易错试题警示1：:注意“死节”和“活节”问题。ABαα例10．如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体，平衡时，问：①绳中的张力T为多少?②A点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角，绳中张力如何变化?7\nOBAC例11.如图所示，AO、BO和CO三根绳子能承受的最大拉力相等，O为结点，OB与竖直方向夹角为θ，悬挂物质量为m。求：（1）OA、OB、OC三根绳子拉力的大小。（2）A点向上移动少许，重新平衡后，绳中张力如何变化？警示2：注意“死杆”和“活杆”问题。例12．如图所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的O点，轻杆OB可绕B点转动，求细绳OA中张力T大小和轻杆OB受力N大小。30oABCm例13．如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物，，则滑轮受到绳子作用力为：A.50NB.C.100ND.7\n课后练习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.如图所示长木板L的一端固定在铰链上，木块放在木板上，开始木板成水平位置．当木板向下转动，θ角逐渐增大的过程中，摩擦力的大小随θ角变化最有可能的是图中（）3．如图所示，一辆汽车沿水平面向右运动，通过定滑轮将重物A缓慢吊起，在吊起重物的过程中，关于绳子的拉力FT、汽车对地面的压力FN和汽车受到的摩擦力Ff的说法中正确的是（）A．FT不变，FN不变，Ff逐渐增大B．FT不变，FN逐渐增大，Ff逐渐增大C．FT逐渐增大，FN不变，Ff逐渐增大D．FT逐渐减小，FN逐渐增大，Ff逐渐增大涂料滚撑杆墙壁4.如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图．使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，以下说法正确的是（）A.F1增大，F2减小　　　　B.F1减小，F2增大C.F1、、F2均增大　　　　　　D.F1、、F2均减小5.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行，木块同时受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，则()A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是C．当F>时，木板便会开始运动D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动7\n6．如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则()PQA.Q受到的摩擦力一定变小B.Q受到的摩擦力一定变大C.轻绳上拉力一定变小D.轻绳上拉力一定不变7．A、B、C三物块质量分别为M、m和m０，作如图所示的联结。绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。若B随A一起沿水平桌面作匀速运动，则可以断定A.物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m０gB.物块A与B之间有摩擦力，大小为m０gC.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相同，合力为m０gD.桌面对A，B对A，都有摩擦力，两者方向相反，合力为m０gO2图中插入文字乙甲O1图中插入文字F图中插入文字8在固定于地面的斜面上垂直安放呢一个挡板，截面为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，直至甲与挡板接触为止。设乙对挡板的压力F1，甲对斜面的压力为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缓慢不变9．如图所示，光滑水平地面上放有截面为四分之一圆面的柱状物体A，A与竖直墙面之间放一光滑的圆柱形物体B。对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持静止，则以下说法正确的是（）A．水平外力F增大B．墙对B的作用力减小C．地面对A的支持力减小D．B对A的作用力减小10．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态.则(　　)A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到水平面的摩擦力一定为零C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等7\n11．一个倾角为q（0°＜q＜90°）的光滑斜面固定在竖直的光滑墙壁上，一铁球在一水平推力F作用下静止于墙壁与斜面之间，与斜面的接触点为A，如图所示。已知球的半径为R，推力F的作用线过球心，则下列判断正确的是（）AFROqA．推力F增大，斜面对球的支持力一定增大B．斜面对球的支持力一定大于球的重力C．推力F的最小值等于GcotqD．推力F增大，地面对斜面的支持力不变12.如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端得c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为()A.B.2C、D、13.如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为：（）A.（M+m）gB.（M+m）g－FC.（M+m）g+FsinθD.（M+m）g－Fsinθ14.木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动磨擦因数均为0.25；夹在A、B之间轻弹簧被压缩了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=1N的水平拉力作用在木块B上。如图所示.。力F作用后ABFA.木块A所受摩擦力大小是12.5NB.木块A所受摩擦力大小是11.5NC.木块B所受摩擦力大小是9ND.木块B所受摩擦力大小是7N7