受力分析力的平衡.docx

受力分析(个数)考点一物体的受力分析受力分析时的注意事项(1) 养成按“一重力、二弹力、三摩擦、四其他”的顺序分析受力的习惯.(2) 明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等).(3) 分析弹力、摩擦力这些接触力时，按一定的绕向围绕研究对象一周，对接触面逐一分析，在弹力和 摩擦力不确定时，可结合产生条件和受力分析的结果与题中物体状态是否相符来判断.(4) 区分研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力.【典例1】(2011-山东泰安模拟)图 23 5如图2-3-5所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的，绳子呈水平状态，两木块均保持静止.则 关于木块A和木块B的受力个数不可能的是().A. 2个和4个 B. 3个和4个C. 4个和4个D. 4个和5个解析确定B和斜面之间一定有静摩擦力，A、B的受力图如(1) 若绳子的拉力为零.以A、B为研究对象 右图，所以选项A正确.(2) 若绳子上有拉力，对A、B分别画受力图可知，A受到重力、B对A的支持力、绳子的拉力和B对 A的摩擦力而平衡，B受到重力、A对B的压力、斜面对B的支持力和A对B的摩擦力，斜面对B的摩擦 力可有可无，所以选项C、D正确.答案B受力分析的基本思路II借题发挥I【变式1】图 23 6(2011-辽宁沈阳二测)如图2-3-6所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止 状态.若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体各受几个力().A. 3个、4个B. 4个、4个C. 4个、5个D. 4个、6个解析 对物体A受力分析，竖直方向上受两个力：重力和支持力；水平方向上受两个力：水平林和 B对A的摩擦力，即物体A共受4个力作用；对物体B受力分析，竖直方向上受3个力作用：重力、地面的支持力、A对B的压力；水平方向上受两个力作用：水平力尸和A对B向右的摩擦力，即物体B共受5 个力的作用，故答案C正确.答案C1. 如图所示，力、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，4、B间接触面光滑， 在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体4恰好不离开地面，则物体4 的受力个数为（）ABB. 4A. 3C. 5D. 61. 解析 答案 A物体4恰好不离开地面，即4与地面间无压力无摩擦力， 故4受到重力、推力F和B对4的弹力，共三个力的作用，A项正确.2. 有一块长方体木板被锯成如图所示的4、B两块放在水平面桌面上，4、 B紧靠在一起，木块4的角度如图所示.现用水平方向的力F垂直于板的左边推 木板B，使两块板4、B保持原来形状整体沿力F的方向匀速运动，则（）B60°入A木块4在水平面内受两个力的作用，合力为零B. 木板4只受一个摩擦力C. 木板B对4的压力小于桌面对木板4的摩擦力D. 木板B在水平面内受三个力的作用2解析答案C 对木块4进行受力分析，水平面内受到B的弹力和摩擦力 以及桌面的摩擦力三个力的作用，合力为零，A、B项错；木板B在水平面内受 到4的弹力和摩擦力以及桌面的摩擦力、推力F四个力的作用，D项错.3.图 2 3 2如图2-3-2所示，一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力尸作用而做匀速直线运动，则下列 说法正确的是().A.B.C.D.物体可能只受两个力作用物体可能受三个力作用物体可能不受摩擦力作用物体一定受四个力作用解析本题考查根据物体的运动状态分析物体的受力，摩擦力产生的条件等知识点.物体做匀速直线 运动，则受力平衡，将拉力F在水平方向和竖直方向上分解，则物体一定要受到滑动摩擦力的作用.再根 据摩擦力产生的条件知，一定有弹力.因此物体一定会受到四个力的作用.答案D力的平衡1.质量为m的长方形木块静止在倾角为0的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是 ().A. 沿斜面向下B.垂直于斜面向上C.沿斜面向上D.竖直向上1解析 答案D如图所示，物体受重力mg、支持力N、摩擦力f而处于静止状态，故支持力与摩擦 力的合力必与重力等大反向，D正确.超市中小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼，如图2-3-4所示.假设 小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止，自动扶梯的倾角为30°，小张的质量为M，小张与扶梯间的摩 擦因数为#，小车与扶梯间的摩擦忽略不计.则().A. 小张对扶梯的压力大小为Mgcos 30°，方向垂直于斜面向下B. 小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin 30°，方向沿斜面向下C. 扶梯对小张的摩擦力大小为(M+m)gcos 30°，方向沿斜面向上D. 小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等，这是因为人和车均处于平衡状态解析对购物车进行受力分析，购物车受到的人的推力F = mgtan仇对人进行受力分析，人受到的摩 擦力 f= Mgsin 0 + Fcos 0 = （M+ m）gsin 6,沿斜面向上，人受到的弹力 N = Mgcos 0 - Fsin 0 = Mgcos 0 - mgsin 仇an 0, A、C错，B对；小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力，大小相等方向相反，D错.答案B13. （2012-潍坊模拟）如图213所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上， 劲度系数为k的轻弹簧，一端系在小球上，另一端固定在墙上的P点，小球静止时，弹 簧与竖直方向的夹角为30°，则弹簧的伸长量为（）AmgBV3mgD.图 2 13解析：对小球受力分析如图所示，由几何关系得，F弹=Fn，由共点力作用下物体的平衡可知，2F弹 cos30° = mg,其中 F 弹=kx，解得 x =、*g，故选 C。mg答案：C动态平衡问题的分析“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过 程中的每一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题.解决这类问题的 一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”.【典例3】如图23 9所示，图 2 3 9两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方 向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是（）.A. 增大B.先减小，后增大C.减小D.先增大，后减小解析 法一 图解法 对力的处理（求合力）采用合成法，应用合力为零求解时采用图解法（画动态平行 四边形法）.作出力的平行四边形，如图甲所示.由图可看出，FBc先减小后增大.法二 解析法 对力的处理(求合力)采用正交分解法，应用合力为零求解时采用解析法.如图乙所示， 将fab、fbc分别沿水平方向和竖直方向分解，由两方向合力为零分别列出：FABcos 60° = FB Csin 0,FABSin 60° + FBCCOS 0=FB，联立解得F"n(30° + 0)=与，显然，当0 = 60°时，Fbc最小，故当0变大时，Fbc先变小后变大.答案BI借题发挥I 解决动态平衡问题的常用方法方法解析法图解法(1)列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式(2)根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况 根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化(2) (2)确定未知量大小、方向的变化【变式3】图 2 3 10如图23 10所示用一根细线系住重力为G、半径为R的球，其与倾角为a的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜 面的接触面非常小，当细线悬点。固定不动，斜面劈缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下 述正确的是().A. 细绳对球的拉力先减小后增大B. 细绳对球的拉力先增大后减小C. 细绳对球的拉力一直减小D. 细绳对球的拉力最小值等于G解析以小球为研究对象，其受力分析如图所示，因题中“缓慢”移动，故小球处于动态平衡，由图知在题 设的过程中，F 一直减小，当绳子与斜面平行时，F与N垂直，F有最小值，且Fmin = Gsin a，故选项C 正确.mm答案 C15.(2012-南昌调测)在上海世博会最佳实践区，江苏城市案例馆中穹形门窗充满了浓郁的地域风情和人 文特色。如图218所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂 一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等 高)。则绳中拉力大小变化的情况是()图215A.先变小后变大B.先变小后不变C.先变大后不变D.先变大后变小解析：在绳另一端由B点向。点靠近的过程中，在滑过半圆支架直径端点前，滑轮两侧的绳子夹角逐 渐变大，滑轮两侧绳子拉力的合力始终等于物体的重力，故绳子上的张力变大；绳端滑过圆弧端之后向。 点靠近过程中，滑轮两侧绳子的夹角不变，故绳子上的张力也不变。选项C正确。答案：C14.如图2-14所示，两个质量都为m的小球A、B用轻杆连接后斜靠在墙上处于平 衡状态，已知墙面光滑，水平面粗糙，现将A球向上移动一小段距离，两球再次达到平 衡，那么将移动后的平衡状态与原来平衡状态相比较，地面对B的支持力Fn和摩擦力f 的大小变化情况是（）A. Fn不变，f增大B. Fn不变，f减小C. Fn增大，f增大D. Fn增大，f减小图2-14解析：对A、B系统整体法分析受力，地面对B的支持力Fn的大小等于A、B总重力的大小，即Fn 不变，地面对B的摩擦力f水平向左，大小等于墙壁对A水平向右的弹力Fn；对A球进行隔离法分析受 力，FN = mgtan0，其中3为轻杆与竖直墙面的夹角，A球上移，3减小，Fn减小，即f减小，选项B正确。答案：B7.如图7所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A 的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态，若才把4向 右移动少许后，它们仍处于静止状态，则（）A. 球B对墙的压力增大B. 物体A与球B之间的作用力增大图7C. 地面对物体A的摩擦力减小D. 物体A对地面的压力减小解析：A对B的支持力F1指向圆弧的圆心，当A向右移动时，F1与竖直方向的夹角3将减小，设F2 为竖直墙对B的压力，根据力的平衡条件得：FC0s3 = mg，F1sin3 = F2， 3减小，则F1减小，B错误；F2 =mgtan3，3减小，F2减小，A错误，对A、B利用整体法分析，地面对物体的摩擦力f的大小等于F2， F2减小，f减小，C正确；A对地面的压力大小等于A、B重力之和，是确定值，D错误。答案：C6.如图6所示，一小球用轻绳悬于0点，用力F拉住小球，使悬绳保持偏离竖直方向75°角，且小球始终处于平衡状态，为了使F有最小值，F与竖直方向的夹角0应该是（）图6A. 90°B. 45°C. 15°D. 0°解析：如图所示，小球受力平衡，其所受的重力mg、力F和轻绳拉力构成封闭的三角形，轻绳的拉力沿图中虚线方向；当力f与轻绳方向垂直时，其大小最小，由几 何关系可知，此时力F与竖直方向的夹角0是15°。故C正确。突'答案：C