受力分析物体的平衡.docx

1、受力分析 物体的平衡【专题一】受力分析 物体的平衡【考情分析】1本专题涉及的考点有：滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数；形变、弹性、胡克定律；力的合成和分解。大纲对“滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数，形变、弹性、胡克定律”等考点均为类要求；对“力的合成和分解”为类要求。力是物理学的基础，是高考必考内容。其中对摩擦力、胡克定律的命题几率较高。主要涉及弹簧类问题、摩擦力等，通过连接体、叠加体等形式进行考查。力的合成与分解、摩擦力的概念及变化规律是复习的重点。2本专题的高考热点主要由两个：一是有关摩擦力的问题，二是共点的两个力的合成问题。本章知识经常与牛顿定律、功和能、电磁场等内容综合考查。单纯考查本章的题型

2、多以选择题为主，中等难度。【知识交汇】1重力（1）产生：重力是由于地面上的物体受地球的_而产生的，但两地得不等价，因为万有引力的一个分力要提供物体随地球自转所需的_而另一个分力即重力，如图所示万有引力、向心力（2）大小：随地理位置的变化而变化在两极： 在赤道： 一般情况下，在地表附近G=_mg（3）方向：竖直向下，并不指向地心2弹力（1）产生条件：接触；挤压；_形变（2）大小：弹簧弹力，其它的弹力利用牛顿定律和_求解平衡条件（3）方向：压力和支持力的方向垂直于_指向被压或被支持的物体，若接触面是球面，则弹力的作用线一定过_绳的作用力_沿绳，杆的作用力_沿杆接触面、球心、一定、不一定提醒 绳只能

3、产生接力，杆既可以产生拉力，也可以产生支持力，在分析竖直面内的圆周运动问题应注意二者区别3摩擦力（1）产生条件：接触且挤压；接触面粗糙；有_或_相对运动、相对运动趋势（2）大小：滑动摩擦力，与接触面的_无关；静摩擦力根据牛顿定律或平衡条件来求面积（3）方向：沿接触面的_方向，并且与相对运动或相对运动趋势方向相反切线4力的合成与分解由于力是矢量，因此可以应用平行四边形定则进行合成与分解，常用_法和_法来分析平衡问题正交分解、力的合成5共点力的平衡（1）状态：静止或_匀速运动（2）条件：_F合=0【思想方法】1处理平衡问题的基本思路：确定平衡状态（加速度为_）巧选研究对象（整体法或隔离法）受力分析

4、建立平衡方程求解或作讨论零2常用的方法有：（1）在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用_法假设（2）求解平衡问题常用：正交分解法、力的合成法（在三个共点力作用下的平衡，任意两个合力必与第三个力等大反向）、解矢量三角形法和_法（分析动态平衡问题）图解一、受力分析【例1】如图所示，物体A靠在倾斜的墙面上，在与墙面和B垂直的力F作用下，A、B保持静止，试分析A、B两物体受力的个数解析 先取B为研究对象，把A看作墙的一部分，受力如下图所示若只受GB和F，B物体不能静止，因此A对B有沿接触面向上的静摩擦力Ff1，受Ff1则一定有A对B的弹力FN，B受4个力作用取AB整体为研究对象，同理可得墙对A有

5、沿墙面向上的静摩擦力Ff2和墙的弹力FNA；由牛顿第三定律知A还受B的斜向下的静摩擦力Ff1和垂直接触面向上的弹力FN，还有自身的重力GA，共5个力 答案 A受5个力，B受4个力【解题指导】1在分析两个以上相互作用物体的受力时，要整体法和隔离法相互结合2确定摩擦力和弹力的方向时，通常根据物体所处的状态，采用“假设法”判断3当直接分析某一物体的受力不方便时，常通过转移研究对象，先分析与其相互作用的另一物体的受力，然后根据牛顿第三定律分析该物体的受力上例中就是先分析了B的受力，又分析A的【强化练习1】（2010海南3） 两刚性球a和b的质量分别为ma和mb，直径分别为da和db（dadb）将a、b

6、球依次放入一竖直放置内径为r的平底圆筒内，如图所示设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为Ff1和Ff2，筒底所受的压力大小为F已知重力加速度大小为g，若所有接触都是光滑的，则 （ ）AF=（ma+mb）g，Ff1=Ff2 BF=（ma+mb）g，Ff1Ff2 CmagF（ma+mb）g，Ff1=Ff2 DmagFF2 C若l1l2，则两绳受到的拉力F1l2，则两绳受到的拉力F1=F2解析 当物体达到平衡状态时，绳拉力的方向与框架垂直受力分析如下图所示，OP、OQ与竖直方向的夹角都为，因此不管两绳长度如何，拉力都相等答案 AD四、有弹簧作用的物体平衡问题【例4】（2010平顶山许昌新乡三模

7、） 如图所示，在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3， 中间分别用一原长均为L，劲度系数均为k的轻弹簧连接起来已知木块与传送带间的动摩擦因数为 现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上，传送带按图示方向匀速运动，当三个木块达到平衡后，2、3两 木块之间的距离是（已知重力加速度为g） （ ） AL+（m1+m2）g/k BL+m2g/k CL+（m1+m2+m3）g/k DL+m3g/k 解析 取m3为研究对象，受力分析如右图所示 由受力平衡得F=kx=m3g，x=，2、3两木块之间的距离为L+x=L+ 【拓展探究2】上例中1、3两木块之间的距离为多少?解析 取2、3两木块整

8、体为研究对象，受力分析如右图所示 F=Ff kx=（m2+m3）g x=因此1、3两木块之间的距离为2L+x+x=2L+答案 2L+【解题指导】1弹簧连接的物体平衡和运动是物理中常见的情景，静止时的平衡态即为合力为零时；物体在运动过程中，弹簧弹力的大小，方向是可变的，所以在平衡态时常有最大速度（如简谐振动）出现2分析弹簧问题时，特别注意找到原长位置，平衡位置和极端位置 3在计算题中，弹簧的平衡态以一个知识点出现，列出平衡方程即可以求解【强化练习4】（2010潍坊市考前模拟）如图所示，完全相同的A、B两球，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间夹着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止时，弹簧

9、处于水平方向，两根细线之间的夹角为，则弹簧的长度被压缩了 （ ）A B C D 解析 取A球为研究对象，受力分析如右图所示 平移后构成矢量三角形，由几何关系得F=mgtan=kx，x=，C正确 答案 C【能力提升】1（2010长春、哈尔滨、沈阳、大连四市第三次联考） 如图所示， 轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重为10 N的物体A、B是固定的表面光滑的圆柱体当A静止时，轻绳与天花板的夹角为30，B到绳的压力是 （ ）A5 N B10 NC N D N 2（2010三明市质检） 如图所示，用一根细绳通过定滑轮拉物体m，物体m静止不动则下列物体m的受力分析示意图正确的是 （ ）3 （20

10、10大连市二模） 如图所示， 质量为m的AB杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆A端施加的作用力为 （ ） A受支持力和摩擦力作用 B仅受支持力作用C仅受摩擦力作用 D无法确定受几个力作用4（2010广元市三检）倾角为30的斜面体放在水平地面上，在斜面上放一个质量为5 kg的小物块，系统处于静止状态 若在小物块上再作用一个竖直向上的力F=4 N，如图所示则地面对斜面体的支持力FN，小物块受到的摩擦力Ff的变化情况是 （ ）AFN减小了4 NBFN的减小量小于4 NCFf减小了4 N DFf的减小量小于4 N5（2010上海市普陀区4月调研） 如图所示， 斜面体b的质量为M，放

11、在粗糙的水平地面上质量为m的滑块a以一定的初速度沿着有摩擦的斜面向上滑，然后又返回，整个过程中b相对地面没有移动由此可知 （ ）A地面对b一直有向右的摩擦力 B地面对b一直有向左的摩擦力 C地面对b的摩擦力方向先向左后向右 D地面对b的支持力一直小于（M+m）g6（2010潍坊市二模）如图所示， 倾斜天花板平面与竖直方向夹角为，推力F垂直天花板平面作用在木块上，使其处于静止状态，则（ ）A木块一定受三个力作用 B天花板对木块的弹力FNF C木块受的静摩擦力等于mgcos D木块受的静摩擦力等于mg/cos7 （2010济南市三模） 如图所示， 物体P左边用一根轻弹簧和竖直墙相连，放在粗糙水平面

12、上，静止时弹簧的长度大于原长若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P，直到把P拉动在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力Fk的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是 （ ）AFk保持不变，Ff先减小后增大 BFk保持不变，Ff始终减小 CFk先不变后增大，Ff先减小后增大 DFk始终增大，Ff始终减小8（2010南昌市二模）如图所示，在粗糙的斜面上， 物块用劲度系数为100 N/m的轻质弹簧平行于斜面拉住此物块放在ab间任何位置均能静止，在其他位置不能静止测得ab=22 cm，Oa=8 cm，则物块静止在斜面上时受到的摩擦力大小可能为 （ ）A14 N B10 N C6 N D2 N

13、 9（2010泉州市5月质检）如图所示， 将细线的一端系在右手中指上，另一端系上一个重为G的钩码用一支很轻的铅笔的尾部顶在细线上的某一点，使细线的上段保持水平，笔的尖端置于右手掌心铅笔与水平细线的夹角为，则 （ ）A中指受到的拉力为Gsin B中指受到的拉力为GcosC手心受到的压力为 D手心受到的压力为附：【能力提升】参考答案1答案 B解析：受到绳的压力是两侧绳子拉力的合力，由于夹角为120，两根绳拉力的合力与拉力相等，即等于A物体的重力2答案 D解析 由于m静止不动，一定受摩擦力，受摩擦力则接触面间肯定有弹力3答案 A解析 可用“假设法”来判断，即假设不受摩擦力，则杆将会向左滑动4答案 AD解析 采用整体法受力分析可知A正确对小物块受力分析如右图所示，由平衡知Ff=（mg-F）sin， D正确5答案 BD解析 a上滑和返回过程，其加速度方向都沿斜面向下，取ab整体为研究对象可知B正确;由于加速度a的方向向下，处于失重状态， D对6答案 C解析 受力分析如下图所示，Ff=mgcos， C正确7答案 A解析 水平力F刚开始作用时受力分析如右图所示， 由于P不动，弹簧形变量不变，Fk不变而由Fk=Ff+F知Ff先减后增， A正确8答案 CD9答案 C解析 受力分析如图所示 FNcos=FT，FNsin=FTG FTG=G，FN= 解得FT=C正确高考+试题库高(考试题库