2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點大通關(guān) 專題2.4 受力分析 共點力的平衡學(xué)案.doc
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專題2.4 受力分析 共點力的平衡考點精講一、受力分析1受力分析的定義:把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來,并畫出受力示意圖,這個過程就是受力分析2受力分析的一般步驟二、平衡狀態(tài)物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)物體的加速度和速度都為零的狀態(tài)叫做靜止?fàn)顟B(tài)物體的加速度為零,而速度不為零,且保持不變的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)說明:(1)靜止的物體速度一定為零,但速度為零的物體不一定靜止因此,靜止的物體一定處于平衡狀態(tài),但速度為零的物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)(2)共點力作用下的物體只要物體的加速度為零,它一定處于平衡狀態(tài),只要物體的加速度不為零,它一定處于非平衡狀態(tài)三、共點力作用下物體的平衡(1)共點力的平衡條件:物體所受合外力零,即F合= 0在正交分解形式下的表達式為Fx = 0,F(xiàn)y = 0(2)平衡條件的推論二力平衡:物體受兩個力作用而處于平衡狀態(tài)時,則這兩個力大小一定相等,方向相反,且作用在同一直線上,其合力為零,這兩個力叫做一對平衡力 三力平衡:物體受到三個力作用而處于平衡狀態(tài)時,則任意兩個力的合力必與第三個力大小相等,方向相反,且作用在同一直線若這三個力是非平行力,則三個力一定是共點力,簡稱為不平行必共點如果將三個力的矢量平移,則一定可以得到一個首尾相接的封閉三角形多力平衡:物體在多個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時,則其中的一個力與其余力的合力大小相等,方向相反,將這些力的矢量平移,則一定可以得到一個首尾相接的封閉多邊形(3)三力匯交原理:物體在三個不平行力的作用下平衡時,這三個力作用線必在同一平面內(nèi)且相交于一點考點精練1. 如圖所示,質(zhì)量mAmB的兩物體A、B疊放在一起,靠在豎直墻面上讓它們由靜止釋放,在沿粗糙墻面下落過程中,物體B的受力示意圖是() 【答案】A.2. 壁虎在豎直玻璃面上斜向上勻速爬行,關(guān)于它在此平面內(nèi)的受力分析,下列圖示中正確的是 ()【答案】A【解析】 壁虎在豎直玻璃面上斜向上勻速爬行,受力平衡,故受到的摩擦力一定和重力等大、反向,即方向豎直向上,A正確3如圖所示,甲、乙兩物體疊放在水平面上,用水平力F拉物體乙,它們保持靜止?fàn)顟B(tài),甲、乙間接觸面也為水平,則乙物體受力的個數(shù)為()A3個B4個C5個D6個【答案】C 【解析】先隔離甲,分析甲的受力,假設(shè)甲受乙對甲的摩擦力,那么甲在豎直方向上受重力和支持力,水平方向只受摩擦力,甲將不能保持靜止?fàn)顟B(tài),故甲、乙之間無摩擦力。再隔離乙,分析乙的受力物體乙一定受到重力G,地面的支持力FN1,甲對乙的壓力FN2,乙受水平向右的外力F,由平衡力的條件可知,地面對乙有水平向左的靜摩擦力,所以物體乙共受到5個力的作用,故選C。4. (多選)如圖所示,兩個相似的斜面體A、B在豎直向上的力F的作用下靜止靠在豎直粗糙墻壁上關(guān)于斜面體A和B的受力情況,下列說法正確的是()AA一定受到四個力BB可能受到四個力CB與墻壁之間一定有彈力和摩擦力D A與B之間一定有摩擦力【答案】AD5如圖所示,質(zhì)量為m的硬質(zhì)面字典A對稱跨放在硬質(zhì)面的書本B上將書本B的一端緩慢抬高至字典剛要滑動,此時書脊與水平面的夾角為.下列說法中正確的是()AA受到三個力的作用BB對A的最大靜摩擦力的合力為mgsin CB的一個側(cè)面對A的彈力為mgcos DB對A的作用力為零【答案】B6. 如圖所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O為球心一質(zhì)量為m的小滑塊,在水平力F的作用下靜止于P點,設(shè)滑塊所受支持力為FN,OP與水平方向的夾角為.下列關(guān)系正確的是()AFBFmgtan CFN DFNmgtan 【答案】A【解析】法一:合成法滑塊受力如圖甲,由平衡條件知:tan ,sin F,F(xiàn)N.法二:效果分解法將重力按產(chǎn)生的效果分解,如圖乙所示,F(xiàn)G2,F(xiàn)NG1.法三:正交分解法將滑塊受的力水平、豎直分解,如圖丙所示,mgFNsin ,F(xiàn)FNcos ,聯(lián)立解得:F,F(xiàn)N.法四:封閉三角形法如圖丁所示,滑塊受的三個力組成封閉三角形,解直角三角形得:F,F(xiàn)N.7如圖所示,滑塊A置于水平地面上,滑塊B在一水平力作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時A恰好不滑動,B剛好不下滑已知A與B間的動摩擦因數(shù)為1,A與地面間的動摩擦因數(shù)為2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力A與B的質(zhì)量之比為()A. B.C. D.【答案】B方法突破方法1 受力分析 詮釋:把指定物體(研究對象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來,并畫出受力圖,這個過程就是受力分析。(1)整體法:在研究連接體或疊體的問題時,常把幾個相互作用的物體作為一個整體看成一個研究對象。(2)隔離法:將研究對象從相互作用的物體中隔離出來,進行受力分析。題組3 受力分析法1如圖所示,物塊a、b質(zhì)量分別為2m、m,水平地面和豎直墻面均光滑,在水平推力F作用下,兩物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),則 ()A物塊b受四個力作用B物塊b受到的摩擦力大小等于2mgC物塊b對地面的壓力大小等于mgD物塊a受到物塊b的作用力水平向右【答案】B 2如圖所示,兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上,A、B之間的接觸面傾斜。A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上,關(guān)于兩木塊的受力,下列說法正確的是()AA、B之間一定存在摩擦力作用 B木塊A可能受三個力作用C木塊A一定受四個力作用 D木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右【答案】B【解析】由于AB間接觸面情況未知,若AB接觸面光滑,則AB間沒有摩擦力,此時A受重力、B對A的支持力和墻壁對A的彈力而平衡,故A、C錯誤,B正確;木塊B受推力F、A對B的壓力,若壓力向右的分力等于F,則地面對B沒有摩擦力,故D錯誤。3如圖所示,水平橫梁的一端A插在豎直墻內(nèi),與墻相垂直,另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端C固定于墻上,另一端跨過滑輪后懸掛一重物m。則下述說法中正確的是()A輕繩對橫梁作用力的方向沿橫梁指向豎直墻B繩對橫梁的作用力一定大于重物對繩的拉力C所掛重物m的質(zhì)量越大,繩對橫梁的作用力也越大D若使繩的C端位置升高,則繩BC段的作用力會減小【答案】C 【解析】滑輪兩邊細繩的拉力均為mg,輕繩對橫梁作用力是豎直向下的mg與沿BC斜向上的mg的合力,所以其方向不沿橫梁指向豎直墻;其大小也不一定大于重物對繩的拉力mg;所掛重物m的質(zhì)量越大,則豎直向下的mg與沿BC斜向上的mg的合力越大,繩對橫梁的作用力也越大;若使繩的C端位置升高,則繩BC段的作用力仍等于mg.選項C正確。4如圖所示,質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈B上,現(xiàn)用大小相等、方向相反的水平力F分別推A和B,它們均靜止不動,重力加速度為g,則( )AA與B之間一定存在摩擦力BB與地面之間一定存在摩擦力CB對A的支持力一定小于mgD地面對B的支持力的大小一定等于(Mm)g【答案】D 5如圖所示,兩個光滑金屬球a、b置于一個桶形容器中,兩球的質(zhì)量mamb,對于圖中的兩種放置方式,下列說法正確的是 ()A兩種情況對于容器左壁的彈力大小相同B兩種情況對于容器右壁的彈力大小相同C兩種情況對于容器底部的彈力大小相同D兩種情況兩球之間的彈力大小相同【答案】C【解析】由幾何知識可知,兩種情況下兩球球心的連線互相平行,也就是說,下面小球?qū)ι厦嫘∏驈椓Φ姆较蛳嗤厦嫘∏蚴艿降膹椓Φ呢Q直方向上的分力大小等于重力,水平方向上的分力等于對左壁的彈力,顯然a球在上面時對左壁的彈力大,兩球之間的彈力也大,A、D兩項錯誤;將兩球看做整體分析可知,在同一容器里對左壁的彈力大小等于對右壁的彈力,所以是b球在下面時對右壁作用力大,而對底部的作用力大小相同,B項錯誤、C項正確。點評:若不涉及物體間內(nèi)部相互作用,一般用整體法,即以整體為對象;反之,若研究物體間內(nèi)部的相互作用,則要用隔離法,選對象的原則是受力較少的隔離體。方法2 處理平衡問題常用的方法 詮釋:處理平衡問題常用的方法:(1)合成法(2)分解法(3)正交分解法(4)力的三角形法題組4 處理平衡問題常用的方法1自卸式運輸車是車廂配有自動傾卸裝置的汽車,又稱為翻斗車、工程車,由汽車底盤、液壓舉升機構(gòu)、取力裝置和貨廂組成。如圖所示,在車廂由水平位置逐漸抬起的過程中,有關(guān)貨物所受車廂的支持力N和摩擦力f,下列說法中正確的是()A摩擦力f逐漸增大 B摩擦力f先增大后不變C支持力N逐漸減小D支持力N先減小后不變【答案】C2(多選)如圖所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動,在O點懸掛一重物M,將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上,此時整個系統(tǒng)保持靜止。Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小,F(xiàn)N表示木塊與擋板間正壓力的大小。若擋板間的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高,則( )AFf變小BFf不變 CFN變小 DFN變大 【答案】BD3如圖所示,一個教學(xué)用的直角三角板的邊長分別為a、b、c,被沿兩直角邊的細繩A、B懸吊在天花板上,且斜邊c恰好平行天花板,過直角的豎直線為MN。設(shè)A、B兩繩對三角形薄板的拉力分別為Fa和Fb,已知Fa和Fb及薄板的重力為在同一平面的共點力,則下列判斷正確的是()A薄板的重心在MN線上B薄板的重心不在MN線上CD【答案】AC【解析】因為Fa和Fb的作用線的反向延長線的交點為直角頂點,F(xiàn)a和Fb及薄板的重力為共點力,故重力必過直角頂點,故A正確;如圖所示,故C正確。4如圖所示,將兩根勁度系數(shù)均為k、原長均為L的輕彈簧一端固定于水平天花板上相距為2L的兩點,另一端共同連接一質(zhì)量為m的物體,平衡時彈簧與豎直方向的夾角為37,若將物體的質(zhì)量變?yōu)镸,平衡時彈簧與豎直方向的夾角為53(sin 370.6),則等于 ()ABCD【答案】A 5如圖所示,質(zhì)量為m15 kg的滑塊,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小為30 N的力F推滑塊,滑塊沿斜面向上勻速運動,斜面體質(zhì)量m210 kg,且始終靜止,取g10 m/s2,)斜面對滑塊的摩擦力大小為 N;地面對斜面體的摩擦力大小為 N,支持力大小為 N。【答案】5 N15 N135 N 【解析】用隔離法:對滑塊作受力分析,如圖甲所示,在平行斜面的方向上,F(xiàn)m1gsin 30Ff,F(xiàn)fFm1gsin 30(305100.5) N5 N。用整體法:因兩個物體均處于平衡狀態(tài),故可以將滑塊與斜面體當(dāng)做一個整體來研究,其受力如圖乙所示,由圖乙可知:在水平方向上有F地Fcos 3015 N;在豎直方向上有FN地(m1m2)gFsin 30135 N。6如圖所示,一個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O是球心,碗的內(nèi)表面光滑一根輕質(zhì)桿的兩端固定有兩個小球,質(zhì)量分別是m1、m2。當(dāng)它們靜止時,m1、m2與球心的連線跟水平面分別成60、30角,則兩小球質(zhì)量m1與m2的比值是 ()A12 B.1 C21 D.2【答案】B方法3 處理動態(tài)平衡問題常用的方法 詮釋:處理動態(tài)平衡問題常用的方法:(1)圖解法(2)解析法(3)定性結(jié)論法: 物體在三個力作用下處于動態(tài)平衡時,一個力一定,其他兩個力大小隨著二者所夾角的度數(shù)的增大,而增大;兩個力大小一定,另一個力的大小隨著二者所夾角的度數(shù)的增大,而減小。題組5 處理動態(tài)平衡問題常用的方法1如圖所示,小方塊代表一些相同質(zhì)量的鉤碼,圖中O為輕繩之間連接的結(jié)點,圖中光滑的滑輪跨在輕繩上懸掛鉤碼,兩裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將圖中的B滑輪或圖中的端點B沿虛線稍稍上移一些,則關(guān)于角的變化說法正確的是()A圖、圖中的角均增大B圖、圖中角均不變C圖中角增大、圖中角不變化D圖中角不變、圖中角變大【答案】B 題圖中,當(dāng)B點稍上移時,角仍然不變,所以只有B項正確。2質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O,如圖所示用T表示繩OA段拉力的大小,在O點向左移動的過程中()AF逐漸變大,T逐漸變大BF逐漸變大,T逐漸變小CF逐漸變小,T逐漸變大DF逐漸變小,T逐漸變小【答案】A【解析】法一:解析法設(shè)繩OA段與豎直方向的夾角為,對O點進行受力分析,列平衡方程得Fmgtan ,T,則隨的逐漸增大,F(xiàn)逐漸增大,T逐漸增大,A正確法二:圖解法由題意知,系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài),分析O點的受力情況如圖甲所示,其中TG恒定不變,F(xiàn)方向不變,T大小方向均改變,在O點向左移動的過程中,角逐漸變大,由動態(tài)矢量三角形(圖乙)可知F、T均逐漸變大,故A項正確3如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA、mB,且mAmB,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?;喌馁|(zhì)量和一切摩擦均不計,如果繩一端由Q點緩慢地向左移到P點,整個系統(tǒng)重新平衡后,物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角的變化情況是()A物體A的高度升高,角變大B物體A的高度降低,角變小C物體A的高度升高,角不變D物體A的高度不變,角變小【答案】C【解析】最終平衡時,繩的拉力F大小仍為mAg,由二力平衡可得:2Fsin=mBg,故角不變,但因懸點由Q移到P,左側(cè)部分繩子變長,故A應(yīng)升高,所以C正確。4如圖所示,小球用細繩系住,繩的另一端固定于O點現(xiàn)用水平力F緩慢推動斜面體,小球在斜面體上無摩擦地滑動,細繩始終處于直線狀態(tài),當(dāng)小球升到接近斜面頂端時細繩接近水平,此過程中斜面對小球的支持力FN以及繩對小球的拉力FT的變化情況是()AFN保持不變,F(xiàn)T不斷增大BFN不斷增大,F(xiàn)T不斷減小CFN保持不變,F(xiàn)T先增大后減小DFN不斷增大,F(xiàn)T先減小后增大【答案】D.【解析】選小球為研究對象,其受力情況如圖所示,用平行四邊形定則作出相應(yīng)的“力三角形OAB”,其中OA的大小、方向均不變,AB的方向不變,推動斜面時,F(xiàn)T逐漸趨于水平,B點向下移動,根據(jù)動態(tài)平衡,F(xiàn)T先減小后增大,F(xiàn)N不斷增大,選項D正確5如圖所示,橫截面為直角三角形的斜劈A,底面靠在粗糙的豎直墻面上,力F通過球心水平作用在光滑球 B上,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)力F增大時,系統(tǒng)還保持靜止,則下列說法正確的是()AA所受合外力增大 BA對豎直墻壁的壓力增大CB對地面的壓力一定增大 D墻面對A的摩擦力可能變?yōu)榱恪敬鸢浮緽CD 點評:對力分解的動態(tài)問題,首先要明確合力與分力,其次要明確哪些力是不變量,哪些力是變化量,即明確哪些力的大小或者方向變化,哪些力的大小和方向都變化,此類問題常用圖解法分析,其一般程序為:(1)根據(jù)實際情況分解力,并作出合力與分力的平行四邊形或三角形。(2)根據(jù)分力方向的變化,由圖示的平行四邊形或三角形的邊角關(guān)系,推斷分力的變化情況。6如圖所示,一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮一切摩擦,如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點轉(zhuǎn)至水平位置,則此過程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是()AF1先增大后減小,F(xiàn)2一直減小BF1先減小后增大,F(xiàn)2一直減小CF1和F2都一直減小DF1和F2都一直增大【答案】B7. 如圖所示,質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的最大值一定,桿的A端用鉸鏈固定,光滑輕小滑輪在A點正上方,B端吊一重物G,現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端,用拉力F將B端緩縵上拉,在AB桿達到豎直前(均未斷),關(guān)于繩子的拉力F和桿受的彈力FN的變化,判斷正確的是()AF變大 BF變小CFN變大 DFN變小【答案】B【解析】設(shè)物體的重力為G。以B點為研究對象,分析受力情況,作出受力分析圖,如圖所示:作出力FN與F的合力F2,根據(jù)平衡條件得知,F(xiàn)2F1G。由F2FNBABO得,解得FNG,式中,BO、AO、G不變,則FN保持不變,C、D錯誤;由F2FNBABO得,AB減小,則F一直減小,A錯誤,B正確。8. (多選) 如圖所示,質(zhì)量均為m的小球A、B用勁度系數(shù)為k1的輕彈簧相連,B球用長為L的細繩懸于O點,A球固定在O點正下方,當(dāng)小球B平衡時,繩子所受的拉力為T1,彈簧的彈力為F1;現(xiàn)把A、B間的彈簧換成原長相同但勁度系數(shù)為k2(k2k1)的另一輕彈簧,在其他條件不變的情況下仍使系統(tǒng)平衡,此時繩子所受的拉力為T2,彈簧的彈力為F2,則下列關(guān)于T1與T2、F1與F2大小之間的關(guān)系,正確的是()AT1T2 BT1T2 CF1F2 DF1F2【答案】BC- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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