受力分析及物體平衡典型例題解析

1、專練3 受力分析物體的平衡一、單項(xiàng)選擇題1如圖1所示，質(zhì)量為2 kg的物體B和質(zhì)量為1 kg的物體C用輕彈簧連接并豎直地靜置于水平地面上再將一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體A輕放在B上的一瞬間，彈簧的彈力大小為(取g10 m/s2)()A30 N B0C20 N D12 N答案C2(2014上海單科，9)如圖2，光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，A端與水平面相切，穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由A向B運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)始終沿軌道的切線方向，軌道對(duì)球的彈力為FN，在運(yùn)動(dòng)過程中()AF增大，F(xiàn)N減小 BF減小，F(xiàn)N減小CF增大，F(xiàn)N增大 DF減小，F(xiàn)N增大解析對(duì)球受力分析，受重力、支持力和拉力，根

2、據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有：FNmgcos 和Fmgsin ，其中為支持力FN與豎直方向的夾角；當(dāng)物體向上移動(dòng)時(shí)，變大，故FN變小，F(xiàn)變大；故A正確，BCD錯(cuò)誤答案A3(2014貴州六校聯(lián)考，15)如圖3所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B.A和B之間有一根處于壓縮狀態(tài)的彈簧，物體A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)下列說法中正確的是()AB受到向左的摩擦力 BB對(duì)A的摩擦力向右C地面對(duì)A的摩擦力向右 D地面對(duì)A沒有摩擦力解析彈簧被壓縮，則彈簧給物體B的彈力水平向左，因此物體B平衡時(shí)必受到A對(duì)B水平向右的摩擦力，則B對(duì)A的摩擦力水平向左，故A、B均錯(cuò)誤；取A、B為一整體，因其水平方向不受外力，則地面對(duì)A沒有

3、摩擦力作用，故D正確，C錯(cuò)誤答案D4(2014內(nèi)蒙古包頭測(cè)評(píng))如圖4所示，物體A置于水平地面上，力F豎直向下作用于物體B上，A、B保持靜止，則物體A的受力個(gè)數(shù)為()A3 B4C5 D6解析利用隔離法對(duì)A受力分析，如圖所示A受到重力GA，地面給A的支持力N地，B給A的壓力NBA，B給A的摩擦力fBA，則A、C、D錯(cuò)誤，B正確答案B5(2014廣州綜合測(cè)試)如圖5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(gè)力作用C木塊A一定受四個(gè)力作用D木塊B受到地面的摩擦力作用方

4、向向右解析A、B之間可能不存在摩擦力作用，木塊A可能受三個(gè)力作用，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；木塊B也可能不受地面的摩擦力作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案B6(2014佛山調(diào)研考試)如圖6所示是人們短途出行、購物的簡(jiǎn)便雙輪小車，若小車在勻速行駛的過程中支架與水平方向的夾角保持不變，不計(jì)貨物與小車間的摩擦力，則貨物對(duì)桿A、B的壓力大小之比FAFB為()A1 B.1 C21 D12解析以貨物為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖所示，利用力的合成法可得tan 30，根據(jù)牛頓第三定律可知FBFB、FAFA，解得FAFB1，選項(xiàng)B正確答案B7(2014昆明市質(zhì)量檢測(cè))如圖7所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球用輕質(zhì)細(xì)桿連接靜止于內(nèi)壁光滑

5、的半球形碗內(nèi)，桿及碗口平面均水平、碗的半徑及兩小球之間的距離均為R，不計(jì)小球半徑，則碗對(duì)每個(gè)小球的支持力大小為()A.mg B.mg C.mg D2mg解析以其中一小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力情況如圖所示根據(jù)題意可知30，根據(jù)平衡條件可知：FN1mg，選項(xiàng)B正確答案B8在機(jī)械設(shè)計(jì)中常用到下面的力學(xué)原理，如圖8所示，只要使連桿AB與滑塊m所在平面間的夾角大于某個(gè)值，那么，無論連桿AB對(duì)滑塊施加多大的作用力，都不可能使之滑動(dòng)，且連桿AB對(duì)滑塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱為“自鎖”現(xiàn)象設(shè)滑塊與所在平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，為使滑塊能“自鎖”應(yīng)滿足的條件是()Atan Bcot Csin Dcos

6、 解析滑塊m的受力如圖所示，建立直角坐標(biāo)系，將力F正交分解，由物體的平衡條件可知：豎直方向有FNmgFsin ，水平方向有Fcos FfFN.由以上兩式解得Fcos mgFsin .因?yàn)榱很大，所以上式可以寫成Fcos Fsin 故應(yīng)滿足的條件為cot ，B對(duì)答案B二、多項(xiàng)選擇題9如圖9所示，小車M在恒力F的作用下，沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，由此可判斷()A若地面光滑，則小車一定受三個(gè)力的作用B若地面粗糙，則小車一定受四個(gè)力的作用C若小車做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車一定受四個(gè)力的作用D若小車做加速運(yùn)動(dòng)，則小車可能受三個(gè)力的作用解析先分析重力和已知力F，再分析彈力由于F的豎直分力可能等于重力，因此地面可能對(duì)

7、小車無彈力作用，無彈力也就無摩擦力，A、B錯(cuò)誤；若小車勻速運(yùn)動(dòng)，那么水平方向所受摩擦力和F的水平分力平衡，這時(shí)小車一定受重力、恒力F、地面的彈力、摩擦力四個(gè)力的作用，C正確；若小車做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)孛婀饣瑫r(shí)，小車可能受重力、恒力F、地面的彈力三個(gè)力作用，D正確答案CD10一件行李重為G，被繩OA和OB吊在空中，OA繩和OB繩的拉力分別為F1、F2，如圖10所示，則()AF1、F2的合力是GBF1、F2的合力是FC行李對(duì)繩OA的拉力方向與F1方向相反，大小相等D行李受到重力G、OA繩拉力F1、OB的拉力F2，還有F共四個(gè)力解析合力與分力具有等效替代的關(guān)系所謂等效是指力F的作用效果與其分力F1、F2

8、共同作用產(chǎn)生的效果相同F(xiàn)1和F2的合力的作用效果是把行李提起來，而G的作用效果是使行李下落，另外產(chǎn)生的原因(即性質(zhì))也不相同，故A錯(cuò)誤；F1和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B正確；行李對(duì)繩OA的拉力與拉行李的力F1是相互作用力，等大、反向，不是一個(gè)力，故C正確；合力F是為研究問題方便而假想出來的力，實(shí)際上不存在，應(yīng)與實(shí)際受力區(qū)別開來，故D錯(cuò)誤答案BC11(2014湖北黃岡質(zhì)檢)如圖11所示，用一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線將小球懸掛在天花板上，現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向始終垂直細(xì)線的拉力F將小球緩慢拉起，在小球拉起的過程中，下列判斷正確的是()A拉力F一直增大 B拉力F先增大后減小C細(xì)線的拉力一直減小

9、 D細(xì)線的拉力先增大后減小解析小球在拉起的過程中，設(shè)線與豎直方向的夾角為，由于F與細(xì)線垂直，將重力分解可得Fmgsin ，逐漸增大，F(xiàn)逐漸增大，A正確細(xì)線的拉力FTmgcos ，逐漸增大，cos 逐漸減小，C正確答案AC12傾角為、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上下列結(jié)論正確的是()A木塊受到的摩擦力大小是mgcos B木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgcos C桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsin cos D桌面對(duì)斜面體的支持力大小是(Mm)g解析以木塊為研究對(duì)象有：Ffmgsin ，F(xiàn)Nmgcos ，所以A錯(cuò)、B對(duì)；以整體為研究對(duì)象有：FN(Mm)g，F(xiàn)f0，所以C

10、錯(cuò)、D對(duì)答案BD13(2014四川成都六校檢測(cè))如圖13所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m，帶電荷量均為q的小球A、B，一個(gè)固定在O點(diǎn)的正下方L處，另一個(gè)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為60，以下說法正確的是()AO點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為BA在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為C細(xì)線上的拉力為DB球所受A球的庫侖力和線的拉力的合力方向豎直向上解析由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式，A在O處或B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E1k，O點(diǎn)處的電場(chǎng)為A、B分別在O處產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加，即E22E1cos 30k，則A、B正確；對(duì)B球，由平衡條件得，B球所受A球的庫侖力和線的拉力的合力方向豎直向上，且細(xì)線上的拉力FT，則D正確，

11、C錯(cuò)誤答案ABD14如圖14所示，傾角為的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物體a放在斜面上一根輕質(zhì)細(xì)線一端固定在物體a上，細(xì)線繞過兩個(gè)光滑小滑輪，滑輪1固定在斜劈上、滑輪2下吊一物體b，細(xì)線另一端固定在c上，c穿在水平橫桿上，物體a和滑輪1間的細(xì)線平行于斜面，系統(tǒng)靜止物體a受到斜劈的摩擦力大小為Ff1，c受到橫桿的摩擦力大小為Ff2，若將c向右移動(dòng)少許，a始終靜止，系統(tǒng)仍靜止，則()圖14AFf1由沿斜面向下改為沿斜面向上，F(xiàn)f2始終沿橫桿向右B細(xì)線對(duì)a和c的拉力都將變大CFf1和Ff2都將變大D斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大解析將c向右移動(dòng)少許，a位置不變，則夾角將變

12、大，根據(jù)力的合成可知細(xì)線上的張力將變大，B正確；對(duì)c，細(xì)線與橫桿的夾角減小，又細(xì)線對(duì)c的拉力增大，細(xì)線沿桿向左的分力增大，則c受到桿的摩擦力Ff2將增大，對(duì)a、b、c、斜劈和兩個(gè)小滑輪整體，可知斜劈受到地面的摩擦力和物體c受到橫桿的摩擦力等大反向，則斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大，D正確；對(duì)a，不能確定重力沿斜面向下的分力和細(xì)線拉力的大小關(guān)系，則不能確定a受到斜面的摩擦力的大小和方向，A、C均錯(cuò)答案BD15如圖15甲、乙所示，傾角為的斜面上放置一滑塊M，在滑塊M上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，M和m相對(duì)靜止，一起沿斜面勻速下滑，下列說法正確的是()圖15A圖甲中物塊m受到摩擦力B圖乙中物塊m受到摩擦力C圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力D圖乙中物塊m受到與斜面平行向上的摩擦力解析對(duì)圖甲：設(shè)m受到摩擦力，則物塊m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡若物體受摩擦力作用，其方向與接觸面相切，方向水平，則物體m受力將不平衡，與題中條件矛盾故假設(shè)不成立，A、C錯(cuò)誤對(duì)圖乙：設(shè)物塊m不受摩擦力，由于m