專題--高中力學

1、專題二受力分析共點力的平衡一、共點力作用下物體的平衡受力分析1、受力分析1、受力分析的一般順序先分析重力,然后分析接觸力彈力、摩擦力,最后分析其他力電力、磁力、浮力等.所 有物體都要進行力分析,不得遺漏.摩擦力在不知是否有摩擦力時,可以假設為有摩擦力,摩擦力方向一定沿切線與接觸面平行方向.彈力I方向:一定與接觸面垂直.2、共點力作用下物體的平衡1、平衡狀態(tài)：物體處于靜止或勻速直線運動的狀態(tài).F 合 x= 02、共點力的平衡條件：任意方向：F合=0或者 任意方向建立的坐標F 合 y= 03、共點力平衡的幾條重要推論1、二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),這兩個力必定大小相等,方向

2、相反. 2、三力平衡：如果物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài),其中任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等,方向相反作用在一條直線上.3、多力平衡：如果物體受多個力作用處于平衡狀態(tài),其中任何一個力與其余力的合力大小相等方向相反作用在一條直線上.解讀：共點力的平衡條件及推論 .1、物體受力平衡：比方,靜止、勻速直線運動,任何方向建立的坐標系,在坐標軸上均受力平衡同一條直線上,大小相等,方向相反 .2、例如,物體受三個力作用,且平衡,任意方向建立坐標,其中任意兩個力的合力,一定與第三個力在同一條直線上,大小相等,方向相反. 題2、3題型分析圖22 .受力分析和平衡條件的應用 滑滑梯是小孩很喜歡的娛

3、樂活動.如圖2所示,一個小孩正在滑梯上勻速下滑,那么(A .小孩所受的重力與小孩所受的彈力大小相等B .小孩所受的重力與小孩所受的摩擦力大小相等C .小孩所受的彈力和摩擦力的合力與小孩所受的重力大小相等D .小孩所受的重力和彈力的合力與小孩所受的摩擦力大小相等分析：如果 物體受三個力平衡,任意兩個力的合力,一定與第三個力在同一條直線上, 大小相等,方向相反 .CD3 .受力分析和平衡條件的應用如圖3所示,在傾角為 .的斜面上,放著一個質量為 m的光滑小球,小球被豎直的木板擋住,那么小球對木板的 壓力大小為(A. mgcos 0 B . mgtan 00)()解析：取光滑小球為研究對象,對小球進

4、行受力分析,由于小球是光滑的,因此小球不會受到摩擦力的作用,建立如下圖的直角坐 標系,由于小球靜止,那么有坐標軸上的力平衡.X 軸：FNisin 0 Fn2=0,y 軸：Fnicos 0 mg= 0mg解得： Fni = L Fn2= mgtan 0cos由牛頓第三定律(作用力與反作用力) 可知,小球對木板的壓力為 Fn2' = Fn2 = mgtan 0.4 .受力分析和平衡條件的應用 如圖4所示,質量為 m的滑塊靜止置于傾角為30.的粗糙斜面上,一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點,另一端系在滑塊上,彈簧與豎直方向的夾角為30.,那么 ()A.滑塊可能受到三個力作用B .彈簧一定處于

5、壓縮狀態(tài)C.斜面對滑塊的支持力大小可能為零“,一 ,- 一 1D.斜面對滑塊的摩擦力大小一定等于2mg分析：沿斜面(一般沿受力多的面)建立坐標系,坐標軸上的力平衡,根據(jù)選項中條件假設 成立.分解到坐標軸如果不平衡那么假設不成立.AD、受力分析圖解法1、應用圖解法解題時,物體的受力特點是：(1)、受三個共點力；(2)、一個力大小、方向不變,一個力方向不變,另一個力大小、方向都變 .(3)、力的大?。?按線長度比例,相似三角形對應成比例,抓住不變量(比方恒定 力,重力等)表示變化過程中線段長不變,以不變量為準根據(jù)平行四邊形法那么畫出其他 變化量.2、畫受力示意圖一一邊分析邊將力一一畫在受力示意圖上

6、,準確標出力的方向, 標明各力的符號、大小(不變量在變化過程中畫圖時長度保持不變),在原圖上進行比擬變化過程.圖6例題6.圖解法的應用如圖6所示,一定質量的物塊用兩根輕繩懸在空中,其中繩OA固定不動,繩 OB在豎直平面內由水平方向向上轉動,那么在繩OB由水平轉至豎直的過程中,繩OB的張力大小將()A , 一直變大B . 一直變小C.先變大后變小 D.先變小后變大解析 在繩OB轉動的過程中, 繩OA固定不動,O不動,物塊始終處于靜止狀態(tài),所受合力始終為零,如圖為繩OB轉動過程中結點 O受力示意圖,由圖可知,繩 OB的張力先變小后變大.、整體法與隔離法當涉及物體較多時,就要考慮采用整體法和隔離法.

7、研究外力對系統(tǒng)的作用一(1)整體法 .小小、一上同時滿足這兩個條件即可采用整體法.()各物體運動狀態(tài)相同運動狀態(tài)相同(靜止或勻速直線)時,作為一個整體建立坐標進行受力分析,或求出共同加速度 a=a1=a2分析系統(tǒng)內各物體各局部間相互作用2隔離法：各物體運動狀態(tài)可不相同獨立地進行受力分析,進而分析周圍物體有哪些對它施加了力的作用.把力分解到建立的坐標軸上進行受力分析,列出方程.5 .整體法和隔離法的應用2022山東理綜17如圖5所示,質量/ 1r分別為mi、m2的兩個物體通過輕彈簧連接,在力 F的作用下一起沿水平方向做 勻速直線運動mi在地面上,m2在空中,產(chǎn),一一 1可力F與水平萬向成 .角.

8、那么mi所受支持力Fn和摩擦力Ff正確的是圖5A . Fn = mig+m2gFsin 0 B. Fn= mig +m2gFcos 0C. Ff= Fcos 0D. Ff= Fsin 0解析 勻速直線運動,一定是平衡坐標軸上合力為0且有共同加速度將mi、m2和彈簧看做整體,受力分析如下圖根據(jù)平衡條件得Ff=Fcos 0月Fn+ Fsin 0= (mi+m2)g那么 Fn= (m1+m2)g Fsin應選項A、C正確.四、假設法在受力分析時,假設不能確定某力是否存在,可先對其作出存在或不存在的假設,然后再就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在.例如,摩擦力：如果在不知是否有摩擦

9、力時,可以假設為有摩擦力,摩擦力方向一定沿切線與接觸面平行方向；有摩擦力就必須有壓力N 根據(jù)摩擦力公式f=N的i 如圖7所示,在恒力F作用下,a、b兩物體一起沿粗糙豎直墻面勻速向上運動,那么關于它們受力情況的說法正確的選項是A . a 一定受到4個力J日B. b可能受到4個力|FC. a與墻壁之間一定有彈力和摩擦力圖7D . a與b之間一定有摩擦力解析整體法a、b |兩物體卜起沿粗糙豎直墻面|勻速向上運動.將a、b看成整體,其受力圖如圖甲所示,可以假設為有摩擦力,摩擦力方向一定沿切線與接觸面平行方向；有摩擦力就必須有壓力 N 根據(jù)摩擦力公式f=N假設有摩擦力f ,那么一定有向右的彈力壓力N ,

10、在水平方向不平衡.說明 a與墻壁之間沒有彈力和摩擦力作用；隔離法對物體 b進行受力分析,勻速直線運動,個方向受力平衡；如圖乙所示,b乙受到3個力作用,所以a受到4個力作用b對a的摩擦力、彈力,重力,恒力F,答案 AD.甲五、學會分析動態(tài)平衡問題和極值問題.用圖解法進行動態(tài)平衡的分析11 .動態(tài)平衡：是指平衡問題中的一局部力是變力,是動態(tài)力,力的大小和方向均要發(fā)生變化,所以叫動態(tài)平衡,這是力平衡問題中的一類難題.2 .根本思路：化“動為“靜,“靜中求“動3 .根本方法：圖解法和解析法.4共點力平衡中的臨界與極值問題的處理方法物理思想方法1 .臨界問題當某物理量變化時,會引起其他幾個物理量的變化,

11、從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好 出現(xiàn)或“恰好不出現(xiàn),在問題的描述中常用 “剛好、“剛能、“恰好等語言敘 述.常見的臨界狀態(tài)有:1、兩接觸物體脫離與不脫離的臨界條件:是相互作用力為0 主要表達為兩物體間的彈力為0;2、繩子斷與不斷的臨界條件:0；為繩中張力到達最大值；繩子繃緊與松馳的臨界條件為繩中張力為(3)、存在摩擦力作用的兩物體間發(fā)生相對|滑動或相對靜止的臨界|條件:為靜摩擦力到達最大.研究的根本思維方法：假設推理法.(2.極值問題平衡物體的極值,一般指在力的變化過程中的最大位和最小值問題.1般用圖解法 或解析法注行分析.【仞ij 51如圖15所示,兩個完全相同的球,重力大小均為G,兩球與水

12、平地面間的動摩擦因數(shù)都為 的且假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力, 一根輕繩兩端固結在兩個球上,在繩的中點施加一個豎直向上的拉力,當繩被拉直后,兩段繩間的夾角為求當F至少為多大時,兩球將圖15會發(fā)生滑動.審題指導 兩球發(fā)生滑動的臨界狀態(tài)是摩擦力到達最大靜摩擦力的狀態(tài),即繩上拉力的 水平分量等于小球受到的最大靜摩擦力時.Fa2cos 2對任一球(如右球)受力分析如圖乙所示,球發(fā)生滑動的臨界條件是:F2sin 2=科的,又F2cos 2+ Fn= G.聯(lián)立解得：F= 2'GJXjjrF tan 2解析 對結點O受力分析如圖甲所示,由平衡條件得：Fi=F2=受力分析的根本思路考點一 I受力分析【

13、突破練習11如圖8所示,在斜面上,木塊 A與B的接觸面是水平的.繩子呈水平狀態(tài),兩木塊均保持靜止.那么關于木塊 A和木塊B可能 的受力個數(shù)分別為( )A , 2個和4個B. 3個和4個C , 4個和4個D . 4個和5個答案 ACD解析(1)、假設繩子的拉力為零,以 A、B為研究對象,B和斜面之間一定有靜摩擦力,A、B的受力圖如圖,所以選項 A正確.(2)、假設繩子上有拉力,對 A、B分別畫受力圖可知, A受到重力、B對A的支持力、繩子的拉力和 B對A的靜摩擦力而平衡,B受到重力、A對B的壓力、斜面對 B的支持力和A對B的靜摩擦力,斜面對 B的摩擦力可有可無,所以選項 C、D正確,B錯誤.考點

14、二平衡問題的常用處理方法平衡問題是指當物體處于平衡狀態(tài)時,利用平衡條件求解力的大小或方向的問題.處理方法常有力的合成法、正交分解法、三角形法那么.【仞2】如圖9所示,在傾角為 a的斜面上,放一質量為小球被豎直的木板擋住,不計摩擦,那么球對擋板的壓力是A . mgcos a B. mgtan aa)D. mg解析解法一(正交分解法)對小球受力分析如圖甲所示,小球靜止,處于平衡狀態(tài),沿水平和豎直方向建立坐標系,將 Fn2正交分解,列平衡方程為Fni = FN2sin a, mg= Fn2cos人可得：球對擋板的壓力Fni ' = Fni = mgtan a,所以B正確.甲已解法二力的合成法

15、如圖乙所示,小球處于平衡狀態(tài),合力為零. Fni與FN2的合力一定與 mg平衡,即等大反向.解三角形可得：Fni= mgtan a,所以,球對擋板的壓力Fni ' = Fni = mgtan a1所以B正確.解法三三角形法那么如圖丙所示,小球處于平衡狀態(tài),合力為零,所受三個力經(jīng)平移首尾.順次相接,一定能構成封閉三角形,解得：Fni = mgtan %故球對擋板的壓力Fni ' = Fni = mgtan a所以B正確.丙實際問題共點力作用下物體平衡的一般解題思路選型蹩體法或暗離痣"將某些力進行,合成或分解確定研究對寓對研究對象受力分析作出平行根據(jù)平衡列平衡方四型形條件

16、% =程求解【突破練習21如圖10所示,一直桿傾斜固定,并與水平方向成30.的夾角；直桿上套有一個質量為kg的圓環(huán),圓環(huán)與輕彈簧相連,在輕彈簧上端施加一豎直向上、大小 F= 10 N的力,圓環(huán)處于靜止 狀態(tài),直桿與圓環(huán)之間的動摩擦因數(shù)為,g= 10 m/s2以下說法正確的選項是A .圓環(huán)受到直桿的彈力,方向垂直直桿向上B .圓環(huán)受到直桿的彈力大小等于NC.圓環(huán)受到直桿的摩擦力,方向沿直桿向上D.圓環(huán)受到直桿的摩擦力大小等于N解析 對小環(huán)受力分析如下圖:由于F= 10 N>mg=5 N,所以桿對環(huán)的彈力 Fn垂直桿向下,桿對環(huán)還有沿桿向下的靜摩擦力Ff,那么Fn與Ff的合力應豎直向下,大小

17、為 F合=5 mg=5 N ,所以Fn= F合cos 30 =5/3 N ,Ff=F合sin 30 = N.綜上可知選項 D正確.考點三|用圖解法進行動態(tài)平衡的分析11 .動態(tài)平衡：是指平衡問題中的一局部力是變力,是動態(tài)力,力的大小和方向均要發(fā)生變化,所以叫動態(tài)平衡,這是力平衡問題中的一類難題.2 .根本思路：化“動為“靜,“靜中求“動.3 .根本方法：圖解法和解析法.眇3如圖11所示,兩根等長的繩子 AB和BC吊一重物靜止,兩根繩子與水平方向夾角均為 60°.現(xiàn)保持繩子AB與水平方向的夾角不變,將繩子BC逐漸緩慢地變化到沿水平方向,在這一過程中,繩子 BC的拉力變化情況是A .增大

18、 B.先減小后增大C.減小 D.先增大后減小解析抓住不變量,變量畫出可能線條解法一分成法：對力的處理 求合力采用合成法,應用合力為零求解時采用圖解法畫動態(tài)平行四邊形法.作出力的平行四邊形,如圖甲所示.由圖可看出,Fbc先減小后增大.解法二上交分解法：,寸力的處理 求合力采用:交分解法,|應用合力為零求解時采用解析法.如圖乙所示,將 Fab、Fbc分別沿水平方向和豎直方向分解,由兩方向合力為零分 別列出方程：Fabcos 60 = FBcsin 0,FABsin 60 平 Fbccos 0= Fb,聯(lián)立解得FBcsin 30 +°=Fb/2,顯然,當0= 60°時,Fbc最小

19、,故當.增大時,F BC先減小后增大.方法解析動態(tài)平衡問題的常用方法步驟解析1列平衡方程求出未知量與量的關系表達式法2根據(jù)量的變化情況來確定未知量的變化情況圖解1根據(jù)量的變化情況,畫出平行四邊形邊、角的變化2確定未知量大小、方向的變化半球面的底端,用豎直放置的光滑擋板水平向右緩慢地推動小球,那么在小球運動的過程中該過程小球未脫離球面,木板對小球的推力 Fi、半球面對小球的支持力F2的變化情況正確的選項是A. Fi增大,F2減小B. Fi增大,F2增大C. Fi減小,F2減小D. Fi減小,F2增大答案 B解析 作出球在某位置時的受力分析圖,如下圖.在小球運動的過程中,Fi的方向不變,F2與豎直

20、方向的夾角逐漸變大,畫力的動態(tài)平行四邊形,由圖可知 Fi、F2均增大,選項 B正確.學科素養(yǎng)培養(yǎng)7.整體法與隔離法在平衡問題中的應用12所示,置在光滑圖i2增強審題片虛樓耨生 熔某學科解遁水平物理思想方法【仞4如圖i3所示,質量為 M、半徑為R的半球形物體 A放在水平地面上,通過最高點處的釘子用水平細線拉住一質量為m、半徑為r的光滑球B.以下說法正確的有A . A對地面的壓力等于M+ mgB. A對地面的摩擦力方向向左圖13C. B對A的壓力大小為里mgRrD .細線對小球的拉力大小為 Rmg解析對整體受力分析,可以確定A與地面間不存在摩擦力,地面對A的支持力等于A、B的總重力；再對 B受力分

21、析,借助兩球心及釘子位置組成的三角形,根據(jù)幾何關系和力的合成分解知識求得A、B間的彈力大小為二mg,細線的拉力大小為R« R+r 2- R2Rmg.答案 AC【突破練習41如圖14所示,截面為三角形的木塊 a上放置一鐵塊b,三角形 木塊豎直邊靠在豎直且粗糙的墻面上,現(xiàn)用豎直向上的作用力F,推動木塊與鐵塊一起向上勻速運動,運動過程中鐵塊與木塊始終保持相對靜止,那么以下說法正確的選項是() 圖 14A .木塊a與鐵塊b間一定存在摩擦力B .木塊與豎直墻面間一定存在水平彈力C.木塊與豎直墻面間一定存在摩擦力D.豎直向上的作用力 F大小一定大于鐵塊與木塊的重力之和答案 A解析 鐵塊b處于平衡

22、狀態(tài),故鐵塊 b受重力、斜面對它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的靜摩擦力,選項 A正確；將a、b看做一個整體,豎直方向：F=Ga+Gb,選項D錯誤；整體水平方向不受力,故木塊與豎直墻面間不存在水平彈力,沒有彈力也就沒有摩擦力,選項B、C均錯.【突破練習51如圖16所示,AC、CD、BD為三根長度均為l的 輕繩,A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l .現(xiàn)在C點上懸掛一個質量為 m的重物,為使 CD輕繩保持水平,在 D點上 可施加力的最小值為A. mgmgmgmg答案 C解析 對C點進行受力分析,如下圖,由平衡條件及幾何知識可知,輕繩 CD對C點的拉力大小 FcD=mgtan 30對D點進

23、行受力分析,輕繩 CD對D點的拉力大小F2=FcD = mgtan 30 ,0 Fi1萬向一定,那么當 F3垂直于繩BD時,F3最小,由幾何關系可知,F3=FcDsin 60 = 5mg.高考模掖,提能練習走近高考檢涮譚喳效果提升解趣水平【高考題組】1. 2022山東理綜17如圖17所示,兩相同輕質硬桿 OOi、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、.1、O2轉動,在O點懸掛一重物M,將兩相同木塊 m分別緊壓在豎直擋板上,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,Fn表示木塊與擋板間正壓力的大小.假設擋板間的距離稍許增大后,圖17系統(tǒng)仍靜止且.1、O2始終等高,那么A. Ff變小B

24、. Ff不變 C. Fn變小D. Fn變大解析 選重物M及兩個木塊m組成的系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)受力情況如圖甲所示,根據(jù)平衡條件有2Ff=(M + 2m)g,即 Ff=甲M + 2mg一2,與兩擋板間距離無關,故擋板間距離稍許增大后,Ff不變,所以選項 A錯誤,選項B正確；如圖乙所示,將繩的張力 F沿OO1、OO2兩 個方向分解為F1、F2,那么F1=F2 = 2cOs%,當擋板間距離稍許增大后, F不變,.變大,cos.變小,故F1變大；選左邊木塊 m為研究對象,其受力情況如圖丙所示,根據(jù)平衡條件得Fn= F1sin也當兩擋板間距離稍許增大后,F1變大,.變大,sin.變大,因此Fn變大,應選

25、項C錯誤,選項D正確.乙丙2 . 2022江蘇1如圖18所示,石拱橋的正中央有一質量為m的對稱 一二.楔形石塊,側面與豎直方向的夾角為a,重力加速度為g.假設接觸面,二間的摩擦力忽略不計,那么石塊側面所受彈力的大小為 圖18aomgtan amgcot a解析以楔形石塊為研究對象,它受到豎直向下的重力和垂直側面斜向上的兩個支持力,利用正交分解法可解得：2Fsin a= mg,那么F = 2§n &, A正確.【模擬題組】3 .如圖19所示,位于傾角為 .的斜面上的物塊 B由跨過定滑輪的 輕繩與物塊 A相連.從滑輪到 A、B的兩段繩都與斜面平行.圖19D, 7個A與B之間及B與

26、斜面之間均不光滑,假設用一沿斜面向下 的力F拉B并使它做勻速直線運動,那么B受力的個數(shù)為A . 4個B. 5個C. 6個答案 D解析 對B進行受力分析,它受重力、斜面的支持力、拉力 F、輕繩沿斜面向上的拉力、物塊A對B的壓力、物塊 A與B之間的滑動摩擦力、B與斜面間的滑動摩擦力,因此B共受7個力作用.4 .如圖20所示,物體B的上外表水平,當 A、B相對靜止沿斜面.勻速下滑時,斜面保持靜止不動,那么以下判斷正確的有月7A .物體 B的上外表一定是粗糙的J B .物體B、C都只受4個力作用圖20C.物體C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D.水平面對物體C的支持力小于三物體的重力大小之和答案 BA

27、、B、C均處于平衡解析 當A、B相對靜止沿斜面勻速下滑時,斜面保持靜止不動,態(tài),A受重力、B的支持力作用,A、B之間沒有摩擦力,物體B的上外表可以是粗糙的, 也可以是光滑的,A錯；B受重力、C施加的垂直斜面向上的彈力和沿斜面向上的摩擦 力以及A的壓力作用,取 A、B、C為整體,由平衡條件知水平面對C無摩擦力作用,水平面對C的支持力等于三物體重力大小之和,C受重力、B的壓力和摩擦力、水池面rs計的支持力作用,所以 B對,C、D錯.ir練出高分限時：45分鐘題組1應用整體法和隔離法對物體受力分析1. 2022安徽理綜19L型木板P上外表光滑放在固定斜面上,輕質彈簧一端固定在木板上,另一端與置于木板

28、上外表的滑塊Q相連,如圖1所示.假設P、Q 一起沿斜面勻速下滑,不計空氣阻力.那么木板P的受力個數(shù)為解析 P受重力、斜面的支持力、彈簧的彈力、Q對P的壓力及斜面對 P的摩擦力,共5個力.2.如圖2所示,A和B兩物塊的接觸面是水平的,A與B保持相對靜止一起沿固定粗糙斜面勻速下滑,在下滑過程中B的受力個數(shù)為A . 3個C. 5個B, 4個D. 6個解析 A與B相對靜止一起沿斜面勻速下滑,可先將二者當做整體進行受力分析,再對B單獨進行受力分析,可知 B受到的力有：重力和摩擦力,選項B正確.3.如圖3所示,一光滑斜面固定在地面上,重力為 推力F的作用下處于靜止狀態(tài).假設斜面的傾角為A . F = Gc

29、os 0B. F = Gsin 0C.物體對斜面的壓力 Fn = Gcos 0GD.物體對斜面的壓力 Fn = cos 0解析 物體所受三力如下圖,根據(jù)平衡條件,Gb、A對B的壓力、斜面對 B的支持力G的物體在一水平0,那么 F、Fn,的合力與重力等大反向,有 FA. 3B. 4C. 5D.G= Gtan 0,Fn=Fn =cos &故只有D選項正確-C.支持力為(M + m)g Fsin 0D,有水平向左的摩擦力,大小為 Fcos 04 .如圖4所示,質量為 m的物體在與斜面平行向上的拉力F作用下,沿著水平地面上質量為 M的粗糙斜面勻速上滑,在此過程中斜面保持靜止,那么地面對斜面A

30、.無摩擦力 B.支持力等于(m+M)g解析 把M、m看做一個整體,那么在豎直方向上有 FN + Fsin 0= (M+m)g,方向水平向左,所以Fn= (M + m)g Fsin 0,在水平方向上,Ff= Fcos 0,選項 C、D正確.5 .如圖5所不,質量為 M的直角二棱柱 A放在水平地面上,二棱柱的斜面是光滑的,且斜面傾角為.質量為m的光滑球B放在三棱柱和光滑豎直墻之間.A、B處于靜止狀態(tài),現(xiàn)對 B加一豎直向下的力 F,F的作用線過球心.設墻對 B的作用力為Fi, B對A的作用力為F2,圖5地面對A的支持力為F3,地面對A的摩擦力為F4,假設F緩慢增大而且整個裝置仍保持靜止,在此過程中(

31、)A. F1保持不變,F3緩慢增大 B, F2、F4緩慢增大C. Fi、F4緩慢增大D, F2緩慢增大,F3保持不變解析 A、B整體豎直方向上有 F3=F + Mg+mg, F3隨F增大而增大；水平方向上有 F1=球的受力分析如下圖,平移F1、F2'與(mg+F)構成力的三角形,由圖可知,當F緩慢增大時,F1、F2都增大,那么F2增大,F4=F1也增大,選項 B、C正確.題組2 動態(tài)平衡問題的分析圖66 .如圖6所示,用一根細線系住重力為G、半徑為R的球,其與傾角為的光滑斜面劈接觸,處于靜止狀態(tài),球與斜面的接觸面非常小, 細線懸點O固定不動,在斜面劈從圖示位置緩慢水平向左移動直至 繩子

32、與斜面平行的過程中,下述正確的選項是()A .細繩對球的拉力先減小后增大B .細繩對球的拉力先增大后減小 C.細繩對球的拉力一直減小 D.細繩對球的拉力最小值等于 Gsin a圖7解析 以小球為研究對象,對其受力分析如下圖,因題中 “緩慢移動,故小球處于動態(tài)平衡,由圖知在題設的過程中,Ft一直減小,當繩子與斜面平行時,Ft與Fn垂直,Ft有最小值,且FTmin = Gsin %應選項C、D正確.7 .如圖7所示,傾角為 0= 30 °的斜面體放在水平地面上,一個重為 的球在水平力F的作用下,靜止于光滑斜面上,此時水平力的大小 為F;假設將力F從水平方向逆時針轉過某一角度“后,仍保持大

33、小不變,且小球和斜面依然保持靜止,此時水平地面對斜面體的 摩擦力為Ff.那么F和Ff的大小分別是B. F=羋G, Ff = *G解析 根據(jù)題意可知,水平力 F沿斜面向上的分力 Fcos 0= Gsina所以F = Gtan也解3得F= G;根據(jù)題意可知,力 F轉過的角度“=60 ,此時把小球和斜面體看成一個整3cFf= Fcos a= 6 G.3體,水平地面對斜面體的摩擦力和力f的水平分力大小相等,即1 一8 .在固定于地面的斜面上垂直安放了一個擋板,截面為 1圓的枉狀 4物體甲放在斜面上,半徑與甲相等的光滑圓球乙被夾在甲與擋板之間,乙沒有與斜面接觸而處于靜止狀態(tài),如圖 8所示.現(xiàn)在從球心處對

34、甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向緩慢圖8地移動,直至甲與擋板接觸為止.設乙對擋板的壓力為Fi,甲對斜面的壓力為 F2,在此過程中A. Fi緩慢增大,F2緩慢增大B. Fi緩慢增大,F2緩慢減小C. Fi緩慢減小,F2緩慢增大D . Fi緩慢減小,F2保持不變解析 對整體受力分析,如圖甲所示,垂直斜面方向只受兩個力：甲、乙重力在垂直于斜面方向的分力和斜面對甲的支持力F2,且F2' -Gcos 0= 0,即F2保持不變,由牛頓第三定律可知,甲對斜面的壓力F2也保持不變；對圓球乙受力分析如圖乙、 丙所示,當甲緩慢下移時,Fn與豎直方向的夾角減小,F1減小.甲乙丙題組3平衡條件的應

35、用9 .如圖9所示,重50 N的物體A放在傾角為37°的粗糙斜面上, 有一根原長為10 cm,勁度系數(shù)為800 N/m的彈簧,其一端固 定在斜面頂端,另一端連接物體A后,彈簧長度為14 cm,現(xiàn)用一測力計沿斜面向下拉物體,假設物體與斜面間的最大靜圖9摩擦力為20 N,當彈簧的長度仍為 14 cm時,測力計的讀數(shù)不可能為()A . 10 NB. 20 NC. 40 ND. 0 N解析 A在斜面上處于靜止狀態(tài)時合外力為零,A在斜面上受五個力的作用,分別為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力F,當摩擦力的方向沿斜面向上時,F+mgsin 37 <FfmF最小值為零,即拉力的取值范圍5 km深度.設潛水器在下潛或上+ k(l-l0),解得F<22 N,當摩擦力沿斜面向下時,為0WFW22 N,故C不可能.10 . 2022年7月我國“蛟龍?zhí)栞d人潛水器成功實現(xiàn)下潛升過程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用,其中,海水浮力F始終不變,所受海水阻力僅與潛水器速率有關.當潛水器的總質量為M時恰好勻速下降,假設使?jié)撍饕酝瑯铀俾蕜蛩偕仙?那么需要從潛水器儲水箱向外排出水的質量為(重力加速度為g)F A. 2(M -) gB.2FM-yC. 2M-F gD.F 2M- 2g解析由于以同樣速率勻速上升,那么所