滬科版物理必修1受力分析共點(diǎn)力的平衡

1、2013版物理課時(shí)提能演練（滬科版）：2.3受力分析 共點(diǎn)力的平衡(40分鐘 100分)一、選擇題(本題共8小題，每題9分，至少一個(gè)答案正確，選不全得5分，共72分) 1.(2011·海南高考)如圖，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物塊正在沿斜面以速度v0勻速下滑，斜劈保持靜止，則地面對(duì)斜劈的摩擦力( )A.等于零B.不為零，方向向右C.不為零，方向向左D.不為零，v0較大時(shí)方向向左，v0較小時(shí)方向向右2.(易錯(cuò)題)如圖所示，重50 N的物體A放在傾角為37°的粗糙斜面上，有一根原長(zhǎng)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

2、簧長(zhǎng)度為14 cm，現(xiàn)用一測(cè)力計(jì)沿斜面向下拉物體，若物體與斜面間的最大靜摩擦力為20 N，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為14 cm時(shí)，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不可能為( )A.10 NB.20 NC.40 ND.0 N3.(2012·洛陽(yáng)模擬)如圖所示，質(zhì)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(zhì)量為M的粗糙斜面勻速上滑，在此過(guò)程中斜面保持靜止，則地面對(duì)斜面( )A.無(wú)摩擦力B.支持力等于(m+M)gC.支持力為(M+m)g-FsinD.有水平向左的摩擦力，大小為Fcos4.(2012·廣州模擬)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

3、下靜止于P點(diǎn).設(shè)滑塊所受支持力為N,OP與水平方向的夾角為.下列關(guān)系正確的是( )A.B.F=mgtanC. D.N=mgtan5.(2012·鄭州模擬)如圖所示，重20 N的物體放在粗糙水平面上，用F=8 N的力斜向下推物體，F(xiàn)與水平面成30°角，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,物體與水平面間的最大靜摩擦力認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，則( )A.地面對(duì)物體的支持力為24 NB.物體所受的摩擦力為12 NC.物體所受的合力為5 ND.物體所受的合力為零6.(創(chuàng)新題)2011年7月我國(guó)“蛟龍”號(hào)載人潛水器下潛記錄再創(chuàng)新高,成功實(shí)現(xiàn)下潛5 km深度.設(shè)潛水器在下潛或上升過(guò)程中只受重

4、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(guān).已知當(dāng)潛水器的總質(zhì)量為M時(shí)恰好勻速下降,若使?jié)撍饕酝瑯铀俾蕜蛩偕仙?則需要從潛水器儲(chǔ)水箱向外排出水的質(zhì)量為(重力加速度為g)( )A. B. C. D. 7.(2011·江蘇高考)如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱(chēng)楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為,重力加速度為g，若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為( )A. B. C. D. 8.(易錯(cuò)題)如圖所示，用細(xì)繩系住放在傾角為的光滑斜面上的球，當(dāng)細(xì)繩由水平方向緩慢向上偏移至豎直方向的過(guò)程中，細(xì)繩上的拉力將( )A.逐漸增大B.

5、逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大二、計(jì)算題(本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 9.(預(yù)測(cè)題)(14分)如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長(zhǎng)桿上，兩根長(zhǎng)度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上，另一端系在質(zhì)量為M的木塊上，兩個(gè)小環(huán)之間的距離也為l，小環(huán)保持靜止.試求：(1)小環(huán)對(duì)桿的壓力；(2)小環(huán)與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為多大？10.(14分)如圖所示，在傾角為的粗糙斜面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的物體被水平力F推著靜止于斜面上，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且tan，若物體恰好不下滑，則推力F為多少？若物體恰好不上滑，則推力F為多少？(最

6、大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)答案解析1.【解析】選A.以斜劈和物塊整體為研究對(duì)象，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，合外力為零.所以地面對(duì)斜劈沒(méi)有水平方向的摩擦力的作用，故A正確.【變式備選】如圖所示，一傾角為的斜面體置于固定在光滑水平地面上的物體A、B之間，斜面體恰好與物體A、B接觸，一質(zhì)量為m的物體C恰能沿斜面勻速下滑，此時(shí)斜面體與A、B均無(wú)作用力，若用平行于斜面的力F沿斜面向下推物體C，使其加速下滑，則下列關(guān)于斜面體與物體A、B間的作用力的說(shuō)法正確的是( )A.對(duì)物體A、B均無(wú)作用力B.對(duì)物體A有向左的壓力，大小為FcosC.對(duì)物體B有向右的壓力，大小為mgcossinD.對(duì)物體A有向左的壓力，大小為

7、mgcossin【解析】選A.物體C恰能沿斜面勻速下滑，則C與斜面間的滑動(dòng)摩擦力，用力F推物體C使其加速運(yùn)動(dòng)，C與斜面間的滑動(dòng)摩擦力不變；以斜面為研究對(duì)象，C對(duì)斜面的壓力在水平方向向右的分力為F1=mgcossin，C對(duì)斜面的摩擦力在水平方向向左的分力為F2=mgsincos，則F1=F2，說(shuō)明斜面與地面間無(wú)摩擦力，斜面相對(duì)地面沒(méi)有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，斜面對(duì)物體A、B均無(wú)作用力，故A正確.2.【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析：(1)物體A所受的靜摩擦力方向可能沿斜面向上或向下.(2)根據(jù)平衡條件列方程，求出拉力的范圍.【解析】選C.A在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)合外力為零，A在斜面上受五個(gè)力的作用，分別

8、為重力、支持力、彈簧彈力、摩擦力、拉力F，當(dāng)摩擦力的方向沿斜面向上時(shí), ，F(xiàn)22 N，當(dāng)摩擦力沿斜面向下時(shí)，F(xiàn)最小值為零，即拉力的取值范圍為0F22 N,故選C.3.【解析】選C、D.由于m沿著斜面勻速上滑，可把m和斜面看做整體.整體受力如圖所示，根據(jù)平衡條件得，N=(M+m)g-Fsin,f=Fcos,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C、D正確.4.【解析】選A、C.小滑塊受力如圖所示，由平衡條件得，水平方向F- Ncos=0,豎直方向Nsin-mg=0,解得,故A、C正確，B、D錯(cuò)誤.5.【解析】選A、D.將F沿水平和豎直方向分解，則豎直方向N=Fsin30°+G=24 N,A正確；物體受到的最

9、大靜摩擦力,物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，物體所受的合力為零，C錯(cuò)誤，D正確；由物體的平衡條件得摩擦力,B錯(cuò)誤.6.【解析】選A.由于以同樣速率勻速上升,則所受的阻力相等.設(shè)減少的質(zhì)量為m,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力為Ff.在勻速下降過(guò)程中:F+f=Mg;在上升過(guò)程中:F= (M-m)g+f.聯(lián)立兩式解得,A選項(xiàng)正確.7.【解析】選A.石塊受力如圖所示，由力的平衡條件可知2Fsin=mg，所以有F=，A正確.8.【解析】選D.球的重力有兩個(gè)效果，即拉細(xì)繩和壓斜面，用圖解法分析，作出力的分解圖如圖所示，由圖可知，當(dāng)細(xì)繩由水平方向逐漸向上偏移至豎直方向時(shí)，細(xì)繩上的拉力F2將先減小后增大，當(dāng)F2和F1的方向垂直時(shí)，F(xiàn)

10、2有極小值；而球?qū)π泵娴膲毫1逐漸減小，故D正確.9.【解析】(1)對(duì)整體由平衡條件得：2N-(M+2m)g=0(3分)解得： (2分)由牛頓第三定律得，小環(huán)對(duì)桿的壓力為： (1分)(2)對(duì)M由平衡條件得：2Tcos30°-Mg=0(3分)小環(huán)剛好不滑動(dòng)，此時(shí)小環(huán)受到的靜摩擦力達(dá)到最大值，則： Tsin30°-N=0(3分)解得動(dòng)摩擦因數(shù)至少為： (2分)答案：(1) (2) 10.【解析】因?yàn)閠an,則F=0時(shí)，物體不能靜止在斜面上，當(dāng)物體恰好不下滑時(shí)，受力如圖甲所示：由平衡條件得： (2分) (2分) 又有： (2分)解得： (2分)當(dāng)物體恰好不上滑時(shí)，受力如圖乙所示：由平衡條件得： (2分) (1分)又有： (1分)解得： (2分)答案：【總結(jié)提升】平衡問(wèn)題的分析技巧對(duì)于平衡類(lèi)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)首先分清是靜態(tài)平衡還是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題.(1)對(duì)于靜態(tài)平衡問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)先分析物體的受力情況，根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解方程對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.(2)對(duì)于動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，應(yīng)先分析物體的受力情況，結(jié)合具體情況采用相應(yīng)的方法.如果物體所受的力較少，可以采用合成的方法.如果物體受到三個(gè)力的作用而處于動(dòng)態(tài)平衡，若其中的一個(gè)力大小、方向均不變，另外兩個(gè)力的方向都發(fā)生變化，可以用力三角形與幾何三角形相似的方法求解.如果物體受到三個(gè)力的作用，其中一個(gè)力