專(zhuān)題05 受力分析（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方模塊一力學(xué)專(zhuān)題05受力分析*知識(shí)與方法一、重力、彈力、摩擦力1.重力：大?。篏=mg，方向：豎直向下，作用點(diǎn)：重心2.彈力：產(chǎn)生條件：接觸，且發(fā)生彈性形變。方向：（1）與接觸面垂直（2）繩子的拉力一定沿著繩子，指向繩子收縮的方向；（3）彈簧的彈力一定沿著彈簧，指向彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的方向。3.摩擦力：產(chǎn)生條件：（1）兩物體相互接觸；（2）接觸面粗糙；（3）相互擠壓（彈性形變）；（4）發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。摩擦力的大小和方向：（1）大?。旱扔谑刮矬w產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的大小，可能值是一個(gè)范圍，從零到最大靜摩擦力。由于兩個(gè)相互接觸的物體相對(duì)靜止，所以通常利用受力平衡求解。（2）方向：和物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。滑動(dòng)摩擦力的大小和方向：（1）大?。褐慌c壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，這兩個(gè)因素不變的情況下，滑動(dòng)摩擦力是一個(gè)固定的值。（2）方向：和物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。二、受力分析1.受力分析順序：“一重、二彈、三摩擦”。（1）重力：物體一定受重力作用，必須畫(huà)出。（2）彈力：彈力屬于接觸力，先觀察物體是否和周?chē)薪佑|，再逐一分析接觸處是否受彈力作用。（3）摩擦力：根據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件分析是否存在摩擦力。靜摩擦力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反，滑動(dòng)摩擦力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。分析技巧：可以根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和其它的受力情況分析是否受摩擦力以及具體方向。2.分析方法：當(dāng)兩個(gè)（或以上）物體相互接觸時(shí)，受力分析有整體法和隔離法兩種方法，在實(shí)際中，我們通常結(jié)合兩種方法交替使用，一般的順序?yàn)椋合日w，后隔離。整體法：一般選取運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同的幾個(gè)物體當(dāng)作一個(gè)整體，作為研究對(duì)象；受力分析時(shí)只分析這一整體之外的物體對(duì)整體的作用力（外力），不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力（內(nèi)力）。隔離法：把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中隔離出來(lái)作為研究對(duì)象，只分析該研究對(duì)象以外的物體對(duì)該對(duì)象的作用力，不考慮研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力。*針對(duì)訓(xùn)練一、單選題1．（2023·全國(guó)·九年級(jí)專(zhuān)題練習(xí)）小明在家進(jìn)行趣味物理實(shí)驗(yàn)“豎辣椒”，通過(guò)不斷調(diào)節(jié)，最終把一根辣椒豎立在桌面上。下列關(guān)于辣椒的受力示意圖中，正確的是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】A．由題知，辣椒在豎直方向上保持靜止?fàn)顟B(tài)，辣椒在豎直方向上受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力。圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用，二力方向相反、作用在一條直線上，都作用在辣椒上（作用點(diǎn)也可以都畫(huà)在重心上），故A正確；B．圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用，二力不在一條直線上，故B錯(cuò)誤；C．圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用，重力的作用點(diǎn)不在重心、二力不在一條直線上，故C錯(cuò)誤；D．圖中所示辣椒受到重力、支持力的作用，重力的作用點(diǎn)不在重心、二力方向不相反、二力不在一條直線上，故D錯(cuò)誤。故選A。2．（2023秋·重慶·八年級(jí)西南大學(xué)附中?？计谀┤鐖D所示，物體M隨水平傳送帶一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。不考慮空氣阻力，則此過(guò)程中物體M受力情況分析正確的是（）A．所受的合力一定不為零B．受到水平向左的摩擦力作用C．受到水平向右的摩擦力作用D．只受到重力和支持力的作用【答案】D【解析】當(dāng)物體M向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它處于平衡狀態(tài)，所受的合力一定為零；在豎直方向上，物體M受到的重力和支持力是平衡力，不考慮空氣阻力，而水平方向不受力，依靠慣性向前運(yùn)動(dòng)。故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。3．（2021春·貴州黔東南·八年級(jí)統(tǒng)考期末）如圖所示，天花板上掛著一個(gè)滑輪，繩繞過(guò)滑輪后兩端分別連接A、B兩物體，A、B兩物體所受重力為GA＝6N，GB＝9N，B放在光滑水平地面上，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)滑輪和繩的重力及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）A．繩對(duì)A的拉力大小為9N B．繩對(duì)B的拉力大小為9NC．地面對(duì)B的支持力大小為3N D．天花板所受拉力大小為15N【答案】C【解析】A．由圖可知，A處于靜止?fàn)顟B(tài)，則繩對(duì)A的拉力和A的重力是一對(duì)平衡力，大小相等，則繩對(duì)A的拉力大小為6N，故A錯(cuò)誤；B．使用定滑輪不能改變力的大小，且同一根繩子的拉力相等，所以繩對(duì)B的拉力為6N，故B錯(cuò)誤；C．B受到三個(gè)力的作用：豎直向下的重力、豎直向上的支持力和豎直向上的拉力，則地面對(duì)B的支持力大小為9N﹣6N＝3N故C正確；D．有兩斷繩子向下拉定滑輪，故定滑輪受到向下的拉力為2×6N＝12N不計(jì)滑輪和繩的重力及摩擦，則天花板所受拉力大小等于12N，故D錯(cuò)誤。故選C。4．（2021春·江蘇連云港·八年級(jí)統(tǒng)考期末）如圖所示，放在水平地面上的物體a上放一物體b，a和b之間用輕質(zhì)彈簧相適，已知彈簧處于壓縮狀態(tài)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，則關(guān)于a、b的受力分析正確的是（）A．a(chǎn)受到b對(duì)它向右的摩擦力 B．b受到a對(duì)它向右的摩擦力C．a(chǎn)受到地面對(duì)它向右的摩擦力 D．a(chǎn)受到地面對(duì)它向左的摩擦力【答案】A【解析】AB．壓縮狀態(tài)的彈簧對(duì)b有向右的彈力，b有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，受到向左的摩擦力，由力的相互性知道，a對(duì)b的摩擦力向左，b對(duì)a的摩擦力向右，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．對(duì)整體研究，受重力和支持力，根據(jù)平衡條件分析知道，地面對(duì)a沒(méi)有摩擦力，否則不能平衡，故CD錯(cuò)誤。故選A。5．（2023·八年級(jí)單元測(cè)試）水平地面上的一物體受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物體的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，以下說(shuō)法正確的是（）A．0~2s，物體沒(méi)有推動(dòng)，是因?yàn)橥屏π∮谀Σ亮．2~4s，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．2~4s，物體受到的摩擦力是3ND．4~6s，物體受到的摩擦力是2N【答案】D【解析】A．由圖像可知，0~2s內(nèi)物體的速度為0，即靜止，處于平衡狀態(tài)，受到的摩擦力和推力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，故A錯(cuò)誤；B．由圖像可知，2~4s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的速度均勻增大，做的是變速直線運(yùn)動(dòng)，不是勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；CD．由圖像可知，4~6s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的速度4m/s不變，即做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，受到的滑動(dòng)摩擦力和推力是一對(duì)平衡力，由圖像可知，4~6s內(nèi)推力的大小為2N，則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為2N；因滑動(dòng)摩擦力只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，所以，2~4s物體受到的摩擦力是2N，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。6．（2022·四川內(nèi)江·校考一模）如圖所示，一足夠長(zhǎng)木板B放在水平地面上，木塊A放在B的上面，A的右端通過(guò)輕質(zhì)彈簧固定在豎直墻壁上，用F＝10N的力水平向左拉B，使B以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后A靜止不動(dòng)，這時(shí)彈簧的拉力F1＝4N，則下面說(shuō)法中正確的是（）A．木板B受到A的滑動(dòng)摩擦力的大小為6NB．木板B對(duì)地面的滑動(dòng)摩擦力的大小為4NC．若用2F的力作用在木板B上，木塊A受到的摩擦力大小仍為4ND．若用外力拉著木板B向左加速運(yùn)動(dòng)，木板B受到地面的摩擦力大于6N【答案】C【解析】A．A處于靜止?fàn)顟B(tài)，A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，大小相等，彈簧的拉力F1＝4N，故摩擦力為4N，又因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，則物體B受到A對(duì)它水平向右的摩擦力的大小為4N，故A錯(cuò)誤；B．由于B做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則B受到水平向左的拉力和水平向右的兩個(gè)摩擦力平衡，A對(duì)B的摩擦力4N，則地面對(duì)B的摩擦力10N﹣4N＝6N故B錯(cuò)誤；C．若用2F的力拉木板B，B開(kāi)始加速，但是A與B間壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力大小不變，木塊A受摩擦力大小仍為4N，故C正確；D．滑動(dòng)摩擦力大小與相對(duì)速度無(wú)關(guān)，故木板B向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的摩擦力不變，仍為6N，故D錯(cuò)誤。故選C。7．（2020·安徽·統(tǒng)考三模）如圖所示，光滑的地面上有一足夠長(zhǎng)的木板，在木板的右端連著一個(gè)滑輪（不計(jì)繩與滑輪間的摩擦），木板上面放置一個(gè)小木塊，小木塊一端連接著彈簧測(cè)力計(jì)。當(dāng)拉力為5時(shí)，木板恰能向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。如果小木塊上表面加上一個(gè)鉤碼，然后把拉力增大到8時(shí)才能使木板繼續(xù)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則下列分析正確的是（

）A．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將增大3B．小木塊相對(duì)于木板始終是靜止的C．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將增大6D．小木塊所受的摩擦力方向?yàn)樗较蜃蟆敬鸢浮緾【解析】AC．依題意可知，木板受到向左的拉力大小等于彈簧的拉力，由于木板前后勻速直線運(yùn)動(dòng)，木板受到向左的力等于向右的力，向左的力即木塊對(duì)木板的摩擦力，木塊相對(duì)于地面靜止，受向左的拉力和木板對(duì)木塊向右的摩擦力，木板對(duì)木塊的摩擦力與木塊對(duì)木板的摩擦力是相互作用力，大小相等。所以彈簧的拉力彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的增量A錯(cuò)誤，C正確；B．木板運(yùn)動(dòng)時(shí)，小木塊相對(duì)于木板是運(yùn)動(dòng)的，B錯(cuò)誤；D．小木塊所受的摩擦力和彈簧的拉力是一對(duì)平衡力，所以小木塊所受的摩擦力方向?yàn)樗较蛴?，D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題8．（2021春·湖北武漢·八年級(jí)統(tǒng)考期中）如圖所示，A、B兩物體的重力分別是GA＝3N，GB＝4N，A用細(xì)線懸掛在天花板上，B放在水平地面上，A、B間的輕質(zhì)彈簧（重力不計(jì)）的彈力大小為2N，則細(xì)線對(duì)物體A的拉力F1和物體B對(duì)地面的壓力F2可能是（）A．F1＝1N，F(xiàn)2＝6N B．F1＝5N，F(xiàn)2＝2NC．F1＝1N，F(xiàn)2＝2N D．F1＝5N，F(xiàn)2＝6N【答案】AB【解析】當(dāng)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，以A為研究對(duì)象，由平衡條件得到，細(xì)線對(duì)A的拉力對(duì)B研究可得，地面對(duì)B的支持力為則B對(duì)地面的壓力大小等于2N；當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)，以A為研究對(duì)象，由平衡條件得到，細(xì)線對(duì)A的拉力對(duì)B研究可得，地面對(duì)B的支持力為則B對(duì)地面的壓力大小等于6N，故CD不符合題意，故AB符合題意。故選AB。三、填空題9．（2023·全國(guó)·九年級(jí)專(zhuān)題練習(xí)）如圖所示，三個(gè)相同的物體A、B、C疊放在一起，當(dāng)B受到3N的水平拉力時(shí)，三個(gè)物體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，則A與B之間、B與C之間的摩擦力分別為_(kāi)_____N和______N?！敬鸢浮?/p>

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3【解析】[1]對(duì)A受力分析，A受豎直方向的重力和B對(duì)A的支持力，三個(gè)物體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，A與B相對(duì)靜止，故AB之間不受摩擦力，摩擦力為0N。[2]同理對(duì)AB整體進(jìn)行受力分析，受重力、C對(duì)BA的支持力，水平的拉力，以及C對(duì)B的摩擦力，由于三個(gè)物體一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，BC之間的摩擦力等于拉力fBC=F=5N10．（2023·全國(guó)·九年級(jí)專(zhuān)題練習(xí)）如圖甲所示，完全相同的木塊A和B緊靠著平放在粗糙程度相同的水平桌面上，在16N的水平推力F1作用下，A和B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若將A、B疊放到該桌面上，用20N水平力F2拉著A使它們一起運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示，則桌面對(duì)A的摩擦力__________N，木塊B__________（選填“一定受”、“一定不受”或“可能受”）摩擦力?！敬鸢浮?/p>

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一定受【解析】[1][2]由題意可知，圖甲中A和B一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可得F摩=F1=16N在圖乙中，由于接觸面粗糙程度不變，壓力不變，所以滑動(dòng)摩擦力不變，仍為16N，用20N水平力F2拉著A使它們一起運(yùn)動(dòng)，則AB做加速直線運(yùn)動(dòng)，且A相對(duì)于B有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以AB間有摩擦力。11．（2022·湖北襄陽(yáng)·統(tǒng)考一模）如圖所示，兩塊相同的豎直擋板之間夾有3塊相同的磚，每塊磚重為8N，磚的編號(hào)分別是1、2、3?，F(xiàn)用大小均為40N的水平力F壓住擋板，使這些磚保持懸空靜止。則這時(shí)磚塊1與擋板之間的摩擦力是______N，1號(hào)磚塊受到2號(hào)磚塊的摩擦力的方向是______（選填“豎直向上”、“豎直向下”）?！敬鸢浮?/p>

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豎直向下【解析】[1]對(duì)物體整體受力分析，物體受重力、左右兩側(cè)擋板的摩擦力，物體保持靜止，即總摩擦力等于三塊磚的總重力24N，這時(shí)磚塊1與擋板之間的摩擦力為[2]對(duì)磚塊1受力分析，受到磚塊1與擋板之間豎直向上的摩擦力12N，豎直向下的重力為8N，由于磚塊1保持靜止，則受到磚塊2給它豎直向上的摩擦力為根據(jù)力的作用是相互的，1號(hào)磚塊受到2號(hào)磚塊的摩擦力的方向豎直向下，大小為4N。四、綜合題12．（2022·廣東廣州·廣東廣雅中學(xué)校考一模）如圖所示彈簧豎直自由放置時(shí)長(zhǎng)度如圖A（彈簧長(zhǎng)度為8cm），將一小球輕放在這個(gè)彈簧上靜止時(shí)如圖B彈簧長(zhǎng)度為6cm；如圖C如果將同一小球從空中O點(diǎn)下落，正壓在同一彈簧上，當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)處，彈簧如圖D所示（彈簧長(zhǎng)度為4cm），彈簧將小球豎直彈回到空中；從小球正壓彈簧到彈簧將小球彈起的過(guò)程中，彈簧溫度有升高；在小球豎直下落正壓彈簧到彈簧將小球豎直彈回空中的過(guò)程中的某一時(shí)刻，小球與彈簧的情況如圖E所示，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為7cm，請(qǐng)?jiān)趫DE中畫(huà)出小球此時(shí)的受力分析，通過(guò)分析受力可知小球此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是___________?！敬鸢浮?/p>

向下加速運(yùn)動(dòng)或向上減速運(yùn)動(dòng)【解析】[2][3]圖B彈簧長(zhǎng)度為6cm，小球靜止，處于平衡狀態(tài)，此時(shí)在豎直方向上，小球受到的重力和彈簧的彈力是一對(duì)平衡力；則圖E彈簧長(zhǎng)度為7cm時(shí)，彈簧對(duì)小球的彈力小于小球的重力（彈簧產(chǎn)生的彈力大小與彈簧的彈性形變程度有關(guān)），對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示：所以當(dāng)小球處在下落過(guò)程中時(shí)，加速下落；當(dāng)小球處在上升過(guò)程中時(shí)，減速上升。五、作圖題13．（2023·江蘇南京·模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，某小車(chē)沿水平面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在車(chē)廂頂部用細(xì)繩豎直懸掛一個(gè)小球，小球與光滑的豎直車(chē)廂壁剛好接觸，若小車(chē)突然剎車(chē)，請(qǐng)?jiān)贑點(diǎn)畫(huà)出此時(shí)小球受力的示意圖?！敬鸢浮俊窘馕觥啃∏蛟谪Q直方向上受到重