高考物理专题一-受力分析部分含例题练习题及答案 .docx
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1、精品名师归纳总结高考定位受力分析、物体的平稳问题是力学的基本问题,主要考查力的产生条件、力的大小方向的判 断难点:弹力、摩擦力 、力的合成与分解、平稳条件的应用、动态平稳问题的分析、连接体问题的分析,涉及的思想方法有:整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、 等效思想等高考试题命题特点:这部分学问单独考查一个学问点的试题特别少,大多数情 况都是同时涉及到几个学问点,而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考 查,考查时留意物理思维与物理才能的考核考题 1对物体受力分析的考查例 1如图 1 所示,质量为 m 的木块 A 放在质量为 M 的三角形斜面B 上,现用大小均为F, 方
2、向相反的水平力分别推A 和 B,它们均静止不动,就图 1A A 与 B 之间不肯定存在摩擦力B B 与的面之间可能存在摩擦力CB 对 A 的支持力肯定大于mgD 的面对 B 的支持力的大小肯定等于M mg审题突破B、D 选项考察的面对 B 的作用力故可以:先对物体A、B 整体受力分析,依据平稳条件得到的面对整体的支持力和摩擦力。A 、C 选项考察物体 A、B 之间的受力,应当隔离, 物体 A 受力少,故:隔离物体A 受力分析,依据平稳条件求解B 对 A 的支持力和摩擦力 解析对 A、B 整体受力分析,如图,受到重力 Mmg、支持力FN 和已知的两个推力,水平方向:由于两个推力的合力为零,故可编
3、辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结整体与的面间没有摩擦力。竖直方向:有FN M mg,故 B 错误, D 正确。再对物体 A 受力分析,受重力 mg、推力 F、斜面体 B 对 A 的支持力 FN 和摩擦力 Ff,在沿斜面方向: 当推力 F 沿斜面重量大于重力的下滑重量时,摩擦力的方向沿斜面对下,当推力 F 沿斜面重量小于重力的下滑重量时,摩擦力的方向沿斜面对上,当推力 F 沿斜面重量等于重力的下滑重量时,摩擦力为零,设斜面倾斜角为,在垂直斜面方向: FN mgcos Fsin ,所以 B 对 A 的支持力不肯定大于mg,故 A 正确, C 错误故挑选 A、 D.答案AD1 单项挑选
4、2021 广东 14如图 2 所示,水平的面上堆放着原木,关于原木P 在支撑点 M、N 处受力的方向,以下说法正确的选项是图 2A M 处受到的支持力竖直向上B N 处受到的支持力竖直向上C M 处受到的静摩擦力沿MN 方向D N 处受到的静摩擦力沿水平方向答案A解析M 处支持力方向与支持面的面 垂直, 即竖直向上, 选项 A 正确。 N 处支持力方向与支持面 原木接触面 垂直,即垂直 MN 向上,应选项B 错误。摩擦力与接触面平行,应选项C、D 错误2 单项挑选 如图 3 所示,一根轻杆的两端固定两个质量均为m 的相同小球 A、B,用两根细绳悬挂在天花板上,虚线为竖直线, 30, 60,求轻
5、杆对 A 球的作用力 图 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A mgB.3mgC.33 mgD.32 mg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结答案A解析对 A 球受力分析如以下图,细绳对小球A 的力为F1,杆对 A 的力为 F 2,把 F1 和 mg 合成,由几何学问可得组成的三角形为等腰三角形,故F2 mg.3 单项挑选 如图 4 所示,用质量为 M 的吸铁石,将一张质量为m 的白纸压在竖直固定的磁性黑板上某同学沿着黑板面,用水平向右的恒力F 轻拉白纸,白纸未移动,就此时黑板对白纸的摩擦力的大小为图 4A FB mgC.F2 mg 2D.F2 Mg mg 2答案D
6、解析对吸铁石和白纸整体进行受力分析,在垂直于黑板平面内受磁引力、黑板外表的支持力,在平行于黑板平面内受竖直向下的重力M mg、水平拉力 F 和黑板外表的摩擦力Ff 作用,由于纸未被拉动,所以摩擦力为静摩擦力,依据共点力平稳条件可知,摩擦力Ff 与Mmg 和 F 的合力等值反向,因此有FfF 2 Mg mg 2 ,应选项 D 正确1. 合理的选取争论对象假如题目中给出的物体不止一个,在分析物体受力情形时,往往不能直接判定它与其接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力,这时可以采纳隔离法 或整体法 ,先分析其他物体 或整体 的受力情形,再分析被争论物体的受力情形2. 结合运动状态准时修正由于弹力和
7、摩擦力都是被动力,它们的方向和大小与物体的运动状态有亲密的关系,所以分析物体的受力情形时,除了依据力产生的条件判定外,仍必需依据物体的运动状态,结合牛顿其次定律准时进行修正可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结考题 2对静态平稳问题的考查例 2单项挑选 如图 5 所示,倾角为60的斜面固定在水平面上,轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上, A 端顶住质量为 m、半径为 R 的匀质球并使之在图示位置静止,此时A 与球心 O 的高度差为 R,不计一切摩擦,轻杆可绕铰链自由转动,重力加速度为g,就有 2图 5A 轻杆与水平面的夹角为60 B 轻杆对球的弹力大小为2mg C斜面对球的弹力大小为mg
8、D 球所受的合力大小为mg,方向竖直向上审题突破球受力的特点:轻杆B 端用铰链固定在竖直墙上所以轻杆上的弹力肯定沿杆,支持力垂直斜面对上。由几何学问确定轻杆与水平面的夹角,采纳合成法,依据平稳条件求轻杆对球的弹力和斜面对球的弹力解析设轻杆与水平方向夹角为,由 sin h1R2, 30 ,故 A 错误。对球由几何学问得,轻杆对球的弹力大小F N2 mg,故 B 错误。斜面对球的弹力大小为mg,C 正确。球处于静止状态,所受的合力大小为0, D 错误答案C4. 单项挑选 完全相同的两物体P、Q,质量均为m,叠放在一起置于水平面上,如图6 所示 现用两根等长的细线系在两物体上,在细线的结点处施加一水
9、平拉力F,两物体始终保持静止状态,就以下说法不正确的选项是 重力加速度为 g图 6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FA 物体 P 受到细线的拉力大小为2FB 两物体间的摩擦力大小为2C物体 Q 对的面的压力大小为2mg D 的面对 Q 的摩擦力大小为 F答案A解析两物体都保持静止,对 P、Q 整体受力分析, 竖直方向受到重力2mg 和的面支持力FN,依据平稳状态就有FN 2mg, Q 对的面压力大小等于支持力,选项C 正确水平方向受到拉力 F 和的面摩擦力 Ff,水平方向受力平稳Ff F,选项 D 正确两段细线等长,而拉力沿水平方向设细线和水平方向夹角为,就有细线拉力 FT F
10、,选项 A 错误对 P 受力分析2cos F水平方向受到细线拉力的水平分力FTcos 2 和 Q 对 P 的摩擦力 Ff ,依据 P 静止时受力平F衡就有 Ff 2,选项 B 正确5. 单项挑选 在如下图的 A 、B 、C、 D 四幅图中,滑轮本身的重力忽视不计,滑轮的轴 O 安装在一根轻木杆 P 上,一根轻绳 ab 绕过滑轮, a 端固定在墙上, b 端下面挂一个质量都是 m 的重物,当滑轮和重物都静止不动时,图 A、 C、D 中杆 P 与竖直方向夹角均为 ,图 B 中杆 P 在竖直方向上,假设 A 、B、C、D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 FA、 FB 、FC、FD,就以下判定中
11、正确的选项是 A FA FB FC FD B FD FA FB FC CFA FC FD FB D FC FA FB FD答案 B解析设滑轮两边细绳的夹角为,对重物,可得绳子拉力等于重物重力mg,滑轮受到木杆可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结,由夹角关系可得弹力 F 等于细绳拉力的合力,即F2mgcos 2FDFA FB FC,选项 B 正可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结确可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结6 单项挑选 倾角为 45的斜面固定在墙角, 一质量分布匀称的光滑球体在大小为F 的水平推力作用下静止在如图7 所示的位置, F 的作用线通过球心
12、,设球所受重力大小为G,竖直墙对球的弹力大小为 F 1,斜面对球的弹力大小为F2,就以下说法正确的选项是图 7A F1 肯定大于 FB F2 肯定大于 G CF2 肯定大于 FD F2 肯定大于 F 1 答案B解析以球为争论对象,受力分析,如下图,依据平稳条件可得:F2sin GF F1 F 2cos 所以 F 2 肯定大于 G, F1 肯定小于 F, F2 与 F 的大小关系不确定, F 1 和 F2 的大小关系也不确定,所以 B 正确, A 、C、D 错误共点力平稳问题的求解思路和方法1. 求解共点力平稳问题的一般思路物体静止或做匀速直线运动物体处于平稳状态 对物体受力分析建立平稳方程 对
13、平稳方程求解、争论2. 常用求解方法(1) 正交分解法(2) 合成法考题 3对动态平稳问题的考查例 3如图 8 所示,倾角为 的斜面体 c 置于水平的面上,小物块b 置于斜面上,通过细绳可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结跨过光滑的定滑轮与沙漏a 连接,连接b 的一段细绳与斜面平行在a 中的沙子缓慢流出的过程中, a、b、c 都处于静止状态,就 图 8A b 对 c 的摩擦力肯定减小B b 对 c 的摩擦力方向可能平行斜面对上C的面对 c 的摩擦力方向肯定向右D 的面对 c 的摩擦力肯定减小审题突破b 受到 c 的摩擦力不肯定为零,与两物体的重力、斜面的倾角有关对bc 整体争论,由
14、平稳条件分析水平面对c 的摩擦力方向和支持力的大小解析设 a、b 的重力分别为 Ga、Gb.假设 Ga Gbsin ,b 受到 c 的摩擦力为零。 假设 Ga Gbsin , b 受到 c 的摩擦力不为零假设Ga Gbsin ,b 受到 c 的摩擦力沿斜面对上,故A 错误, B 正确对 b、c 整体,水平面对 c 的摩擦力 Ff FTcos Gacos ,方向水平向左在a 中的 沙子缓慢流出的过程中,就摩擦力在减小,故C 错误, D 正确答案BD7 单项挑选 如图 9 甲,手提电脑散热底座一般设置有四个卡位用来调剂角度某同学将电脑放在散热底座上,为了获得更好的舒服度,由原卡位4 缓慢的调至卡位
15、 1如图乙 ,电脑始终静止在底座上,就 图 9A 电脑受到的支持力变大可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B 电脑受到的摩擦力变小C散热底座对电脑的作用力变大D 散热底座对电脑的作用力不变答案D解析对笔记本电脑受力分析如下图,有: FN mgcos 、Ff mgsin .由原卡位 1 调至卡位 4, 减小,静摩擦力 Ff 减小、支持力FN 增加。散热底座对电脑的作用力的合力是支持力和静摩擦力的合力,与电脑的重力平稳,始终是不变的,故D 正确8单项挑选 如图 10 将两个质量均为 m 的小球 a、b 用细线相连悬挂于O 点,用力 F 拉小球a,使整个装置处于静止状态,且悬线 Oa 与
16、竖直方向的夹角为 30,就 F 的最小值为 图 103A. 3 mgB mg3C. 2 mgD.2mg答案B解析以 a、b 两球为一整体进行受力分析:受重力2mg,绳子的拉力FT,拉力 F,其中重力是恒力,绳子拉力FT 方向恒定,依据平稳条件,整体所受合外力为零,所以当F 的方向与绳子垂直时最小,如下图,依据几何关系可得:F 2mgsin 30 mg,所以 B 正确, A 、C、D 错误9 单项挑选 2021 山东 14 如图 11 所示, 用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结点,制成一简易秋千,某次修理时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等
17、长且悬挂点不变木板静止时, F 1 表示木板所受合力的大小,F2 表示单根轻绳对木板拉力的大小,就修理后 图 11A F1 不变, F 2 变大B F1 不变, F 2 变小CF1 变大, F 2 变大D F1 变小, F 2 变小答案 A解析木板静止时,木板受重力G 以及两根轻绳的拉力F 2,依据平稳条件,木板受到的合力F1 0,保持不变两根轻绳的拉力F2 的合力大小等于重力G,保持不变,当两轻绳剪去一段 后,两根轻绳的拉力F2 与竖直方向的夹角变大,因其合力不变,故F 2 变大选项 A 正确,选项 B、C、D 错误1. 当受力物体的状态发生“缓慢”变化时,物体所处的状态仍为平稳状态,分析此
18、类问题的方法有解析法和矢量三角形法2. 分析动态平稳问题时需留意以下两个方面:(1) 在动态平稳问题中,肯定要抓住不变的量大小或方向 ,此题中不变的量是力F 3 和 F 1的合力的大小和方向,然后分析其他量的变化(2) 当物体受到一个大小和方向都不变、一个方向不变、一个大小和方向都变化的三个力作用, 且题目只要求定性争论力的大小而不必进行定量运算时,第一考虑用图解法考题 4应用平稳条件解决电学平稳问题例 46 分 如图 12 所示,粗糙程度匀称的绝缘空心斜面ABC 放置在水平面上, CAB30,斜面内部 O 点与斜面无任何连接 固定一个正点电荷, 一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在 M、
19、P、N 点, P 为 MN 的中点, OM ON,OM AB,就以下判定正确的选项是可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 12 A 小物体在 M、P、N 点静止时肯定都是受4 个力B 小物体静止在 P 点时受到的摩擦力最大C小物体静止在 P 点时受到的支持力最大D 小物体静止在 M、N 点时受到的支持力相等解析对小物体分别在三处静止时进行受力分析,如图:结合平稳条件小物体在P、N 两点时肯定受四个力的作用, 而在 M 处不肯定, 故 A 错误。 小物体静止在P 点时, 摩擦力 Ff mgsin30,设小物体静止在M、N 点时,库仑力为 F,就小物体静止在N 点时 Ff mgsin
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