2017年高考物理一轮复习第2章研究物体间的相互作用第4课时受力分析共点力的平衡习题.doc

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1、第4课时 受力分析 共点力的平衡一、受力分析1概念：把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析2受力分析的一般顺序：先分析场力(重力、电场力、磁场力)，然后分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力二、共点力作用下物体的平衡1平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态2共点力的平衡条件：F合0或者.3共点力平衡的几条重要推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反(3)多

2、力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反1物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作用()2对物体受力分析时不用区分内力和外力，两者都要同时分析()3处于平衡状态的物体加速度一定等于零()4速度等于零的物体一定处于平衡状态()5若三个力F1、F2、F3平衡，将F1转动90 时，三个力的合力大小为 F1.()6物体在缓慢运动时所处的状态不属于平衡状态()1 (2016泰安模拟)如图所示，物体B的上表面水平，当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面保持静止不动，则下列判断正确的有()A物体B的上表面一定是粗糙的B物体B、C都只受4个力作用C

3、物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和解析：当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面保持静止不动，A、B、C均处于平衡状态，A受重力、B的支持力作用，A、B之间没有摩擦力，物体B的上表面可以是粗糙的，也可以是光滑的，A错；B受重力、C施加的垂直斜面向上的弹力和沿斜面向上的摩擦力以及A的压力作用，取A、B、C为整体，由平衡条件知水平面对C无摩擦力作用，水平面对C的支持力等于三物体重力大小之和，C受重力、B的压力和摩擦力、水平面的支持力作用，所以B对，C、D错答案：B2 (多选)(2016枣庄模拟)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定

4、在水平面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有()A三条绳中的张力都相等 B杆对地面的压力大于自身重力C绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析：选绳子和杆的结点为研究对象，由受力平衡，三条绳子张力在水平面上分力的合力为零由于三条绳子长度不同，绳子方向也不确定，所以不能确定三条绳子中的张力是否相同，选项A错误； 选择杆为研究对象，杆受到自己的重力、绳子的拉力和地面向上的支持力，根据平衡条件有地面对杆的支持力等于重力G 加上绳子拉力在竖直向下的分力之和，大于杆的重力，根据牛顿第三定律，杆对地面的压力等于地面对杆的支持力，选项B、C正确；

5、绳子拉力的合力和杆的重力方向均竖直向下，不可能是平衡力，选项D错误答案：BC3. (2015洛阳模拟)如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，F1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，则维修后()AF1不变，F2变大BF1不变，F2变小CF1变大，F2变大DF1变小，F2变小解析：维修前后，木板静止，受力平衡，合外力为零，F1不变，则C、D错误；对木板受力分析，如图所示则2Fcos G，得F.维修后，增大，cos 减小，F增大，所以F2变大，则A正确，B错误答案：A4 (2

6、016淄博模拟)如图所示，在一根水平直杆上套着两个轻环，在环下用两根等长的轻绳拴着一个重物把两环分开放置，静止时杆对a环的摩擦力大小为Ff，支持力为FN.若把两环距离稍微缩短一些，系统仍处于静止状态，则()AFN变小BFN变大CFf变小 DFf变大解析：由对称性可知杆对两环的支持力大小相等对重物与两环组成的整体受力分析，由平衡条件知竖直方向上2FNmg恒定，A、B皆错误；由极限法，将a、b两环间距离减小到0，则两绳竖直，杆对环不产生摩擦力的作用，故两环距离缩短时，Ff变小，C正确，D错误答案：C一、单项选择题1(2016成都模拟)如图所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿

7、固定斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为()A3个B4个C5个D6个解析：A与B相对静止一起沿斜面匀速下滑，可将二者当作整体进行受力分析，再对B进行受力分析，可知B受到的力有：重力GB、A对B的压力、斜面对B的支持力和摩擦力，选项B正确答案：B2 如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态若斜面的倾角为，则()AFGcos BFGsin C物体对斜面的压力FNGcos D物体对斜面的压力FN解析：物体所受三力如图所示，根据平衡条件，F、FN的合力与重力等大反向，有FGtan ，FNFN，故只有D选项正确答案：D3 (2016日照模拟)如图所示，在倾斜

8、的滑杆上套一个质量为m的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，则()A环只受三个力作用B环一定受四个力作用C物体做匀加速运动D悬绳对物体的拉力小于物体的重力解析：分析物体M可知，其受到两个力的作用，重力和轻绳对其的拉力，因为悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向，故二力平衡，物体做匀速运动，C、D错误；再对环进行受力分析可知，环受到重力、轻绳对环的拉力、滑杆对环的支持力和摩擦力，A错误，B正确答案：B4 (2016太原模拟)如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形

9、，BAD120，整个系统保持静止状态，已知A物块所受的摩擦力大小为Ff，则D物块所受的摩擦力大小为()A.FfBFfC.Ff D2Ff解析：已知A物块所受的摩擦力大小为Ff，设每根弹簧的弹力为F，则有：2Fcos 60Ff，对D：2Fcos 30Ff，解得：FfFFf.答案：C5 (2015衡水模拟)在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板，截面为圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，乙没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示现在从O处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向缓慢地移动，直至甲与挡板接触为止设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为F2，在此过程

10、中()AF1缓慢增大，F2缓慢增大BF1缓慢增大，F2缓慢减小CF1缓慢减小，F2缓慢增大DF1缓慢减小，F2保持不变解析：对甲和乙组成的整体受力分析，如图甲所示，垂直斜面方向只受两个力：甲、乙的总重力在垂直于斜面方向的分力和斜面对甲的支持力F2，且F2Gcos 0，即F2保持不变，由牛顿第三定律可知，甲对斜面的压力F2也保持不变；对圆球乙受力分析如图乙、丙所示，当甲缓慢下移时，FN与竖直方向的夹角缓慢减小，F1缓慢减小答案：D6 (2016沈阳模拟)如图所示，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1

11、和F2(F20)由此可求出()A物块的质量B斜面的倾角C物块与斜面间的最大静摩擦力D物块对斜面的正压力解析：当拉力为F1时，物块有沿斜面向上运动的趋势，受到沿斜面向下的静摩擦力，则F1mgsin Ffm.当拉力为F2时，物块有沿斜面向下运动的趋势，受到沿斜面向上的静摩擦力，则F2Ffmmgsin ，由此解得Ffm，其余几个量无法求出，只有选项C正确答案：C二、多项选择题7(2016济宁模拟)如图所示，A、B两物块始终静止在水平地面上，有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上P点，另一端与A相连接，下列说法正确的是()A如果B对A无摩擦力，则地面对B也无摩擦力B如果B对A有向左的摩擦力，则地面对B也有向左

12、的摩擦力CP点缓慢下移过程中，B对A的支持力一定减小DP点缓慢下移过程中，地面对B的摩擦力一定增大解析：若B对A无摩擦力，因B在水平方向受力平衡，则地面对B无摩擦力，A正确；若B对A有向左的摩擦力，则A对B有向右的摩擦力，由平衡条件知，地面对B有向左的摩擦力，B正确；若弹簧起初处于拉伸状态，则在P点缓慢下移的过程中，弹簧对A物体的拉力减小且拉力在竖直方向的分力减小，则B对A的支持力增大，C错误；在P点缓慢下移过程中，以A、B为整体，若弹簧起初处于拉伸状态，P点下移使弹簧恢复到原长时，地面对B的摩擦力逐渐减小到零，D错误答案：AB8 (2015丹东模拟)如图所示，一条细线一端与地板上的物体B相连

13、，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点，细线与竖直方向所成的角度为，则()A如果将物体B在地板上向右移动稍许，角将增大B无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，角将不变C增大小球A的质量，角一定减小D悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力解析：O、A之间的细线一定沿竖直方向，如果物体B在地板上向右移动稍许，O、B之间的细线将向右偏转，OA与OB间夹角将增大OA与OB两段细线上的弹力都等于小球A的重力，其合力与悬挂定滑轮的细线的弹力大小相等、方向相反，悬挂定滑轮的细线的弹力方向(即OO的方向)与AOB的角平分线在一条直线上，显然物体B在地板

14、上向右移动时，角将增大，选项A正确，B错误；增大小球A的质量，只要物体B的位置不变，则角也不变，选项C错误；因物体B无论在地板上移动多远，AOB都不可能达到120，故悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力，选项D正确答案：AD9 如图所示，物体质量为m，靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙间的动摩擦因数为，要使物体沿墙匀速滑动，则外力F的大小可能是()A.B.C.D.解析：当物体向上匀速滑动时，对m进行受力分析并正交分解，如图所示则有Fcos mgFf，Fsin FN，FfFN.解得F，选项C正确；当物体m向下匀速滑动时，摩擦力Ff向上，同理可得F，选项D正确答案：CD三、非选择题10(2015

15、包头模拟)如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止试求：(1)小环对杆的压力；(2)小环与杆之间的动摩擦因数至少为多大？解析：(1)对两小环和木块整体由平衡条件得2FN(M2m)g0，解得FNMgmg.由牛顿第三定律得，小环对杆的压力为FNMgmg.(2)对M由平衡条件得2FTcos 30Mg0.小环刚好不滑动，此时小环受到的静摩擦力达到最大值，则FTsin 30FN0，解得动摩擦因数至少为.答案：(1)Mgmg(2)11 (2015太原模拟)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工

16、具(如图所示)拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略，拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为.(1)若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为.已知存在一临界角0，若0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动求这一临界角的正切tan 0.解析：(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把，将推拖把的力沿竖直和水平方向分解，按平衡条件有Fcos mgFN，Fsin Ff.式中FN和Ff分别为拖把对地板的正压力和摩擦力由摩擦定律有FfFN.联立式得F.(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应有Fsin FN.这时，式仍满足，联立式解得sin cos .现考察使上式成立的角的取值范围注意到上式右边总是大于零，且当F无限大时极限为零，有sin cos 0.使上式成立的角满足0，这里0是题中所定义的临界角，即当0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把临界角的正切为tan 0.答案：(1) (2)tan 010