2022年高中物理受力分析精选习题答案汇总.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - . 高中物理受力分析精选习题1以下各图的A 物体处于静止状态,试分析A 物体的受力情形2应用隔离法在每个图的右边画出以下各图中的A 物体的受力图,各图的详细条件如下:图中的 A 物体的质量均为 m,都处于静止状态图中的 A 处于静止,质量为 m,分析 A 的受力并求出它受到的摩擦力的大小,并指出 A 受几个摩擦力;图中各个砖块质量均为 m,分析 A 所受的全部力,并求出 A 受的摩擦力的大小;3物体 m 沿粗糙水平面运动,图:作出Fsin mg 时的受力图;Fsin mg 时的受力图图中的物块沿斜面匀速上滑,物块与斜面间的动摩擦因数为 分析物块
2、的受力情形图中的 m1 和 m2 与倾角 满意条件 m2 g m1 g sin 且 m1 和 m2 均静止 作出 m1 的受力图 图中的 A,B 均静止, 竖直墙壁光滑,试用隔离法画出 A 和 B 两个物体的受力图4图中的 A,B 之间, B 与地面之间的动摩擦因数均为 ,在 A,B 都向右运动的同时,B 相对于 A 向左滑动,试分析 A,各自的受力情形;图中的地面光滑,B 物体以初速度 v0 滑上长木板 A,B 与 A 之间的动摩擦因数为 ,试分析 A,B 各自的受力情形 图中的轻绳延长线过球心,竖直墙壁是粗糙的,球静止,画出球的受力图;图中竖直墙壁粗糙,球静止,画出球的受力图图中的球静止,
3、试画出球的受力图 . 5以下图中的 A,B,C 均保持静止,试画出三个物体的受力图; 图为两根轻绳吊一木板,木板处于倾斜状态,另一个物块放在木板上,1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 系统处于平稳状态,试分析木板的受力情形图中的A,B 保持静止,试分析 A 帮 B 的受力情形6以下三个图中的物体全部处于静止状态,图和图画出 面光滑C 点的受力图,图画出匀称棒的受力图球7分析图中定滑轮的受力情形,已知悬挂重物质量为 m,并求出杆对滑轮的作用力图中的绳长 L=2. 5m,重物质量为 m=4kg,不计绳子和滑轮质量,不
4、计滑轮的摩擦OA =1. 5m.,取 g =10m/s2分析滑轮的受力情部并求出绳子对滑轮的拉力大小图:光滑球在水平推力F 作用下处于静止状态,分析小球受力并求出斜面对小球的弹力大小如图, 水平压力 F =100, B 之间,A 与墙壁之间的动摩擦因数均为 =0.3,A、B 受的重力均为 10N分析 A 物体的受力情形并求了它所受摩擦力的合力如图,光滑球 A、B 放在水平面上,画出 A,B 的受力图8画出以下各图中的光滑球的受力图,各图中的球均处于静止状态9如下列图, A,B 两滑块叠放在水平面上,已知A 与滑块 B 所受重力分别为GA= 10N ,GB=20N,A 与 B 间动摩擦因数A=0
5、. 2,B 与水平面间的动摩擦因数B=0. 3水平力 F 刚好能拉动滑块B,试分析两图中B 滑块所受的力并求出拉动滑块B 所需的最小水平拉力分别是多大?10如图所示,三角形支架ABC 的边长 AB =20cm,BC= 15cm,在 A点通过细绳悬挂一个重20N 的物体, 求 AB 杆受拉力的大小及AC 杆受压力的大小?11如图所示, 已知悬挂光滑球的绳子长度与球的半径相等,球的质量为m,求绳子的拉力和墙对球的弹力大小图中 V 型槽的夹角为 60,光滑球重 100N,利用力的分解求出球对两接触面的压力大小图求三个力的合力2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习
6、资料 - - - - - - - - - 分析弹力的实例与练习1以下各图的接触面均为光滑接触面,均保持静止状态画出各图中球所受的弹力2如下图,斜面和球均光滑,画出球受的弹力3画出以下各图中 A 和 B 球所受的弹力4画出以下各图中 A 球所受的弹力各球面均看成光滑面摩擦力的分析思路及其应用3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摩擦力分为滑动摩擦力与静摩擦力,它们均需要满意四个条件:两物体相互接触;接触面粗糙;存在相互作用的弹力;有相对滑动或相对滑动趋势;1关于滑动摩擦力滑动摩擦力的存在与否较静摩擦力简洁一些在前三个
7、条件均满意后,只要知道被争论的物体的相对滑动方向,滑动摩擦力方向应很简洁找精确这里需要留意的是:摩擦力假如存在,就弹力肯定存在,但弹力存在时,即使相对滑动方向明确,也不能判定滑动摩擦力就肯定存在例 1用一斜向上的拉力 F 沿粗糙水平拉着箱子运动,就水平面对箱子的滑动摩擦力不肯定存在假如恰好有 F cos = mg ,就水平面对箱子的支持力恰好为零,滑动摩擦力也恰好为零这时箱子只受重力和拉力两个作用,箱子确定做加速运动2关于静摩擦力的分析思路静摩擦力由于跟相对运动趋势方向相反,静摩擦力实际上是物体做持相对静止时受到的摩擦力物体在相对静止的状态,它的相对运动趋势的方向如何,我们往往不能直接把握,最
8、有效的分析思路是借助物理规律或条件来分析静摩擦力的存在与否和它的方向,而且有时仍可能求出摩擦力的大小思路 1 依据静摩擦力的定义,通过判定相对运动趋势方始终得到静摩擦力的方向详细操作程序是:假设接触面光滑,先判定被争论物体在光滑条件下的相对滑动方向,这个方向即在实际情形下的相对滑动趋势方向,就静摩擦力方向与相对滑动趋势方向相反例 2如下列图,长木板 A 与铁块 B 在水平拉力 F 作用下一起向右做匀加速运动,试分析 A,B 所受摩擦力的方向设水平面光滑分析:由于 A,B 一起做加速运动,运动状态在不断转变,说明 B 肯定受静摩擦力作用,假设 A、 B 接触面光滑,就 B 物体相对于 A 向左滑
9、动,此即 B 物体在实际情形下的相对滑动趋势方向,所以,B 受到长木板施加的静摩擦力 f AB 应是水平向右; 依据相互作用特点可知:B 对 A 的静摩擦力 f BA 的方向应是水平向左;点评:此题应用了两种思路分析A,B 的静摩擦力: 一是利用静摩擦力的定义;二是利用牛顿第三定律;在同学尚未学习牛顿第三定律,可以利用中学所学的结论“ 力的作用是相互的” 来分析,同学仍旧可以理解;思路 2 应用二力平稳条件或物体在共点力作用下的平稳问题;这是用得最多的一种思路;例子随处可见;思路 3 依据物体运动状态的变化分析静摩擦力;假如学习了牛顿其次定律,就直接运用牛顿其次定律分析静摩擦力;高一新生学物理
10、,牛顿其次定律仍未学习,只有依据中学所学的结论 “ 力是使物体运动状态发生变化的缘由”,结合物体运动状态的变化,从而确定物体是否受静摩擦力作用;例 3如下列图的传送带运输物体示意图中,图中的传送带匀速运动,就物体随传送带匀速运动;物块运动状态不变化,水平方向无其他拉力或推力,所以,物体不受静摩擦力作用;图中假如传送带顺时针加速转动,物体相对传送带静止;由于物体向右加速运动,运动状态发生变化,依据“ 力是转变物体运动状态的缘由”水平向右的静摩擦力作用;,可知,物体向右加速的缘由只能是静摩擦力,所以,物体受到图中假如传送带顺时针减速转动,物体相对传送带静止,物体向右做减速运动,明显受到阻力作用,使
11、物体的运动状态发生变化,这个阻力只能是静摩擦力,所以,物体受到水平向左的静摩擦力作用同理可分析图示的A,B 两个重叠物体之间的静摩擦力水平地面粗糙,水平力F 作用在 A 物块上,4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 使 A、B 一起向右运动;当 A、B 匀速运动时, A、B 之间无静摩擦力当 A、B 一起向右做加速运动时,B 受到水平向右的静摩擦力;当 A、B 一起向右做减速运动时,B 受到水平向左的静摩擦力思路 4 依据牛顿第三定律,即作用力与反作用力的特点分析静摩擦力中学学习了力的作用是相互的这一结论,只要让高
12、一同学明确: “ 作用力与反作用力是等大反向,作用在相互接触的两个物体上” 这些特点,我们就可以通过详细实例让同学懂得这一思路及其应用;例 4如下列图的匀称棒AB 的 B 端用细线系住,线的上端固定在天花板上的O 点,棒处于静止状态,试分析棒对水平地面的摩擦力方向解析:先以棒为分析对象,棒受四个力:重力 mg,地面支持力 F N ,地面对棒 A 端的静摩擦力 f,细线对棒的拉力 T.如下列图这里需要说明的是:细线对棒的拉力斜向左上方,有水平向左的成效,重力和支持力均在竖直方向,依据平稳条件,在水平方向必然要有水平向右的力来平稳,只有地面对棒的静摩擦力f,所以 f 水平向右依据作用力与反作用力的
13、规律可知,棒对地面的摩擦力 f 与 f 等大反向, f 作用在地面上,方向水平向左思路 5 依据杠杆平稳原理或力矩平稳条件分析静摩擦力例 5如下列图的球处于静止状态,竖直方向的外力F 作用线没有通过球心,水平地面光滑,竖直墙壁粗糙,试分析墙壁对球的摩擦力方向解析:球受的重力 mg,地面持力 F N1 , 墙壁对球的弹力 F N2 ,这三个力作用线都通过球心,不会使球绕球心转动 而竖直向下的外力 F 有使球做逆时针转动的趋势,所以墙壁对球的摩擦力 f 应当具有使球做顺时针转的成效,所以 f 竖直向上,如下列图3摩擦力分类实例解析摩擦力与运动方向在同始终线上例 6如下列图, 质量为 m 的物体在水
14、平外力作用下,向右以 v=2m/s 的速度匀速运动,物体与水平面间的动摩擦因数为 在以下条件下,物体受到的滑动摩擦力如何变化?当 F 突然增大时?从撤去 F 到物体最终静止的过程?将物体立放起来,仍在水平拉力 F 作用下,向右做匀速运动的过程?分析:由公式F = F N = mg 可知:在此题的条件下,滑动摩擦力只跟 和 m 有关,而跟物体与水平面的接触面积无关,也跟物体运动的状态无关,只要上述两个因素不变,不管物体是匀速运动,仍是加速运动或减速运动所以,三种情形下物体受到的滑动摩擦力都一样大变式练习 :如下列图, 一根质量为m,长度为 L 的匀称长木板放在水平桌面上,木板与桌面间的动摩擦因数
15、为,现用水平力F 推木板,当木板有L/3 离开桌面时,桌子对木板的摩擦力有多大?分析: 木板的重心在中点,木板对桌子的压力仍为 mg,大小不因接触面积减小而转变,所以,滑动摩擦力也没有转变f= FN= mg物体沿粗糙斜面运动的各种情形下受滑动摩擦力的方向如下面、图所示 各图均画出物体的全部受力情形. 请画出图物体在外力F 作用下沿粗糙的竖直墙壁或天花板运5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 动时的受力分析图假如物体静止在粗糙斜面上,它受到的静摩擦力是否存就要看其它外力的方向及大小关系如何例 7用一个沿斜面对上的推力
16、F 作用在物体上, 使物体处于静止状态, 物体质量为m,斜面倾角为试分析斜面对物体的静摩擦力解析:由于 m、F 三者的大小关系不确定,所以斜面对物体的静摩擦力有以下三种可能:如 F = mg sin ,无运动趋势,静摩擦力 f = 0;如 F mg sin,有向下运动趋, 静摩擦力f 沿斜面对上, 且有 F + f = mg sin如 F mg sin,有向上运动趋,静摩擦力f 沿斜面对下,且有F = mg sin + f争论:假如物体受到的静摩擦力并未达到最大值,将 里的“ 稍许” 是物体受到的静摩擦力假如原应存在的话,就当F 增加稍许,就静摩擦力的大小如何变化?这 F 增加稍许时,并不转变
17、静摩擦力原先的方向;至于摩擦力的大小如何变化,这要看物体原先受到的摩擦力处于上述三种情形之中的哪一种;假如是第种情形,静摩擦力由零到有,是增加;假如是第种情形,静摩擦力减小;假如是第情形,静摩擦力是增大;假如 F 增加的范畴较大,但物体仍旧处于静止状态,摩擦力大小的变化如何?这时仍旧要先看物体原先处于上述三种情形之中的哪一种,然后才能详细分析静摩擦力方向及随 F 增大而变化的情形,只是比前面的争论多了一种情形是:物体受到的静摩擦力可能是由沿斜面对上的方向变为沿斜面对下的方向,这种情形下,静摩擦力的大小变化是先减小后增大;留意点:当外力变化使静摩擦力转变方向,摩擦力的大小不能突变,所以,只能先减
18、小后增大;假如沿水平方向推物体而不动,就要分析Fcos与 mgsin 的大小关系才能确定静摩擦力的存在与否或详细方向;例 8皮带轮或传送带所受的静摩擦力如下列图的皮带传送装置,假如右边的皮带轮是主动轮,左边的是从动轮,就传送带上的 P 点受摩擦力方向如何,从动轮上的 Q 点受摩擦力方向如何?解析:主动轮是由电动机带动,主动轮通过静摩擦力力带动皮带运动,所以,主动轮对皮带的摩擦力是动力,而皮带对主动轮的摩擦力是阻力,由此可知主动轮对皮带上的点施加的摩擦力为动力,即传送带上 P 点受的摩擦力方向沿轮的切线向下皮带对从动轮的摩擦力是动力,所以,从动轮上的 Q 点受到的摩擦力方向沿切线向上依据力的相互
19、性,在 Q 点,从动轮对皮带的摩擦力方向沿切线向下摩擦力方向跟物体运动方向不在同始终线上例 9站在自动扶梯上的人随扶梯一起加速运动解析: 人受的合力沿斜面对上,仅靠重力 mg 和支持力 N 是不行能供应沿斜面对上的合力的,所以必定受到平行于梯子上表面的静摩擦力 f,而且 f 应当水平向右人受 力情形如下列图例 10放在匀速转动的水平转盘上的物块随盘一起做匀速圆周运动转盘对物块的静摩擦力f 指向转轴,而物块的速度方向随时在转变,f 与 v 不在同始终线上,而且是相互垂直的例 9 和例 10 是两个很典型的实例,摩擦力与运动方向不在同始终线的情形6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6
20、页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4强化练习题1置于水平面上的物体,在水平方向的拉力作用下向前运动当拉力增大时,物体的运动速度也随之变大,就该物体所受的滑动摩擦力将()A 增大 B不变 C减小 D无法确定2粗糙的水平面上叠放着 A 和 B 两个物体, A 和 B 间的接触面也是粗糙的,假如用水平力 F 拉 B,而 B 仍保持静止,就此时 A B 和地面间的静摩擦力等于 F,B 和 A 间的静摩擦力也等于 FBB 和地面间的静摩擦力等于F,B 和 A 间的静摩擦力等于零CB 和地面间的静摩擦力等于零,B 和 A 间的静摩擦力也等于零DB 和地面间的静摩擦力等于零,
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