第二章第3节受力分析共点力的平衡.doc

第二章 第3节 受力分析、共点力的平衡【例1】(模拟)如下图，小车M在恒力F作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断( )A.假设地面光滑，那么小车一定受三个力作用B.假设地面粗糙，那么小车可能受三个力作用C.假设小车做匀速运动，那么小车一定受四个力的作用D.假设小车做加速运动，那么小车可能受三个力的作用【答案】选C、D.【详解】先分析重力和力F，再分析弹力，由于F的竖直分力可能等于重力，因此地面可能对物体无弹力作用，那么A错；F的竖直分力可能小于重力，那么一定有地面对物体的弹力存在，假设地面粗糙，小车受摩擦力作用，共四个力作用，B错；假设小车做匀速运动，那么水平方向上所受摩擦力和F的水平分力平衡，这时小车一定受重力、恒力F、地面弹力、摩擦力四个力作用，那么C对；假设小车做加速运动，当地面光滑时，小车受重力和力F作用或受重力、力F、地面支持力作用，选项D正确.【例2】(模拟)如下图,小圆环A吊着一个质量为m2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上,有一细线一端拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为m1的物块.如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计,绳子又不可伸长,假设平衡时弦AB所对应的圆心角为α,那么两物块的质量比m1∶m2应为( )【答案】选C.【详解】解法一：采取相似三角形法对小圆环A受力分析，如下图，FT2与FN的合力与FT1平衡，由矢量三角形与几何三角形相似，可知得解法二：采用正交分解法建立如解法一中图所示的坐标系，可知：FT2=FN=m2g解得解法三：采用三力平衡的推论法FT2与FN的合力与FT1平衡，那么FT2与FN所构成的平行四边形为菱形，有FT2=m2g,FT1=m1g解得【稳固练习】T14〕一质量为m的物块恰好静止在倾角为的斜面上。

现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如下图那么物块〔 〕【答案】选A.【详解】无力F时受力情况如图a，使物体下滑的力 ，物体受到最大静摩擦力，“物体恰好静止〞受最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，，；当施加恒力F后，受力情况如图b，使物体下滑的力为：，物体所受最大静摩擦力为：，即，两者相等物体仍处于静止状态A正确，B错误；由于，故C错误;物体始终静止，那么受到的合力始终为零，D错误物体不加力F时的受力情况，“恰好静止〞物体所受静摩擦等于滑动摩擦，可求出摩擦因数，加力F后再进行受力分析，判断运动状态2.〔理综T2〕如下图，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力〔 〕A. 方向向左，大小不变 B. 方向向左，逐渐减小C. 方向向右，大小不变 D. 方向向右，逐渐减小【答案】选A．【详解】根据题目条件得知，物体B具有水平向左的恒定加速度，由牛顿第二定律知，物体B受到的合外力水平向左且恒定，对物体B受力分析可知，物体B在水平方向的合外力就是物体A施加的静摩擦力，因此，物体B受到的摩擦力方向向左，且大小不变，保持恒定，选项A正确，其它选项都错。

解答此题时可按以下思路分析：A、B两物块保持相对静止地向右做匀减速直线运动，得出物体B的加速度方向，根据牛顿第二定律，求出合外力的方向，分析出摩擦力3.〔物理T4〕如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45，两者的高度差为l一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物在绳子距a端得c点有一固定绳圈假设绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，那么重物和钩码的质量比为〔 〕A. B. 2C. D.【答案】选C详解】挂上钩码平衡后，bc绳与竖直方向成的角度绳圈受力如下图，又联立以上两式解得：故C正确4.〔物理T5〕如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度匀速下滑，斜劈保持静止，那么地面对斜劈的摩擦力〔 〕B.不为零，方向向右C.不为零，方向向左D.不为零，较大时方向向左，较小时方向向右【答案】选A详解】以斜劈和物块整体为研究对象，整个系统处于平衡状态，合外力为零所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力的作用故A正确整体法分析系统受力情况，确定摩擦力的有无或方向5.〔卷〕16．如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接。

图乙中、、和分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程图乙中正确的选项是图8〔 〕答案：C解析：在斜面上，；在水平面上，此题考查力、速度、加速度、位移、图象难度：易6.〔卷〕17．如下图，质量分别为、的两个物体通过轻弹簧连接，在力的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动〔在地面，在空中〕，力与水平方向成角那么所受支持力N和摩擦力正确的选项是( )A．B．C．D．17.AC【解析】整体法，分析受力，选AC.此题考查受力分析，力的平衡难度：易7.(物理〕31.〔12分〕倾角，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止〔〕，求：〔1〕地面对斜面的摩擦力大小与方向；〔2〕地面对斜面的支持力大小〔3〕通过计算证明木块在此过程中满足动能定理解析】〔1〕隔离法：对木块：，因为，得所以，，对斜面：设摩擦力f向左，那么，方向向左〔如果设摩擦力f向右，那么，同样方向向左〕〔2〕地面对斜面的支持力大小〔3〕木块受两个力做功重力做功：摩擦力做功：合力做功或外力对木块做的总功：动能的变化所以，合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化〔增加〕，证毕。

8.〔卷〕3、如下图，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，那么每根支架中承受的压力大小为( )〔A〕〔B〕〔C〕〔D〕【解析】选D9.〔卷〕16．质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0．2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如下图重力加速度g取10m/s2，那么物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为( )A．18m B．54m C．72m D．198m【解析】拉力只有大于最大静摩擦力时，物体才会由静止开始运动0-3s时：F=fmax，物体保持静止，s1=0；3-6s时：F>fmax，物体由静止开始做匀加速直线运动 v=at=6m/s 6-9s时：F=f，物体做匀速直线运动 s3=vt=63=18m9-12s时：F>f，物体以6m/s为初速度，以2m/s2为加速度继续做匀加速直线运动 所以0-12s内物体的位移为：s=s1+s2+s3+s4=54m，B正确【答案】B【启示】多过程问题能表达考生的判断力，组合题能综合考查学生多方面的知识，这类题目复习中应引起重视。

10.〔09理科根底4〕建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料质量为的工人站在地面上，通过定滑轮将的建筑材料以0．500m／s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，那么工人对地面的压力大小为(g取lOm／s2) 〔 B 〕A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N 解析：对建筑材料进行受力分析根据牛顿第二定律有,得绳子的拉力大小等于F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得,得FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490N.B对11.(09文科根底58)如图8所示，用一轻绳系一小球悬于O点现将小球拉至水平位置，然后释放，不计阻力小球下落到最低点的过程中，以下表述正确的选项是 〔 A 〕A．小球的机械能守恒 B．小球所受的合力不变C．小球的动能不断减小 D．小球的重力势能增加12.〔0917〕为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如下图。

那么以下说法中正确的选项是 ( C )A. 顾客始终受到三个力的作用B. 顾客始终处于超重状态C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下解析：在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦力 等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下13.〔0914〕如下图，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为，那么斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为 〔 A 〕A．mg和mg B．mg和mgC．mg和mg D．mg和mg解析：受力如下图，，14.〔0916〕如下图，在光滑绝缘水平面上放置3个电荷量均为的相同小球，小球之间用劲度系数均为的轻质弹簧绝缘连接当3个小球处在静止状态时，每根弹簧长度为 静电力常量为，假设不考虑弹簧的静电感应，那么每根弹簧的原长为 〔 C 〕A． B． C． D．解析：第三个小球受三个力的作用它们的关系是，得 15.〔0924〕〔15分〕如下图，某货场而将质量为m1=100 kg的货物〔可视为质点〕从高处运送至地面，为防止货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8 m。

地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上外表与轨道末端相切货物与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间的动摩擦因数=0.2〔最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2〕〔1〕求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力〔2〕假设货物滑上木板4时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求1应满足的条件〔3〕假设1=05，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间解析：〔1〕设货物滑到圆轨道末端是的速度为，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得，①设货物在轨道末端所受支持力的大小为,根据牛顿第二定律得，②联立以上两式代入数据得③根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000N，方向竖直向下〔2〕假设滑上木板A时，木板不动，由受力分析得④假设。