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2024科學(xué)自招復(fù)習(xí)專題課第1講-受力分析(含答案)

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2024科學(xué)自招復(fù)習(xí)專題課第1講-受力分析(含答案)

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1.知道受力分析的一般步驟和要求,能夠進行正確的受力分析
2.能夠靈活的應(yīng)用整體法和隔離法進行較為復(fù)雜的受力分析
3.知道共點力的概念以及共點力的平衡條件
4.能用力的合成與分解的思想解決共點力平衡問題
5.能用解析法、圖解法分析共點力的動態(tài)平衡問題
1. 受力分析的步驟
(1)明確研究對象:確定需要分析的物體或系統(tǒng),將其作為受力分析對象。
(2)找到接觸點(或接觸面):每個接觸點(或接觸面)上都有可能有力的作用。
(3)按順序分析受力:先分析重力,再依據(jù)每個接觸點(或接觸面)分析彈力、摩擦力(即所謂一重、二彈、三摩擦),畫出受力示意圖。這個過程中需要特別注意的就是彈力與摩擦力的方向。
(4)檢查受力分析是否有誤:受力分析完后,檢查畫出的每一個力能否找出它的施力物體,檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題目所給運動狀態(tài)。
2. 受力分析的注意事項
(1)只分析研究對象所受的力,不分析研究對象對其他物體所施加的力。
(2)只分析性質(zhì)力,不分析效果力(如下滑力、向心力等)。
(3)每分析一個力,都應(yīng)找出施力物體,以防多分析出某些不存在的力。
(4)合力和分力不能同時作為物體所受的力。
如圖所示,將鉛筆一端放在水平桌面上,另一端用細線懸吊,則鉛筆受到力的個數(shù)為(  )
A.5個 B.4個 C.3個 D.2個
練1.1
如圖所示,在水平向左的推力F作用下,a、b、c懸空靠墻均處于靜止狀態(tài),對于a、b、c三物體的受力,則下列說法正確的是(  )
A.a(chǎn)受到的兩個靜摩擦力方向均豎直向上
B.b總共受到五個力的作用
C.c總共受到三個力的作用
D.a(chǎn)與墻壁間摩擦力的大小隨F的增大而增大
練1.2
用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點,在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q,如圖所示。P、Q均處于靜止狀態(tài),則小球P受力個數(shù)說法正確的是(  )
A.可能3個力 B.一定3個力 C.可能4個力 D.一定4個力
練1.3
如圖所示,木塊A、B在豎直向上的外力F的作用下處于靜止狀態(tài),其中木塊A的上表面和水平天花板接觸,下面關(guān)于木塊A、B受力分析正確的是(  )
A.木塊A一定受3個力 B.木塊A一定受4個力
C.木塊B一定受4個力 D.木塊B可能受3個力
練1.4
如圖所示,將一長方形木塊鋸開為A、B兩部分后,靜止放置在水平地面上,則(  )
A.A受到三個力作用
B.B受到五個力作用
C.A對B的作用力方向垂直于它們的接觸面向下
D.A對B的作用力方向無法判斷
1. 整體法
在研究平衡問題時,整體法就是把幾個物體視為一個整體,作為研究對象,受力分析時,只分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力(外力),不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力(內(nèi)力)。
2. 隔離法
在研究平衡問題時,有時把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中隔離出來,作為研究對象,只分析該研究對象以外的物體對該對象的作用力,不考慮研究對象對其他物體的作用力。
簡單的連接體問題舉例:如圖所示,完全相同的A、B、C、D四個物塊并排放在水平地面上,用力F推物塊A,使四個物塊一起向右做勻速直線運動,求物塊C對物塊D的推力的大小。
分析思路:先整體分析,在水平方向上,整體受到推力F以及滑動摩擦力f總的作用,根據(jù)力的平衡條件易知f總=F,由于四個物塊完全相同,則每個物塊受到的滑動摩擦力為f=;再將D隔離出來,在水平方向上,D受到向左的的滑動摩擦力作用,因為D做勻速直線運動,所以C對D有向右的推力F'= f=。
如圖所示,一位同學(xué)用雙手水平夾起一摞書,并停留在空中。已知手掌與書間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4,書與書間的動摩擦因數(shù)μ2=0.3,設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小。若每本書的質(zhì)量為0.2kg,該同學(xué)對書的水平正壓力為200N,每本書均呈豎直狀態(tài),g=10N/kg,則下列說法正確的是(  )
A.每本書受到的摩擦力的合力大小不等
B.書與書之間的摩擦力大小均相等
C.他最多能夾住80本書
D.他最多能夾住62本書
練2.1
用兩個相同的足夠大的水平力F將2016個完全相同的木塊夾在兩個相同的豎直木板之間,所有木塊都如圖所示保持靜止狀態(tài),每個木塊的質(zhì)量都為m,則編號2015和2016號木塊之間的摩擦力的大小為(木塊從左至右編號依次為1、2、3…2014、2015、2016)(  )
A.mg B.1007mg C.1008 mg D.2016 mg
練2.2
如圖所示,甲、乙、丙、丁是四個完全相同的物塊,當(dāng)用水平推力F作用于乙時,它們能保持相對靜止一起向右勻速運動。則判斷正確的是(  )
A.甲受到一個摩擦力的作用
B.乙受到兩個摩擦力的作用
C.乙對丙的摩擦力大于地面對丙的摩擦力
D.丁受到的合外力水平向右
練2.3
如圖所示,水平桌面上有三個相同的物體a、b、c疊放在一起,a的左端通過一根輕繩與質(zhì)量為m=3kg的小球相連,繩與水平方向的夾角為60°,小球靜止在光滑的半圓形器皿中,水平向右的力F=10N作用在b上,三個物體保持靜止狀態(tài)。g取10m/s2,下列說法正確的是(  )
A.繩子對物體a的拉力大小為10N
B.物體c受到向右的靜摩擦力
C.桌面對物體a的靜摩擦力方向水平向左
D.物體b受到一個摩擦力,方向向右
如圖所示,水平地面上放置相同材料制成的四個木塊,其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用不可伸長的水平輕繩相連,下面兩個木塊質(zhì)量分別為2m和3m。現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為3m的木塊,使四個木塊一同水平向右勻速運動,則(  )
A.質(zhì)量為3m的木塊與地面間的摩擦力為
B.質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力為
C.輕繩對m的拉力為
D.輕繩對m的拉力為
練3.1
如圖,位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連,從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ,兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計,若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動,則跨過定滑輪的輕繩的拉力大小為(  )
A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg
練3.2
如圖所示,木箱A、B的質(zhì)量分別為20kg和60kg,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.1,為防止木箱A、B之間發(fā)生碰撞,在A、B中間安置了一勁度系數(shù)為1000N/m的輕質(zhì)彈簧,初始狀態(tài)時彈簧為原長,兩木箱置于水平地面上靜止不動。某搬運工嘗試用一個大小為50N的水平力推木箱B,若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力, g=10N/kg,則下列說法錯誤的是(  )
A.木箱A不受摩擦力作用
B.木箱B受到的摩擦力大小為50N
C.彈簧的壓縮量為5cm
D.緩慢增大推力,當(dāng)推力為70N時,木箱B對彈簧的彈力大小為10N
1.共點力
幾個力如果都作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交于一點,這幾個力叫作共點力。物體在共點力的作用下,相對于地面處于靜止或勻速直線運動時,稱為共點力作用下物體的平衡。
2.共點力的平衡條件
作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力平衡。二力平衡時物體所受的合力為0。如果物體受到多個共點力作用,我們可以逐步通過力的合成,最終等效為兩個力的作用。如果這兩個力的合力為0,則意味著所有力的合力等于0,物體將處于平衡狀態(tài)。因此,在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0,我們把它稱為共點力平衡的條件。
3.共點力平衡問題的分析方法
(1)三力平衡問題-力的合成與分解法
三個力平衡時,這三個力的合力F合=0,我們可以先將其中的F1、F2兩個力合成為F12,如圖所示,則可等效為物體受F12與F3作用而平衡,于是F12與F3必然等大反向且共線。因此,三個力平衡時,它們必滿足的條件為:任意兩個力的合力與第三個力等大反向。
也可將上圖中的三個力進行平移,如圖下圖所示,結(jié)合力的三角形定則可知,若三個力的合力為零,則這三個力一定可以首尾相接組成的矢量三角形。
解決較復(fù)雜的受力平衡類問題時,基本思路是用力的合成、分解的等效替代的思想,把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為熟悉的簡單問題。
(2)多力平衡問題-正交分解法
當(dāng)物體受到多個力作用時,以這些力的作用點為坐標原點,建立相互垂直的x軸、y軸。將各個力沿著x軸、y軸的方向分解,則在x軸、y軸方向上的所有分力的合力為零,即Fx合=0,F(xiàn)y合=0。
用正交分解法解題的步驟如下:
A.選擇x、y軸的方向:應(yīng)使盡量多的力在坐標軸上。
B.等效替代:把不在坐標軸上的力都分解到坐標軸上。
C.列等式:分別在x、y軸兩個方向上由平衡條件列等式。
對物體進行受力分析,分解如圖。
在x軸方向,由受力平衡得:Fcosα=f ①;在y軸方向,由受力平衡得:FN+Fsinα=mg ②
又對于滑動摩擦力:f=μFN ③
由①②③解得:
4.解決共點力平衡問題的基本步驟
選擇恰當(dāng)?shù)难芯繉ο螅瑢ρ芯繉ο筮M行受力分析→對其中一部分力進行等效替代(合成或分解)→由平衡條件(結(jié)合三角函數(shù)知識)列等式求解。
5.共點力的動態(tài)平衡問題
所謂動態(tài)平衡,是指物體在做某種極其緩慢的運動,整個過程中物體受到的力可能都在變化,由于在運動過程中物體速度趨近于零,故在任一狀態(tài),均可認為物體靜止,物體受力平衡。我們目前可以使用如下一些方法處理這種類型的問題。
(1)解析法
解析法是求出未知力與角度、已知力(如重力)之間的關(guān)系,應(yīng)用數(shù)學(xué)表達式求解力的變化過程的方法。
問題舉例:如圖1所示,用細繩懸掛一個小球,小球在水平拉力F的作用下從平衡位置P點緩慢地沿圓弧移動到Q點,試分析在這個過程中,繩子拉力T和水平拉力F的大小變化情況。
圖1 圖2
分析思路:小球受重力G、拉力F、繩子的拉力T的作用,我們可以試著寫出拉力F與繩子拉力T的表達式,由表達式判斷它們的大小變化。不妨設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ,畫出小球受到的力的示意圖,因為小球緩慢移動,因此三個力的合力為零,可以將拉力F與T合成為F',則F'=G,如圖2所示。在力的三角形中可得,。由于拉起小球的過程中θ逐漸增大,可知T與F都不斷增大。
(2)圖解法
所謂圖解法,即畫出由力組成的封閉三角形,根據(jù)三角形三條邊邊長的變化,來判斷各個力大小的變化情況。
問題舉例:如圖3所示,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對球的彈力大小為N1,木板對球的彈力大小為N2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計摩擦,試分析在此過程中,彈力N1和N2的變化情況。
圖3 圖4
分析思路:如圖4a所示,小球受三個力作用,彈力N1和N2的合力與重力G等大反向,我們可以將N1、N2和重力G平移,圍成一個封閉三角形,如圖4b所示,在擋板緩慢轉(zhuǎn)到水平位置的過程中,重力的大小和方向均不變,彈力N1的方向不變,而彈力N2將逆時針旋轉(zhuǎn),且N2的末端始終落在N1的作用線上。可見彈力N2逐漸變小,彈力N1逐漸減小。
如圖所示,質(zhì)量為m的圓環(huán)A,跨過定滑輪的細繩一端系在圓環(huán)A上,另一端系一物塊B。細繩對圓環(huán)A的拉力方向水平向左。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,圓環(huán)A與固定直桿間動摩擦因數(shù)μ=0.5,直桿傾角θ=37°,cos37°=0.8,要保證A不向上滑動,所懸掛的物塊B質(zhì)量不能超過(  )
A.2m B. C. D.
練4.1
如圖所示,傾角為θ=30°的固定細桿上套有一小球P,另一個小球Q通過細線與小球P連接,對小球Q施加一個水平向右的作用力F,系統(tǒng)靜止時,兩小球之間的細線恰好與細桿垂直,已知小球P、Q的質(zhì)量分別為m、2m,重力加速度為g,下列說法正確的是(  )
A.作用力F的大小為 mg
B.細桿對小球P的摩擦力Ff的大小為mg
C.細線張力FT的大小為mg
D.細桿對小球P的彈力FN的大小為mg
練4.2
如圖所示,兩個小球用a、b、c三根繩子懸掛起來,系統(tǒng)靜止時繩子a與豎直方向的夾角為37°,繩子c與豎直方向的夾角為53°,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,則繩子a與繩子c的拉力大小之比為(  )
A.Fa:Fc=3:4 B.Fa:Fc=4:3 C.Fa:Fc=3:5 D.Fa:Fc=5:3
練4.3
甲、乙圖中懸掛的物塊相同,并且都保持靜止狀態(tài)。甲圖中AO繩水平,BO繩與豎直方向的夾角為30°,乙圖中CQ繩和DQ繩與豎直方向的夾角均為30°,則下列說法正確的是(  )
A.BO繩與DQ繩的張力相等
B.BO繩與AO繩的張力相等
C.BO繩張力是AO繩張力的二倍
D.AO繩張力是BO繩張力的二倍
如圖,一救援人員沿豎直陡峭光滑巖壁緩慢向下的過程中,設(shè)人對繩的拉力為FT,人對巖壁的壓力為FN,若手和巖壁距離不變,繩與巖壁的夾角變小,下列說法正確的是(  )
A.FT、FN均減小 B.FT、FN均增大
C.FT增大,F(xiàn)N減小 D.FT減小,F(xiàn)N增大
練5.1
如圖所示,用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間。開始時OB繩處于水平狀態(tài)。現(xiàn)保持O點位置不變,只通過改變OB繩長使繩右端由B點緩慢上移至B'點,此時OB′與OA之間的夾角θ<90°。設(shè)此過程中OA、OB繩的拉力分別為FOA、FOB,下列說法正確的是(  )
A.FOB先增大后減小 B.FOB先減小后增大
C.FOA先增大后減小 D.FOA先減小后增大
練5.2
如圖所示,晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點,繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計,現(xiàn)衣服處于靜止狀態(tài)。如果保持繩子A端、B端在桿上的位置不變,將右側(cè)桿緩慢平移到圖中虛線位置的過程中,則(  )
A.繩子的彈力變大 B.繩子的彈力不變
C.繩子對掛鉤彈力不變 D.繩子對掛鉤彈力變大
練5.3
有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB豎直向下,表面光滑。AO上套有小環(huán)P,OB上套有小環(huán)Q,兩球質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細繩相連,并在某一位置平衡(如圖)。現(xiàn)將P環(huán)向右移一小段距離,兩環(huán)再次達到平衡,那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,對P環(huán)的受力情況,下列說法正確的是(  )
A.橫桿對它的支持力變大 B.橫桿對它的摩擦力變大
C.繩子對它的拉力變小 D.P的合外力不為零
練5.4
在粗糙水平地面上放著一個半圓柱狀體A,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,截面如圖所示,整個裝置處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)對B加一豎直向下的力F,F(xiàn)的作用線通過球心,設(shè)墻對B的作用力為F1,B對A的作用力為F2,地面對A的作用力為F3。若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止,在此過程中(  )
A.F1保持不變,F(xiàn)3緩慢增大
B.F1緩慢增大,F(xiàn)3不變
C.F2緩慢增大,F(xiàn)3緩慢增大
D.F2緩慢增大,F(xiàn)3保持不變
習(xí)題1
如圖所示,A、B兩均勻直桿上端分別用細線懸掛于天花板上,下端擱在水平地面上,處于靜止狀態(tài),懸掛A桿的繩傾斜,懸掛B桿的繩恰好豎直,則關(guān)于兩桿的受力情況,下列說法中正確的有(  )
A.A、B都受三個力作用 B.A、B都受四個力作用
C.A受四個力,B受三個力 D.A受三個力,B受四個力
習(xí)題2
如圖所示,輕繩兩端分別與A、C兩物體相連接,mA=2kg,mB=2kg,mC=3kg,物體A、B、C及C與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計。若要用力將C物拉動,則作用在C物上水平向左的拉力最小為(取g=10m/s2)(  )
A.6N B.8N C.11N D.12N
習(xí)題3
如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體放在水平地面上,質(zhì)量為m的光滑小球被輕繩拴住掛在天花板上。已知斜面傾角為30°,輕繩與豎直方向的夾角為30°,整個裝置處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是(  )
A.輕繩對小球的拉力大小為mg
B.斜面對小球的支持力大小為mg
C.斜面體受到地面的摩擦力大小為mg
D.地面受到的壓力大小為(m+M)g
習(xí)題4
如圖所示,一根粗糙的水平橫桿上套有A,B兩個輕環(huán),系在兩環(huán)上的等長細繩拴住的書本處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將兩環(huán)距離變小后書本仍處于靜止狀態(tài),則(  )
A.桿對A環(huán)的力不變
B.桿對A環(huán)的支持力變小
C.B環(huán)對桿的摩擦力力變小
D.與B環(huán)相連的細繩對書本的拉力變大
習(xí)題5
如圖1,五個完全一樣的象棋棋子整齊疊放在水平桌面上,各接觸面水平且動摩擦因數(shù)相等、最大靜摩擦因數(shù)等于動摩擦因數(shù)。最下面的5號子左端與地面P點重合。現(xiàn)在給中間的3號子施加一個水平向右的恒力F。小白認為F作用一段時間后,五個棋子的位置情況可能如圖2所示。你認為小白的判斷   (選填“合理”或“不合理”),理由為   。
習(xí)題1
如圖所示,M、N兩物體疊放在一起,在恒力F作用下,保持靜止狀態(tài),則關(guān)于兩物體受力情況的說法正確的是(  )
A.物體M與墻之間一定沒有彈力和摩擦力
B.物體M與N之間可能無摩擦力
C.物體N可能受到4個力
D.物體M可能受到6個力
習(xí)題2
疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式,也是一種高難度的雜技.圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設(shè)每個人的重力均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài),則最底層正中間的人的一只腳對水平地面的壓力約為(  )
A.G B.G C.G D.G
習(xí)題3
在粗糙的水平面上有一個三角形木塊ABC,其兩個粗糙的斜面上各有一個質(zhì)量為ml和m2的物塊,且ml>m2(如圖所示)。已知三角形木塊和兩個物塊都是靜止的,則粗糙水平面對三角形木塊(  )
A.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右
B.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左
C.有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能確定
D.以上判斷均不正確
習(xí)題4
如圖所示,用兩根長度相同的細線系住兩質(zhì)量分別為m、2m的小球a、b。若在a球上加水平向左的外力F,在b球上加水平向右的外力F,則平衡后的狀態(tài)為(  )
A. B. C. D.
習(xí)題5
如圖所示,小球P、Q、R用細線相連懸掛在O點。已知三個小球受重力分別為GP=15牛,GQ=20牛,GR=7牛。當(dāng)它們平衡時,連接P、Q之間的一段細線受到的拉力大小為(  )
A.42牛 B.35牛 C.27牛 D.15牛
習(xí)題6
如圖,懸掛甲物體的細線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細繩上O點處,繩的一端固定在墻上,另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量分別為m1、m2,系統(tǒng)平衡時,O點兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α=45°,β=60°,則m1:m2等于(  )
A. B. C. D.
習(xí)題7
如圖所示,固定斜面的頂端帶有定滑輪,斜面的傾角為30°,跨過定滑輪的輕繩兩端分別系有物塊和勻質(zhì)木球,定滑輪右側(cè)的輕繩水平,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。不計一切摩擦,物塊與木球的質(zhì)量之比為(  )
A.1:2 B.2:1 C.1: D.:1
習(xí)題8
如圖所示,在水平天花板的A點處固定一根輕桿a,桿與天花板保持垂直。桿的下端有一個輕滑輪O。一根細線上端固定在該天花板的B點處,細線跨過滑輪O,下端系一個重為G的物體,BO段細線與天花板的夾角為θ=30°。系統(tǒng)保持靜止,不計一切摩擦。下列說法中正確的是(  )
A.細線BO對天花板的拉力大小是
B.a(chǎn)桿對滑輪的作用力大小是
C.a(chǎn)桿對滑輪的作用力方向沿著OA豎直向上
D.a(chǎn)桿對滑輪的作用力大小是G
習(xí)題9
如圖所示,用細繩系住小球放在傾角為θ的光滑斜面上,當(dāng)細繩由水平方向逐漸向上偏移時,球?qū)K的拉力T和對斜面的壓力N將(  )
A.T逐漸增大 B.T先減小后增大
C.N逐漸增大 D.N保持不變
習(xí)題10
如圖所示,輕繩OA的一端系在質(zhì)量為M的物體上,另一端系在一個套在粗糙的水平橫桿MN的圓環(huán)上,現(xiàn)用水平力F拉繩上一點,使物體從圖中實線位置緩慢地上升到圖中虛線位置,但圓環(huán)仍保持在原位置不動,則在這一過程中,拉力F   ;環(huán)與橫桿的靜摩擦力Ff   ;和環(huán)對桿的壓力FN   (填“增大”、“減小”或“不變”)
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1.知道受力分析的一般步驟和要求,能夠進行正確的受力分析
2.能夠靈活的應(yīng)用整體法和隔離法進行較為復(fù)雜的受力分析
3.知道共點力的概念以及共點力的平衡條件
4.能用力的合成與分解的思想解決共點力平衡問題
5.能用解析法、圖解法分析共點力的動態(tài)平衡問題
1. 受力分析的步驟
(1)明確研究對象:確定需要分析的物體或系統(tǒng),將其作為受力分析對象。
(2)找到接觸點(或接觸面):每個接觸點(或接觸面)上都有可能有力的作用。
(3)按順序分析受力:先分析重力,再依據(jù)每個接觸點(或接觸面)分析彈力、摩擦力(即所謂一重、二彈、三摩擦),畫出受力示意圖。這個過程中需要特別注意的就是彈力與摩擦力的方向。
(4)檢查受力分析是否有誤:受力分析完后,檢查畫出的每一個力能否找出它的施力物體,檢查分析結(jié)果能否使研究對象處于題目所給運動狀態(tài)。
2. 受力分析的注意事項
(1)只分析研究對象所受的力,不分析研究對象對其他物體所施加的力。
(2)只分析性質(zhì)力,不分析效果力(如下滑力、向心力等)。
(3)每分析一個力,都應(yīng)找出施力物體,以防多分析出某些不存在的力。
(4)合力和分力不能同時作為物體所受的力。
如圖所示,將鉛筆一端放在水平桌面上,另一端用細線懸吊,則鉛筆受到力的個數(shù)為(  )
A.5個 B.4個 C.3個 D.2個
故選:B。
練1.1
如圖所示,在水平向左的推力F作用下,a、b、c懸空靠墻均處于靜止狀態(tài),對于a、b、c三物體的受力,則下列說法正確的是(  )
A.a(chǎn)受到的兩個靜摩擦力方向均豎直向上
B.b總共受到五個力的作用
C.c總共受到三個力的作用
D.a(chǎn)與墻壁間摩擦力的大小隨F的增大而增大
故選:B。
練1.2
用一輕繩將小球P系于光滑墻壁上的O點,在墻壁和球P之間夾有一矩形物塊Q,如圖所示。P、Q均處于靜止狀態(tài),則小球P受力個數(shù)說法正確的是(  )
A.可能3個力 B.一定3個力 C.可能4個力 D.一定4個力
故選:D。
練1.3
如圖所示,木塊A、B在豎直向上的外力F的作用下處于靜止狀態(tài),其中木塊A的上表面和水平天花板接觸,下面關(guān)于木塊A、B受力分析正確的是(  )
A.木塊A一定受3個力 B.木塊A一定受4個力
C.木塊B一定受4個力 D.木塊B可能受3個力
故選:C。
練1.4
如圖所示,將一長方形木塊鋸開為A、B兩部分后,靜止放置在水平地面上,則(  )
A.A受到三個力作用
B.B受到五個力作用
C.A對B的作用力方向垂直于它們的接觸面向下
D.A對B的作用力方向無法判斷
故選:A。
1. 整體法
在研究平衡問題時,整體法就是把幾個物體視為一個整體,作為研究對象,受力分析時,只分析這一整體對象之外的物體對整體的作用力(外力),不考慮整體內(nèi)部之間的相互作用力(內(nèi)力)。
2. 隔離法
在研究平衡問題時,有時把要分析的物體從相關(guān)的物體體系中隔離出來,作為研究對象,只分析該研究對象以外的物體對該對象的作用力,不考慮研究對象對其他物體的作用力。
簡單的連接體問題舉例:如圖所示,完全相同的A、B、C、D四個物塊并排放在水平地面上,用力F推物塊A,使四個物塊一起向右做勻速直線運動,求物塊C對物塊D的推力的大小。
分析思路:先整體分析,在水平方向上,整體受到推力F以及滑動摩擦力f總的作用,根據(jù)力的平衡條件易知f總=F,由于四個物塊完全相同,則每個物塊受到的滑動摩擦力為f=;再將D隔離出來,在水平方向上,D受到向左的的滑動摩擦力作用,因為D做勻速直線運動,所以C對D有向右的推力F'= f=。
如圖所示,一位同學(xué)用雙手水平夾起一摞書,并停留在空中。已知手掌與書間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4,書與書間的動摩擦因數(shù)μ2=0.3,設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小。若每本書的質(zhì)量為0.2kg,該同學(xué)對書的水平正壓力為200N,每本書均呈豎直狀態(tài),g=10N/kg,則下列說法正確的是(  )
A.每本書受到的摩擦力的合力大小不等
B.書與書之間的摩擦力大小均相等
C.他最多能夾住80本書
D.他最多能夾住62本書
【答案】:D
練2.1
用兩個相同的足夠大的水平力F將2016個完全相同的木塊夾在兩個相同的豎直木板之間,所有木塊都如圖所示保持靜止狀態(tài),每個木塊的質(zhì)量都為m,則編號2015和2016號木塊之間的摩擦力的大小為(木塊從左至右編號依次為1、2、3…2014、2015、2016)(  )
A.mg B.1007mg C.1008 mg D.2016 mg
故選:B。
練2.2
如圖所示,甲、乙、丙、丁是四個完全相同的物塊,當(dāng)用水平推力F作用于乙時,它們能保持相對靜止一起向右勻速運動。則判斷正確的是(  )
A.甲受到一個摩擦力的作用
B.乙受到兩個摩擦力的作用
C.乙對丙的摩擦力大于地面對丙的摩擦力
D.丁受到的合外力水平向右
故選:C。
練2.3
如圖所示,水平桌面上有三個相同的物體a、b、c疊放在一起,a的左端通過一根輕繩與質(zhì)量為m=3kg的小球相連,繩與水平方向的夾角為60°,小球靜止在光滑的半圓形器皿中,水平向右的力F=10N作用在b上,三個物體保持靜止狀態(tài)。g取10m/s2,下列說法正確的是(  )
A.繩子對物體a的拉力大小為10N
B.物體c受到向右的靜摩擦力
C.桌面對物體a的靜摩擦力方向水平向左
D.物體b受到一個摩擦力,方向向右
故選:A。
如圖所示,水平地面上放置相同材料制成的四個木塊,其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用不可伸長的水平輕繩相連,下面兩個木塊質(zhì)量分別為2m和3m。現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為3m的木塊,使四個木塊一同水平向右勻速運動,則(  )
A.質(zhì)量為3m的木塊與地面間的摩擦力為
B.質(zhì)量為2m的木塊與地面間的摩擦力為
C.輕繩對m的拉力為
D.輕繩對m的拉力為
故選:B。
練3.1
如圖,位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連,從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ,兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計,若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動,則跨過定滑輪的輕繩的拉力大小為(  )
A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg
故選:D。
練3.2
如圖所示,木箱A、B的質(zhì)量分別為20kg和60kg,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.1,為防止木箱A、B之間發(fā)生碰撞,在A、B中間安置了一勁度系數(shù)為1000N/m的輕質(zhì)彈簧,初始狀態(tài)時彈簧為原長,兩木箱置于水平地面上靜止不動。某搬運工嘗試用一個大小為50N的水平力推木箱B,若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力, g=10N/kg,則下列說法錯誤的是(  )
A.木箱A不受摩擦力作用
B.木箱B受到的摩擦力大小為50N
C.彈簧的壓縮量為5cm
D.緩慢增大推力,當(dāng)推力為70N時,木箱B對彈簧的彈力大小為10N
【答案】:C
1.共點力
幾個力如果都作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交于一點,這幾個力叫作共點力。物體在共點力的作用下,相對于地面處于靜止或勻速直線運動時,稱為共點力作用下物體的平衡。
2.共點力的平衡條件
作用在同一物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,并且在同一條直線上,這兩個力平衡。二力平衡時物體所受的合力為0。如果物體受到多個共點力作用,我們可以逐步通過力的合成,最終等效為兩個力的作用。如果這兩個力的合力為0,則意味著所有力的合力等于0,物體將處于平衡狀態(tài)。因此,在共點力作用下物體平衡的條件是合力為0,我們把它稱為共點力平衡的條件。
3.共點力平衡問題的分析方法
(1)三力平衡問題-力的合成與分解法
三個力平衡時,這三個力的合力F合=0,我們可以先將其中的F1、F2兩個力合成為F12,如圖所示,則可等效為物體受F12與F3作用而平衡,于是F12與F3必然等大反向且共線。因此,三個力平衡時,它們必滿足的條件為:任意兩個力的合力與第三個力等大反向。
也可將上圖中的三個力進行平移,如圖下圖所示,結(jié)合力的三角形定則可知,若三個力的合力為零,則這三個力一定可以首尾相接組成的矢量三角形。
解決較復(fù)雜的受力平衡類問題時,基本思路是用力的合成、分解的等效替代的思想,把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為熟悉的簡單問題。
(2)多力平衡問題-正交分解法
當(dāng)物體受到多個力作用時,以這些力的作用點為坐標原點,建立相互垂直的x軸、y軸。將各個力沿著x軸、y軸的方向分解,則在x軸、y軸方向上的所有分力的合力為零,即Fx合=0,F(xiàn)y合=0。
用正交分解法解題的步驟如下:
A.選擇x、y軸的方向:應(yīng)使盡量多的力在坐標軸上。
B.等效替代:把不在坐標軸上的力都分解到坐標軸上。
C.列等式:分別在x、y軸兩個方向上由平衡條件列等式。
對物體進行受力分析,分解如圖。
在x軸方向,由受力平衡得:Fcosα=f ①;在y軸方向,由受力平衡得:FN+Fsinα=mg ②
又對于滑動摩擦力:f=μFN ③
由①②③解得:
4.解決共點力平衡問題的基本步驟
選擇恰當(dāng)?shù)难芯繉ο螅瑢ρ芯繉ο筮M行受力分析→對其中一部分力進行等效替代(合成或分解)→由平衡條件(結(jié)合三角函數(shù)知識)列等式求解。
5.共點力的動態(tài)平衡問題
所謂動態(tài)平衡,是指物體在做某種極其緩慢的運動,整個過程中物體受到的力可能都在變化,由于在運動過程中物體速度趨近于零,故在任一狀態(tài),均可認為物體靜止,物體受力平衡。我們目前可以使用如下一些方法處理這種類型的問題。
(1)解析法
解析法是求出未知力與角度、已知力(如重力)之間的關(guān)系,應(yīng)用數(shù)學(xué)表達式求解力的變化過程的方法。
問題舉例:如圖1所示,用細繩懸掛一個小球,小球在水平拉力F的作用下從平衡位置P點緩慢地沿圓弧移動到Q點,試分析在這個過程中,繩子拉力T和水平拉力F的大小變化情況。
圖1 圖2
分析思路:小球受重力G、拉力F、繩子的拉力T的作用,我們可以試著寫出拉力F與繩子拉力T的表達式,由表達式判斷它們的大小變化。不妨設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ,畫出小球受到的力的示意圖,因為小球緩慢移動,因此三個力的合力為零,可以將拉力F與T合成為F',則F'=G,如圖2所示。在力的三角形中可得,。由于拉起小球的過程中θ逐漸增大,可知T與F都不斷增大。
(2)圖解法
所謂圖解法,即畫出由力組成的封閉三角形,根據(jù)三角形三條邊邊長的變化,來判斷各個力大小的變化情況。
問題舉例:如圖3所示,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)墻面對球的彈力大小為N1,木板對球的彈力大小為N2。以木板與墻連接點所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計摩擦,試分析在此過程中,彈力N1和N2的變化情況。
圖3 圖4
分析思路:如圖4a所示,小球受三個力作用,彈力N1和N2的合力與重力G等大反向,我們可以將N1、N2和重力G平移,圍成一個封閉三角形,如圖4b所示,在擋板緩慢轉(zhuǎn)到水平位置的過程中,重力的大小和方向均不變,彈力N1的方向不變,而彈力N2將逆時針旋轉(zhuǎn),且N2的末端始終落在N1的作用線上。可見彈力N2逐漸變小,彈力N1逐漸減小。
如圖所示,質(zhì)量為m的圓環(huán)A,跨過定滑輪的細繩一端系在圓環(huán)A上,另一端系一物塊B。細繩對圓環(huán)A的拉力方向水平向左。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,圓環(huán)A與固定直桿間動摩擦因數(shù)μ=0.5,直桿傾角θ=37°,cos37°=0.8,要保證A不向上滑動,所懸掛的物塊B質(zhì)量不能超過(  )
A.2m B. C. D.
故選:A。
練4.1
如圖所示,傾角為θ=30°的固定細桿上套有一小球P,另一個小球Q通過細線與小球P連接,對小球Q施加一個水平向右的作用力F,系統(tǒng)靜止時,兩小球之間的細線恰好與細桿垂直,已知小球P、Q的質(zhì)量分別為m、2m,重力加速度為g,下列說法正確的是(  )
A.作用力F的大小為 mg
B.細桿對小球P的摩擦力Ff的大小為mg
C.細線張力FT的大小為mg
D.細桿對小球P的彈力FN的大小為mg
故選:B。
練4.2
如圖所示,兩個小球用a、b、c三根繩子懸掛起來,系統(tǒng)靜止時繩子a與豎直方向的夾角為37°,繩子c與豎直方向的夾角為53°,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,則繩子a與繩子c的拉力大小之比為(  )
A.Fa:Fc=3:4 B.Fa:Fc=4:3 C.Fa:Fc=3:5 D.Fa:Fc=5:3
故選:B。
練4.3
甲、乙圖中懸掛的物塊相同,并且都保持靜止狀態(tài)。甲圖中AO繩水平,BO繩與豎直方向的夾角為30°,乙圖中CQ繩和DQ繩與豎直方向的夾角均為30°,則下列說法正確的是(  )
A.BO繩與DQ繩的張力相等
B.BO繩與AO繩的張力相等
C.BO繩張力是AO繩張力的二倍
D.AO繩張力是BO繩張力的二倍
故選:C。
如圖,一救援人員沿豎直陡峭光滑巖壁緩慢向下的過程中,設(shè)人對繩的拉力為FT,人對巖壁的壓力為FN,若手和巖壁距離不變,繩與巖壁的夾角變小,下列說法正確的是(  )
A.FT、FN均減小 B.FT、FN均增大
C.FT增大,F(xiàn)N減小 D.FT減小,F(xiàn)N增大
故選:A。
練5.1
如圖所示,用OA、OB兩根輕繩將花盆懸于兩豎直墻之間。開始時OB繩處于水平狀態(tài)。現(xiàn)保持O點位置不變,只通過改變OB繩長使繩右端由B點緩慢上移至B'點,此時OB′與OA之間的夾角θ<90°。設(shè)此過程中OA、OB繩的拉力分別為FOA、FOB,下列說法正確的是(  )
A.FOB先增大后減小 B.FOB先減小后增大
C.FOA先增大后減小 D.FOA先減小后增大
故選:B。
練5.2
如圖所示,晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點,繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計,現(xiàn)衣服處于靜止狀態(tài)。如果保持繩子A端、B端在桿上的位置不變,將右側(cè)桿緩慢平移到圖中虛線位置的過程中,則(  )
A.繩子的彈力變大 B.繩子的彈力不變
C.繩子對掛鉤彈力不變 D.繩子對掛鉤彈力變大
故選:C。
練5.3
有一個直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB豎直向下,表面光滑。AO上套有小環(huán)P,OB上套有小環(huán)Q,兩球質(zhì)量均為m,兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細繩相連,并在某一位置平衡(如圖)。現(xiàn)將P環(huán)向右移一小段距離,兩環(huán)再次達到平衡,那么將移動后的平衡狀態(tài)和原來的平衡狀態(tài)比較,對P環(huán)的受力情況,下列說法正確的是(  )
A.橫桿對它的支持力變大 B.橫桿對它的摩擦力變大
C.繩子對它的拉力變小 D.P的合外力不為零
故選:B。
練5.4
在粗糙水平地面上放著一個半圓柱狀體A,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,截面如圖所示,整個裝置處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)對B加一豎直向下的力F,F(xiàn)的作用線通過球心,設(shè)墻對B的作用力為F1,B對A的作用力為F2,地面對A的作用力為F3。若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止,在此過程中(  )
A.F1保持不變,F(xiàn)3緩慢增大
B.F1緩慢增大,F(xiàn)3不變
C.F2緩慢增大,F(xiàn)3緩慢增大
D.F2緩慢增大,F(xiàn)3保持不變
故選:C。
習(xí)題1
如圖所示,A、B兩均勻直桿上端分別用細線懸掛于天花板上,下端擱在水平地面上,處于靜止狀態(tài),懸掛A桿的繩傾斜,懸掛B桿的繩恰好豎直,則關(guān)于兩桿的受力情況,下列說法中正確的有(  )
A.A、B都受三個力作用 B.A、B都受四個力作用
C.A受四個力,B受三個力 D.A受三個力,B受四個力
【解答】解:物體A受重力,繩子向左上方的拉力,有上拉和左拉的效果,地面對A桿有支持力和向右的靜摩擦力,否則不能平衡,故A受四個力;
物體B受重力、拉力和支持力,無靜摩擦力,若有,水平方向不能平衡,故B受三個力;以上分析可知,故ABD錯誤,C正確。
故選:C。
習(xí)題2
如圖所示,輕繩兩端分別與A、C兩物體相連接,mA=2kg,mB=2kg,mC=3kg,物體A、B、C及C與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計。若要用力將C物拉動,則作用在C物上水平向左的拉力最小為(取g=10m/s2)(  )
A.6N B.8N C.11N D.12N
【解答】解:以A為研究對象,要用力將C拉動,繩的拉力至少等于AB間的最大靜摩擦力,
則拉力的最小值為 T=μmAg=0.1×2×10N=2N
再以三個物體整體為研究對象,由平衡條件得拉力的最小值為
F=2T+μ(mA+mB+mC)g=4N+0.1×(2+2+3)×10N=11N
故選:C。
習(xí)題3
如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體放在水平地面上,質(zhì)量為m的光滑小球被輕繩拴住掛在天花板上。已知斜面傾角為30°,輕繩與豎直方向的夾角為30°,整個裝置處于靜止狀態(tài)。下列說法正確的是(  )
A.輕繩對小球的拉力大小為mg
B.斜面對小球的支持力大小為mg
C.斜面體受到地面的摩擦力大小為mg
D.地面受到的壓力大小為(m+M)g
【解答】解:AB、根據(jù)題意,對小球受力分析,受重力mg、繩子的拉力F和斜面的支持力N,如圖所示:
根據(jù)平衡條件有:Fsin30°=Nsin30°;Fcos30°+Ncos30°=mg
聯(lián)立解得:F=N=,故B錯誤,A正確;
CD、根據(jù)題意,對整體受力分析,受重力(M+m)g、繩子的拉力F、地面支持力N1和地面的摩擦力f,如圖2所示:
根據(jù)平衡條件有:
Fsin30°=f
Fcos30°+N1=(M+m)g
解得:f=mg,N1=Mg+
由牛頓第三定律得,地面受到的壓力為:N1′=N1=Mg+mg,故CD錯誤。
故選:A。
習(xí)題4
如圖所示,一根粗糙的水平橫桿上套有A,B兩個輕環(huán),系在兩環(huán)上的等長細繩拴住的書本處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將兩環(huán)距離變小后書本仍處于靜止狀態(tài),則(  )
A.桿對A環(huán)的力不變
B.桿對A環(huán)的支持力變小
C.B環(huán)對桿的摩擦力力變小
D.與B環(huán)相連的細繩對書本的拉力變大
【解答】解:B.設(shè)書的質(zhì)量為m,以A、B兩個輕環(huán)及書系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)平衡條件:2FN=mg
解得
桿對A環(huán)的支持力始終等于書重力的一半,故支持力不變,故B錯誤;
C.設(shè)繩與豎直方向夾角為θ,對B環(huán)受力分析,如圖
根據(jù)平衡條件
Ff=FTsinθ
FN=FTcosθ
解得
將兩環(huán)距離變小,θ減小,tanθ減小,B環(huán)受到的摩擦力Ff變小,根據(jù)牛頓第三定律,B環(huán)對桿的摩擦力也變小,故C正確;
A.同理,桿對A環(huán)的摩擦力變小,由于桿對A環(huán)的支持力不變,則合力變小,故桿對A環(huán)的作用力變小,故A錯誤;
D.兩繩的合力等于書的重力,兩環(huán)距離變小,兩繩的夾角變小,根據(jù)平行四邊形定則可知繩的拉力變小,故D錯誤。
故選:C。
習(xí)題5
如圖1,五個完全一樣的象棋棋子整齊疊放在水平桌面上,各接觸面水平且動摩擦因數(shù)相等、最大靜摩擦因數(shù)等于動摩擦因數(shù)。最下面的5號子左端與地面P點重合。現(xiàn)在給中間的3號子施加一個水平向右的恒力F。小白認為F作用一段時間后,五個棋子的位置情況可能如圖2所示。你認為小白的判斷   (選填“合理”或“不合理”),理由為   。
【解答】解:設(shè)每個棋子質(zhì)量為m,摩擦因數(shù)為μ,3對4的最大摩擦力為3μmg,4、5接觸面最大摩擦力為4μmg,所以棋子4與棋子5 之間不會有相對滑動;所以小白的判斷不合理。
答:不合理、3對4的最大摩擦力小于4、5接觸面最大摩擦力。
習(xí)題1
如圖所示,M、N兩物體疊放在一起,在恒力F作用下,保持靜止狀態(tài),則關(guān)于兩物體受力情況的說法正確的是(  )
A.物體M與墻之間一定沒有彈力和摩擦力
B.物體M與N之間可能無摩擦力
C.物體N可能受到4個力
D.物體M可能受到6個力
【解答】解:A、M、N兩物體靜止,合力為0,對MN整體進行受力分析,受到重力和F,墻對M沒有彈力,否則合力不能為0,所以也沒有摩擦力,故A正確;
BC、對N進行受力分析:N受到重力,M對N的支持力,這兩個力的合力不能平衡,所以還受到M對N向上的靜摩擦力,不可能受到4個力,故BC錯誤;
D、對M進行受力分析:M受到重力、推力F、N對M的壓力以及N給M沿斜面向下的靜摩擦力,一共4個力,故D錯誤。
故選:A。
習(xí)題2
疊羅漢是一種二人以上層層疊成各種造型的游戲娛樂形式,也是一種高難度的雜技.圖示為六人疊成的三層靜態(tài)造型,假設(shè)每個人的重力均為G,下面五人的背部均呈水平狀態(tài),則最底層正中間的人的一只腳對水平地面的壓力約為(  )
A.G B.G C.G D.G
【解答】解:最上面的人受到的豎直向下重力為G,所以每只腿上的力都是;
中間層最左邊的人,受到豎直向下的力為:G+=,所以每只腿上的力都是;
由對稱性,中間層最右邊的人每只腿上的力也是;
最底層中間的人,受到豎直向下的力為:G++=,所以其每只腿上的力為:。
即:最底層正中間的人的一只腳對水平地面的壓力約為:。
故選:C。
習(xí)題3
在粗糙的水平面上有一個三角形木塊ABC,其兩個粗糙的斜面上各有一個質(zhì)量為ml和m2的物塊,且ml>m2(如圖所示)。已知三角形木塊和兩個物塊都是靜止的,則粗糙水平面對三角形木塊(  )
A.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右
B.有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左
C.有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能確定
D.以上判斷均不正確
【解答】解:將三個物體看作整體,則物體只受重力和支持力作用,水平方向沒有外力,故三角形木塊不受地面的摩擦力,故D正確;
故選:D。
習(xí)題4
如圖所示,用兩根長度相同的細線系住兩質(zhì)量分別為m、2m的小球a、b。若在a球上加水平向左的外力F,在b球上加水平向右的外力F,則平衡后的狀態(tài)為(  )
A. B. C. D.
【解答】解:(1)對b球受力分析,b球受三個力作用(如圖1):水平向右的拉力F、豎直向下的重力和懸線的拉力T1;拉力T1與重力和F的合力相平衡;
(2)對a球進行受力分析,a球受到四個力的作用(如圖2):左邊的拉力F、豎直向下的重力、上面懸線拉力T2、下面懸線拉力T1;把T1沿著豎直和垂直方向分解如圖3,可見a球所受到的水平和豎直力是平衡的,所以a球的位置就沒有變化,因此上面的懸線是豎直的。
故選:A。
習(xí)題5
如圖所示,小球P、Q、R用細線相連懸掛在O點。已知三個小球受重力分別為GP=15牛,GQ=20牛,GR=7牛。當(dāng)它們平衡時,連接P、Q之間的一段細線受到的拉力大小為(  )
A.42牛 B.35牛 C.27牛 D.15牛
【解答】解:以Q、R兩物體組成的整體為研究對象,它們受豎直向下的重力G=GQ+GR=20N+7N=27N,
受P、Q間細線豎直向上的拉力F。它們在這兩個力的作用下靜止,處于平衡狀態(tài),由平衡條件,
得:F=G=27N,則P、Q間細線受到的拉力大小為:27N。
故選:C。
習(xí)題6
如圖,懸掛甲物體的細線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細繩上O點處,繩的一端固定在墻上,另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量分別為m1、m2,系統(tǒng)平衡時,O點兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α=45°,β=60°,則m1:m2等于(  )
A. B. C. D.
【解答】解:設(shè)墻對O點的拉力為F,O點處于平衡狀態(tài),受力分析如圖:
根據(jù)平衡條件,豎直方向有m2gcosα+Fcosβ=m1g
水平方向m2gsinα=Fsinβ
解得,故A正確,BCD錯誤。
故選:A。
習(xí)題7
如圖所示,固定斜面的頂端帶有定滑輪,斜面的傾角為30°,跨過定滑輪的輕繩兩端分別系有物塊和勻質(zhì)木球,定滑輪右側(cè)的輕繩水平,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。不計一切摩擦,物塊與木球的質(zhì)量之比為(  )
A.1:2 B.2:1 C.1: D.:1
【解答】解:設(shè)物塊的質(zhì)量為m,木球的質(zhì)量為M,繩子拉力為T;以物塊為研究對象,根據(jù)二力平衡條件有T=mg
以木球為研究對象,根據(jù)平衡條件有Tcos30°=Mgsin30°
故,故C正確,ABD錯誤。
故選:C。
習(xí)題8
如圖所示,在水平天花板的A點處固定一根輕桿a,桿與天花板保持垂直。桿的下端有一個輕滑輪O。一根細線上端固定在該天花板的B點處,細線跨過滑輪O,下端系一個重為G的物體,BO段細線與天花板的夾角為θ=30°。系統(tǒng)保持靜止,不計一切摩擦。下列說法中正確的是(  )
A.細線BO對天花板的拉力大小是
B.a(chǎn)桿對滑輪的作用力大小是
C.a(chǎn)桿對滑輪的作用力方向沿著OA豎直向上
D.a(chǎn)桿對滑輪的作用力大小是G
【解答】解:A、對物體受力分析,受到重力和拉力T,由平衡條件得,繩上拉力T=G
同一根繩子拉力處處相等,故繩子對天花板的拉力也等于G,故A錯誤;
BCD、對滑輪受力分析,滑輪受到繩子的壓力(等于兩邊繩子拉力的合力),以及a桿的彈力,如圖
根據(jù)平衡條件,因滑輪兩邊細繩的拉力夾角為120°,則結(jié)合幾何關(guān)系,有a桿對滑輪的作用力大小為F=T=G
方向斜向右上,故BC錯誤,D正確。
故選:D。
習(xí)題9
如圖所示,用細繩系住小球放在傾角為θ的光滑斜面上,當(dāng)細繩由水平方向逐漸向上偏移時,球?qū)K的拉力T和對斜面的壓力N將(  )
A.T逐漸增大 B.T先減小后增大
C.N逐漸增大 D.N保持不變
【解答】解:以小球為對象,根據(jù)閉合三角形作出受力圖,如圖所示
根據(jù)題意可知,細繩由水平方向逐漸向上偏移時,可知斜面對球的支持力N'逐漸減小,繩對球的拉力T'先減小后增大,根據(jù)T=T',N=N'
可知,球?qū)π泵娴膲毫逐漸減小,球?qū)K的拉力T先減小后增大。故B正確,ACD錯誤。
故選:B。
習(xí)題10
如圖所示,輕繩OA的一端系在質(zhì)量為M的物體上,另一端系在一個套在粗糙的水平橫桿MN的圓環(huán)上,現(xiàn)用水平力F拉繩上一點,使物體從圖中實線位置緩慢地上升到圖中虛線位置,但圓環(huán)仍保持在原位置不動,則在這一過程中,拉力F   ;環(huán)與橫桿的靜摩擦力Ff   ;和環(huán)對桿的壓力FN   (填“增大”、“減小”或“不變”)
【解答】解:繩子的拉力為T,則Tcosθ=mg;F=Tsinθ。所以T=,F(xiàn)=mgtanθ。
因重力不變,當(dāng)角θ增大時,cosθ減小,tanθ增大,則繩子拉力變大,拉力F增大。
再以整個系統(tǒng)為研究對象,水平方向上:F=f,所以f也逐漸增大;
豎直方向上:N=mg,所以N不變。
故答案為:增大、增大、不變。
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)
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