精品講義新高一物理銜接課程共點(diǎn)力的平衡條件受力分析的基本原則

1、第11講 共點(diǎn)力的平衡條件、受力分析的基本原則一、共點(diǎn)力作用下物體的平衡1平衡狀態(tài)：是指物體處于_或_狀態(tài)；平衡的標(biāo)志是物體的加速度為_(kāi)2共點(diǎn)力的平衡條件：作用在物體上的合力為_(kāi)3推論(1)若物體處于平衡狀態(tài)，則物體受到的沿任意方向的合力為_(kāi)；正交分解時(shí)Fx_，F(xiàn)y_；(2)若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力_、_；(3)若物體在三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力_、_；(4)若物體在n個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個(gè)力與其余n1個(gè)力的合力_、_；(5)若物體在n個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，撤去任何一個(gè)力，物體的合外力就和這個(gè)力_、_；二、受力分析的基本原則

2、1確定研究對(duì)象，并把研究對(duì)象與周圍環(huán)境_；2按一定的順序分析研究對(duì)象受到的其他物體對(duì)它的力，一般地：場(chǎng)力 (重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力) 接觸力（彈力、摩擦力） 其他力3畫出研究對(duì)象的受力分析圖，標(biāo)明各力的符號(hào)，需要合成或分解時(shí)，必須畫出相應(yīng)的平行四邊形；4根據(jù)畫出的受力分析圖，判斷物體能否處于題中給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)思考與練習(xí):1. 畫出下列各圖中物體A、B、C的受力示意圖（已知物體A、B、C均靜止）.2. 如圖，A和B通過(guò)跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩連接，都處于靜止?fàn)顟B(tài)。對(duì)于A的受力，下列正確的是( 答案：C )A.有可能繩子拉力的豎直分量跟重力大小相等，則水平面給它的彈力為零，所以A受重力、繩子拉力和摩擦力三個(gè)

3、力的作用B.可能受重力、繩子拉力、水平面給它的彈力三個(gè)力的作用C.一定受重力、繩子拉力、水平面給它的彈力和摩擦力四個(gè)力的作用D.可能受重力和繩子拉力兩個(gè)力的作用解析：對(duì)物體B有T=mBg，對(duì)物體A，水平方向Tcos=Ff；豎直方向Tsin+FN=mAg,所以C正確. 3. 如圖，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止。物體B的受力個(gè)數(shù)為( C )A.2個(gè)B.3個(gè)C.4個(gè)D.5個(gè) 4. 如圖，在水平力F作用下，A、B保持靜止，若A與B的接觸面是水平的，且F0。則關(guān)于B的受力個(gè)數(shù)為( 答案:BC )A.3個(gè)B.4個(gè)C.5個(gè)D.6個(gè) 5. 如圖，容器內(nèi)盛有水，器壁AB呈傾斜狀.有一個(gè)小物

4、塊P處于圖示狀態(tài)，并保持靜止?fàn)顟B(tài)，則該物體受力情況正確的是( 答案:D )A. P可能只受一個(gè)力作用 B. P可能只受三個(gè)力作用C. P不可能只受二個(gè)力 D. P不是受到二個(gè)力就是受到四個(gè)力解析:（1）若浮力等于重力，只受兩個(gè)力.（2）若浮力小于重力，受四個(gè)力. 6如圖，A、B兩均勻直桿上端分別用細(xì)線懸掛于天花板上，下端擱在水平地面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，懸掛A桿的繩傾斜，懸掛B桿的繩恰好豎直則關(guān)于兩桿的受力情況正確的有（ D ）(A)A、B都受三個(gè)力作用 (B)A、B都受四個(gè)力作用(C)A受三個(gè)力，B受四個(gè)力 (D)A受四個(gè)力，B受三個(gè)力解答：地面對(duì)B沒(méi)有摩擦力作用，地面對(duì)A一定有摩擦力的作用。 7

5、. 如圖，豎直放置的輕彈簧一端固定在地面上，另一端與斜面體P連接，P與固定擋板MN接觸且處于靜止，則斜面體P所受到的外力個(gè)數(shù)為( AC )A.2個(gè) B.3個(gè) C.4個(gè) D.5個(gè) 解析：P可能受重力、彈簧彈力兩個(gè)力；也可能受重力、彈簧彈力、擋板彈力、擋板摩擦力四個(gè)力. 8. 如圖，斜面小車M靜止在光滑水平面上，一邊緊貼墻壁.若再在斜面上加一物體m，且M、m相對(duì)靜止，試分析小車受哪幾個(gè)力的作用？解析:它受四個(gè)力：重力Mg，支持力FN1，壓力FN2和靜摩擦力F.由于m靜止，可知F和FN2的合力必豎直向下.9L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，輕彈簧一端固定在P上，另一端與置于木板上的滑塊Q相連，

6、如圖。若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計(jì)空氣阻力，則P的受力個(gè)數(shù)為(C)A3個(gè) B4個(gè) C5個(gè) D6個(gè) 重力、斜面支持力、滑塊Q的彈力、彈簧彈力和與斜面間的摩擦力 10. 如圖，用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O，并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球，然后用某個(gè)力F作用在小球A上，使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài)，且OB細(xì)線恰好沿豎直方向，兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài).則該力可能為圖中的( 答案:BC )A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 11. 用輕彈簧豎直懸掛質(zhì)量為m的物體，靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為L(zhǎng).現(xiàn)用該彈簧沿斜面方向拉住質(zhì)量為2m的物體，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量也為L(zhǎng)。斜面傾角為30，如圖所示.則物

7、體所受摩擦力( 答案:A )A.等于零 B.大小為mg，沿斜面向下C.大小為mg，沿斜面向上 D.大小為mg，沿斜面向上解析:設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，豎直懸掛時(shí)kL=mg ;將物體放在斜面上時(shí)，設(shè)摩擦力為f，根據(jù)物體的平衡條件：kL+f=2mgsin30=mg. 得：f=0. 12為了測(cè)量A、B兩物體間的滑動(dòng)摩擦力，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖四個(gè)實(shí)驗(yàn)方案在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，當(dāng)測(cè)力計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)，認(rèn)為其讀數(shù)即為滑動(dòng)摩擦力的大小，則測(cè)力計(jì)測(cè)得的滑動(dòng)摩擦力最準(zhǔn)確的方案是(C)解析：A與B選項(xiàng)很難保證物體A勻速運(yùn)動(dòng)，D選項(xiàng)中測(cè)力計(jì)示數(shù)為F與摩擦力的合力，選C.13如圖，三個(gè)完全相同的木塊放在同一個(gè)水平面上，木塊和水平

8、面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同分別給它們施加一個(gè)大小為F的推力，其中給第一、三兩木塊的推力與水平方向的夾角相同，這時(shí)三個(gè)木塊都保持靜止比較它們和水平面間的彈力大小N1、N2、N3和摩擦力大小f1、f2、f3，下列說(shuō)法中正確的是(B)AN1N2N3，f1f2f3 BN1N2N3，f1f3N2N3，f1f2f3解析：根據(jù)三個(gè)物體都受力平衡，第一個(gè)物體和第三個(gè)物體受到的摩擦力等于F在水平方向上的分量，而第二個(gè)物體的摩擦力等于拉力F，對(duì)于摩擦力有f1f3N2N3，選項(xiàng)B對(duì)14. 混凝土便宜、堅(jiān)固、耐壓，但不耐拉，鋼筋耐壓也耐拉.通常在混凝土建筑物須承受張力的部位用鋼筋來(lái)加固，試分析圖（a）、（b）、（c）、（d）

9、四幅圖中樓板和陽(yáng)臺(tái)的加固鋼筋放置都正確的應(yīng)該是哪一幅？為什么？(提示：在易裂處加耐拉的鋼筋加固)答案:（d) 易裂處如圖所示，應(yīng)在易裂處加耐拉的鋼筋如圖.15. 在粗糙水平地面上與墻平行放著一個(gè)截面為半圓的柱狀物體A，A與豎直墻之間放一光滑圓球B，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對(duì)B加一豎直向下的力F，F(xiàn)的作用線通過(guò)球心，設(shè)墻對(duì)B的作用力為F1，B對(duì)A的作用力為F2，地面對(duì)A的作用力為F3.若F緩慢增大而整個(gè)裝置仍保持靜止，截面如圖所示，在此過(guò)程中( 答案:C )A.F1保持不變，F(xiàn)3緩慢增大 B.F1緩慢增大，F(xiàn)3保持不變C.F2緩慢增大，F(xiàn)3緩慢增大 D.F2緩慢增大，F(xiàn)3保持不變解析:把A、B看

10、成一個(gè)整體，在豎直方向地面對(duì)A的作用力F3與F大小相等方向相反，因?yàn)镕緩慢增大，所以F3也緩慢增大，因此可以排除B、D選項(xiàng)，再以B物體為研究對(duì)象，受力圖如圖，可知當(dāng)F緩慢增大時(shí)，F(xiàn)1、F2都將增大，所以C正確. 16. 如圖，質(zhì)量為m的木塊A放在斜面體B上，若A和B沿水平方向以相同的速度v0一起向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則A和B之間的相互作用力大小為( 答案:A )A. mg B. mgsin C. mgcos D. 0解析:對(duì)A物體受力分析如圖所示.因?yàn)锳做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以處于平衡狀態(tài).因此Fm和F的合力為mg， 17如圖，OA為一條遵循胡克定律的彈性輕繩，彈性輕繩的一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一個(gè)

11、物體，物體靜止在水平面上，并對(duì)水平面有壓力B處有一光滑的釘子且與OA垂直，OB為彈性繩子的自然長(zhǎng)度現(xiàn)在用水平力F使物體沿水平面勻速運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程中，物體所受水平面的摩擦力的大小(C)A先變大后變小 B先變小后變大 C保持不變 D條件不夠，無(wú)法判斷解析：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到彈性輕繩與水平面的夾角為時(shí)，它受到五個(gè)力：重力mg；彈性輕繩對(duì)物體的拉力，大小為kx，x為彈性輕繩的伸長(zhǎng)量，根據(jù)題干中的說(shuō)明，就等于從釘子B到繩在物體上的結(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度，方向沿繩子指向B點(diǎn)；水平面對(duì)其豎直向上的支持力FN，水平向左的摩擦力FfFN；水平力F.由于物體做勻速運(yùn)動(dòng)，物體受到沿豎直方向的分力的合力為零，即FNkxsinmg0，而

12、xsinh，h為AB間的距離，由上述三式得Ff(mgkh)，上式表明Ff是一個(gè)常量，跟x和無(wú)關(guān)，故正確答案為C.18如圖，放在傾角30斜面上的物體m處于靜止?fàn)顟B(tài)，若想使物體沿斜面從靜止開(kāi)始下滑，至少需要施加平行斜面向下的推力F0.2mg，則(答案：C)A若F變?yōu)榇笮?.1mg沿斜面向下的推力，則物體與斜面的摩擦力是0.1mgB若F變?yōu)榇笮?.1mg沿斜面向上的推力，則物體與斜面的摩擦力是0.2mgC若想使物體沿斜面從靜止開(kāi)始上滑，F(xiàn)至少應(yīng)變?yōu)榇笮〉扔?.2mg沿斜面向上的推力D若F變?yōu)榇笮?.8mg沿斜面向上的推力，則物體與斜面的摩擦力是0.7mg解析：由題意可知，物體和斜面間的最大靜摩擦力F

13、fm0.7mg故若物體上滑，其最小推力F0.5mg0.7mg1.2mg，C正確若F0.8mg上推時(shí)，F(xiàn)f0.8mg0.5mg0.3mg，D錯(cuò)誤當(dāng)F0.1mg向下時(shí)，F(xiàn)f0.5mg0.1mg0.6mg，A錯(cuò)當(dāng)F0.1mg向上時(shí)，F(xiàn)f0.5mg0.1mg0.4mg，B錯(cuò) 19. 一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B（小球中央有孔），A與B間由細(xì)繩連接著，它們處于如圖所示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài)，此情況下，B球與環(huán)中心O處于同一水平面上，A、B間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài)，與水平成30夾角，已知B球的質(zhì)量為m，求細(xì)繩對(duì)B球的拉力和A球的質(zhì)量.解析:對(duì)B球受力分析如圖所示.Tsin30=mg 故

14、T=2mg對(duì)A球，受力分析如圖所示，在水平方向 Tcos30= NAsin30在豎直方向 NAcos30=mAg+Tsin30，解得：mA=2m 答案：2 mg ，2 m20. 如圖所示，木板B放在水平地面上，在木板B上放一重1200 N的A物體，物體A與木板B間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，木板B重力不計(jì)，當(dāng)水平拉力F將木板B勻速拉出，繩與水平方向成30時(shí)，問(wèn)繩的拉力T為多大？水平拉力為多大？解析：對(duì)A受力分析如圖，由平衡條件得f=Tcos30，Tsin30+ =G又f= ，解得T=248 N,f=215 N, =1075 N對(duì)物體B受力分析如圖.勻速拉出， F=f+f地=f+聯(lián)立解得F=430 N. 答案：248 N 430 N21如圖，將重為G的物體A放