受力分析及物體平衡典型例題解析

1、專(zhuān)練3受力分析物體的平衡1. 一、單項(xiàng)選擇題圖i如圖1所示，質(zhì)量為2kg的物體B和質(zhì)量為1kg的物體C用輕彈簧連接并豎直地靜置丁水平地面上.再將一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體A輕放在B上的一瞬間，彈簧的彈力大小為（取g=10m/s2）（）A. 30NB.0C.20ND.12N2. 答案C（2014上海單科，9）如圖2,光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi)，A端與水平面相切，穿在軌道上的小球在拉力F作用下，緩慢地由A向B運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)始終沿軌道的切線(xiàn)方向，軌道對(duì)球的彈力為Fn,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）圈2A. F增大，F(xiàn)n減小B.F減小，F(xiàn)n減小C.F增大，F(xiàn)n增大D.F減小，F(xiàn)n增大解析對(duì)球受力分析，受重力、

2、支持力和拉力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有：Fn=mgcos0和F=mgsin0,其中0為支持力Fn與豎直方向的火角；當(dāng)物體向上移動(dòng)時(shí)，0變大，故Fn變小，F(xiàn)變大；故A正確，BCD錯(cuò)誤.圖33. 答案A（2014貴州六校聯(lián)考，15）如圖3所示，放在粗糙水平面上的物體A上疊放著物體B.A和B之間有一根處丁壓縮狀態(tài)的彈簧，物體A、B均處丁靜止?fàn)顟B(tài).下列說(shuō)法中正確的是（A. B受到向左的摩擦力B.B對(duì)A的摩擦力向右C.地面對(duì)A的摩擦力向右D.地面對(duì)A沒(méi)有摩擦力解析彈簧被壓縮，則彈簧給物體B的彈力水平向左，因此物體B平衡時(shí)必受到A對(duì)B水平向右的摩擦力，則B對(duì)A的摩擦力水平向左，故A、B均錯(cuò)誤；取A、B為一整

3、體，因其水平方向不受外力，則地面對(duì)A沒(méi)有摩擦力作用，故D正確，C錯(cuò)誤.4. 答案D（2014內(nèi)蒙古包頭測(cè)評(píng)）如圖4所示，物體A置丁水平地面上，力F豎直向下作用丁物體B上，A、B保持靜止，則物體A的受力個(gè)數(shù)為（）A. 3B.4圖4C.5D.6圖5解析利用隔離法對(duì)A受力分析，如圖所示.A受到重力Ga,地面給A的支持力N地，B給A的壓力Nb-a,B給A的摩擦力fB*則A、C、D錯(cuò)誤，B正確.5. 答案B（2014廣州綜合測(cè)試）如圖5所示，兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上，A、B之間的接觸面傾斜.A的左側(cè)靠在光滑的豎直墻面上，關(guān)丁兩木塊的受力，下列說(shuō)法正確的是（）A. A、B之間一定存在摩擦力作用B.

4、 木塊A可能受三個(gè)力作用C. 木塊A一定受四個(gè)力作用D. 木塊B受到地面的摩擦力作用方向向右解析A、B之間可能不存在摩擦力作用，木塊A可能受三個(gè)力作用，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；木塊B也可能不受地面的摩擦力作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.6. 答案B（2014佛山調(diào)研考試）如圖6所示是人們短途出行、購(gòu)物£的簡(jiǎn)便雙輪小車(chē)，若小車(chē)在勻速行駛的過(guò)程中支架與水平嫉方向的火角保持不變，不計(jì)貨物與小車(chē)間的摩擦力，則貨用#&u物對(duì)桿A、B的壓力大小之比Fa：Fb為（）-世皿A. 1:仍B.V3：1C.2：1D.1:2*&解析以貨物為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，如圖所示，利用力Fb，T土的合成法可得tan

5、30。=斧一，根據(jù)牛頓第三定律可知Fb=、尸F(xiàn)aFb'、Fa=Fa'，解得Fa：Fb=寸3：1,選項(xiàng)B正確.答案B（2014昆明市質(zhì)量檢測(cè)）如圖7所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球用輕質(zhì)細(xì)桿連接靜止丁內(nèi)壁光滑的半球形碗內(nèi)，桿及碗口平面均水平、碗的半徑及兩小球之間的距離均為R,不計(jì)小球半徑，則碗對(duì)每個(gè)小球的支持-力大小為（）-mg解析以其中一小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力情況如圖所示.根據(jù)題意可知0=30°,根據(jù)平衡條件可知：Fni=；m先=4mg,選項(xiàng)B正確.COS3圖8答案B在機(jī)械設(shè)計(jì)中常用到下面的力學(xué)原理，如圖8所示，只要使連桿AB與滑塊m所在平面間的火角0大丁某個(gè)值，那么，無(wú)論連

6、桿AB對(duì)滑塊施加多大的作用力，都不可能使之滑動(dòng)，且連桿AB對(duì)滑塊施加的作用力越大，滑塊就越穩(wěn)定，工程力學(xué)上稱(chēng)為“自鎖”現(xiàn)象.設(shè)滑塊與所在平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為J為使滑塊能自鎖”應(yīng)滿(mǎn)足的條件是（）A.4tan0B.命c(diǎn)ot0C.Asin0D.Acos0解析滑塊m的受力如圖所示，建立直角坐標(biāo)系，將力F正交分解，由物體的平衡條件可知：豎直方向有Fn=mg+Fsin0,水平方向有FcosAFf從IN.由以上兩式解得Fcos德1mgifein。因?yàn)榱很大，所以上式可以寫(xiě)成Fcos冥1sin0故應(yīng)滿(mǎn)足的條件為4cot9,B對(duì).答案B二、多項(xiàng)選擇題9.如圖9所示，小車(chē)M在包力F的作用下，沿水平地面做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

7、，由此可判斷（）A. 若地面光滑，則小車(chē)一定受三個(gè)力的作用B. 若地面粗糙，則小車(chē)一定受四個(gè)力的作用C. 若小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，則小車(chē)一定受四個(gè)力的作用D. 若小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，則小車(chē)可能受三個(gè)力的作用解析先分析重力和已知力F,再分析彈力.由丁F的豎直分力可能等丁重力，因此地面可能對(duì)小車(chē)無(wú)彈力作用，無(wú)彈力也就無(wú)摩擦力，A、B錯(cuò)誤；若小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，那么水平方向所受摩擦力和F的水平分力平衡，這時(shí)小車(chē)一定受重力、包力F、地面的彈力、摩擦力四個(gè)力的作用，C正確；若小車(chē)做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)孛婀饣瑫r(shí)，小車(chē)可能受重力、包力F、地面的彈力三個(gè)力作用，D正確.10. 答案CD一件行李重為G,被繩OA和OB吊在空中，OA繩

8、和依籍笠如齊OB繩的拉力分別為Fi、F2,如圖10所示，則（）%A. Fi、F2的合力是GB. Fi、F2的合力是FC. 行李對(duì)繩OA的拉力方向與Fi方向相反，大小相等°D. 行李受到重力G、OA繩拉力Fi、OB的拉力F2,圖°還有F共四個(gè)力解析合力與分力具有等效替代的關(guān)系.所謂等效是指力F的作用效果與其分力Fi、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同.Fi和F2的合力的作用效果是把行李提起來(lái)，而G的作用效果是使行李下落，另外產(chǎn)生的原因（即性質(zhì)）也不相同,故A錯(cuò)誤；Fi和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B正確；行李對(duì)繩OA的拉力與拉行李的力Fi是相互作用力，等大、反向，不是一個(gè)力，

9、故C正確；合力F是為研究問(wèn)題方便而假想出來(lái)的力，實(shí)際上不存在，應(yīng)與實(shí)際受力區(qū)別開(kāi)來(lái)，故D錯(cuò)誤.ii. 答案BC（20i4湖北黃岡質(zhì)檢）如圖ii所示，用一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)將小球懸:掛在天花板上，現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向始終垂直細(xì)A.拉力F一直增大B.拉力F先增大后減小C.細(xì)線(xiàn)的拉力一直減小D.細(xì)線(xiàn)的拉力先增大后減小線(xiàn)的拉力F將小球緩慢拉起，在小球拉起的過(guò)程中，下列判斷正確的是（）解析小球在拉起的過(guò)程中，設(shè)線(xiàn)與豎直方向的火角為0,由丁F與細(xì)線(xiàn)垂直，將重力分解可得F=mgsin9,0逐漸增大，F(xiàn)逐漸增大，A正確.細(xì)線(xiàn)的拉力Ft=mgcos0,0逐漸增大,cos0逐漸減小，C正確.答案AC12.傾角為

10、a、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上.下列結(jié)論正確的是（）A.木塊受到的摩擦力大小是mgcosa質(zhì)A. 木塊對(duì)斜面體的壓力大小是mgcosaB. 桌面對(duì)斜面體的摩擦力大小是mgsinocosa國(guó)D桌面對(duì)斜面體的支持力大小是（M+m）g解析以木塊為研究對(duì)象有：Ff=mgsin9,Fn=mgcos9,所以A錯(cuò)、B對(duì);以整體為研究對(duì)象有：Fn'=（M+m）g,Ff'=0,所以C錯(cuò)、D對(duì).答案BD（2014四川成都六校檢測(cè)）如圖13所示，兩個(gè)質(zhì)量均為m,帶電荷量均為+q的小球A、B,一個(gè)固定在。點(diǎn)的正下方Li處，另一個(gè)用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)懸掛丁O點(diǎn)，靜止時(shí)，細(xì)線(xiàn)

11、與豎直方向的火角為60。，以下說(shuō)法正確的是（）,A. 。點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為B. A在B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度為怛C. 細(xì)線(xiàn)上的拉力為籍qD. B球所受A球的庫(kù)侖力和線(xiàn)的拉力的合力方向豎直向上解析由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式，A在。處或B處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為Ei=啟，。點(diǎn)處的電場(chǎng)為A、B分別在。處產(chǎn)生的電場(chǎng)的疊加，即E2=2Eicos30°=寸3苧，則A、B正確；對(duì)B球，由平衡條件得，B球所受A球的庫(kù)侖力和線(xiàn)的拉力的合力方向豎直向上，且細(xì)線(xiàn)上的拉力Ft=悟，則D正確，C答案ABD如圖14所示，傾角為a的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物體a放在斜面上.一根輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)一端固定在物體a上，細(xì)線(xiàn)繞過(guò)

12、兩個(gè)光滑小滑輪，滑輪1固定在斜劈上、滑輪2下吊一物體b,細(xì)線(xiàn)另一端固定在c上，c穿在水平橫桿上，物體a和滑輪1間的細(xì)線(xiàn)平行丁斜面，系統(tǒng)靜止.物體a受到斜劈的摩擦力大小為Ff1,c受到橫桿的摩擦力大小為Ff2,若將c向右移動(dòng)少許，a始終靜止，系統(tǒng)仍靜止，則()圖14A. Ff1由沿斜面向下改為沿斜面向上，F(xiàn)f2始終沿橫桿向右B. 細(xì)線(xiàn)對(duì)a和c的拉力都將變大C. Ff1和Ff2都將變大斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大解析將c向右移動(dòng)少許，a位置不變，則火角6將變大，根據(jù)力的合成可知細(xì)線(xiàn)上的張力將變大，B正確；對(duì)c,細(xì)線(xiàn)與橫桿的火角減小，乂細(xì)線(xiàn)對(duì)c的拉力增大，細(xì)線(xiàn)沿桿向左的分力增

13、大，則c受到桿的摩擦力Ff2將增大，對(duì)a、b、c、斜劈和兩個(gè)小滑輪整體，可知斜劈受到地面的摩擦力和物體c受到橫桿的摩擦力等大反向，則斜劈受到地面的摩擦力和橫桿受到物體c的摩擦力都將變大,D正確；對(duì)a,不能確定重力沿斜面向下的分力和細(xì)線(xiàn)拉力的大小關(guān)系，則不能確定a受到斜面的摩擦力的大小和方向，A、C均錯(cuò).答案BD如圖15甲、乙所示，傾角為0的斜面上放置一滑塊M,在滑塊M上放置一個(gè)質(zhì)量為m的物塊，M和m相對(duì)靜止，一起沿斜面勻速下滑，下列說(shuō)法正確的是圖甲中物塊m受到摩擦力圖乙中物塊m受到摩擦力圖甲中物塊m受到水平向左的摩擦力圖乙中物塊m受到與斜面平行向上的摩擦力解析對(duì)圖甲：設(shè)m受到摩擦力，則物塊m受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡.若物體受摩擦力作用，其方向與接觸面相切，方向水平，則物體m受力將不平衡，與題中條件矛盾.故假設(shè)不成立，A、C錯(cuò)誤.對(duì)圖乙：設(shè)物塊