（暑期辅导专用）2020年初高中物理衔接教材衔接点11受力分析和物体的平衡 11页

衔接点11受力分析和物体的平衡 知识点梳理 ‎1、受力分析 对物体进行受力分析，主要依据力的概念，分析物体所受到的其他物体的作用。具体方法如下：‎ ‎（1）明确研究对象，即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。‎ ‎（2）隔离分析：将研究对象从周围环境中隔离出来，分析周围物体对它都施加了哪些作用。‎ ‎（3）按一定顺序分析：先重力，后接触力（弹力、摩擦力）。其中重力是非接触力，容易遗漏，应先分析；弹力和摩擦力的有无要依据其产生的条件认真分析。‎ ‎（4）画好受力分析图。要按顺序检查受力分析是否全面，做到不“多力”也不“少力”。‎ ‎2、物体的平衡z 物体的平衡状态：物体处于匀速直线运动状态或静止状态。‎ 物体的平衡条件：物体所受合力为零。‎ ‎1．如图所示，小明用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，沿水平面做匀速直线运动，此时绳中拉力为F，则木箱所受合力大小为 A．Fsinθ B．F C．Fcosθ D．0‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据题意可知，木箱沿水平面做匀速直线运动，受力平衡，合外力为零，故D正确，ABC错误。‎ ‎2．如图所示，小球和光滑斜面接触，并处于静止状态，则关于小球的受力情况，下列分析正确的是 11‎ A．小球只受重力、绳的拉力作用 B．小球只受重力、斜面的弹力作用 C．小球只受绳的拉力、斜面的弹力作用 D．小球受到重力、绳的拉力和斜面的弹力作用 ‎【答案】D ‎【解析】地面附近物体一定受重力，故小球一定受重力；细绳拉紧，说明细绳对小球有拉力，且拉力方向沿绳子方向向上；假设小球不受斜面的弹力，则小球不可能处于平衡状态，故小球一定受斜面的弹力；故小球受重力、绳的拉力以及斜面上的弹力作用，故D正确，ABC错误。‎ ‎3．如图所示，质量为M的三角形木块A静止在水平面上。一质量为m的物体B正沿A的斜面匀速下滑，三角形木块A仍然保持静止。则下列说法中正确的是 A．对地面的压力大小一定小于 B．水平面对A的静摩擦力一定向右 C．水平面对A静摩擦力一定为0‎ D．水平面对A的静摩擦力一定向左 ‎【答案】C ‎【解析】以AB整体为研究对象，受力分析，受重力、地面的支持力，根据平衡条件：N=（M+m）g 地面的摩擦力f=0，故ABD错误，C正确；故选C．‎ ‎4．如图所示，港珠澳大桥（Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge）是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，位于中国广东省伶仃洋区域内，为珠江三角洲地区环线高速公路南环段。港珠澳大桥全长 55 千米，于 2018 年 10 月 23 日进行开通仪式，24 日上午 9 时正式营运，则由上述图文信息可得 11‎ A．大桥全长55km是指位移大小 B．24 日上午“9 时”是指时间间隔 C．大桥的桥面受到斜拉索的压力作用 D．大桥的桥墩处于受力平衡状态 ‎【答案】D ‎【解析】A.“大桥全长55千米”是指路程的大小，故A错误；B. 24日上午“9时”是指时刻，故B错误；C. 大桥的桥面受到斜拉索的拉力作用，故C错误；D.大桥的桥墩处于静止状态，所以受力平衡，故D正确。‎ ‎5．在斜面上放一物体静止不动，该物体受重力G、弹力N和静摩擦力f的作用，该物体的受力正确的是 A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】斜面上静止的物体受到重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的摩擦力作用，故D正确；故选D。‎ ‎6．如图所示，三个形状不规则的石块a、b、c在水平桌面上成功地叠放在一起．下列说法正确的是 A．石块b对a的支持力一定竖直向上 B．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力 C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力 D．石块c对b的作用力一定竖直向上 ‎【答案】D ‎【解析】AB．由图可知，a与b的接触面不是水平面，可知石块b对a的支持力与其对a的 11‎ 静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故AB错误；CD．以三块作为整体研究，整体受到的重力与支持力是平衡力，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；选取ab作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与其重力平衡，则块c对b的作用力一定竖直向上，故D正确；故选D。‎ ‎7．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是 A．F不变，FN增大 B．F减小，FN不变 C．F不变，FN减小 D．F增大，FN减小 ‎【答案】B ‎【解析】小球沿圆环缓慢上移可看作处于平衡状态，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图 由图可知△OAB∽△GFA即：，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，ACD错误B正确。‎ ‎8．如图，当一个行李箱随水平传送带一起向右匀速运动时，行李箱所受的力有 A．重力 11‎ B．重力、支持力 C．重力、支持力、静摩擦力 D．重力、支持力、滑动摩擦力 ‎【答案】B ‎【解析】物体一定受重力与支持力；由于行李箱随水平传送带一起向右匀速运动,物体与传送带相对静止，没有相对运动及相对运动的趋势；故物体不受摩擦力；故选B．点睛：本题摩擦力的判断也可以用假设法：若物体受水平向左摩擦力作用，物体将向右做减速运动，与题意不符．‎ ‎9．一条轻绳承受的拉力达到1000N时就会拉断，若用此绳进行拔河比赛，两边的拉力大小都是600N时，则绳子 A．一定会断 B．一定不会断 C．可能断，也可能不断 D．只要绳子两边的拉力相等，不管拉力多大，合力总为0，绳子永远不会断 ‎【答案】B ‎【解析】绳子的最大承受拉力为1000N，当两队都用600N的拉力拉时，绳子将不会被拉断；两队之间的力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，所以两队对绳子的拉力总相等，之所以某队获胜，是因为这队的摩擦力较大；故选B．‎ ‎10．2018年11月，“2018FISE世界极限运动巡回赛”战幕在成都拉开，图中某选手骑摩托车飞跃中的极限动作的频闪照片。关于骑手（含摩托车）在空中的受力情况分析，说法正确的是 A．不受力的作用 B．重力、空气阻力 C．重力和牵引力、空气阻力 D．仅受到重力作用 ‎【答案】B 11‎ ‎【解析】当骑手（含摩托车）在空中运动时，由于速度较快，车手的迎风面积较大，所以空气阻力作用要考虑，因此骑手受重力和空气阻力的作用。故B正确，ACD错误。‎ ‎11．某自行车爱好者在水平面上以如图姿势保持静止时，下列说法正确的是 A．地面对自行车有向右的摩擦力 B．地面对自行车作用力大于自行车对地面的作用力 C．地面对自行车的支持力小于人和自行车重力之和 D．人对自行车的作用力竖直向下 ‎【答案】D ‎【解析】A．整体法分析，人和自行车，只受重力和地面的支持力，不受地面的摩擦力，故A错误；B．地面对自行车作用力与自行车对地面的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故B错误；C．人和自行车，只受重力和地面的支持力处于平衡状态，所以地面对自行车向上的支持力等于人和自行车重力之和，故C错误；D．选取人为研究对象，人受到重力和自行车的力平衡，所以人对自行车的作用力竖直向下，故D正确。故选D。‎ ‎12．匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球，如图所示，小球下方与一光滑斜面接触，关于小球的受力，说法正确的是 A．重力和细线对它的拉力 B．重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力 C．重力和斜面对它的支持力 D．细线对它的拉力和斜面对它的支持力 ‎【答案】A ‎【解析】对小球受力分析，由于细线是竖直方向拉小球，可知小球在竖直方向受到重力和细线对它的拉力，若存在斜面对它的弹力，由力的分解可知，水平方向合力不为0，不可能静 11‎ 止在斜面上，与题意不符，所以斜面对小球没有弹力，故选A。‎ ‎13．如图所示，在倾角为的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面间放一重为G的光滑的圆球，当挡板绕最低点沿逆时针缓慢转到水平位置的过程中，关于小球受到的弹力，下列说法正确的是（　　）‎ A．先增加，后减少 B．先减少，后增加 C．始终保持不变 D．大小不变，方向时刻变化 ‎【答案】C ‎【解析】对小球受力分析可知，小球受向下的重力和挡板以及斜面的弹力，由平衡知识可知，重力和挡板和斜面的弹力等大反向，则当挡板绕最低点沿逆时针缓慢转到水平位置的过程中，小球受到的弹力始终等于重力不变。故选C。‎ ‎14．如图为俄罗斯世界杯阿根廷与冰岛队的比赛场景，运动员将足球顶出，足球向斜上方飞行过程中，(G为重力，F为头对球的作用力，Ff为空气阻力)，某时刻的受力描述正确的是 A． B． C． D．‎ ‎【答案】D ‎【解析】斜向上方飞行的足球受到重力和与相对空气运动速度方向相反的阻力作用，故D正确，ABC错误。故选：D ‎15．如图所示，物体A和B的重力分别为10N和6N，不计弹簧秤和细线的重力和一切摩擦，则弹簧秤的读数为 11‎ A．4N B．6N C．10N D．14N ‎【答案】B ‎【解析】物体B处于静止状态，所以B受力是平衡的，即：B端的力大小为6N；又弹簧秤的示数是钩上的拉力或是一端受到的力，所以示数为6N；故选B。‎ ‎16．如图甲所示，质量为m的木块在大小为F、与水平面夹角为θ的推力作用下，在水平地面上做匀速直线运动，已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则木块受到的滑动摩擦力为（　　）‎ A．μmg B．μ(mg+Fcosθ)‎ C．μ(mg-Fcosθ) D．Fcosθ ‎【答案】BD ‎【解析】对物体受力分析，因为做匀速直线运动，所以在水平方向上有 在竖直方向上 则摩擦力 故BD正确，AC错误。故选BD。‎ ‎17．已知一个质量m的小物块静止在解面上，如图所示，试着画出它的受力分析图并回答下面的问题。‎ ‎(1)小物块共受到_____个力的作用；‎ ‎(2)它所受的重力的方向_________支持力的方向______________；‎ ‎(3)它所受的是______摩擦力，方向_____________。‎ 11‎ ‎【答案】3竖直向下垂直斜面向上静止沿斜面向上 ‎【解析】(1)]小物块受力分析如图所示：‎ 所以小物块一共受到3个力作用；‎ ‎(2)重力的方向是竖直向下的，支持力的方向是垂直斜面向上的；‎ ‎(3)因为物块和斜面是相对静止的，故小物块受静摩擦力，方向沿斜面上。‎ ‎18．如图所示，一个准确的弹簧秤，置于粗糙的水平地面上，用F1＝5N的水平力拉秤钩，用F2＝6N的水平力拉另一端的圆环，弹簧秤处于静止状态．这时弹簧秤受到的静摩擦力大小是_______N，方向___________．弹簧秤的示数为_______N．‎ ‎【答案】1；水平向左；5；‎ ‎【解析】弹簧秤处于静止状态，受到的静摩擦力大小是两力的差值为1N，方向与较大的拉力方向反向，即水平向左；弹簧秤的示数为秤钩端拉弹簧的力F1的数值，为5N；故本题答案为：1N；水平向左；5N．‎ ‎19．如图所示，是一种测定风力的仪器，P是质量为0.2kg的金属球，固定在一根细长的钢性金属丝下端．当无风时金属球自然竖直下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向，刻度盘上的角度就能反映出风力的大小．若某一时刻风从水平方向吹向金属球P时，金属丝向左偏离竖直角度θ=30°而处于静止，重力加速度g=10m/s2．‎ ‎（1）求此时的风力和金属丝的拉力大小；‎ 11‎ ‎（2）有同学认为，若刻度盘上的角度变为原来的2倍，则风力也为原来的2倍．你认为这种说法是否正确，并说明理由．‎ ‎【答案】（1）；（2）不对；由可知，F与tan成正比，而不是与成正比．‎ ‎【解析】（1）对球受力分析，受重力、分力和拉力，如图所示；‎ 根据平衡条件，有：‎ F=mgtanθ=0.2×10×N=N T=‎ ‎（2）不对！由F=mgtanθ可知，F与tanθ成正比，而不是与θ成正比．‎ ‎20．如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平地面上的质量为的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲及人均处于静止状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：‎ ‎(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？‎ ‎(2)人对地面的摩擦力是多大？方向如何？‎ ‎(3)若人的质量，人与水平面之间的动摩擦因数为，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量最大不能超过多少？（，）‎ 11‎ ‎【答案】（1）120N（2）120N，水平向左（3）24kg ‎【解析】(1)以结点O为研究对象，如图，由平衡条件有：‎ ‎，，联立得：，‎ ‎ (2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，受力如图所示，‎ 由平衡条件得：，方向水平向左 ‎(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值。‎ 当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值，由平衡条件得：，又，联立得：，即物体甲的质量最大不能超过24kg 11‎