物理 受力分析方法与技巧全解.doc

世纪金榜 圆您梦想 受力分析一、要点讲解1.受力分析的方法：整体法和隔离法整体法隔离法概念将几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力注意问题分析整体周围其他物体对整体的作用。而不画整体内部物体间的相互作用。分析它受到周围其他物体对它的作用力2.受力分析的依据：各种性质力的产生条件及各力方向的特点3.受力分析的步骤 ：为了在受力分析时不多分析力，也不漏力，一般情况下按下面的步骤进行： （1）确定研究对象 可以是某个物体也可以是整体。（2）按顺序画力先画重力：作用点画在物体的重心，方向竖直向下。b次画已知力c再画接触力（弹力和摩擦力）：看研究对象跟周围其他物体有几个接触点（面），先对某个接触点（面）分析，若有挤压，则画出弹力，若还有相对运动或相对运动的趋势，则再画出摩擦力。分析完一个接触点（面）后，再依次分析其他的接触点（面）。d再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出。（3）验证： 每一个力都应找到对应的施力物体 b.受的力应与物体的运动状态对应。说明：（1）只分析研究对象受的根据性质命名的实际力(如：重力、弹力、摩擦力等)，不画它对别的物体的作用力。（2）合力和分力不能同时作为物体所受的力。（3）每一个力都应找到施力物体，防止“漏力”和“添力”。（4）可看成质点的物体，力的作用点可画在重心上，对有转动效果的物体，则力应画在实际位置上。（5）为了使问题简化，常忽略某些次要的力。如物体速度不大时的空气阻力、物体在空气中所受的浮力等。 （6）分析物体受力时，除了考虑它与周围物体的作用外，还要考虑物体的运动情况(平衡状态、加速或减速)，当物体的运动情况不同时，其情况也不同。4. 受力分析的辅助手段（1）物体的平衡条件（共点力作用下物体的平衡条件是合力为零）（2）牛顿第二定律（物体有加速度时）（3）牛顿第三定律（内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上）5.常见的错误及防范的办法：（1）多画力。.研究对象不明，错将其他物体受到的力画入。b.虚构力，将不存在的力画入。c.将合力和分力重复画入。要防止多画力。第一，彻底隔离研究对象。第二，每画一个力要心中默念受力物体和施力物体。 (2) 少画力。 少画力往往是由受力分析过程混乱所致，因此.要严格按顺序分析。b.分析弹力和摩擦力时，所有接触点都要分析到。(3) 错画力。即把力的方向画错。防范办法是要按规律作 二、精题精练1（2010上海市金山区高三期末）如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则-（ ）（）将滑块由静止释放，如果tn，滑块将下滑（B）给滑块沿斜面向下的初速度，如果tn，滑块将减速下滑 (C)用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果=tn，拉力大小应是2mgsin（D）用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果=tn，拉力大小应是mgsin答案：C2（2010山东省诸城市高三12月质量检测）如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为30，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（ ）mg和mg Bmg和mgCmg和mg Dmg和mg答案：3（2010黑龙江省鸡西市天华高中高三期末）重力为10N的质点放在光滑水平地面上，受到大小为2N的水平外力F1的作用，再施加一个大小为6N的水平外力F2后，以下说法正确的是（ ）该质点的加速度可能为5m/s2 B该质点所受合外力的最大值为18N，最小值为2N CF1的反作用力也作用在该质点上，方向与F1的方向相反D若再施加一个大小为6N的外力，有可能使该质点处于平衡状态答案：D4（2010山东省济南外国语学校高三质量检测）如图，将物体Q缓慢向右移动一点，P、Q始终平衡，物体Q所受的力中，增大的是( )绳子所给的拉力 B地面所给的支持力 C.地面所给的摩擦力 D.以上各力均不增大答案：BC5（2010山东省聊城三中高三12月质量检测）如图所示，物体m与斜面体M一起静止在水平面上。若将斜面的倾角稍微增大一些，且物体m仍静止在斜面上，则（ ）斜面体对物体的支持力变小B斜面体对物体的摩擦力变大C水平面与斜面体间的摩擦力变大D水平面与斜面体间的摩擦力变小答案：B6（2010安徽屯溪一中高三上学期期中）一物体受到三个共点力F1、F2、F3共同作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是（ ）2F1 B2F2 C2F3 D0答案：7（2010上海市金山区高三期末）如图所示，F1、F2为有一定夹角的两个力，L为过O点的一条直线，当L取什么方向时，F1、F2在L上分力之和为最大（ ）（）F1、F2合力的方向， （B）F1、F2中较大力的方向，（C）F1、F2中较小力的方向，（D）以上说法都不正确。答案：8（天津市五校2010届高三期中联考）如图2所示，用细绳连接用同种材料制成的和b两个物体。它们恰能沿斜面向下作匀速运动，且绳子刚好伸直，关于、b的受力情况( )受3个力，b受4个力B受4个力，b受3个力C、b 均受3个力D、b 均受4个力答案：C9（天津市五校2010届高三期中联考）如图8所示，用轻绳吊一个重为G的小球，欲施一力F，使小球在图示位置平衡(0)，下列说法正确的是（ ）力F最小值为B若F与绳拉力大小相等，力F方向与竖直方向必成角C若F与G大小相等，力F方向与竖直方向必成角D若绳的拉力与G大小相等，力F方向与竖直方向可成2角答案：BD10（2010黑龙江省鸡西市天华高中高三期末）如图，质量为m的物体置于倾角为的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为，先用平行于斜面的推力F1作用于物体上，能使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次力之比为（ ） B C D答案：B11（2010山东省济南外国语学校高三质量检测）如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为的物体， 处于静止状态。若将一个质量为的物体B竖直向下轻放在上的一瞬间，则B对的压力大小为(取g=10m/s2) .30N B. 0N C. 15N D. 12N答案：D12（2010山东省聊城三中高三12月质量检测）如图所示，斜面固定在水平地面上，先让物体沿斜面下滑，恰能匀速后给一个沿斜面向下的力F，让其加速下滑设前后两次与斜面间的摩擦力分别为f1、f2，地面给斜面的支持力分别为N1、N2，则（ ）f1=f2 ，N1=N2 Bf1=f2 ，N1N2 Cf1f2 ，N1f2 ，N1N2答案：13（2010安徽屯溪一中高三上学期期中）如图所示，一根轻绳左端固定在水平天花板上，依次穿过不计质量和摩擦力的动滑轮和定滑轮，在滑轮的下面分别悬挂质量为和的物体，系统处于静止状态则：下列说法不正确的是（ ）可以大于可以小于必须小于必须大于答案：D14（2010安徽屯溪一中高三上学期期中）如图所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上叠放着两个物块、B，它们的质量都是2kg，都处于静止状态。若突然将一个大小为10N的竖直向下的压力加在上，在此瞬间，对B的压力大小为（ ）30N B25N C20N D15N答案：B15（2010安徽屯溪一中高三上学期期中）如图所示，水平地面上有一楔形物体b，b的斜面上有一小物块；与b之间、b与地面之间均存在摩擦已知楔形物体b静止时，静止在b的斜面上现给和b一个共同的向左的初速度，与和b都静止时相比，此时可能 ( )与b之间的压力减少，且相对b向下滑动B与b之间的压力增大，且相对b向上滑动C与b之间的压力不变，且相对b静止不动Db与地面之间的压力不变，且相对b向下滑动答案：B16（2010福建省古田一中高三第二次月考）我国国家大剧院外部呈椭球型。假没国家大剧院的屋顶为半球形，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示)，他在向上爬的过程中 屋顶对他的支持力变大 B屋顶对他的支持力变小C屋顶对他的摩擦力变大 D屋顶对他的摩擦力变小答案：D17（2010安徽省名校高三一轮复习联考）如图所示，质点m在F1、F2、F3三个力作用下处于平衡状态，各力的方向所在直线如图，图上表示各力矢量的起点均为O点，终点未画，则各力的大小关系为 （ ）F1F2F3BF1F3F2CF3F1F2DF2F1F3答案：C（提示：利用三个力作用下物体平衡时，任意两个的合力与第三个力大小相等，方向相反，通过作图不难判断C选项正确。）18（2010上海市宝山区高三上学期期末）如图所示，钢筒质量为20kg，活塞质量为5kg，活塞横截面积为100cm2，当绳索松弛时，筒内空气柱长16cm，已知大气压强为1.0105P，设钢筒足够长，试问：（1）拉力至少为多大时钢筒才能开始上升？此时筒内气柱长度为多少？（2）若拉力为400N，则活塞可达的最大加速度为多少？答案：（1）考察钢筒对地面无压力时钢筒和活塞整体的平衡态，有F（mM）g，（1分）代入数据，得F（520）10250N（代入数据1分，运算1分，共2分）考察绳索松驰至绳产生250N拉力的过程，该过程筒内气体作等温变化，以活塞为对象，气体的初态压强p1p01051.05105P（公式或代入数据1分，运算1分）气体的初态体积V1SL1以钢筒为对象，气体的末态压强p2p01050.8105P （公式或代入数据1分，运算1分）气体的末态体积V2SL2因为玻意耳定律为p1V1p2V2，（1分）代入数据，得1.05105160.8105L2 （1分）所以，L221cm （1分）（2）以活塞为对象，由牛顿第二定律，得（2分）31.8显然，当p最大时，最大，由玻意耳定律可知，当气体的体积最小时压强p最大，所以p的最大值为1.05105P。将已知量代入上式，有（1分）31.9解得，（1分）31.1019（2010安徽利辛二中高三第四次月考）如图所示，质量为m的小球通过轻绳悬挂在一倾角为的光滑斜面上，轻绳与斜面平行，开始时系统处于静止状态。（1）求系统静止时，绳对小球的拉力大小和斜面对球的支持力大小。（2）当系统以多大的加速度向左运动，斜面对小球支持力恰好为零？答案：解：（1）对小球受力分析可知 T=mgsin（2分） N=mgcos（2分） （2）Tcos=m Tsin=mg 解得=gcot（4分）（本题也可用矢量三角形做题，正确直接得4分）20（2010安徽屯溪一中高三上学期期中）如图所示，、B质量分别为m=1 kg，m=2kg， 与小车壁的动摩擦因数为0.5，B与小车间的摩擦不计，要使B与小车保持相对静止，求小车的加速度应为多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）答案：解：由题意知：的运动趋势有两种。（1）当 有向下运动的趋势时，设小车的加速度为1，此时绳的拉力为T1则对：FN1=m1 (1) （1分）mg=uFN+T1 (2) （1分）对B：T1=mB1 (3) （1分）由（1）（2）（3）得：mg=um1+mB1 （1分）得1=4m/s2 （1分）(2)当有向上运动的趋势时，设小车的加速度为2,此时拉力为T2则对：FN2=m2 (4) （1分） mg+uFN2=T2 (5) （1分）对B：T2=mB2 (6) （1分）由（4）（5）（6）得mg+um2=mB2 （1分）2 =6.7 m/s2 （1分） 4 m/s26.7 m/s2 （2分）21（2010浙江省金华一中高三12月联考）如图所示，一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷，其电荷量Q=+4103C，场源电荷形成的电场中各点的电势表达式为，其中为静电力恒量，为空间某点到场源电荷的距离。现有一个质量为kg的带正电的小球B，它与球间的距离为m，此时小球B处于平衡状态，且小球B在场源电荷形成的电场中具有的电势能的表达式为，其中为与之间的距离。另一质量为的不带电绝缘小球C从距离B的上方H=0.8m处自由下落，落在小球B上立刻与小球B粘在一起以2m/s的速度向下运动，它们到达最低点后又向上运动，向上运动到达的最高点为P。（取g=10m/s2，k=9109Nm2/C2），求 （1）小球C与小球B碰撞前的速度的大小？小球B的带电量为多少？ （2）小球C与小球B一起向下运动的过程中，最大速度为多少？答案：解：（1）小球C自由下落H距离的速度：4m/s2分小球B在碰撞前处于平衡状态，对B球由平衡条件知：1分代入数据得：C1分 （2）设当B合C向下运动的速度最大时，与相距x，对B和C整体，由平衡条件得：2分代入数据得：1分由能量守恒得：2分代入数据得m/s1分三、高考题（09广东理科基础4）建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0500ms2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取lOms2) （ B ）510 N B490 N C890 N D910 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。3.(09广东文科基础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，下列表述正确的是 （ ）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4.（09安徽17）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，如图所示。那么下列说法中正确的是 ( C ). 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。5.（09浙江14）如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为 （ ）mg和mg Bmg和mgCmg和mg Dmg和mg解析：受力如图所示，。6.（09浙江16）如图所示，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 已知静电力常量为，若不考虑弹簧的静电感应，则每根弹簧的原长为 （ C ） B C D解析：第三个小球受三个力的作用它们的关系是，得 7.（09山东24）（15分）如图所示，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，为避免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、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切。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）若货物滑上木板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）若1=0。5，求货物滑到木板末端时的速度和在木板上运动的时间。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，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，联立以上两式代入数据得根据牛顿第三定律，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）若滑上木板时，木