受力分析及物体平衡典型例题解析

1、.专练 3 受力分析物体的平衡一、单项选择题1如图 1 所示，质量为 2 kg 的物体 B 和质量为 1 kg 的物体 C 用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上再将一个质量为 3 kg 的物体 A 轻放在 B 上的一瞬间，弹簧的弹力大小为 (取 g 10 m/s 2 )()A30 NB0C20 ND12 N答案 C2 (2014·上海单科9)，如图 2，光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内， A 端与水平面相切， 穿在轨道上的小球在拉力 F 作用下，缓慢地由A 向 B 运动， F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为FN ，在运动过程中 ()AF 增大， FN 减小BF 减

2、小， FN 减小CF 增大， FN 增大DF 减小， FN 增大解析对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件，有： FN mg cos 和 Fmg sin ，其中 为支持力 FN 与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，变大，故 FN 变小， F 变大；故 A 正确， BCD错误答案A可编辑.3(2014·贵州六校联考，15) 如图 3 所示，放在粗糙水平面上的物体 A 上叠放着物体 B.A 和 B 之间有一根处于压缩状态的弹簧，物体A 、B 均处于静止状态下列说法中正确的是 ()AB 受到向左的摩擦力BB 对 A 的摩擦力向右C地面对 A 的摩擦力向右D 地面对 A 没有

3、摩擦力解析弹簧被压缩，则弹簧给物体 B 的弹力水平向左， 因此物体 B 平衡时必受到A 对 B 水平向右的摩擦力，则B 对 A的摩擦力水平向左，故A 、B 均错误；取 A 、B 为一整体，因其水平方向不受外力， 则地面对 A 没有摩擦力作用， 故 D正确， C 错误答案D4 (2014·内蒙古包头测评)如图 4 所示，物体 A 置于水平地面上，力 F 竖直向下作用于物体B 上， A 、 B 保持静止，则物体 A 的受力个数为 ()A3B4C5D6解析利用隔离法对 A 受力分析，如图所示A 受到重力 GA ，地面给 A 的支持力 N 地，B 给 A 的压力 N BA ，B 给 A 的摩

4、擦力 f BA，则 A 、C、D 错误， B 正确答案 B5 (2014·广州综合测)试如图 5 所示，两梯形木块 A 、B 叠放在可编辑.水平地面上， A 、B 之间的接触面倾斜 A 的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是()AA 、 B 之间一定存在摩擦力作用B木块 A 可能受三个力作用C木块 A 一定受四个力作用D木块 B 受到地面的摩擦力作用方向向右解析A、B 之间可能不存在摩擦力作用，木块A 可能受三个力作用，选项A、C 错误， B 正确；木块 B 也可能不受地面的摩擦力作用，选项D 错误答案B6 (2014·佛山调研考)试如图 6 所示是

5、人们短途出行、购物的简便双轮小车， 若小车在匀速行驶的过程中支架与水平方向的夹角保持不变， 不计货物与小车间的摩擦力，则货物对杆 A、B 的压力大小之比FAFB 为()A13B.31C21D12解析以货物为研究对象进行受力分析，如图所示，利用力FB的合成法可得 tan 30 ° ，根据牛顿第三定律可知 FBFB、 FAFA FA，解得FA FB31，选项 B 正确答案B7 (2014·昆明市质量检测)如图 7 所示，两个质量均为m 的小球用轻质细杆连接静止于内壁光滑的半球形碗内，杆及碗口平面均水平、 碗的半径及两小球之间的距离均为 R，不计小球半径，则碗对每个小球的支持力大

6、小为()可编辑.323A.mg B.mg C. 3mg D 2mg33解析以其中一小球为研究对象，受力情况如图所示根据题意可知 30 °，根据mg2 3平衡条件可知： FN1 mg ，选项 B 正确cos 3答案B8在机械设计中常用到下面的力学原理，如图8 所示，只要使连杆 AB 与滑块 m 所在平面间的夹角大于某个值，那么，无论连杆 AB 对滑块施加多大的作用力， 都不可能使之滑动，且连杆AB 对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为“自锁”现象设滑块与所在平面间的动摩擦因数为，为使滑块能“自锁”应满足的条件是()A tan B cot C sinD cos解析滑块 m

7、 的受力如图所示， 建立直角坐标系， 将力F 正交分解，由物体的平衡条件可知：竖直方向有FN mg Fsin ，水平方向有 Fcos Ff FN.由以上两式解得Fcos mg Fsin .因为力F 很大，所以上式可以写成FcosFsin 故应满足的条件为 cot ，B 对答案B二、多项选择题可编辑.9如图 9 所示，小车 M 在恒力 F 的作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断()A若地面光滑，则小车一定受三个力的作用B若地面粗糙，则小车一定受四个力的作用C若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用D若小车做加速运动，则小车可能受三个力的作用解析先分析重力和已知力F，再分析弹力由于F 的竖直

8、分力可能等于重力，因此地面可能对小车无弹力作用，无弹力也就无摩擦力，A、B 错误；若小车匀速运动，那么水平方向所受摩擦力和F 的水平分力平衡，这时小车一定受重力、恒力F、地面的弹力、摩擦力四个力的作用，C 正确；若小车做加速运动，当地面光滑时，小车可能受重力、恒力F、地面的弹力三个力作用， D 正确答案CD10 一件行李重为G，被绳 OA 和 OB 吊在空中， OA 绳和 OB 绳的拉力分别为F1 、F2 ，如图 10 所示，则()AF1、F2 的合力是 GBF1、F2 的合力是 FC行李对绳 OA 的拉力方向与 F1 方向相反，大小相等D行李受到重力G、OA 绳拉力 F1 、OB 的拉力 F

9、2 ，还有 F 共四个力解析合力与分力具有等效替代的关系所谓等效是指力F 的作用效果与其分力 F1 、F2 共同作用产生的效果相同F1 和 F2 的合力的作用效果是把行李提起来，而 G 的作用效果是使行李下落， 另外产生的原因 (即性质 )也不相同，可编辑.故 A 错误； F1 和 F2 的作用效果和 F 的作用效果相同，故B 正确；行李对绳OA 的拉力与拉行李的力F1 是相互作用力，等大、反向，不是一个力，故C正确；合力 F 是为研究问题方便而假想出来的力，实际上不存在，应与实际受力区别开来，故D 错误答案BC11 (2014·湖北黄冈质)检如图 11 所示，用一根不可伸长的轻质细

10、线将小球悬挂在天花板上，现对小球施加一个方向始终垂直细线的拉力 F 将小球缓慢拉起，在小球拉起的过程中，下列判断正确的是 ()A拉力 F 一直增大B拉力 F 先增大后减小C细线的拉力一直减小D 细线的拉力先增大后减小解析小球在拉起的过程中，设线与竖直方向的夹角为，由于 F 与细线垂直，将重力分解可得Fmg sin ， 逐渐增大， F 逐渐增大， A 正确细线的拉力 FTmg cos ， 逐渐增大， cos 逐渐减小， C 正确答案AC12 倾角为 、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上，质量为 m 的木块静止在斜面体上下列结论正确的是()A木块受到的摩擦力大小是mg cos B木块对斜面体的压

11、力大小是mg cos C桌面对斜面体的摩擦力大小是mg sin cos D桌面对斜面体的支持力大小是(M m )g解析以木块为研究对象有： Ff mg sin ，FN mg cos ，所以 A 错、 B可编辑.对；以整体为研究对象有：FN (M m )g ，Ff0，所以 C 错、 D 对答案BD13 (2014·四川成都六校检测)如图 13 所示，两个质量均为 m ，带电荷量均为 q 的小球 A、B，一个固定在 O 点的正下方L 处，另一个用长为L 的细线悬挂于 O 点，静止时，细线与竖直方向的夹角为60 °，以下说法正确的是()AO 点处的电场强度的大小为3kqL2kqB

12、A 在 B 处产生的电场强度为3kq 2L2C细线上的拉力为L2D B 球所受 A 球的库仑力和线的拉力的合力方向竖直向上解析由点电荷的场强公式， A 在 O 处或 B 处产生的电场强度大小均为E1q k ，O 点处的电场为 A 、B 分别在 O 处产生的电场的叠加， 即 E2 2E1 cos L2q30 ° 3kL2 ，则 A、B 正确；对 B 球，由平衡条件得， B 球所受 A 球的库kq 2仑力和线的拉力的合力方向竖直向上，且细线上的拉力FT L2 ，则 D 正确，C 错误答案 ABD14 如图 14 所示，倾角为 的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物体a放在斜面上一根轻质细

13、线一端固定在物体a 上，细线绕过两个光滑小滑轮，可编辑.滑轮 1 固定在斜劈上、滑轮2 下吊一物体 b，细线另一端固定在c 上， c 穿在水平横杆上，物体a 和滑轮 1 间的细线平行于斜面，系统静止物体a 受到斜劈的摩擦力大小为Ff 1，c 受到横杆的摩擦力大小为Ff 2，若将 c 向右移动少许， a 始终静止，系统仍静止，则()图 14AFf1 由沿斜面向下改为沿斜面向上，Ff 2 始终沿横杆向右B细线对 a 和 c 的拉力都将变大CFf1 和 Ff 2 都将变大D斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c 的摩擦力都将变大解析将 c 向右移动少许， a 位置不变，则夹角将变大，根据力的合成可知细

14、线上的张力将变大， B 正确；对 c，细线与横杆的夹角减小，又细线对c的拉力增大， 细线沿杆向左的分力增大， 则 c 受到杆的摩擦力Ff 2 将增大，对a、b 、c、斜劈和两个小滑轮整体，可知斜劈受到地面的摩擦力和物体c 受到横杆的摩擦力等大反向，则斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体c 的摩擦力都将变大， D 正确；对a，不能确定重力沿斜面向下的分力和细线拉力的大小关系，则不能确定a 受到斜面的摩擦力的大小和方向，A、C 均错答案BD15 如图 15 甲、乙所示，倾角为的斜面上放置一滑块M ，在滑块 M 上放置一个质量为 m 的物块， M 和 m 相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法可编辑.正确的是()图 15A图甲中物块 m 受到摩擦力B图乙中物块 m 受到摩擦力C图甲中物块 m 受到水平向左的摩擦力D图乙中物块 m 受到与斜面平行向上的摩擦力解析对图甲：设 m 受到摩擦力，则物块m 受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡若物体受摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物体 m 受力将不平衡，与题中条件矛盾故假设不成立， A 、C 错误对