（高中物理）物理高考能力突破23受力分析共点力的平衡

1、年物理高考能力突破：2.3受力分析 共点力的平衡一、单项选择题(此题共4小题，每题7分，共28分，每题只有一个选项符合题意)1.(·高考)如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑，斜劈保持静止，那么地面对斜劈的摩擦力( )b.不为零，方向向右c.不为零，方向向左d.不为零，v0较大时方向向左，v0较小时方向向右2.如下列图，重50 n的物体a放在倾角为37°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为800 n/m的弹簧，其一端固定在斜面顶端，另一端连接物体a后，弹簧长度为14 cm，现用一测力计沿斜面向下拉物体，假设物体与斜面间的最大静

2、摩擦力为20 n，当弹簧的长度仍为14 cm时，测力计的读数不可能为( )a.10 nb.20 nc.40 nd.0 n3.(·模拟)如下列图，100个大小相同，质量均为m且光滑的小球，静止放置于两相互垂直且光滑的平面上，平面ab与水平面的夹角为30°.那么第2个小球对第3个小球的作用力大小为( ) a.b.48 mgc.49 mgd.98 mg4.(易错题)如下列图，用细绳系住放在倾角为的光滑斜面上的球，当细绳由水平方向缓慢向上偏移至竖直方向的过程中，细绳上的拉力将( )二、不定项选择题(此题共3小题，每题7分，共21分，每题至少一个选项符合题意)5.(·n,o

3、p与水平方向的夹角为.以下关系正确的选项是( )a.b.f=mgtanc.n=mgtan6.(创新题)年7月我国“蛟龙号载人潜水器下潜记录再创新高,成功实现下潜5 km深度.设潜水器在下潜或上升过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用，其中,海水浮力f始终不变,所受海水阻力仅与潜水器速率有关.当潜水器的总质量为m时恰好匀速下降,假设使潜水器以同样速率匀速上升,那么需要从潜水器储水箱向外排出水的质量为(重力加速度为g)( )a.b.c.d.7.(·高考)如下列图，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为,重力加速度为g，假设接触面间的摩擦力忽略不计，那么石块侧面所

4、受弹力的大小为( )a.b.c.d.三、计算题(本大题共3小题，共51分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8.(预测题)(14分)如下列图，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为m的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止.试求：(1)小环对杆的压力；(2)小环与杆之间的动摩擦因数至少为多大？9.(易错题)(16分)如下列图，轻杆bc的c点用光滑铰链与墙壁固定，杆的b点通过水平细绳ab使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.假设在b点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物.重物的质量m=30

5、 kg，人的质量m=50 kg，g取10 m/s2.试求：(1)此时地面对人的支持力的大小；(2)轻杆bc和绳ab所受力的大小.10.(21分)如下列图，在倾角为的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力f推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，且tan，假设物体恰好不下滑，那么推力f为多少？假设物体恰好不上滑，那么推力f为多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 答案解析1.【解析】选a.以斜劈和物块整体为研究对象，整个系统处于平衡状态，合外力为零.所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力的作用，故a正确.【变式备选】如下列图，一倾角为的斜面体置于固定在光滑水平地面上的物体a、b之间，斜面体恰好

6、与物体a、b接触，一质量为m的物体c恰能沿斜面匀速下滑，此时斜面体与a、b均无作用力，假设用平行于斜面的力f沿斜面向下推物体c，使其加速下滑，那么以下关于斜面体与物体a、b间的作用力的说法正确的选项是( )a.对物体a、b均无作用力向左的压力，大小为fcosc.对物体b有向右的压力，大小为mgcossind.对物体a有向左的压力，大小为mgcossin【解析】选a.物体c恰能沿斜面匀速下滑，那么c与斜面间的滑动摩擦力，用力f推物体c使其加速运动，c与斜面间的滑动摩擦力不变；以斜面为研究对象，c对斜面的压力在水平方向向右的分力为f1=mgcossin，c对斜面的摩擦力在水平方向向左的分力为f2=

7、mgsincos，那么f1=f2，说明斜面与地面间无摩擦力，斜面相对地面没有运动趋势，斜面对物体a、b均无作用力，故a正确.2.【解题指南】解答此题时可按以下思路分析：(1)物体a所受的静摩擦力方向可能沿斜面向上或向下.(2)根据平衡条件列方程，求出拉力的范围.【解析】选c.a在斜面上处于静止状态时合外力为零，a在斜面上受五个力的作用，分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力f，当摩擦力的方向沿斜面向上时,，f22 n，当摩擦力沿斜面向下时，f最小值为零，即拉力的取值范围为0f22 n,应选c.体重力沿斜面方向的分力，大小等于98 mgsin30°=49 mg.所以选项c正确.4.

8、 【解析】选d.球的重力有两个效果，即拉细绳和压斜面，用图解法分析，作出力的分解图如下列图，由图可知，当细绳由水平方向逐渐向上偏移至竖直方向时，细绳上的拉力f2将先减小后增大，当f2和f1的方向垂直时，f2有极小值；而球对斜面的压力f1逐渐减小，故d正确.5.【解析】选a、c.小滑块受力如下列图，由平衡条件得，水平方向f-fncos=0,竖直方向fnsin-mg=0,解得,故a、c正确，b、d错误.【变式备选】(·模拟)如下列图，重20 n的物体放在粗糙水平面上，用f=8 n的力斜向下推物体，f与水平面成30°角，物体与水平面间的动摩擦因数=0.5,物体与水平面间的最大静摩

9、擦力认为等于滑动摩擦力，那么( )a.地面对物体的支持力为24 nb.物体所受的摩擦力为12 nc.物体所受的合力为5 nd.物体所受的合力为6.9 n【解析】选a.将f沿水平和竖直方向分解，那么竖直方向fn=fsin30°+g=24 n,a正确；物体受到的最大静摩擦力ffm=fn=12 nfcos30°= n,物体保持静止状态，物体所受的合力为零，c、d错误；由物体的平衡条件得摩擦力ff=fcos30°= n,b错误.6.【解析】选a.由于以同样速率匀速上升,那么所受的阻力相等.设减少的质量为m,运动过程中受到的阻力为ff.在匀速下降过程中:f+ff=mg;在上

10、升过程中:f= (m-m)g+ff.联立两式解得,a选项正确.7.【解析】选a.石块受力如下列图，由力的平衡条件可知2fsin=mg，所以有f=，a正确.8.【解析】(1)对整体由平衡条件得：2fn-(m+2m)g=0(3分)解得： (2分)由牛顿第三定律得，小环对杆的压力为： (1分)(2)对m由平衡条件得：2ftcos30°-mg=0(3分)小环刚好不滑动，此时小环受到的静摩擦力到达最大值，那么： ftsin30°-f n=0(3分)解得动摩擦因数至少为： (2分)答案：(1)(2)9. 【解析】(1)因匀速提起重物，那么ft=mg，且绳对人的拉力为mg，所以地面对人的

11、支持力为：fn=mg-mg=(50-30)×10 n=200 n，方向竖直向上.(4分)(2)定滑轮对b点的拉力方向竖直向下，大小为2mg，杆对b点的弹力方向沿杆的方向，如下列图，由共点力平衡条件得：fab=2mgtan30°=2×30×10× (6分)fbc= (6分)答案：(1)200 n (2) n n10.【解析】因为tan,那么f=0时，物体不能静止在斜面上，当物体恰好不下滑时，受力如图甲所示：由平衡条件得： (3分) (3分) 又有： (3分)解得： (3分)当物体恰好不上滑时，受力如图乙所示：由平衡条件得： (3分) (2分)又有： (2分)解得： (2分)答案：【总结提升】平衡问题的分析技巧对于平衡类问题，应当首先分清是静态平衡还是动态平衡问题.(1)对于静态平衡问题，应领先分析物体的受力情况，根据平衡条件列出平衡方程，解方程对结果进行讨论.(2)对于动态平衡问题，应先分析物体的受力情况，结合具体情况采用相应的方法.如果物体所受的力较少，可以采用合成的方法.如果物体受到三个力的作用而处于动态平衡，假设其中的一个力