高中物理力与物体的平衡部分专题讲练(共14页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上力、物体的平衡专题讲练1、 考纲要求力、物体的平衡内容要求说明11.力是物体间的相互作用，是物体发生形变和物体运动状态改变的原因.力是矢量.力的合成与分解12.万有引力定律.重力.重心13.形变和弹力.胡克定律14.静摩擦.最大静摩擦力15.滑动摩擦.滑动摩擦定律24.共点力作用下物体的平衡1.在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力2.不要求知道静摩擦因数力学中的三类常见的力：重力、弹力、摩擦力，特别是静摩擦力，这是高考中常考的内容。由于静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，在分析中非常容易失误，同学们一定要下功夫把静摩擦力弄清楚。共点力作用下物体的平衡，是高中

2、物理中重要的问题，几乎是年年必考。单纯考查本章内容多以选择为主，难度适中，与其它章节结合的则以综合题出现，也是高考的方向2、 典例分类评析1、 重力重力不是万有引力：重力是由于地球与物体间的万有引力而产生的，是万有引力的一个分力，其大小G=mg，其中g为当地的重力加速度，重力的指向竖直向下略偏离地心，另一分力提供物体随地球自转而做圆周运动的向心力，因此重力不是万有引力.在地球不同纬度处重力大小不同，只是由于此原因引起的重力变化不大，除非在专门讨论重力意义时才加以区别，一般情况下认为物体的重力近似等于地球对物体的万有引力.重心：重心是从等效的观点来定义的，对于整个物体，各部分重力相当于集中作用在

3、物体的重心上，所以，重心不一定在物体上.重心是重力的等效作用点.重心的确定：形状规则、质量分布均匀的物体，它的重心就在其几何中心上；不规则物体的重心位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关.对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，也可用此题的悬挂法利用几何知识求解.例、 如图所示，矩形均匀薄板长AC=60cm，宽CD=10cm，在B点用细线悬挂，板处于平衡状态，AB35cm，则悬线和板边缘CA的夹角 .2、 弹力：“假设法”分析物体间的弹力：欲分析一物体的某一接触处是否有弹力作用，可先假设接触的物体有弹力作用，看看被研究的物体有怎样的运动趋势，在判断是否有弹力。如下面的例子。胡克定律

4、：胡克定律是力学基本定律之一。它指出：在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比。胡克定律的表达式为F-kx或F=-kx，其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数。例1、如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：中弹簧的左端固定在墙上，中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 （ ）FAl2l1 Bl4l3 Cl1l3 Dl2l4MNaRcb例2、图中a、b、c为

5、三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态（ ）A、有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B、有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C、有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D、有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态例3、如图所示，完全相同的两物块A、B，质量均为1kg，与地面间的动摩擦因数均为0.2（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），它们之间连接有一劲度系数为100N/m的轻弹簧。整个系统置于水平地面上静止不动，弹簧处于原长。现有一水平向右的变力F作用于物块B上，F从0开始，缓慢增大到3N时，轻弹簧的伸长量为（g取10m/s2）（ )A、0 B、1cm

6、C、2cm D、3cm3、 摩擦力（重点） 大小：F=FN滑动摩擦力 方向：与相对运动方向相反 作用点：接触面上摩擦力 产生条件：接触、挤压、有相对运动趋势 静摩擦力 大小：0FFmax方向：与相对运动趋势方向相反作用点：接触面上例1、如图所示，物体a、b和c叠放在水平桌面上，水平为Fb5N、Fc10N分别作用于物体b、c上，a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小，则（ ）图4A f15N，f20，f35NB f15N，f25N，f30C f10，f25N，f35ND f10，f210N，f35N例2、用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹

7、簧伸长量为L0现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0斜面倾角为300，如图所示。则物体所受 摩擦力（ ）A.等于零B.大小为，方向沿斜面向下C.大小为，方向沿斜面向上D.大小为mg，方向沿斜面向上4、 受力分析的方法和步骤：物体受力分析的一般思路（1）明确研究对象，研究对象可以是质点、结点、物体、物体系.（2）按顺序分析物体所受的力，一般可先按重力、弹力、摩擦力的次序分析，再分析电场力、磁场力等其他力.（3）正确画出受力图，注意：不同对象的受力图用隔离法分别画出，对于质点和不考虑力对物体的形变和转动效果的情况，可将各力平移至物体的重心上，即各力均从重心画起.（4

8、）检验，防止错画力、多画力和漏画力.受力分析的注意事项（1）只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体所施的力.（2）只分析根据性质命名的力.（3）每分析一个力，都应找出施力物体.（4）合力和分力不能同时作为物体所受的力.例1、如图所示，A、B、C三个物体叠放在桌面上，在A的上面再加一个作用力F，则C物体受到竖直向下的作用力除了自身的重力之外还有（ ）A.1个力 B.2个力 C.3个力 D.4个力ABF例2、如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。物体B的受力个数为（ ）A2 B3 C4 D5例3、如图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后

9、释放，它们同时沿竖直墙面下滑，已知mA > mB，则物体B（ ） A只受一个重力 B受到重力、摩擦力各一个 C受到重力、弹力、摩擦力各一个 D受到重力、摩擦力各一个，弹力两个5、力的合成和分解FF2F1的方向图甲将一个已知力F进行分解，其解是不唯一的。要得到唯一的解，必须另外考虑唯一性条件。常见的唯一性条件有：（1）已知两个不平行分力的方向，可以唯一的作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解是唯一的。（2)已知一个分力的大小和方向，可以唯一的作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解是唯一的。力的分解有两解的条件：FF1F2F1，F2，图乙1.已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，

10、由图甲可知： 当F2=Fsin时，分解是唯一的。当Fsin<F2<F时，分解不唯一，有两解。当F2>F时，分解是唯一的。2.已知两个不平行分力的大小。如图乙所示，分别以F的始端、末端为圆心，以F1、F2为半径作圆，两圆有两个交点，所以F分解为F1、F2有两种情况。存在极值的几种情况。（1）已知合力F和一个分力F1的方向，另一个分力F2存在最小值。（2）已知合力F的方向和一个分力F1，另一个分力F2存在最小值。6、解决物体的平衡问题的常用方法;（1）正交分解法：这是平衡条件的最基本的应用方法。其实质就是将各外力间的矢量关系转化为沿两个坐标轴方向上的力分量间的关系，从而变复杂的几

11、何运算为相对简单的代数运算。即=0作为基本的应用方法，正交分解法的应用步骤为：以力的作用点为原点作直角坐标系，标出x轴和y轴，如果这时物体处于平衡状态，则两轴的方向可根据方便自己选择，如果力不平衡而产生加速度，则x轴（或y轴）一般要和加速度的方向重合（有时分解加速度）.将与坐标轴成角度的力分解成x轴方向和y轴方向的两个分力，并在图上标明，用符号Fx和Fy表示.在图上标出力与x轴或力与y轴的夹角，然后列出Fx、Fy的数学表达式，如：F与x轴夹角为，则FxFcos，FyFsin,与两轴重合的力就不需要分解了.列出x轴方向上的各分力的合力和y轴方向上的各分力的合力的两个方程，然后再求解.（2）多边形

12、（三角形）法。如果物体受到n个共面的力而处于平衡状态，则表示这n个力的n条有向线段可以依次首尾相接而构成一个封闭的“力的n边形”，特别是当n=3时，则将构成一个封闭的“力的三角形”。（3） 相似三角形法。如果在对力利用平行四边形定则（或三角形定则）运算的过程中， 力三角形与几何三角形相似，则可根据相似三角形对应边成比例等性质求解. （4）共点法。 物体受到共面的力的作用而处于平衡状态，若表示这些力的有向线段彼此间不平行，则它们必将共点。（5）菱形转化为直角三角形如果两分力大小相等，则以这两分力为邻边所作的平行四边形是一个菱形，而菱形的两条对角线相互垂直，可将菱形分成四个相同的直角三角形，于是菱

13、形转化成直角三角形.7、 解答平衡问题常用的物理方法隔离法与整体法隔离法 为了弄清系统（接连体）内某个物体的受力和运动情况，一般可采用隔离法.运用隔离法解题的基本步骤是：（1）明确研究对象或过程、状态；（2）将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从全过程中隔离出来；（3）画出某状态下的受力图或运动过程示意图；（4）选用适当的物理规律列方程求解.整体法 当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时，一般可采用整体法.运用整体法解题的基本步骤是：（1）明确研究的系统和运动的全过程；（2）画出系统整体的受力图和运动全过程的示意图；（3）选用适当的物理规律列方程求解.隔离法和整体法常常需交叉运

14、用，从而优化解题思路和方法，使解题简捷明快.例1、 在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体，m1>m2如图所示，若三角形木块和两物体都是静止的，则粗糙水平面对三角形木块（ ） A.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右B.有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能确定，因m1、m2、1、2的数值均未给出D.以上结论都不对例2、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN在半圆柱体P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于平衡状态，如图所示是这个装置的截面图现使MN保持竖直

15、并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止则在此过程中，下列说法中正确的是 （ ）AMN对Q的弹力逐渐减小BP对Q的弹力逐渐增大C地面对P的摩擦力逐渐增大DQ所受的合力逐渐增大三角形法分析动态平衡问题所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态，利用图解法解决此类问题的基本方法是：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中做出物体在若干状态下的平衡力图（力的平行四边形简化为三角形），再由动态的力四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况.例1、在粗糙水平地面上与

16、墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A， A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（ ）A. F1保持不变，F3缓慢增大B. F1缓慢增大，F3保持不变C. F2缓慢增大，F3缓慢增大D. F2缓慢增大，F3保持不变ACDB3B3B2B1BO例2、半圆形支架BAD两细绳OA和OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移到竖直的位置C的过程中（如图所示）OB绳所受的力

17、的大小如何变化？( )A一直增大 B一直减小C先减小后增大 D先增大后减小力 物体的平衡专题演练1、 选择题（共30个小题）1、如图所示，质量为m的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为。设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2。以下结果正确的是（ ）ABCD2、一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为（ ）A、2(M)B 、MC 、2M D、03、两光滑平板MO、NO构成一具有固定夹角0=75°的V形槽，一球置于槽内，用表

18、示NO板与水平面之间的夹角，如图5所示。若球对板NO压力的大小正好等于球所受重力的大小，则下列值中哪个是正确的？（ ）A15°B30°C45°D60°4、如图所示，A与B相对静止共同沿固定斜面C匀速下滑，则（ ）AA B间无静摩擦力BB与斜面间的动摩擦因数=tanCB受到的滑动摩擦力的大小为mgsinD.斜面受到B施加的滑动摩擦力的方向沿斜面向上。AB5、如图所示两完全相同的小球质量均为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间，若缓慢转动挡板至与斜面垂直，此过程中 （ ）A. A、B两球间的弹力逐渐增大B. B球对挡板的压力逐渐减小C. B球对斜面的压力逐渐

19、增大D. A球对斜面的压力逐渐增大6、 如图所示，由物体A和B组成的系统处于静止状态。A、B的质量分别为mA和mB，且mAmB。滑轮的质量和一切摩擦可不计。使绳的悬点由P点向右移动一小段距离到Q点，系统再次到达静止状态。则悬点移动前后图中绳与水平方向间的夹角将（ ）A 变大B 变小C 不变D 可能变大，也可能变小7、两个完全相同的小球A、B，质量均为m，用长度相同的细线分别悬挂在天花板上的O点，再用相同长度的细线连接A、B，. 现用一水平向右的力F作用在小球A上，使三线均处于拉直状态，且OB线恰好处于竖直方向，如图所示. 将两小球视为质点，则力F的大小是（ ）A BC D8、如图所示，A、B两

20、物体用细绳相连跨过光滑轻小滑轮悬挂起来，B物体放在水平地面上，A、B两物体均静止.现将B物体稍向左移一点，A、B两物体仍静止，则此时与原来相比（ ）A绳子拉力变大 B地面对物体B的支持力变大C地面对物体B的摩擦力变小D物体B受到的合力变大9、如图所示，一物体A置于光滑的水平面上，一弹簧下端固定在物体上，上端固定在天花板上，此时弹簧处于竖直且为自然长度。现对物体施加一水平拉力，使物体沿水平面向右缓慢运动，运动过程中物体没有离开水平面，则关于此运动过程中物体的受力情况，下列说法正确的是（ ）A物体所受拉力F一定增大B物体所受弹簧的拉力一定增大C地面对物体的支持力一定增大D物体所受的合力一定增大10

21、、如图所示,mgsin>Mg，在m上放一小物块时m仍保持静止，则()A绳子的拉力增大BM所受合力不变C斜面对m的静摩擦力可能减小D斜面对m的静摩擦力增大11、如图所示，光滑的两个球体，直径均为d，置于一直径为D的圆桶内，且d < D < 2d，在桶与球接触的三点A、B、C，受到的作用力大小分别为F1、F2、F3如果将的直径加大，但仍小于2d，则F1、F2、F3的大小变化情况是： （ ）AF1增大，F2不变，F3增大 BF1减小，F2不变，F3减小CF1减小，F2减小，F3增大 DF1增大，F2减小，F3减小12、完全相同的直角三角形滑块A、B，按图示方式叠放在水平面上，设A、

22、B 接触的斜面光滑，A与桌面的动摩擦因数为现在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保持相对静止则A与桌面的动摩擦因数跟斜面倾角的关系为：（ ）A= tan B=tan C= 2tan D与无关13、下面四个图象分别表示四个物体的位移、速度、加速度和摩擦力随时间变化的规律其中反映物体受力不可能平衡的是 （ ）tsOAAttvOBAttaOCAttfOD14、如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放着质量为2kg的物体A，处于静止状态。若将一个质量为3kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间，则A对B的压力大小为(取g=10m/s2)（ ）A30N B0C15ND12N

23、15、AB、AC两绳相交于A点，绳与绳、绳与天花板间夹角大小如图，现用一力F作用于交点A，与右绳夹角为，保持力F大小不变，改变角大小，忽略绳本身重力，则在下述哪种情况下，两绳所受张力大小相等 （ ）A B C D16、如图所示，楔形木块静置于水平粗糙地面上，斜面与竖直墙之间放置一表面光滑的铁球，斜面倾角为，球的半径为R，球与斜面接触点为A.现对铁球施加一个水平向左的力F，F的作用线通过球心O，若缓慢增大压力F，在整个装置保持静止的过程中：（ ）A.任一时刻竖直墙对铁球的作用力都大于该时刻的水平外力FB.斜面对铁球的作用力缓慢增大C.斜面对地面的摩擦力保持不变D.地面对斜面的作用力缓慢增大m1m

24、2O17、如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨过碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为=60°。两小球的质量比为（ ） A. B. C. D. PQ18、如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则 （ ） Q受到的摩擦力一定变小 B、Q受到的摩擦力一定变大轻绳上拉力一定变小轻绳上拉力一定不变19、如图所示，

25、光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是mg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2 m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为（ ）A、 B、 C、 D、20、如图所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上。弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行。若物块在斜面上做简谐运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象应是下图中的哪一个？( )21、春天有许多游客放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中，以下四幅图中AB代表风筝截面，OL代表风筝

26、线，风向水平，风筝可能静止的是（ ）风向ABLDO风向ABOCBL风向ABLBO风向ABLAO22、如图，半径为R的光滑半球放在水平地面上，用长度为l的细绳系一小球，小球质量为m，将小球搁在球面上，在水平推力作用下，半球沿水平面向左缓慢运动，小球在同一竖直面内逐渐上升至半球体的顶点，在此过程中，小球对半球体的压力N和对细绳的拉力T的变化情况是（ ）A. N变大 B. N变小 C.T变小 D.T不变23、如图所示，A、B、C为三个质量相等、材料相同的小物块，在沿斜面向上的拉力作用下，沿相同的粗糙面上滑，其中A是匀速上滑，B是加速上滑，C是减速上滑，而斜面体相对地面均处于静止状态，斜面体甲、乙、丙

27、所受地面的摩擦力分别为、，该三个力的大小关系是（ ）A= B. C D. 24、如图所示，用与竖直方向成角（<45°）的轻绳a和水平轻绳b拉一个小球，这时绳b的拉力为T1；现保持小球位置不动，使绳b在竖直平面内逆时针转过角，绳b的拉力变为T2；再转过角，绳b的拉力变为T3。则（ ）AT1=T3>T2BT1=T3<T2C绳a的拉力增大 D绳a的拉力减小25、在水平天花板下用绳AC和BC悬挂着物体m，绳与竖直方向的夹角分别为 = 37°和 = 53°，且ACB为90°，如图所示绳AC能承受的最大拉力为100N，绳BC能承受的最大拉力为180

28、N重物质量过大时会使绳子拉断现悬挂物的质量m为14kg（g = 10m/s2，sin37° = 0.6，sin53° = 0.8）则有）（ ）AAC绳断，BC不断BAC不断，BC绳断CAC和BC绳都会断DAC和BC绳都不会断26、如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止地面对楔形物块的支持力为（ ）mFM A（Mm）g B（Mm）gF C（Mm）gFsin D（Mm）gFsin27、如图所示，a 、b 是两个位于固定斜面上的完

29、全相同的正方形物块，它们在水平方向的外力F 的作用下处于静止状态已知a 、b 与斜面的接触面都是光滑的，则下列说法正确的是( ) A物块a 所受的合外力大于物块b 所受的合外力B物块a 对斜面的压力大于物块b 对斜面的压力C物块a、b 间的相互作用力等于FD物块a对斜面的压力等于物块b 对斜面的压力28、如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6kg，弹簧秤读数为2N，滑轮摩擦不计，若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减小到0.3kg，将会出现的情况是（g=10m/s2）( )A.弹簧秤的读数将变小B.A仍静止不动 C.A对桌面的摩擦力不变 D.A所受的合力将

30、要变大v029、如图，斜面固定在地面上，倾角37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8），质量1kg的滑块，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8。该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图象是（取初速度方向为正方向）( )Ff/NtOAFf/NtOBFf/NtOCFf/NtOD66.4-6-6.46-6.4-66.430、某同学做“探索弹力和弹簧伸长的关系”实验。他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上砝码后测出弹簧伸长后的长度L，把L-L0作为弹簧的伸长X，这样操作，由于弹簧自身

31、重力的影响，最后画出的图线可能是下列所示图线的哪一个？( )2、 实验题31、做验证共点力的合成定则的实验时，其中的三个实验步骤：(1) 在水平放置的木板上固定一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细的结点到达某一位置O，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2(2) 在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F(3) 只用一只测力计通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两测力计拉时的相同，记下此时测力计的读数F和细绳的方向以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出：(1) _；(2) _；_32、在做验证共点力的合成定则的实验时，在水平放置的木板上垫上一张白纸，