河南省信阳某中学2021届高考物理二轮复习重难点培优系列5：受力分析

高考物理重难点培优系列5

受力分析

打卡物理：让优秀成为习惯

【核心知识+方法一一重点突出】

一、受力分析

1、定义：把某个特定的物体在某个特定的物理环境中所受到的力一个不漏，一个不重地找

出来，并画出定性的受力示意图。对物体进行正确地受力分析，是解决好力学问题的关键。

2、相对合理的顺序：先找场力（电场力、磁场力、重力），再找接触力（弹力、摩擦力），

最后分析其它力。

3、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

①.先画重力：作用点画在物体的重心上，方向竖直向下。

②.次画已知力

③.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）。

④.再画其他场力：看是否有电、磁场力作用，如有则画出。

【高考重点题型一一最新最全】

1

一、单选题

1.（2020•四川成都市•成都七中高三一模）如图所示，质量为，"的斜面体A放在粗糙水平

面上，用轻绳拴住质量为0的金属球B置于斜面上，轻绳与斜面平行且另一端固定在竖直墙

面上，不计金属球与斜面间的摩擦，斜面体与墙不接触，整个系统处于静止状态，则（）

A.斜面体对水平面的压力等于（加加g

B.水平面对斜面体有向左的摩擦力作用

C.当斜面体缓慢向右移动时，细线对金属球的拉力变大

D.当斜面体缓慢向右移动时，斜面对金属球的支持力变小

2.（2020•浙江高一专题练习）如图所示，穿在一根光滑的固定杆上的小球48连接在一

条跨过定滑轮的细线两端，杆与水平面成0角，不计所有摩擦，当两球静止时.，的绳与杆

的夹角为心缈绳沿竖直方向.则正确的说法是（）

A.1可能受到两个力作用

B.8可能受到三个力作用

C.绳子对/的拉力大于对6的拉力

1）.A6的质量之比为l:tan

2

3.（2019•辽宁大连市•辽师大附中高三月考）如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的

半径为"的半球形碗，碗口直径水平，。点为球心，碗的内表面及碗口光滑.右侧是一

个足够长的固定光滑斜面.一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮,

细绳两端分别系有可视为质点的小球和物块，且小球质量a大于物块质量nk.开始时小球恰

在/1点，物块在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时滑轮右侧的细绳与斜面平行且恰好伸直，

C点在球心。的正下方.当小球由静止释放开始运动，则下列说法中正确的是（）

A.在小球从力点运动到C点的过程中，小球与物块组成的系统机械能守恒

B.当小球运动到。点时，小球的速率是物块速率的也

2

C.小球能沿碗面上升到6点

D.物块沿斜面上滑的过程中，地面对斜面的支持力减小

4.（2020•全国高三专题练习）如图所示，光滑直角三角形支架4%竖直固定在水平地面上，

B、C两点均在地面上，4?与％间的夹角为〃，分别套在4?、4c上的小球a和方用轻绳连

接，系统处于静止状态，轻绳与。间的夹角为a.a、6的质量之比为（）

5.（2018•四川成都市•石室中学高一期中）如图所示，物体在水平力产作用下静止在斜面

上.若稍许增大水平力区而使物体仍静止在斜面上时，斜面对物体的静摩擦力人、支持力

3

尺以及万和K的合力变化情况是（)

A.a一定增大，尺一定增大，a与人的合力不变

B.Fz氏不一定增大，月与A的合力一定增大

c.a不一定增大，R一定增大,4与a合力一定增大

D.F，、R、及4与K的合力均增大

6.（2020•山东青岛市•青岛二中高三期中）如图所示为一简易起重装置，（不计一切阻力）

力。是上端带有滑轮的固定支架，比为质量不计的轻杆，杆的一端。用较链固定在支架上，

另一端6悬挂一个质量为m的重物，并用钢丝绳跨过滑轮力连接在卷扬机上.开始时，杆

比与的夹角/6。＞90°,现使缓缓变小，直到/宛右30°.在此过程中，杆比、

所产生的弹力（）

A.大小不变

B.逐渐增大

C.先增大后减小

D.先减小后增大

7.（2021•简阳市阳安中学高一月考）如图所示的风向测试仪上有五个浮球彼此用轻绳连接，

悬挂于空中.若假设风力水平稳定，测试仪发生倾斜，绳与竖直方向的夹角为30°,设每

4

个浮球的质量为m.由上往下第一只浮球对第二只浮球的拉力的大小为（）

风

A.2-j3mgB.C.--mgD.Smg

8.（2018•广东深圳市•深圳中学高一期中）如图所示，光滑的夹角为0=30°的三角杆水

平放置，两小球A、B分别穿在两个杆上，两球之间有一根轻绳连接两球，现在用力将小

球B缓慢拉动，直到轻绳被拉直时，测出拉力F=10N,则此时关于两个小球受到的力的说

法正确的是（小球重力不计）（）

A.小球A只受到杆对A的弹力

B.小球A受到的杆的弹力大小为10N

C.此时绳子与穿有A球的杆垂直，绳子张力大小为萼

D.小球B受到杆的弹力大小为10V3

9.（2019•安徽高三月考）如图所示，质量均为m的n（n>3）个相同匀质圆柱体依次搁置

在倾角为30°的光滑斜面上，斜面底端有一竖直光滑挡板挡住使圆柱体均处于静止状态.则

下列说法中正确的是（）

5

A.挡板对圆柱体1的弹力大小为gzng

B.圆柱体1对斜面的压力大小为逊亚7ng

C.圆柱体2对圆柱体1的压力大小为］mg

D.若将挡板绕下端点缓慢逆时针转动60°,则转动过程中斜面对每个圆柱体的支持力均减

小

10.（2017•河北保定市•定州一中高三月考）如图，半潜船是专门从事运输大型海上石油

钻井平台、大型舰船、潜艇等超长超重而又无法分割吊运的超大型设备的船舶.半潜船把装

货甲板潜入水中，使货物能够进入装货甲板上.然后半潜船上浮至船身和货物一起浮出水面,

将货物运走.下列说法中正确的是（）

A.半潜船是由密度比水小的实心材料制成的

B.建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱

C.没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船，与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力大

小一定相等

D.半潜船的质量必需要小于舰艇的质量

二、多选题

11.（2020•湖北高一期中）如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，始终处于静止

6

状态，A、B之间的接触面倾斜。A通过轻弹簧连接竖直墙面，轻弹簧处于水平拉伸状态。关

于两木块的受力，下列说法正确的是（）

A.A受到B的摩擦力沿接触面向上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受到地面施加的水平向右的摩擦力

12.（2018•四川成都市•石室中学高一期中）如图所示，内壁光滑的球体半径为此轻杆

（已知轻杆长度满足水L<2R）两端固定质量分别为偏、围的小球4和8,将轻杆置于球体

内部后，最终静止在图示位置不动.球心。与杆在同一竖直平面内，过球心。竖直向下的半

径与杆的交点为MZAOM=0,重力加速度为g.下列判断正确的是（）

A.m卜<nk

B.此时刻轻杆对6球的支持力一定大于6球的重力

C.此时刻球体内壁对A球的支持力居=2阳

1）.若增大脑，。角会增大

13.（2018•北京八中乌兰察布分校高一二模）如图，用物、如两根轻绳将花盆悬于两竖直

墙之间，开始时如绳水平.现保持0点位置不变，改变必绳长使绳右端由6点缓慢上移至

6'点，此时数'与》之间的夹角。<90°.设此过程中。1、如绳的拉力分别为反、FOB,

则下列说法正确的是（）

7

B

IDp

A.先减小后增大

B.必先增大后减小

C.&一直减小

D.凡一直增大

14.（2018•辽宁阜新市•阜新实验中学高三月考）一斜劈A静止在粗糙水平面，在斜面上

放有一滑块B,若滑块B在竖直向下的力F1、平行斜面向下的力F?和水平向右的力F3共同作

用下以速度V。匀速下滑，此时A保持静止且所受地面的静摩擦力水平向左，若B仍在向下

滑动过程中，则以下说法正确的是（）

A.若撤去Fi，则B仍保持匀速运动

B.若撤去尸2,则B将减速运动，A对地面的压力保持不变

C.若撤去尸2,则B将减速运动，在B停止前，地对A无摩擦力作用

D.若同时撤去Fi、尸2、尸3，则B加速下滑

15.（2018•平罗中学高三期中）如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，质

量为m的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心0的连线与水平面的夹

角为0,将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°,框架与小球始终保持静止状态.在

8

此过程中下列说法正确的是：（)

A.F水平时框架对小球的支持力大小为驾

sin0

B.框架对小球的支持力先减小后增大

C.拉力F先减小后增大

D.拉力F的最小值为mgsin0

16.（2018•陕西西安市•西安中学高三期中）如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天

花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球6,另一端与套在水平细杆上的小球a

连接。在水平拉力尸作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为

不变）。已知小球6的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆

A.拉力厂的大小一直增大

B.拉力厂的大小先减小后增大

C.支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大

D.当细绳与细杆的夹角为60°时，拉力厂的大小为（2-苧）mg

1.C

9

【解析】以斜面体和小球整体为研究对象受力分析如图所示

竖直方向N=（m+M）g-Tsind

可见N＜（M+〃z）g

根据牛顿第三定律：斜面体对水平面的压力N'=N＜（M+〃z）g,故A错误;

B.水平方向/=7tos。，方向水平向右，故B错误；

C.当斜面体缓慢向右移动时，将小球重力分解，

由图解法知T变大，故C正确；

D.当斜面体缓慢向右移动时，绳子与水平方向夹角变小，则竖直方向分力变小，斜面对小

球的支持力变大，故D错误；故选C。

2.D

【解析】

A、对A球受力分析可知，A受到重力，绳子的拉力以及杆对A球的弹力，三个力的合力为

零，故A错误；

10

B、对B球受力分析可知，8受到重力，绳子的拉力，两个力合力为零，杆子对B球没有弹

力，否则8不能平衡，故B错误；

C、定滑轮不改变力的大小，则绳子对A的拉力等于对8的拉力，故C错误;

D、分别对AB两球分析，运用合成法，如图：

rj-<

根据共点力平衡条件，得T==一糜示(根据正弦定理列式)，故

sin0sin(900+0)

WA：mB=l：tan0,故D正确.故选D.

3.A

【解析】A.在加工从力点运动到O点的过程中，加工与川2组成的系统只有重力做功，系

统的机械能守恒.故A正确.

B.设小球加工到达最低点二时加工、加2的速度大小分别为心、心，由运动的合成分解得:

Vjcos45=v2

解得：之=血，故3错误；

%

C在加工从4点运动到二点的过程中，对加工、川2组成的系统由机械能守恒定律得：

11

rn^R—mg.垃Rsi12

2+-m2V2

结合」=J^

V2

解得：荻，若加工运动到l点时绳断开，至少需要有J荻的速度加工才能沿碗

面上升到B点,现由于加工上升的过程中绳子对它做负功，所以加工不可能沿碗面上升到

夕点.故C错误.

D.m2沿斜面上滑过程中，加2对斜面的压力是一定的，斜面的受力情况不变，由平衡条件

可知地面对斜面的支持力始终保持恒定.故P错误.

4.A

【解析】

对。、b两球分别受力分析，建立沿支架和垂直于支架的坐标系，如图所示:

对a由平衡条件：N«=〃％gcos9+耳cosa,?gsine=4.立mz,可得耳=以世畋；

sina

对b由平衡条件：N=mgsin9+%sina,mgcos6=鸟cosa,可得写="'":侬"；

bbhcosa

同一根绳的张力处处相同，联立可得骂朝乌=也3,有为==J-

smacosa牲IB1•般u

5.C

【解析】物体受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态；受力分析及正交分解如图所

示:

12

y

在y轴方向上，FN=Gcosd+Fsin。；增大推力凡则支持力一定增大；沿斜面方向上有：

FcosO=mgsin0+fi

若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，则摩擦力向下，若推力增大，则摩擦力增大；

若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，则摩擦力向上，若推力增大，则摩擦力减小；

物体处于静止，合力为零：a和入的合力尸与重力与F的合力等大反向，推力F增大，则

重力与F的合力增大，则Ff和八的合力「增大；故选C.

6.A

【解析】

以结点8为研究对象，分析受力情况，作出力的合成图如图,根据平衡条件则知，F、N的

合力尸合与G大小相等、方向相反.

F

Kr\

m

v

G

F,FN二照G,N=41G,现使

根据三角形相似得：—=—=—，又F行G,得：F二

ACABBC

13

N2C4缓慢变小的过程中，AB变小，而AC、BC不变，则得到，F变小，N不变，所以绳

子越来越不容易断，作用在BC杆上的压力大小不变；故选A.

7.C

【解析】

根据受力分析，设风力为F,第一只浮球对第二只浮球的拉力为7,把下面四个浮球看做一

个整体，对其受力分析：

可列出平衡方程：Tcos30°=4mg,得到：7=竺£叫；故选C.

8.D

【解析】由题意可知，对A、B分别受力分析，如图所示：

则A球受到杆对A的弹力与绳子的张力，故A错误；对B受力分析，如图所示，根据受

力平衡条件，则有：刈=一三=20必故B错误；此时绳子与穿有A球的杆垂直，绳子

sm30°

张力大小2ON,故C错误；根据力的合成，结合力的平行四边形定则可知，小球B受到

杆的弹力大小为NB=・^=^N=10V5N,故D正确；故选D。

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9.B

【解析】A、将n个圆柱体作为整体分析，如图所示,

其中“为挡板对圆柱1的弹力，N为斜面对所有圆柱体的支持力的恒力，由平衡条件可得

FN-nmgtan30°=与nmg，N=；鬻。=学nmg，A错误；

B、对2至n每个圆柱分析可知斜面对它们的支持力N2~“=曰(n-l)mg，斜面对圆柱1的

支持力N】=N-N2~n=竺曳立6g，B正确；

C、隔离对2到n共n-1个圆柱体受力分析，如图所示，

得圆柱体1对2的弹力为等mg,C错误；

D、缓慢转动挡板时，斜面对圆柱体2、3、4……n的支持力不变，D错误；

综上所述本题答案是：B

10.B

【解析】

A、半潜船要运输大型舰船、潜艇等超重船舶，制造半潜船的材料必须用强度高的材料，而

强度高的材料其密度一般比水大，如合金、钢铁等，故A错误；

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以据题意可知，半潜船搭载超重舰艇时，整体处于漂浮状态，由于它们的总重很大，故需

要的浮力很大；为了增大可利用的浮力，建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱，故B

正确；

C、装货前甲板处于下潜状态（下面甲图），装载舰艇后浮出水面（下面乙图），据图可知，

甲图中半潜船排开水的体积大，乙图中半潜船排开水的体积小；即装货前甲板处于下潜状态

时比装载舰艇后浮出水面时受到的浮力大，故C错误；

D、由于无法比较两种情况下半潜船吃水体积的关系，无法比较半潜船的质量和舰艇的质量

的关系，故D错误.故选：8.

11.ACD

【解析】ABC.对A受力分析知：A受到重力、弹簧拉力、B对A的支持力，根据平衡条

件知：一定还有B对A的摩擦力沿接触面向上的摩擦力，AC正确，B错误。

D.将AB作为一个整体，因为整体受到弹簧水平向左的拉力，地面一定给木块B一个向右

的摩擦力，D正确。故选ACD。

12.BC

【解析】A、假设两球质量相等，则杆应处于水平位置，现A位于B的下方，可知机A>^B;

故A错误.

D、若增大〃?A,A球下降，。角会减小；故D错误.

B、以B球为研究对象，分析其受力情况如图：

16

根据几何知识有“》a

则在图中，一定有FB>/MBg,即轻杆对B球的支持力一定大于B球的重力；故B正确.

C、以A球为研究对象，A球受到重力，"Ag、球体内壁对A球的支持力NA、杆的压力F.由

平衡条件知，与FA的合力与NA等大、反向.运用平行四边形定则作出力的合成图如图.

根据三角形相似得：翳，由。A=R，0M=*解得：NA=2〃2Ag;故C正确.故选BC.

13.AC

【解析】以结点0为研究对象，分析受力：重力G、绳0A的拉力EOA和绳80的拉力FOB,

如图所示：

根据平衡条件知，两根绳子的拉力的合力与重力大小相等、方向相反，作出轻绳。8在两个

位置时力的合成图如图，由图看出，FOA逐渐减小，FOB先减小后增大，当9=90。时，FOB最

小.故选AC.

14.BD

【解析】设滑块B的质量为m,斜劈A的质量为M,斜面的倾角为6,则m匀速下滑，M

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静止，以滑块和斜面组成的整体为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得知/+F2COS6=

(M+m)g

以滑块为研究对象，分析受力如图，根据平衡条件得尸2+(mg+FJsine=F3COS0+

^(F3sin0+F1cos0+7ngeos。)，整理得(&+m5)(sin0—〃cos。)=F3(cos0+“sin。)—F?,

即(0+mg)(tand-/z)=F3(l4-〃tan。)->0,解得曰<tan。；

A、若撤去F],沿斜面方向有F2+mgsind—F3cos0—^(mgeosd+F3sin0)=^F1cos0-

FiSinJ<0,则B将减速运动，故A错误；

BC、若撤去F2,则有(mg+&)sin8Vu(mg+Ficos。+/sin。)+F3cos8,所以B将减速

运动，但B对斜面A压力不变，B对斜面A的摩擦力不变，所以斜面A受力不变，所以此

时A保持静止且所受地面的静摩擦力水平向左，A对地面的压力保持不变，故B正确，C

错误；

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D、若同时撤去F