高三物理复习能力提升 第1章 专题 受力分析_共点力的平衡

1、专题一专题一受力分析受力分析共点力的平衡共点力的平衡 考纲解读 1.学会进行受力分析的一般步骤与方法.2.掌握共点力的平衡条件及推论.3.掌握整体法与隔离 法，学会分析动态平衡问题和极值问题 1受力分析如图 1 所示，物块A、B通过一根不可伸长的细线连接， A静止在斜面上，细线绕过光滑的滑轮拉住B，A与滑轮之间的 细线与斜面平行则物块A受力的个数可能是 A3 个 B4 个 C5 个 D2 个 2受力分析和平衡条件的应用滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动如图 2 所示，一个小孩正在滑梯上匀 速下滑，则() ()图 1 A小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等 B小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等

2、 C小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等 D小孩所受的重力和弹力的合力与小孩所受的摩擦力大小相等 3受力分析和平衡条件的应用如图 3 所示，在倾角为的斜面上，放着一个质量为m的光滑小球，小 球被竖直的木板挡住，则小球对木板的压力大小为 () AmgcosBmgtanC.cos mg D.tan mg 4受力分析和平衡条件的应用如图 4 所示，质量为m的滑块静止置于 倾角为 30的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点， 另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30，则 A滑块可能受到三个力作用 B弹簧一定处于压缩状态图 4 () C斜面对滑块的支持力大小可能为零 1 D

3、斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg 2 5整体法和隔离法的应用(2010山东理综17)如图5 所示，质量分别为m1、m2 的两个物体通过轻弹簧连接， 在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1 在地面上，m2在空中)，力F与水平方向成角则m1所受支持力FN和摩擦力 F f 正确的是() AFNm1gm2gFsinBFNm1gm2gFcos CFfFcosDFfFsin 6图解法的应用如图 6 所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳OA固定 不动，绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动，则在绳OB由水平转至竖直的过程中， 绳OB的张力大小将() A一直变大B一直变小 C先变大后变小

4、D先变小后变大 答案：1.AB 2.CD 3.B 4.AD 5.AC 6.D 考点一物体的受力分析 1受力分析的基本步骤 (1)明确研究对象即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统 (2)隔离物体分析将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用 (3)画受力示意图边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号 2受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法:研究系统外物体对系统整体的作用力；研究系统内部各物体之间的相互作用力 (2)假设法:在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就

5、 该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在 例 1如图 7 所示，在恒力F作用下，a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情 况的说法正确的是() Aa一定受到 4 个力 Bb可能受到 4 个力 Ca与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 Da与b之间一定有摩擦力 答案AD 突破训练 1如图 8 所示，在斜面上，木块A与B的接触面是水平的 绳子呈水平状态，两木块均保持静止则关于木块A和木块B可 能的受力个数分别为 A2 个和 4 个 C4 个和 4 个 答案ACD 考点二平衡问题的常用处理方法:平衡问题是指当物体处于平衡状态时，利用平衡条件求解力的大小或 方向的问题处理方

6、法常有力的合成法、正交分解法、三角形法则 例 2如图 9 所示，在倾角为的斜面上，放一质量为m的小球，小球 被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是 Amgcos Bmgtan C.cos () () 图 8B3 个和 4 个 D4 个和 5 个 mg 图 9 Dmg 答案B 突破训练 2如图 10 所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成30的 夹角；直杆上套有一个质量为0.5 kg 的圆环，圆环与轻弹簧相连， 在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小F10 N 的力，圆环处于静止 状态，已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7，g10 m/s .下列 说法正确的是()图 10 2 A圆环受到直杆的

7、弹力，方向垂直直杆向上 B圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 N C圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上 D圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5 N 答案D 考点三用图解法进行动态平衡的分析 1动态平衡：是指平衡问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，所以叫动 态平衡，这是力平衡问题中的一类难题 2基本思路：化“动”为“静”，“静”中求“动” 3基本方法：图解法和解析法 例 3如图 11 所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子 与水平方向夹角均为 60.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳 子BC逐渐缓慢地变化到沿水平方向，在这一过程中，绳子BC的拉力 变化

8、情况是 A增大 C减小 答案B 突破训练 3如图 12 所示，一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端， 用竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球，则在小球运动的 过程中(该过程小球未脱离球面)，木板对小球的推力F1、半球面对 小球的支持力F2的变化情况正确的是 AF1增大，F2减小 CF1减小，F2减小 答案B 4整体法与隔离法在平衡问题中的应用 1对整体法和隔离法的理解 整体法是指将相互关联的各个物体看成一个整体的方法，整体法的优点在于只需要分析整个系统与外 界的关系，避开了系统内部繁杂的相互作用 隔离法是指将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体的方法，隔离法的优点在于能把系统内 各个

9、物体所处的状态、物体状态变化的原因以及物体间的相互作用关系表达清楚 ()图 12 ()图 11 B先减小后增大 D先增大后减小 BF1增大，F2增大 DF1减小，F2增大 2整体法和隔离法的使用技巧 当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而 在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法整体法和隔离法不是独立的， 对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法 例 4如图 13 所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平 地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径 为r的光滑球B.以下说法正确

10、的有 AA对地面的压力等于(Mm)g BA对地面的摩擦力方向向左 CB对A的压力大小为 () 图 13 Rrmg R r R D细线对小球的拉力大小为mg 答案AC 突破训练 4如图 14 所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块b，三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的 墙面上，现用竖直向上的作用力F，推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持 相对静止，则下列说法正确的是() A木块a与铁块b间一定存在摩擦力 B木块与竖直墙面间一定存在水平弹力 C木块与竖直墙面间一定存在摩擦力 D竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和 答案A 5共点力平衡中的临界与极值问题的处理方法

11、 1 临界问题:当某物理量变化时， 会引起其他几个物理量的变化， 从而使物体所处的平衡状态“恰好出现” 或“恰好不出现”，在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述 常见的临界状态有： A两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0(主要体现为两物体间的弹力为0)； B绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值；绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中张力为0； C存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大 研究的基本思维方法：假设推理法 2极值问题平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题一般用图解法或解析法 进行分析 例 5如图 15

12、 所示，两个完全相同的球，重力大小均为G，两球与水平地面间的动摩擦因数 都为，且假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，一根轻绳两端固结在两个球上，在绳的中 点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳间的夹角为，求当F至少为多大时， 两球将会发生滑动 答案 2G tan 突破训练 5如图 16 所示，AC、CD、BD为三根长度均为l的轻绳， 2 A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个 质量为m的重物，为使CD轻绳保持水平，在D点上可施加力的 最小值为 Amg 答案C 高考题组 1(2012山东理综17)如图 17 所示，两相同轻质硬杆OO 1、OO2 可绕其两端垂直纸面的水平

13、轴O、O1、 B. () 1 D.mg 4 3mg 3 1 C.mg 2 O 2 转动，在O点悬挂一重物M，将两相同木块m分别紧压在竖直挡板上，此时整个系统 保持静止Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小若 挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则 AFf变小 CFN变小 BFf不变 DFN变大 () 2(2011江苏1)如图 18 所示，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.若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧 面所受弹力的大小为 A. () B. 1 C.mgtan 2cos2 mg 2sin mg

14、1 D.mgcot 2 模拟题组 3如图 19 所示，位于倾角为的斜面上的物块B由跨过定滑轮的轻绳与物块A相 连从滑轮到A、B的两段绳都与斜面平行已知A与B之间及B与斜面之间均不光 滑，若用一沿斜面向下的力F拉B并使它做匀速直线运动，则B受力的个数为() A4 个B5 个 C6 个D7 个 4如图 20 所示，物体B的上表面水平，当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面保持静止不动，则下 列判断正确的有() A物体B的上表面一定是粗糙的 B物体B、C都只受 4 个力作用 C物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右 D水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和 答案：1.BD 2.A 3.D 4

15、.B 题组 1应用整体法和隔离法对物体受力分析 1(2010安徽理综19)L型木板P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固 定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图 1 所示若P、Q一起沿 斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板P的受力个数为 A3B4C5 () D6 2如图 2 所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定 粗糙斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为 A3 个 C5 个 B4 个 D6 个 () 3如图 3 所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态若 斜面的倾角为，则 AFGcos () BFGsin C

16、物体对斜面的压力FNGcos D物体对斜面的压力FNcos G 4如图 4 所示，质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下，沿着水平地面上质量为M的粗糙斜 面匀速上滑，在此过程中斜面保持静止，则地面对斜面 () A无摩擦力 B支持力等于(mM)g C支持力为(Mm)gFsin D有水平向左的摩擦力，大小为Fcos 5如图 5 所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为. 质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙之间A、B处于静止状态，现对B加一竖直向下的力F，F 的作用线过球心设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的支持力为F3，地面对A

17、的摩 擦力为F4，若F缓慢增大而且整个装置仍保持静止，在此过程中 () AF1保持不变，F3缓慢增大 BF2、F4缓慢增大 CF 1、F4 缓慢增大 DF2缓慢增大，F3保持不变 题组 2动态平衡问题的分析 6如图 6 所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的球，其与倾角为的光滑斜面劈接触，处于静止 状态，球与斜面的接触面非常小，细线悬点O固定不动，在斜面劈从图示位置缓慢水 平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下述正确的是 () A细绳对球的拉力先减小后增大 B细绳对球的拉力先增大后减小 C细绳对球的拉力一直减小 D细绳对球的拉力最小值等于Gsin 7如图 7 所示，倾角为30的斜面体放在水

18、平地面上，一个重为G的球在水平力F 的作用下，静止于光滑斜面上，此时水平力的大小为F；若将力F从水平方向逆时针转过 某一角度后，仍保持F的大小不变，且小球和斜面依然保持静止，此时水平地面对斜 面体的摩擦力为Ff.那么F和Ff的大小分别是 () AF 33333333 G，F f G BFG，F f GCFG，F f G DFG，F f G 63244236 1 8在固定于地面的斜面上垂直安放了一个挡板，截面为 圆的柱状物体甲放在斜面上，半径与甲相等的光 4 滑圆球乙被夹在甲与挡板之间，乙没有与斜面接触而处于静止状态，如图8 所示现 在从球心处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿斜面方向缓慢地移动，直至甲 与挡板接触为止 设乙对挡板的压力为F1，甲对斜面的压力为F2， 在此过程中 () AF1缓慢增大，F2缓慢增大 BF1缓慢增大，F2缓慢减小 CF1缓慢减小，F2缓慢增大 DF1缓慢减小，F2保持不变 题组 3平衡条件的应用 9如图 9 所示，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