当前位置:首页 >> 理化生 >>

受力分析、共点力平衡练习题15


共点力的平衡条件及其应用
【例 1】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( A.2 B.3 C.4 D.5 考点 2 共点力作用下的物体的平衡 )

【例 2】如图所示,猎人非法猎猴,用两根轻绳将猴子悬于空中,猴子处于静止状态.以下相关说法正确的是( A.猴子受到三个力的作用 B.绳拉猴子的力

和猴子拉绳的力相互平衡 C.地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力 D.人将绳子拉得越紧,猴子受到的合力越大



考点三 共点力平衡的处理方法 1.三力平衡的基本解题方法 (1)力的合成、分解法: 即分析物体的受力,把某两个力进行合成,将三力转化为二力,构成一对平衡力,二是把 重力按实际效果进行分解,将三力转化为四力,构成两对平衡力. (参照上一讲考点 3 内容) (2)相似三角形法: 利用矢量三角形与几何三角形相似的关系,建立方程求解力的方法.应用这种方法,往往能收到 简捷的效果. 2.多力平衡的基本解题方法:正交分解法 利用正交分解方法解体的一般步骤: (1)明确研究对象; (2)进行受力分析; (3)建立直角坐标系,建立坐标系的 原则是让尽可能多的力落在坐标轴上,将不在坐标轴上的力正交分解; (4)x 方向,y 方向分别列平衡方程求解. 【例 3】如图所示,固定在水平面上的光滑半球,球心 O 的正上方固定一个小定滑轮,细绳 一端拴一小球,小球置于半球面上的 A 点,另一端绕过定滑轮,如图所示.今缓慢拉绳使小球 从 A 点滑向半球顶点(未到顶点) ,则此过程中,小球对半球的压力大小 N 及细绳的拉力 T 大 小的变化情况是 ( ) A.N 变大,T 变大 B.N 变小,T 变大 C.N 不变,T 变小 D.N 变大,T 变小 【例 4】倾角为 θ 的斜面上有质量为 m 的木块,它们之间的动摩擦因数为 μ.现用水平 力 F 推动木块,如图所示,使木块恰好沿斜面向上做匀速运动.若斜面始终保持静止, 求水平推力 F 的大小. 考点 4 动态平衡 【例 5】如图所示,在固定的、倾角为α 斜面上,有一块可以转动的夹板(β 不定) ,夹板和斜面 夹着一个质量为 m 的光滑均质球体,试求:β 取何值时,夹板对球的弹力最小.

考点 5

连接体的平衡问题 O P A

【例 6】有一个直角支架 AOB,AO 水平放置,表面粗糙, OB 竖直向下,表面光滑.AO 上套 有小环 P,OB 上套有小环 Q,两环质量均为 m,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相 连,并在某一位置平衡,如图所示.现将 P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么 将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对 P 环的支持力 FN 和摩擦力 f 的变化情 况是 ( ) B.FN 不变,f 变小 D.FN 变大,f 变小

Q B

A.FN 不变,f 变大 C.FN 变大,f 变大

★ 高考重点热点题型探究

热点 共点力的平衡 【真题 1】人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图所示.以下说法正确的是( ) A.人受到重力和支持力的作用 B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用 v C.人受到的合外力不为零 D.人受到的合外力方向与速度方向相同 【真题 2】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 θ.斜面上有一质 F 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 m 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( ) M A. (M+m)g B. (M+m)g-F θ C. (M+m)g+Fsinθ D. (M+m)g-Fsinθ 【真题2】在粗糙水平地面上与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 C.F2缓慢增大,F3缓慢增大 B.F1缓慢增大,F3保持不变 D.F2缓慢增大,F3保持不变 )

新题导练: 1. (2008 年佛山二模)用一轻绳将小球 P 系于光滑墙壁上的 O 点,在墙壁和球 P 之间夹有一矩形物块 Q,如图所示.P、Q 均处于静止状态,则下列相关说法正确的是 A.P 物体受 4 个力 B.Q 受到 3 个力 C.若绳子变长,绳子的拉力将变小 D.若绳子变短,Q 受到的静摩擦力将增大

O

◇限时基础训练
1.下列情况下,物体处于平衡状态的是( A.竖直上抛的物体到达最高点时 C.单摆摆球摆到最高点时 2.下列各组的三个点力,可能平衡的有 ( A.3N,4N,8N B.3N,5N,7N ) B.做匀速圆周运动的物体 D.水平弹簧振子通过平衡位置时 ) C.1N,2N,4N D.7N,6N,13N

Q P

O
θ 风 m 向

3.右图是一种测定风力的仪器的原理图, 质量为 m 的金属球, 固定在一细长的轻金属丝下端, 能绕悬点O在竖直平面内转动,无风时金属丝自然下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向一定 角度θ ,角θ 的大小与风力大小 F 有关,下列关于风力F与θ 的关系式正确的是( A.F=mg·tanθ C.F=mg·cosθ B.F=mg·sinθ D.F=mg∕cosθ 3N 5N C.2N D.3 ) )

4.如图 1 所示,在同一平面内,大小分别为 1N、2N、3N、4N、5N、 6N 的六个力共同作用于 一点,其合力大小为( A.0 B.1N )

4N
60

60 60 ° 2N 60 ° ° 1N 60 ° 60 ° °1 图

5.A、B、C 三物体质量分别为 M、m、m0,作如图所示的连接,绳子不可伸长,且绳子和滑 轮的摩擦均不计,若 B 随 A 一起沿水平桌面向右做匀速运动,则可以断定( A.物体 A 与桌面之间有摩擦力,大小为 m0g B.物体 A 与 B 之间有摩擦力,大小为 m0g C.桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,方向相同,大小均为 m0g D.桌面对 A,B 对 A,都有摩擦力,方向相反,大小均为 m0g 6.一质量为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,则需从气球吊篮中减少的质量为

6N

A. 2( M ?

F ) g

B. M ?

2F g

C. 2 M ?

F g

D. 0

7.如图所示,三个完全相同的木块放在同一个水平面上,木块和水平面的动摩擦因数相同.分别给它们施加一个大小为 F 的推力, 其中给第一、 三两木块的推力与水平方向的夹角相同.这时三个木块都保持静止.比较它们和水平面间的弹力 大小 N1、N2、N3、和摩擦力大小 f1、f2、f3,下列说法中正确的是 ( A.N1>N2>N3,f1>f2>f3 C.N1=N2=N3,f1=f2=f3 B.N1>N2>N3,f1=f3<f2 D.N1>N2>N3,f1=f2=f3 )
F 1 2 F F 3

8.(2009 年天津调研测试)如图所示,质量为 m 的楔形物块,在水平推力 F 作用下,静止在倾角 为 θ 的光滑固定斜面上,则楔形物块受到的斜面支持力大小为 ( ) A.Fsinθ B.

F sin ?

C.mgcosθ

D.

mg cos ?

9.如图所示,质量为 m 的物体靠在粗糙的竖直墙上,物体与墙之间的动摩擦因数为μ .若要使物体沿着 墙匀速运动,则与水平方向成α 角的外力 F 的大小如何?

10.如图 2-3-6 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θ .质量为 m 的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A 和 B 都处于静止状态, 求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少?

B A θ 图 2-3-6

◇基础提升训练
11.如图 2-3-20 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 在碗口上,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α =60°.两小球的质量比

m2 为 ( m1
C.

)

A.

3 3

B.

2 3

3 2

D.

2 2

12.在广场游玩时,一小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块置于水平地面上,如图所示.若 风 水平的风速逐渐增大(设空气密度不变) ,则下列说法中正确的是( ) A.细绳的拉力逐渐增大 B.地面受到小石块的压力逐渐减小 C.小石块滑动前受到地面施加的摩擦力逐渐增大,滑动后受到的摩擦力不变 D.小石块有可能连同气球一起被吹离地面 13.如图所示,两球 A、B 用劲度系数为 k1 的轻弹簧相连,球 B 用长为 L 的细绳悬于 O 点,球 A 固 定在 O 点正下方,且点 OA 之间的距离恰为 L,系统平衡时绳子所受的拉力为 F1.现把 A、B 间的 弹簧换成劲度系数为 k2 的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为 F2,则 F1 与 F2 的大小之 间的关系为
O L B A L

A.F1 > F2

B.F1 = F2

C.F1 < F2

D.无法确定

14.如图(甲)所示的装置,OA、OB 是两根轻绳,AB 是轻杆,它们构成一个正三角 形,在 AB 杆两端分别固定一个质量均为 m 的小球,此装置悬挂在 O 点,开始时装 置自然下垂,现对小球 B 施加一个水平力 F,使装置静止在图乙所示的位置,此 时 OA 竖直.设在图(甲)中 OB 对小球 B 的作用力大小为 T,在图(乙)中 OB 对 小球 B 的作用力大小为 T’,则下列说法中正确的是( ) A.T’=2T B.T’>2T C.T’<2T D.T’=T

o

o F

A ( 甲 )

B

A
F4

B ( 乙 )
A F1

O

F3 F2

15.如图所示,用两根细线把 A、B 两小球悬挂在天花板上的同一点 O,并用第三根细线连接 A、 B 两小球,然后用某个力 F 作用在小球 A 上,使三根细线均处于直线状态,且 OB 细线恰好沿竖 B 直方向,两小球均处于静止状态.则该力可能为图中的( ) A.F1 B.F2 C.F3 D.F4 16. (2009 年广东实验中学)如图所示,质量为 m 的正方体和质量为 M 的正方体放在两竖直墙和 水平面问,处于静止状态.m 与 M 相接触边与竖直方向的夹角为 α 若不计一切摩擦,求: (1)水平面对正方体 M 的弹力大小; (2)墙面对正方体 m 的弹力大小.

能力提升训练
17.如图所示,用轻绳吊一个重为 G 的小球,欲施一力 F 使小球在图示位置平衡(θ<30°), 下列说法正确的是( A.力 F 最小值为 G ? sin ? B.若力 F 与绳拉力大小相等,力 F 方向与竖直方向必成 θ 角. C.若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向必成 θ 角. D.若力 F 与 G 大小相等,力 F 方向与竖直方向可成 2θ 角. 18.如图所示,质量为 m 的物体在沿斜面向上的拉力 F 作用下,沿放在水平地面上的 质量为 M 的粗糙斜面匀速上滑,此过程中斜面体保持静止,则地面对斜面( ) A.无摩擦力 B.有水平向左的摩擦力大小为 F· cosθ C.支持力等于(m+M)g D.支持力为(M+m)g-Fsinθ 19.如图所示,光滑斜面倾角为 ? ? 30? ,一个重 20N 的物体在斜面上静止不动.轻质弹簧原长为 10cm,现在的长度 为 6cm. (1)求弹簧的劲度系数; (2)若斜面粗糙,将这个物体沿斜面上移 6cm,弹簧与物体相连,下端固定,物体仍静止于斜 面上,求物体受到的摩擦力的大小和方向. 20.如图所示,在倾角为 θ 的粗糙斜面上,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 μ,且 μ<tanθ,求力 F 的取值范围. F
?



?? F

参考答案 考点整合: 考点 1.同一点;交于同一点;2.静止或匀速直线运动;3.合外力等于零 新题导练: 1.AC【因墙壁光滑,故墙壁和 Q 之间无摩擦力,Q 处于平衡状态,一定受重力,P 对 Q 的压力,墙壁对 Q 的弹力,以 及 P 对 Q 向上的静摩擦力,而 p 受重力,绳子的拉力,Q 对 P 的弹力,Q 对 P 的摩擦力,把 P、Q 视为一整体,竖直方 向有 F cos? ? (mQ ? mP ) g ,其中 ? 为绳子和墙壁的夹角,易知,绳子变长,拉力变小,P、Q 之间的静摩擦力不变】 2.解析:不同意,平行于斜面的皮带对圆柱体也有力的作用 (1)式应改为:F cos?+F=mg sin?(3) 由(3)得F=mg sin? (4) 1+cos? sin? 1+cos?

将(4)代入(2) ,解得:

N=mg cos?-F sin?=mg cos?-mg sin?

限时基础训练
1.D【平衡状态是指合外力为零,ABC 三种情况物体都有加速度,水平弹簧振子通过平衡位置时,合外力为零】 2.BD【三个力能处于平衡状态,则这三个力一定能组成三角形的三条边】 3.A【小球受三个力,重力、绳子的拉力,水平风力,三力平衡即可得出答案】 4.A【分别把 3N 与 6N、 4N 与 1N、5N 与 2N 先合成,这三对力的合力均为 3N,且互成 120°,故合力为零】 5. A【设绳子的拉力为 FT,则由 C 物体做匀速直线运动的条件可知 FT=mg,又由 B 物体在水平方向也做匀速直线运 动可知 B 物体在水平方向上应不受力的作用,所以 B、A 两物体间没有摩擦力.由 A、B 整体做匀速直线运动的条件可 知,A 与桌面间的摩擦力为 F=FT=m0g】 F 6.A【设减少的质量为△ m,匀速下降时:Mg=F+kv,匀速上升时:Mg-△mg+kv = F,解得△mg = 2(M-g)】 7.B【分别以三个物体为研究对象,分析受力,列平衡方程即可】 8.BD【以楔形物体为研究对象,分析其受力如图所示,根据平衡条件 N F mg (a)所示, α +F
f1

F mg 解得 N= = 】 sin ? cos ?
9.解析:当物体沿墙匀速下滑时,受力如图 建立如图所示的坐标系,由平衡条件得 F1sin ①

=mg

FN1 =F1cosα
又有 F f1 =μ FN1 由①②③解得 F1=

② ③
mg sin? ? ? cos ?

当物体匀速上滑时,受力如图(b)所示,建立如图所示的坐标系,由平衡条件得 F2sinα =F
f2

+mg

④ ⑤ ⑥

FN 2 =F2cosα
又有 F
f2

=μ F N 2

由④⑤⑥解得 F2= 答案:

mg . sin? ? ? cos ?

mg mg 或 sin? ? ? cos ? sin? ? ? cos ?

10.解析:选取 A 和 B 整体为研究对象,它受到重力(M+m)g,地面支持力 N,墙壁的弹力 F 和地面的摩擦力 f 的作用 (如图 2-3-7 所示)而处于平衡状态.根据平衡条件有: N-(M+m)g=0,F=f,可得 N=(M+m)g 再以 B 为研究对象,它受到重力 mg,三棱柱对它的支持力 NB,墙壁对它的弹力 F 的作用(如图 2-3-8 所示).而处于平 衡状态,根据平衡条件有: N θ N NB.cosθ =mg, NB.sinθ =F, 解得 F=mgtanθ .所以 f=F=mgtanθ f F F (M+m)g mg 图 2-3-7 基础提升训练 11.A[由 FN 与 FT 水平方向合力为零可知,FN=FT;竖直方向有 2FT cos30° 而得 2m2 g×
m 3 3 =m1 g,解得 2 = ] m1 2 3

图 2-3-8

=m1g,又 FT =m2 g,从

12.AC【把气球和石块作为一整体,整体受到重力,地面对石块的支持力,水平风力和地面对石头的摩擦力,支持力 和重力是一对平衡力,石块滑动之前水平风力和地面对石头的静摩擦力是一对平衡力,滑动以后是滑动摩擦力,大小 不变,故 BD 错误,C 正确,以气球为研究对象,易知 A 正确】 13.B【以 B 为研究对象,分析其受力如图,力的矢量三角形和 O 三角形 ABO 相似,固有 故 B 正确】 14.C【甲图中,以 B 为研究对象,B 受三个力,依题意有 T ? o

F L ? ,即 F=G,与弹簧的弹力无关, G L

F
L B A

N

o

mg 2 3 ? m g ,乙图中, ? 3 cos30

A

T BT
(甲) A G

G? T

F

T?
(乙) G

B

AB 之间的轻杆无作用力,(如果有的话,OA 就不会竖直 方向了)此时有 T ? ?

mg ? 2mg ,故 T ? ? 2T 】 cos 60 ?

15.BC【OB 恰好竖直方向,故 AB 之间的细绳无张力,A 球受力平衡,则拉力的方向应在竖直向上(包含竖直向上) 和 OA 绳子所在的直线(不包含 OA 方向)之间,故 BC 正确】 16.如图所示,质量为 m 的正方体和质量为 M 的正方体放在两竖直墙和水平面问,处于静止状态.m 与 M 相接触边与竖 直方向的夹角为 α 若不计一切摩擦, 求(1)水平面对正方体 M 的弹力大小; (2)墙面对正方体 m 的弹力大小. (1)以两个正方体整体为研究对象 整体受到向上的支持力和向下的重力,整全处于静止状态 所以水平面对正方体 M 的弹力大小为(M+m)g (2)对正方体 m 进行受力分析如图 把 N2 沿水平方向和竖直方向分解



N2 c o ? s ? mg N2 sin ? ? N1

解得 N1 ? mgctg? 能力提升训练 17. ABD【此题实际实际上可视为一动态平衡问题,如图,可知 ABD 正确】 ?? T F

G 18.BD【把 M、m 视为一整体,竖直方向有 N ? F sin ? ? ( M ? m) g ,水平方向有 f ? F cos? 】 19.解:(1) 对物体受力分析,则有:

mg sin ? ? F
此时 F ? kx1 联立上面二式,代入数据,得:k=250m/N (2)物体上移,则摩擦力方向沿斜面向上有:

f ? mg sin ? ? F ?
此时 F ? ? kx2 ? 5 N 代入得 f ? 15 N… 20 解:因为μ <tanθ ,所以当 F=0 时,物体不能静止. 若物体在力 F 的作用下刚好不下滑,则物体受沿斜面向上的最大静摩擦 物体受力分析,如图甲所示, 由平衡条件: mgsinθ =Fcosθ +f N=mgcosθ +Fsinθ F=μ N 由①②③得 Fmin= ① ② ③
mg 图甲 F N f

力,且此时 F 最小,对

sin ? ? u cos ? mg u sin ? ? cos ?

N F f mg 图乙

若物体在力 F 的作用下刚好不上滑,则物体受沿斜面向下的最 大静摩擦力,且此时 F 最大,对物体受力分析,如图乙所示, 由平衡条件: mgsinθ +f=Fcosθ N=mgcosθ +Fsinθ F=μ N 由①②③得 Fmax= ① ② ③

? cos? ? sin ? mg cos? ? ? sin ?

故:

sin ? ? ? cos? ? cos? ? sin ? mg ? F ? mg ?s sin ? ? cos? cos? ? ? sin ?


相关文章:
受力分析、共点力平衡练习题15
受力分析共点力平衡练习题15_理化生_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档受力分析共点力平衡练习题15_理化生_高中教育_教育专区。共点...
受力分析、共点力的平衡练习题(答案)
受力分析共点力平衡练习题(答案)_高中教育_教育专区。受力分析 1. 共点...】 B B.F1 增大,F2 增大 C.F1 减小,F2 减小 D.F1 减小,F2 增大 15. ...
受力分析、共点力的平衡练习题(练习)
受力分析共点力平衡练习题(练习)_高中教育_教育专区。受力分析 1. 共点...F2 减小 B.F1 增大,F2 增大 C.F1 减小,F2 减小 D.F1 减小,F2 增大 15...
受力分析、共点力平衡练习题3
受力分析共点力平衡练习题3_理化生_高中教育_教育专区。受力分析共点力平衡练习题3共点力的平衡条件及其应用 1.下列情况下,物体处于平衡状态的是( ) A....
《受力分析、共点力的平衡》复习题
受力分析共点力平衡》复习题_理化生_高中教育_教育专区。《受力分析 、...· 江苏卷) 如图 2-3-15 所示, 石拱桥的正中央有一质量为 m 的 对称楔形...
共点力的平衡练习(有答案)
木块受的重力 D、木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力...15页 免费 共点力平衡习题 2页 免费 第四章 共点力的平衡练习... 32页 ...
受力分析、共点力平衡练习题
受力分析共点力平衡练习题_理化生_高中教育_教育专区。精选习题谭...如图 2-3-15 甲所示,物块 A 正从斜面体 B 上沿斜面下滑,而斜面体在水平...
2016高三物理一轮复习 受力分析、共点力平衡精品练习(附答案)
2016高三物理一轮复习 受力分析共点力平衡精品练习(附答案)_理化生_高中教育...B.3 个或 5 个 D.4 个或 6 个 图 2-3-15 如图 2-3-15 所示, ...
受力分析、共点力平衡练习题3
受力分析共点力平衡练习题3_理化生_高中教育_教育专区。习题精选今日...共点力平衡习题 2页 免费 《共点力的平衡条件及其... 15页 免费 高一物理共...
受力分析,物体的受力平衡练习题含答案
受力分析,物体的受力平衡练习题含答案_理化生_高中教育_教育专区。受力分析,物体...共点力平衡条件可知, F1 和 mg 的合力 F 与 F2 等大反向. 从 图中的力...
更多相关标签: