高考物理一轮复习 第二章 微专题10 受力分析和共点力的平衡

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受力分析和共点力的平衡1考点及要求:(1)力的合成和分解();(2)共点力的平衡().2.方法与技巧:(1)整体法和隔离法;(2)静态平衡问题常用效果分解法和正交分解法;(3)动态平衡问题常用解析法和图解法1. (单个物体的受力分析)(多选)如图1所示,在水平力F作用下,木块A、B保持静止若木块A与B接触面是水平的,且F0.则关于木块B的受力个数可能是()图1A3个 B4个C5个 D6个2(整体法和隔离法分析两个或多个物体受力)如图2所示,水平桌面上叠放着A、B两物体,B物体受力F作用,A、B一起相对地面向右做匀减速直线运动,则B物体的受力个数为()图2A4个 B5个 C6个 D7个3(整体法和隔离法分析两个或多个物体受力)(多选)如图3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()图3Aa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4(平衡条件的应用)在水平地面上固定一个上表面光滑的斜面体,在它上面放有质量为m的木块,用一根平行于斜面的细线连接一个轻环,并将轻环套在一根两端固定、粗糙的水平直杆上,整个系统处于静止状态,如图4所示,则杆对环的摩擦力大小为()图4Amgsin Bmgcos Cmgtan Dmgsin cos 5(用平衡条件分析动态平衡问题)如图5所示,A、B两物体的质量分别为M、,它们用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角30的斜面上,B悬于斜面之外而处于静止状态,现在缓慢增加A物体的重量,整个系统始终保持静止,则在这个过程中()图5A绳子拉力逐渐减小BA所受的摩擦力逐渐增大CA对斜面的压力逐渐减小DA所受的合力逐渐增大6(用图解法分析动态平衡问题)如图6所示,顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平面上,三条细绳结于O点,一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条绳连接小球Q,P、Q两物体处于静止状态,另一条绳OA在外力F的作用下使夹角90,且保持结点O位置不变,整个装置始终处于静止状态下列说法正确的是()图6A绳OA的拉力一直增大B斜面体对物块P的摩擦力的大小可能先减小后增大C地面对斜面体有向右的摩擦力D地面对斜面体的支持力大于物块P和斜面体的重力之和7如图7所示,用等长的两根轻质细线把两个质量相等的小球悬挂现对小球b施加一个水平向左的恒力F,同时对小球a施加一个水平向右的恒力3F,最后达到稳定状态,表示平衡状态的图可能是下列图中的()图78如图8所示,A、B、C三物块叠放并处于静止状态,水平地面光滑,其他接触面粗糙,以下受力分析正确的是()图8AA与墙面间存在压力BA与墙面间存在静摩擦力CA物块共受3个力作用DB物块共受5个力作用9如图9所示,一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均处于静止状态,三者的质量均为m,重力加速度为g,则()图9A箱子受到的摩擦力方向向右B地面对木板的摩擦力方向向左C木板对地面的压力大小为3mgD若人用斜向下的力推箱子,则木板对地面的压力会大于3mg10如图10所示,一根轻质细绳跨过定滑轮连接两个小球A、B,它们都穿在一根光滑的竖直杆上,不计细绳与滑轮之间的摩擦,当两球平衡时OA绳与水平方向的夹角为60,OB绳与水平方向的夹角为30,则球A、B的质量之比和杆对A、B的弹力之比分别为()图10A. B.C. D.11.如图11所示,不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动,P端用轻绳PB挂一重物,用一根轻绳通过滑轮系住P端在力F的作用下,当杆OP和竖直方向的夹角(090的过程,OA拉力的方向变化如图从1位置到2位置到3位置所示,可见OA的拉力先减小后增大,OP绳的拉力一直增大,选项A错误;若开始时P受绳子的拉力比较小,则斜面对P的摩擦力沿斜面向上,OP绳拉力一直增大,则摩擦力可能先减小后反向增大,选项B正确;以斜面和P、Q整体为研究对象受力分析,根据平衡条件,斜面受地面的摩擦力与F沿水平方向的分力等大反向,故摩擦力方向向左,选项C错误;以斜面体和P、Q整体为研究对象受力分析,根据竖直方向受力平衡:NFcos M斜gMPgMQg,式中为F与竖直方向的夹角,由图分析可知Fcos 的最大值即为MQg(当F竖直向上时),故Fcos M斜gMPg,选项D正确7D对两个球整体受力分析,水平方向受向左的F和向右的3F,故上面绳子一定向右偏;设上面绳子与竖直方向夹角为,则:Tsin 2FTcos 2mg设下面绳子与竖直方向夹角为,则:Tsin FTcos mg联立可得:故选D.8C以三个物块组成的整体为研究对象,水平方向上:地面光滑,对C没有摩擦力,根据平衡条件得知,墙对A没有压力,因而也没有摩擦力故A、B错误对A:受到重力、B的支持力和摩擦力三个力作用故C正确先对A、B整体研究:水平方向上,墙对A没有压力,则由平衡条件分析可知,C对B没有摩擦力再对B分析,受到重力、A的压力和摩擦力、C的支持力,共四个力作用故D错误9C人用力F向右推箱子,对箱子受力分析,受推力、重力、支持力、静摩擦力,根据平衡条件,箱子受到的摩擦力方向向左,与推力平衡,故A错误;对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,不受静摩擦力,否则不平衡,故地面对木板没有静摩擦力,故B错误;对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,根据平衡条件,支持力等于重力,根据牛顿第三定律,支持力等于压力,故压力等于重力,为3mg,故C正确;若人用斜向下的力推箱子,对三个物体的整体受力分析,受重力和支持力,故压力依然等于3mg,故D错误10A分别对A、B两球受力分析,运用合成法,如图:由几何知识得:Tsin 2mAgTsin mBg故mAmBsin 2sin 2cos 11杆的弹力N则:11B对点P受力分析,设杆的弹力为N,绳子的拉力为F,如图所示根据平衡条件得,FF,N与F的合力与重力大小相等,方向相反由三角形相似法得:.当缓慢增大时,PQ增大,而G、OQ不变,故F逐渐增大12AD由题意知,若保持挡板不动,球受到重力、斜面与挡板对球的弹力,三力之间的夹角为120,可知三力大小相等,由牛顿第三定律知球对斜面的压力大小也为G,则选项A正确;若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60,由动态分析图(图略)可知球对斜面的压力逐渐减小,球对挡板的压力先逐渐减小后逐渐增大,则选项B、C错误;若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,由牛顿第二定律知,球受到合力方向向右,斜面对球的弹力将增大,而球对挡板的压力可能减少到零,则选项D正确13B隔离物体B进行受力分析,因不确定mAg和mBgsin 的大小关系,故斜面体C对物体B的静摩擦力大小和方向无法确定,选项A错误;对物体B和斜面体C整体进行受力分析,增大mAg,导致细线的拉力变大,其水平向左的分力变大,根据平衡条件,地面对斜面体C水平向右的静摩擦力也必将变大,选项B正确;当悬挂定滑轮的细线的拉力等于mAg时,两细线间的夹角为120,由题设条件可知,连接物体A和物体B间的细线间夹角不会达到120,选项C错误;当斜面C向左移动时,滑轮也将向左移动,导致角变小,选项D错误
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