2019年高考物理 考点一遍过 专题09 受力分析共点力平衡.doc

专题09 受力分析共点力平衡一、受力分析1基本步骤：（1）确定研究对象点、单个物体或系统；（2）隔离物体分析先分析场力（重力、电场力、磁场力），再分析接触力（先弹力后摩擦力），最后分析其他力；（3）画受力示意图。2关键条件：光滑不计摩擦；轻重力不计；忽略空气阻力等。二、共点力平衡1整体法和隔离法：当分析相互作用的两个或两个以上的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；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。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。2动态平衡分析方法：（1）解析法：列平衡方程求出未知量与已知量的关系式，根据函数关系分析判断。（2）图解法：根据平行四边形定则或三角形定则作出变化的图示，由几何关系分析判断。3临界、极值问题：（1）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）；（2）绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值；（3）绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中张力为0；（4）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；（5）由平衡条件列方程，物理量在数学上有极值（如三角函数）。（2018山东实验中学）如图所示，将某均匀长方体锯成A、B两块后，在水平桌面上并对放在一起，现用水平力F推B，使A、B整体保持长方体沿F方向匀速运动，则AA在水平方向受到三个力的作用，且合力为零BA在水平方向受到五个力的作用，且合力为零CA对B的作用力方向与A、B接触面垂直DB对A的弹力大于桌面对A的摩擦力【参考答案】A【详细解析】对A受力分析，在水平方向上受B对A的弹力，桌面的滑动摩擦力，B对A的静摩擦力，在三个力的作用下处于平衡，受力如图，1如图所示，将一长方形木块锯开为A、B两部分后，静止放置在水平地面上。则AA受到两个力作用BB受到五个力作用CA对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下DA对B的作用力方向竖直向下【答案】D【解析】对B受力分析，受重力、地面的支持力，A对B的静摩擦力与压力，处于平衡状态，因此B受四个力作用，B错误；对A受力分析，受重力、B对A的支持力与静摩擦力共三个力作用，A错误；根据共点力的平衡条件可知，A、B间作用力与沿竖直方向，因此A对B的作用力方向竖直向下，C错误，D正确。（2018百校联盟）如图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其右侧面与风速垂直，当风速为时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力F正比于Sv2(其中v为风速、S为物块迎风面积)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现有质量为64m的同一材料做成的另一正方体物块，刚好把该物块吹动需要的风速为A2v0 B4v0 C8v0 D16v0【参考答案】A1如图甲所示，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起，四根质量不计等长的钢绳，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形工件的对角线长度相等，如图乙所示。则每根钢绳的受力大小为A B C D【答案】D【解析】设每根钢丝绳的拉力为F，由几何关系可得每根绳与竖直方向的夹角为30；根据共点力的平衡条件可得，解得，选D。（2018浙江选考）叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为，则A上方球与下方3个球间均没有弹力B下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C水平地面对下方三个球的支持力均为4mg/3D水平地面对下方三个球的摩擦力均为4mg/3【参考答案】C1如图所示，乙烷球棍模型是由6个氢原子球和2个碳原子球组成，其中，下层的3个氢原子与碳原子之间用铰链轻杆连接，碳氢键与碳碳键间的夹角为60，各层碳氢键间的夹角为120，已知，每个氢原子模型球的质量为m0，每个碳原子模型球的质量为3m0，共价键的质量不计。若假设碳碳键的张力和底层碳氢键的张力分别为为F1、F2,，则关于F1、F2的值正确的是AF1=6m0g，F2=9m0g BF1=9m0g，F2=4m0gCF1=6m0g，F2=6m0g DF1=4m0g，F2=9m0g【答案】C【解析】将上层看作一个整体，整体受到重力和碳碳键的张力，故，对下层碳原子分析，根据力的平衡条件可得，解得，选C。（2018山东临沂十九中）有一直角支架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，两环间由一根质量可忽略，不何伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示，现将P环向左移一小段距离，两环再将达到平衡，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环的支持力和细绳拉力的变化情况是A不变 B变大 C变大 D变小【参考答案】AD1如图所示，一只松鼠沿着较粗均匀的树枝从右向左缓慢爬行，在松鼠从A运动到B的过程中，下列说法正确的是A松鼠对树枝的弹力保持不变B松鼠对树枝的弹力先减小后增大C松鼠对树枝的摩擦力先减小后增大D树枝对松鼠的作用力先减小后增大【答案】C【解析】设树枝的切线与水平方向的夹角为，松鼠所受的弹力，从A到B的过程中，先减小后增大，则弹力先增大后减小，AB错误；松鼠所受的摩擦力，从A到B的过程中，先减小后增大，则摩擦力先减小后增大，C正确；树枝对松鼠的作用力与松鼠的重力等大反向，所以树枝对松鼠的作用力大小不变，D错误。（2018浙江杭州四中）如图所示，倾角为的薄木板固定在水平面上，板上有一小孔B，不可伸长的轻绳一端系一物体A，另一端穿过小孔B竖直下垂。开始时，板上方的细线水平伸直。现慢慢拉动细绳下垂端，在物体缓慢到达小孔B的过程中，轨迹正好是一个半圆周，则物体与斜面间的动摩擦因数为ABCD【参考答案】C1如图所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定。A端用铰链固定，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可忽略)，B端挂一重物P。现施加拉力T将B缓慢上拉(绳和杆均未断)，则在杆竖立前A绳子越来越容易断 B绳子越来越不容易断C杆越来越容易断 D杆越来越不容易断【答案】B1如图所示，重力为G的质点M，与三根劲度系数相同的轻质弹簧A、B、C相连，C处于竖直方向，静止时，相邻弹簧间的夹角均为120，已知弹簧A和B对质点的作用力的大小均为2G，则弹簧C对质点的作用力大小可能为A0 BG C2G D3G2如图所示，放在水平地面上的物体a上叠放着物体b，a和b间用轻质弹簧相连，已知弹簧处于压缩状态，整个装置处于静止状态，则关于a、b的受力分析正确的是Ab受4个力的作用，其中摩擦力的方向水平向右Ba受4个力的作用，其中a受到b对它的摩擦力方向水平向左C地面对a的摩擦力向右 D地面对a无摩擦力作用3在竖直墙壁间有半圆球A和圆球B，其中圆球B的表面光滑，半圆球A与左侧墙壁之间的动摩擦因数为。两球心之间连线与水平方向成30的夹角，两球恰好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半球圆A和圆球B的质量之比为A B C D4如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比AB对A的支持力不变 BB对A的支持力减小C木板对B的支持力增大 D木板对B的摩擦力增大5如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在轻弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁，处于静止状态，弹簧竖直。现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍处于静止状态。下列说法正确的是A施加F前，B可能受6个力B施加F后，A、B之间的摩擦力一定变小C施加F后，B受到弹簧的弹力可能变小D施加F后，B与墙之间的摩擦力一定小于F6（2018辽宁沈阳东北育才学校）如图所示，M、N两物体叠放在一起，在恒力F作用下，一起向上做匀加速直线运动，则关于两物体受力情况的说法正确的是A物体M可能受到6个力B物体N可能受到4个力C物体M与墙之间一定有摩擦力D物体M与N之间一定有摩擦力7（2018浙江杭州）某人骑自行车沿平直坡道向下滑行，其车把上挂有一只水壶，若滑行过程中悬绳始终竖直，如图所示，不计空气阻力，则下列说法错误的是A自行车一定做匀速运动B壶内水面一定水平C水壶及水整体的重心一定在悬绳正下方D壶身中轴一定与坡道垂直8（2018天津卷）明朝谢肇淛五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之,曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则A若F一定，大时大B若F一定，小时大C若一定，F大时大D若一定，F小时大9（2017天津卷）如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是A绳的右端上移到，绳子拉力不变B将杆N向右移一些，绳子拉力变大C绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移10（2017新课标全国卷）一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上，弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100 cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）A86 cm B92 cm C98 cm D104 cm11（2016新课标全国卷）如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则A绳OO的张力也在一定范围内变化B物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化12（2016海南卷）如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则Af1=0，f20，f30 Bf10，f2=0，f3=0Cf10，f20，f3=0 Df10，f20，f3013（2016新课标全国卷）如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为A B Cm D2m1BD【解析】若弹簧A和B对质点的作用力为拉力，对M，由平衡条件可得FC=G+2Fcos 60=3G，D正确；若弹簧A和B对质点的作用力为推力，对M，由平衡条件可得FC=2Fcos60G=G，B正确。4BC【解析】开始时，A只受到重力和支持力作用而处于平衡状态，所以B对A的支持力与A的重力大小相等、方向相反，A不受B的摩擦力作用，P转动后，A受到重力、B对A的支持力和摩擦力作用而平衡，此时B对A的支持力和摩擦力的合力与A的重力大小相等，所以B对A的支持力一定减小了，B正确，A错误；以整体为研究对象，受到总重力G、板的支持力N和摩擦力f作用，设板的倾角为，由平衡条件有N=Gcos ，f=Gsin ，减小，N增大，f减小，C正确，D错误。5D【解析】开始时A静止，A受重力、B对A的支持力和摩擦力作用，根据平衡条件可知，B对A的支持力与摩擦力的合力方向竖直向上；开始时B也静止，则B受重力、弹簧的弹力、A对B的压力与摩擦力作用，B受4个力的作用，A错误；施加F后，A受重力、F、B对A的支持力和摩擦力作用而平衡，由平衡条件有F=mAgsin +f，若F2mAgsin ，则A、B之间的摩擦力大小为f=FmAgsin mAgsin ，变大，B错误；A与B始终静止，可知弹簧的形变量没有变化，根据胡克定律可知，B受到弹簧的弹力不变，C错误；对整体，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，但F有竖直向上的分力，根据平衡条件可知，B与墙之间一定有摩擦力且大小等于F沿竖直方向的分力，D正确。6D【解析】M、N两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对MN整体进行受力分析，受到重力和F，墙对M没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力；对N进行受力分析，得：N受到重力，M对N的支持力，这两个力的合力不能向上，所以还受到M对N向上的静摩擦力，共3个力；再对M进行受力分析，得：M受到重力、推力F、N对M的压力以及N给M沿斜面向下的静动摩擦力，一共4个力，故D正确，ABC错误。8BC【解析】由于木楔处在静止状态，故可将力F沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解，根据平行四边形定则，画出力F按效果分解的图示并且可据此求出木楔两侧产生的推力选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向右的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧给木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的推力是相等的，力F的分解如图：则，故解得，所以F一定时，越小， 越大；一定时，F越大，越大，BC正确。点力的平衡条件可知，钩码的重力，将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同一点时，钩码的重力，解得，则弹性绳的总长度变为，故选B。11BD【解析】物块b始终保持静止，物块a也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角不变，连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力，所以连接物块a和b的绳的张力保持不变，绳OO的张力也不变，AC错误；对物块b进行受力分析如图所示，若F方向不变，大小在一定范围内变化，重力mg和绳子的拉力FT保持不变，所以物块b所受到的支持力在一定范围内变化，物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，BD正确。12C【解析】对整体受力分析可知，整体相对地面没有相对运动趋势，故f3=0；再将a和b看成一个整体，a、b整体有相对斜面向下运动的趋势，故b与P之间有摩擦力，即f20；再对a受力分析可知，a相对于b有向下运动的趋势，a和b之间存在摩擦力作用，即f10；选C。13C【解析】根据题意设悬挂小物块的点为O，圆弧的圆心为O，由于ab=R，所以三角形Oab为等边三角形，根据几何知识可得aOb=120，而一条绳子上的拉力相等，故T=mg，小物块受到两条绳子的拉力作用且两力大小相等，夹角为120，故受到的拉力的合力等于mg，因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，处于静止状态，故拉力的合力等于小物块的重力，为mg，所以小物块的质量为m，C正确。