资源简介 第三单元:力的平衡 受力分析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 ( ) 图1A.3个 B.4个 C.5个 D.2个答案 AB2.[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4C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg答案 AD1.[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θ角.则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是 ( ) 图5A.FN=m1g+m2g-Fsin θB.FN=m1g+m2g-Fcos θC.Ff=Fcos θD.Ff=Fsin θ答案 AC解析 将m1、m2和弹簧看做整体,受力分析如图所示根据平衡条件得Ff=Fcos θFN+Fsin θ=(m1+m2)g则FN=(m1+m2)g-Fsin θ故选项A、C正确.2.[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 图6B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大答案 D解析 在绳OB转动的过程中物块始终处于静止状态,所受合力始终为零,如图为绳OB转动过程中结点O受力示意图,由图可知,绳OB的张力先变小后变大.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 ( )A.a一定受到4个力B.b可能受到4个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 图7D.a与b之间一定有摩擦力解析 将a、b看成整体,其受力图如图甲所示,说明a与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用;对物体b进行受力分析,如图乙所示,b受到3个力作用,所以a受到4个力作用.甲 乙答案 AD例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F=10 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,g=10 m/s2.下列 图10说法正确的是 ( )A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC.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解析 对小环受力分析如图所示:由于F=10 N>mg=5 N,所以杆对环的弹力FN垂直杆向下,杆对环还有沿杆向下的静摩擦力Ff,则FN与Ff的合力应竖直向下,大小为F合=F-mg=5 N,所以FN=F合cos 30°= N,Ff=F合sin 30°=2.5 N.综上可知选项D正确.例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 ( ) 图12A.F1增大,F2减小 B.F1增大,F2增大C.F1减小,F2减小 D.F1减小,F2增大答案 B解析 作出球在某位置时的受力分析图,如图所示.在小球运动的过程中,F1的方向不变,F2与竖直方向的夹角逐渐变大,画力的动态平行四边形,由图可知F1、F2均增大,选项B正确.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.以下说法正确的有 ( )A.A对地面的压力等于(M+m)g 图13B.A对地面的摩擦力方向向左C.B对A的压力大小为mgD.细线对小球的拉力大小为mg解析 对整体受力分析,可以确定A与地面间不存在摩擦力,地面对A的支持力等于A、B的总重力;再对B受力分析,借助两球心及钉子位置组成的三角形,根据几何关系和力的合成分解知识求得A、B间的弹力大小为mg,细线的拉力大小为mg.答案 AC例5 如图15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μ,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α,求当F至少为多大时,两球将 图15会发生滑动.审题指导 两球发生滑动的临界状态是摩擦力达到最大静摩擦力的状态,即绳上拉力的水平分量等于小球受到的最大静摩擦力时.解析 对结点O受力分析如图甲所示,由平衡条件得:F1=F2=对任一球(如右球)受力分析如图乙所示,球发生滑动的临界条件是:F2sin =μFN,又F2cos +FN=G.联立解得:F=答案 突破训练 1、如图16所示,AC、CD、BD为三根长度均为l的轻绳,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 ( ) 图16A.mg B.mg C.mg D.mg答案 C解析 对C点进行受力分析,如图所示,由平衡条件及几何知识可知,轻绳CD对C点的拉力大小FCD=mgtan 30°,对D点进行受力分析,轻绳CD对D点的拉力大小F2=FCD=mgtan 30°,F1方向一定,则当F3垂直于绳BD时,F3最小,由几何关系可知,F3=FCDsin 60°=mg.2.如图13所示,质量M=2 kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m= kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,g取10 N/kg.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ; 图13(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.答案 (1)30° (2)0.35解析 (1)以球为研究对象,其受力如图所示据共点力平衡条件得Fcos 30°-FTcos θ=0Fsin 30°+FTsin θ=mg解得FT=10 N,θ=30°.(2)以木块M为研究对象,其受力如图所示据共点力平衡条件得FTcos 30°-Ff=0FN-Mg-FTsin 30°=0Ff=μFN解得μ=0.35.3、如图所示,物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑,此过程中斜面仍静止,斜面质量为M,则水平地面对斜面体( )A.无摩擦力B.有水平向右的摩擦力C.支持力为(M+m)gD.支持力小于(M+m)g【解析】选B、D.设斜面夹角为θ,对M、m整体分析受力可得平衡方程:FTcosθ=Ff,FTsinθ+FN=(M+m)g,故B、D正确.4、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( )A.3 B.4 C.5 D.6【解析】选C.P、Q一起沿斜面匀速下滑时,由于木板P上表面光滑,滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力.木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力,故C正确.5如图所示,用轻滑轮悬挂重为G的物体。轻绳总长为L,绳能承受的最大拉力是2G,现将轻绳一端固定,另一端缓慢向右移动距离d而使绳不断,则d的最大值为( )A. B.L C. D.L[解析] 以轻绳与滑轮接触处的一小段绳为研究对象,其受到轻滑轮对它的作用力大小等于G,两边的轻绳对它的等大的拉力为FT,设当d达到最大值时两绳张角为2θ,则FTcosθ=,cosθ=,比较两式易得最大值为L,D项正确。6、如图所示,斜坡与水平面的夹角为β,两个人一推一拉使物体匀速上斜坡。设两力大小相同,均为F。已知物体与斜坡间的摩擦因数为μ=,推力F与斜坡平行,拉力F与斜坡所成角度α为多少时最省力?[解析] 根据平衡条件建立方程:Fcosα+F=mgsinβ+FfFsinα+N=mgcosβFf=μN联立三个方程解得F=令tanθ=,即θ=30°则F表达式的分母1+cosα+μsinα=1+(cosθcosα+sinαsinθ)=1+显然当α=θ=30°时,分母有最大值,则F有最小值。第一单元:三种性质的力考点1 重力和弹力1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.(4)替换法:可以将硬的、形变不明显的施力物体用软的、易产生明显形变的物体来替换,看能否维持原来的力学状态. 2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.计算弹力大小常见的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.1、力是物体间的相互作用,下列有关力的图示及表述正确的是:( )2.(2013山东省聊城市七校联考)两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起,a弹簧的一端固定在墙上,如图所示.开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧,已知a弹簧的伸长量为L,则A.b弹簧的伸长量也为LB.b弹簧的伸长量为C.P端向右移运动的距离为2LD.P端向右移运动的距离为3. (2012福建六校联考)三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图,其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,取10m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是: ( ) A.4cm B.6cm C.8cm D.10cm 考点2 摩擦力1.静摩擦力有无及方向的常用判断方法(1)假设法:(2)反推法:从研究物体的运动状态反推它必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,从而判断静摩擦力的有无及方向.(3)状态法:此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(4)牛顿第三定律法:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向. 2.摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的计算.滑动摩擦力的大小用公式f=μN计算,应用此公式时要注意以下两点:①μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面积的大小无关.(2)静摩擦力的计算.①其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关,但跟接触面相互挤压力N无直接关系,因而静摩擦力具有大小、方向的可变性,其大小只能依据物体的运动状态进行计算,若为平衡状态,静摩擦力可由平衡条件建立方程求解;若为非平衡状态,可由动力学规律建立方程求解.②最大静摩擦力fmax是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力,它的数值与N成正比,在N不变的情况下,滑动摩擦力略小于fmax,而静摩擦力可在0~fmax间变化. 1.如图2-2-17所示,物体在水平外力作用下处于静止状态,当外力F由图示位置逆时针转到竖直位置的过程中,物体仍保持静止,则在此过程中静摩擦力可能为( ).A.0 B.F C. D.2F解析 由于物体不动,当F逆时针转动时,静摩擦力与F的水平分力平衡,当F水平时,Ff=F,当F竖直时,Ff=0,所以静摩擦力的变化范围是0≤Ff≤F,故正确选项为A、B、C.答案 ABC2、如图甲所示,A、B两物体叠放在光滑水平面上,对B物体施加一水平变力F,F-t关系图像如图乙所示.两物体在变力F作用下由静止开始运动,且始终相对静止,则( )A.t时刻,两物体之间的摩擦力最大B.t时刻,两物体的速度方向开始改变C.t~2t时间内,两物体之间的摩擦力逐渐增大D.0~2t时间内,物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相反【解析】选C.t时刻,F=0,故A、B的加速度为零,两物体速度方向不变,且A、B间的摩擦力为零, A、B错误;t~2t时间内,A、B系统的加速度逐渐增大,以A为研究对象,A受到的摩擦力应逐渐增大;A的加速度由其受到的摩擦力产生,因此A受到的摩擦力与A、B加速度同向,即与F同向,C正确,D错误.3、加工面条时,需要先把和好的面团轧成面片,然后再用刀切割成面条.如图所示,在轧面片的过程中,斜槽中的面片经过下面两个沿图示方向转动的滚轴时被轧薄.请你根据所学知识判断下列说法正确的是( AC )A.斜槽上的面片受到的摩擦力方向沿斜槽向上B.滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向上C.滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向下D.滚轴之间的面片对滚轴的摩擦力方向竖直向下4.(2013陕西省五校模拟)如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m,在P向右加速运动的过程中,桌面以上的绳子始终是水平的,关于物体P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是A.P受到的拉力的施力物体就是m,大小等于mgB.P受到的拉力的施力物体不是m,大小等于mgC.P受到的摩擦力方向水平向左,大小一定小于mgD.P受到的摩擦力方向水平向左,大小有可能等于mg【规范解答】选A、C.在斜槽上的面片相对于斜槽向下滑动,所以斜槽上的面片受到的摩擦力方向沿斜槽向上,A正确;滚轴之间的面片在摩擦力作用下向下运动,所以滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向下,B错误,C正确;由牛顿第三定律可知,滚轴之间的面片对滚轴的摩擦力方向竖直向上,D错误.一、单项选择题1.关于由滑动摩擦力公式Ff=μFN推出的μ=,下列说法正确的是( ). A.动摩擦因数μ与摩擦力Ff成正比,Ff越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小C.μ与Ff成正比,与FN成反比D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定解析 动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙程度及材料决定,与摩擦力Ff和压力FN无关,一旦材料和接触面的情况确定了,动摩擦因数μ也就确定了.答案 D2.(2013·揭阳模拟)如图2-1-13所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力FT的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是 ( ).A.弹簧对P的弹力FT始终增大,地面对P的摩擦力始终减小B.弹簧对P的弹力FT保持不变,地面对P的摩擦力始终增大C.弹簧对P的弹力FT保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大D.弹簧对P的弹力FT先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小解析 物体P始终静止不动,故弹簧的形变量没有变化,弹力FT保持不变.由力平衡知F=Ff-FT,力F逐渐增大时,Ff也逐渐增大,故选项B正确.答案 B3.质量为m的物体在水平面上,在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下,从静止开始沿水平面运动,如图2-1-14所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体 ( ).A.在F1的反方向上受到Ff1=μmg的摩擦力B.在F2的反方向上受到Ff2=μmg的摩擦力C.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff=μmgD.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff=μmg答案 D4.如图2-1-15所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1A.物体受到的摩擦力Ff1B.物体所受摩擦力方向向右C.F1=F2D.传送带速度足够大时,物体受到的摩擦力可为0解析 物体的受力如图所示,滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡,因此方向向左,B错;设绳与水平方向成θ角,则Fcos θ-μFN=0,FN+Fsin θ-mg=0,解得F=,恒定不变,C正确;滑动摩擦力Ff=Fcos θ=也不变,A、D错.答案 C5.如图2-1-16所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是 ( ).A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力解析 先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a=gsin α,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=gsin α,方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力.答案 A6.(2013·六安质量检测)如图2-1-17所示,楔形物块a固定在水平地面上,在其斜面上静止着小物块b.现用大小一定的力F分别沿不同方向作用在小物块b上,小物块b仍保持静止,如下图所示.则a、b之间的静摩擦力一定增大的是 ( ).解析 未加力F前对b进行受力分析可知,b受沿斜面向上的静摩擦力.A中加力F后,静摩擦力一定增大;B、C中加力F后,静摩擦力可能减小,B、C错;D中加力F后,静摩擦力不变,D错.A选项正确.答案 A二、多项选择题7.(多选)(2013·海南琼海一模)如图2-1-20所示,将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( ).A.绳子上拉力可能为零B.地面受的压力可能为零C.地面与物体间可能存在摩擦力D.A、B之间可能存在摩擦力解析 经分析,绳子上拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项A对、B错;由于绳子处于竖直伸直状态,绳子中拉力只可能竖直向上,所以地面与B间不可能存在摩擦力,而A、B之间可能存在摩擦力,选项C错而D对.答案 AD8.(多选)A、B两物块如图2-1-22叠放,一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑.则 ( ).A.A、B间无摩擦力B.B与斜面间的动摩擦因数μ=tan αC.A、B间有摩擦力,且B对A的摩擦力对A做负功D.B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下解析 选取A为研究对象,对其受力分析可知,物体A除了受到竖直向下的重力GA和垂直A、B接触面向上的弹力FN作用外,肯定还受到平行于A、B接触面指向左上方的摩擦力Ff的作用,如图所示.根据受力图可知,B对A的摩擦力Ff与运动方向之间的夹角小于90°,所以摩擦力Ff对A做正功,选项A、C均错误;选取A、B组成的系统为研究对象,该系统始终处于平衡状态,对其受力分析,根据力的平衡条件易得,斜面对整体的滑动摩擦力方向沿斜面向上,根据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下,故选项D正确;沿斜面方向(mA+mB)gsin α=μ(mA+mB)gcos α,解得μ=tan α,故选项B正确.答案 BD第二单元:力的运算1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;(2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小.2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力作用F1、F2、F3…,求合力F时,可把各力沿相互垂直的x轴、y轴分解.x轴上的合力:Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…y轴上的合力:Fy= Fy1+Fy2+Fy3+…合力大小:合力方向:与x轴夹角为θ,则1、滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动.如图所示,一个小孩正在滑梯上匀速下滑,则( )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【解析】选C、D.小孩在滑梯上受力如图所示,将重力按力的作用效果分解,设滑梯斜面倾角为θ,则N=mgcosθ,f=mgsinθ,A、B错误;小孩在重力、弹力和摩擦力三个力作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,故C、D正确.2、如图所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一个竖直平面内,如果要增大手指所受的拉力,可采取的办法是( )A.只增加与重物相连细绳的长度B.只增加重物重量C.只将手指向下移动D.只将手指向上移动【规范解答】选B、C.动滑轮受三个共点力而平衡,两股绳拉力大小相等,其合力与手指受到的拉力等大反向,两股绳的合力随夹角的增大而减小,D错误;手指向下移动时,两股绳间夹角变小,合力变大,C正确;绳子长度变化不影响两股绳间夹角,A错误;两股绳拉力均增大时,手指受到的拉力也随之增大,B正确.一、单项选择题1.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是 ( ).解析 由矢量合成法则可知A图的合力为2F3,B图的合力为0,C图的合力为2F2,D图的合力为2F3,因F2为直角三角形的斜边,故这三个力的合力最大的为C图.答案 C2.如图2-2-14所示,质量为mB=24 kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=22 kg的木箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°≈0.6,cos 37°≈0.8,重力加速度g取10 m/s2),则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为 ( ).A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6解析 对A受力分析如图甲所示,由题意得FTcos θ=Ff1 ①FN1+FTsin θ=mAg ②Ff1=μ1FN1 ③由①②③得:FT=100 N 对A、B整体受力分析如图乙所示,由题意得FTcos θ+Ff2=F ④FN2+FTsin θ=(mA+mB)g ⑤Ff2=μ2FN2 ⑥由④⑤⑥得:μ2=0.3,故A答案正确.答案 A3.如图2-2-15甲所示,在广州亚运会射箭女子个人决赛中,中国选手程明获得亚军.创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩.那么射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图中F所示.弓弦的夹角应为(cos 53°=0.6) ( ).图2-2-15A.53° B.127° C.143° D.106°解析 弓弦拉力合成如图所示,由几何知识得cos ====0.6所以=53°可得α=106°.故D正确.答案 D4.如图2-2-16所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是 ( ).A.物体可能只受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力作用解析 本题考查根据物体的运动状态分析物体的受力,摩擦力产生的条件等知识点.物体做匀速直线运动,则受力平衡,将拉力F在水平方向和竖直方向上分解,则物体一定要受到滑动摩擦力的作用.再根据摩擦力产生的条件知,一定有弹力.因此物体一定会受到四个力的作用.答案 D二、多项选择题5.(单选)三个共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们合力F的大小,下列说法中正确的是 ( ).A.F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一个大C.若F1∶F2∶F3=3∶6∶8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零D.若F1∶F2∶F3=3∶6∶2,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零解析 三个大小分别是F1、F2、F3的共点力合成后的最大值一定等于F1+F2+F3,但最小值不一定等于零,只有当某一个力的大小在另外两个力的和与差之间时,这三个力的合力才可能为零,A、B、D错误,C正确.答案 C6.(多选)如图2-2-18所示,一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点,现用另一轻绳将一物体系于O点,设轻绳AO、BO相互垂直,α>β,且两绳中的拉力分别为FA、FB,物体受到的重力为G,下列表述正确的是( ).A.FA一定大于G B.FA一定大于FBC.FA一定小于FB D.FA与FB大小之和一定大于G解析 物体受力分析如图所示,由三力平衡的知识可知,FA、FB的合力大小等于G,方向竖直向上,FA=Gsin α,FB=Gsin β.故FA一定小于G,A选项错误;因为α>β,故FA一定大于FB,B选项正确、C选项错误;FA与FB大小之和大于G,D选项正确.答案 BD7.(单选)如图2-2-19所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态.滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是 ( ).A.物体A的高度升高,θ角变大 B.物体A的高度降低,θ角变小C.物体A的高度升高,θ角不变 D.物体A的高度不变,θ角变小解析 最终平衡时,绳的拉力F大小仍为mAg,由二力平衡可得2Fsin θ=mBg,故θ角不变,但因悬点由Q到P,左侧部分绳子变长,故A应升高,所以C正确.答案 C8.(多选)(2013·连云港试题)风洞实验主要用于运动物体(例如飞机、汽车等)与空气之间作用力的分析和研究.在风洞实验室中,将A、B两个小球分别用细绳L1、L2悬于天花板顶部.两球质量相等,受到的水平风力相同,两小球处于静止状态时的位置如图2-2-20所示,以下说法中正确的是 ( ).A.两细绳与竖直方向的夹角相同B.L2与竖直方向的夹角大于L1与竖直方向的夹角C.A球受到的合力大于B球受到的合力D.L1的拉力大小等于L2的拉力解析 小球的受力情况如图所示,由平衡条件可知两小球处于静止状态,所以合力为0,可见C错误.因为tan θ=,两球质量相等,受到的水平风力相同,所以θ相同,可见A正确、B错误;绳子拉力F= ,所以L1的拉力大小等于L2的拉力,可见D正确.答案 AD9.(单选)据《城市快报》报道,北宁动物园门前,李师傅用牙齿死死咬住长绳的一端,将停放着的一辆小卡车缓慢拉动,如图2-2-21所示.小华同学看完表演后做了如下思考,其中正确的是 ( ).A.李师傅选择斜向上拉可以减少车对地面的正压力,从而减少车与地面间的摩擦力B.李师傅选择斜向上拉可以减少人对地面的正压力,从而减少人与地面间的摩擦力C.车被拉动的过程中,绳对车的拉力大于车对绳的拉力D.若将绳系在车顶斜向下拉,要拉动汽车将更容易解析 小卡车缓慢移动可认为F合=0.(1)若斜向上拉如图甲所示Fcos θ-Ff=0;FN+Fsin θ-mg=0,Ff=μFN,解得F=;(2)若斜向下拉,如图乙所示F′cos θ-Ff=0;FN-F′sin θ-mg=0,Ff=μFN,解得F′=.经比较可知F答案 A第三单元:力的平衡 受力分析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 ( ) 图1A.3个 B.4个 C.5个 D.2个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4C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg5.[整体法和隔离法的应用]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θ角.则m1所受支持力FN和摩擦力Ff正确的是 ( ) A.FN=m1g+m2g-Fsin θB.FN=m1g+m2g-Fcos θC.Ff=Fcos θD.Ff=Fsin θ6.[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D.先变小后变大考点一 物体的受力分析例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 ( )A.a一定受到4个力B.b可能受到4个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 图7D.a与b之间一定有摩擦力考点二 平衡问题的常用处理方法 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F=10 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,g=10 m/s2.下列 图10说法正确的是 ( )A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5 NC.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考点三 用图解法进行动态平衡的分析突破训练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 ( ) 图12A.F1增大,F2减小 B.F1增大,F2增大C.F1减小,F2减小 D.F1减小,F2增大.考点四、整体法与隔离法在平衡问题中的应用例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.以下说法正确的有 ( )A.A对地面的压力等于(M+m)g 图13B.A对地面的摩擦力方向向左C.B对A的压力大小为mgD.细线对小球的拉力大小为mg考点五、.共点力平衡中的临界与极值问题的处理方法例5 如图15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μ,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α,求当F至少为多大时,两球将 图15会发生滑动.突破训练 1、如图16所示,AC、CD、BD为三根长度均为l的轻绳,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 ( ) 图16A.mg B.mg C.mg D.mg2.如图13所示,质量M=2 kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m= kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,g取10 N/kg.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ; 图13(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.3、如图所示,物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑,此过程中斜面仍静止,斜面质量为M,则水平地面对斜面体( )A.无摩擦力B.有水平向右的摩擦力C.支持力为(M+m)gD.支持力小于(M+m)g4、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( )A.3 B.4 C.5 D.65如图所示,用轻滑轮悬挂重为G的物体。轻绳总长为L,绳能承受的最大拉力是2G,现将轻绳一端固定,另一端缓慢向右移动距离d而使绳不断,则d的最大值为( )A. B.L C. D.L6、如图所示,斜坡与水平面的夹角为β,两个人一推一拉使物体匀速上斜坡。设两力大小相同,均为F。已知物体与斜坡间的摩擦因数为μ=,推力F与斜坡平行,拉力F与斜坡所成角度α为多少时最省力?第二单元:力的运算1、滑滑梯是小孩很喜欢的娱乐活动.如图所示,一个小孩正在滑梯上匀速下滑,则( )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2、如图所示是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图,一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验),整个装置在同一个竖直平面内,如果要增大手指所受的拉力,可采取的办法是( )A.只增加与重物相连细绳的长度B.只增加重物重量C.只将手指向下移动D.只将手指向上移动一、单项选择题1.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是 ( ).2.如图2-2-14所示,质量为mB=24 kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=22 kg的木箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°≈0.6,cos 37°≈0.8,重力加速度g取10 m/s2),则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为( ).A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.63.如图2-2-15甲所示,在广州亚运会射箭女子个人决赛中,中国选手程明获得亚军.创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩.那么射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图中F所示.弓弦的夹角应为(cos 53°=0.6) ( ).图2-2-15A.53° B.127° C.143° D.106°4.如图2-2-16所示,一物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动,则下列说法正确的是 ( ).A.物体可能只受两个力作用B.物体可能受三个力作用C.物体可能不受摩擦力作用D.物体一定受四个力作用二、多项选择题5.(单选)三个共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们合力F的大小,下列说法中正确的是 ( ).A.F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3B.F至少比F1、F2、F3中的某一个大C.若F1∶F2∶F3=3∶6∶8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零D.若F1∶F2∶F3=3∶6∶2,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零6.(多选)如图2-2-18所示,一轻绳的两端分别固定在不等高的A、B两点,现用另一轻绳将一物体系于O点,设轻绳AO、BO相互垂直,α>β,且两绳中的拉力分别为FA、FB,物体受到的重力为G,下列表述正确的是( ).A.FA一定大于GB.FA一定大于FBC.FA一定小于FBD.FA与FB大小之和一定大于7.(单选)如图2-2-19所示,A、B两物体的质量分别为mA、mB,且mA>mB,整个系统处于静止状态.滑轮的质量和一切摩擦均不计,如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ变化情况是 ( ).A.物体A的高度升高,θ角变大B.物体A的高度降低,θ角变小C.物体A的高度升高,θ角不变D.物体A的高度不变,θ角变小8.(多选)风洞实验主要用于运动物体(例如飞机、汽车等)与空气之间作用力的分析和研究.在风洞实验室中,将A、B两个小球分别用细绳L1、L2悬于天花板顶部.两球质量相等,受到的水平风力相同,两小球处于静止状态时的位置如图2-2-20所示,以下说法中正确的是 ( ).A.两细绳与竖直方向的夹角相同B.L2与竖直方向的夹角大于L1与竖直方向的夹角C.A球受到的合力大于B球受到的合力D.L1的拉力大小等于L2的拉力9.(单选)据《城市快报》报道,北宁动物园门前,李师傅用牙齿死死咬住长绳的一端,将停放着的一辆小卡车缓慢拉动,如图2-2-21所示.小华同学看完表演后做了如下思考,其中正确的是 ( ).A.李师傅选择斜向上拉可以减少车对地面的正压力,从而减少车与地面间的摩擦力B.李师傅选择斜向上拉可以减少人对地面的正压力,从而减少人与地面间的摩擦力C.车被拉动的过程中,绳对车的拉力大于车对绳的拉力D.若将绳系在车顶斜向下拉,要拉动汽车将更容易10.轻杆的一端安装有一个小滑轮P,用手握住杆的另一端支持着悬挂重物的绳子,如图所示。现保持滑轮的位置不变,使杆向下转动一个角度到虚线位置,则下列关于杆对滑轮P的作用力的判断正确的是A.变大 B.不变 C.变小 D.无法判断11. 如图所示,A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细线悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离恰为L,此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的大小关系为 [ ]A.F1 < F2 B.F1 > F2? C.F1 = F2 D.因k1、k2大小关系未知,故无法确定第一单元:三种性质的力考点1 重力和弹力1、力是物体间的相互作用,下列有关力的图示及表述正确的是:( )2.两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起,a弹簧的一端固定在墙上,如图所示.开始时弹簧均处于原长状态,现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧,已知a弹簧的伸长量为L,则A.b弹簧的伸长量也为LB.b弹簧的伸长量为C.P端向右移运动的距离为2LD.P端向右移运动的距离为3. 三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图,其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长,木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端,直到c木块刚好离开水平地面为止,取10m/s2。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是: ( ) A.4cm B.6cm C.8cm D.10cm 考点2 摩擦力1.如图所示,物体在水平外力作用下处于静止状态,当外力F由图示位置逆时针转到竖直位置的过程中,物体仍保持静止,则在此过程中静摩擦力可能为( ).A.0 B.F C. D.2F2、如图甲所示,A、B两物体叠放在光滑水平面上,对B物体施加一水平变力F,F-t关系图像如图乙所示.两物体在变力F作用下由静止开始运动,且始终相对静止,则( )A.t时刻,两物体之间的摩擦力最大B.t时刻,两物体的速度方向开始改变C.t~2t时间内,两物体之间的摩擦力逐渐增大D.0~2t时间内,物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相反3、加工面条时,需要先把和好的面团轧成面片,然后再用刀切割成面条.如图所示,在轧面片的过程中,斜槽中的面片经过下面两个沿图示方向转动的滚轴时被轧薄.请你根据所学知识判断下列说法正确的是( )A.斜槽上的面片受到的摩擦力方向沿斜槽向上B.滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向上C.滚轴之间的面片受到的摩擦力方向竖直向下D.滚轴之间的面片对滚轴的摩擦力方向竖直向下4.如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m,在P向右加速运动的过程中,桌面以上的绳子始终是水平的,关于物体P受到的拉力和摩擦力的以下描述中正确的是A.P受到的拉力的施力物体就是m,大小等于mgB.P受到的拉力的施力物体不是m,大小等于mgC.P受到的摩擦力方向水平向左,大小一定小于mgD.P受到的摩擦力方向水平向左,大小有可能等于mg常见题型一、单项选择题1.关于由滑动摩擦力公式Ff=μFN推出的μ=,下列说法正确的是( ). A.动摩擦因数μ与摩擦力Ff成正比,Ff越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小C.μ与Ff成正比,与FN成反比D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定2.如图2-1-13所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到拉动,那么在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力FT的大小和地面对P的摩擦力Ff的大小的变化情况是 ( ).A.弹簧对P的弹力FT始终增大,地面对P的摩擦力始终减小B.弹簧对P的弹力FT保持不变,地面对P的摩擦力始终增大C.弹簧对P的弹力FT保持不变,地面对P的摩擦力先减小后增大D.弹簧对P的弹力FT先不变后增大,地面对P的摩擦力先增大后减小3.质量为m的物体在水平面上,在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下,从静止开始沿水平面运动,如图2-1-14所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体 ( ).A.在F1的反方向上受到Ff1=μmg的摩擦力B.在F2的反方向上受到Ff2=μmg的摩擦力C.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff=μmgD.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为Ff=μmg4.如图2-1-15所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1A.物体受到的摩擦力Ff1B.物体所受摩擦力方向向右C.F1=F2D.传送带速度足够大时,物体受到的摩擦力可为05.如图2-1-16所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是 ( ).A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力6.如图所示,楔形物块a固定在水平地面上,在其斜面上静止着小物块b.现用大小一定的力F分别沿不同方向作用在小物块b上,小物块b仍保持静止,如下图所示.则a、b之间的静摩擦力一定增大的是 ( ).二、多项选择题7.(多选)如图2-1-20所示,将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( ).A.绳子上拉力可能为零 B.地面受的压力可能为零C.地面与物体间可能存在摩擦力 D.A、B之间可能存在摩擦力8.(多选)A、B两物块如图2-1-22叠放,一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑.则 ( ).A.A、B间无摩擦力B.B与斜面间的动摩擦因数μ=tan αC.A、B间有摩擦力,且B对A的摩擦力对A做负功D.B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下 展开更多...... 收起↑ 资源列表 答案: 静力学第三单元:力的平衡与受力分析 Microsoft Word 文档 (2).doc 答案: 高三静力学第一单元:三种性质的力Microsoft Word 文档 (2).doc 答案:静力学第二单元:力的运算 Microsoft Word 文档 (2).doc 静力学第三单元C:力的平衡与受力分析 Microsoft Word 文档 (2).doc 静力学第二单元B:力的运算 Microsoft Word 文档 (2).doc 高三静力学第一单元A:三种性质的力Microsoft Word 文档 (2).doc