高一物理辅导班10力的平衡

秋季高一物理课程(十一)
一、受力分析
1、受力分析的基本步骤
①明确研究对象—>②隔离—>③按顺序“一重力二弹力三摩擦
2、受力分析做到不多不漏，注意以下几点：①按一定顺序分析力做到不漏；②性质力与效果力不同时分析
以免多力；③每个力都应能找到其对应的施力物体；④合力与分力不可重复计算；⑤一些不确定有无的力可根据平衡条件或牛顿运动定律来判断有无.
练习
1、（2013高考上海物理）如图，质量m A＞m B的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面。

让它们由静止释
放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体B的受力示意图是（）
2、如图所示容器内盛有水，器壁AB呈倾斜状，有一个小物块P处于图示状态，并保
持静止状态，则该物体受力情况正确的是（）
A．P可能只受一个力B．P可能只受两个力
C．P可能只受三个力D．P可能受四个力
3、用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止，如图所示，对此，下列说法中正确的是（）
A.铁块A受4个力的作用
B.铁块B受4个力的作用
C.A对B的摩擦力向上
D.A、B间可能没有摩擦力作用
的物块A
（6）沿斜面上滑的物体A
（接触面粗糙）
平面上的物体球
（3）各接触面均光滑
A
（2）小球静止时的结点
A
（1）光滑小
球
（7）静止在竖直墙面
轻上的物体A
（10）A、B同时同速向右
行使向
（8）随电梯匀速
上升的人
（5）静止在斜面上的物体
二、物体的平衡——正交分解法、三角形法
【例1】图中重物的质量为m ，轻细线AO 和BO 的A 、B 端是固定的。

平衡时AO
是水平的，BO 与水平面的夹角为θ。

AO 的拉力F 1和BO 的拉力F 2的大小是（ ）
A ．F 1＝mg sin θ
B ．F 1＝mg cot θ
C ．F 2＝mg sin θ
D ．F 2＝mg /sin θ
相似三角形法的应用——相似三角形法常用于如下图中：
【例2】如图所示，光滑球面的半径为R ，球心在悬挂小球A 的悬点O 的正下方，小球
A 的质量为m ，半径很小可以忽略不计，悬点O 到球面的顶点的距离h ，悬绳的质量
不计，长度为L ，则悬绳对小球A 的拉力T= ，球面对小球A 的支持力
N= 。

轻绳的“死结”与“活结”，轻杆的“死杆”与“活杆”问题
【例3】如图（a ）轻绳AD 跨过固定在水平横梁BC 右端的定滑轮挂住一个质量为m 的物体，∠ACB ＝30º；图（b ）中轻杆HG 一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G 通过细绳EG 拉住，EG 与水平方向也成30º，轻杆的G 点用细绳GF 拉住一个质量为m 的物体，求细绳AC 段的张力T AC 与细绳EG 的张力T EG 之比？
【例4】高矮不同的两杆A 和B 相距为8m ，一根长为10m 的轻绳连接于A 、B 两杆的顶端、重为12N 的重物C 经一光滑挂钩挂在绳上，如图所示。

求：挂钩两端绳所受的张力。

【例5】如图，将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A 、B 两点上，一物体用动
滑轮悬挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ1，绳子张力为F 1；将绳子B
端移至C 点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ2，绳子张力为F 2；将
绳子B 端移至D 点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为θ3，绳子张力为
F 3；不计摩擦，则（ ）
A ．θ1＝θ2＝θ3
B ．θ1＝θ2＜θ3
C ．F 1＞F 2＞F 3
D ．F 1＝F 2＜F 3
练习
1．(04广东)用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中,如图所示.已知ac 和bc 与竖
直方向的夹角分别为30°和60°，则ac 绳和bc 绳中的拉力分别为（ ）
A ．1,22mg mg
B ．1,22mg
C ．1,42mg mg
D ．1,24
mg
2.在倾角为α的斜面上，放一个光滑的质量为m 的小球，球被竖直的木板挡住，如图，
如果斜面与木板间都是光滑的，则球对斜面的压力大小为( )
A ．mg cos α
B ．mg
C ．mg tan α
D ．──
─ mg cos α 3．（2008年广东理基）如图，质量为m 的物体悬挂在轻质的支架上，斜梁OB 与竖直
方向的夹角为θ，设水平横梁OA 和斜梁OB 作用于O 点的弹力分别为F 1和F 2。

以
下结果正确的是( )
A ．F 1=mgsinθ
B ． F 1=mg/sinθ
C ．F 2=mgcosθ
D ．F 2=mg/cosθ
4、（2012广东卷）如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角为45°，日光保持水平，所受重力为G ，左右两绳的拉力大小分别为（）
A.G 和G
B. 2
和2 B. 12G
和2
D. 12G 和12G 5、（2009·泰安高三质检）如图所示,晾晒衣服的绳子轻且光滑,悬挂衣服的衣架的挂钩
也是光滑的,轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A 、B 两点,衣服处于静止状态.如果保持绳子A 端位置不变,将B 端分别移动到不同的位置时.下列判断正确的是（ ）
A.B 端移到B 1位置时,绳子张力不变
B.B 端移到B 2位置时,绳子张力变小
C. B 端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力变大
D. B 端在杆上位置不动,将杆移动到虚线位置时,绳子张力不变
6、 两个相同的可视为质点的小球A 和B ，质量均为m ，长度相同的两根细线把A 、B 两球悬挂在水平天花板上的同一点O ，并用相同长度的细线连接A 、B 两个小球，然后用一水平方向的力F 作用在小球A 上，此时三根线均处于伸直状态，且细线OB 恰好处于竖直方向，如图所示，如果
两小球均处于静止状态，则力F 的大小为( )
A. 0
B. mg
C. 3mg/3
D. 3mg
7、 【2014·海南卷】如图，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O 点，右端跨过位
于O '点的固定光滑轴悬挂一质量为M 的物体；OO '段水平，长度为L ；绳上套一可沿绳
滑动的轻环。

现在轻环上悬挂一钩码，平衡后，物体上升L 。

则钩码的质量为( )
A ．M 22
B ．M 2
3 C ．M 2 D ．M 3
三、接触面模型
【例1】如图所示，甲、乙、丙三个物体，质量相同，与地面间的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F ，则它们受到的摩擦力的大小关系是（ ）
（Ａ）三者相同 （Ｂ）乙最大 （Ｃ）丙最大 （Ｄ）已知条件不够，无法判断谁最大
【例2】如图所示，物体放在倾斜木板上，当木板倾角θ为30°和45°时，物体受到的摩擦力的大小恰好相同，则物体和木板间的动摩擦因数μ可能是（ ）
A ．33
B ．22
C ．3
2 D ．21 【例3】如图所示，重20N 的物体放在粗糙水平面上，用力F=8N 的力斜向下推物体．F
与水平面成30°角，物体与平面间的动摩擦因数μ=0.5，则（ ）
A ．物体对地面的压力为24N
B ．物体所受的摩擦力为12N
C ．推力与摩擦力的合力方向竖直向下
D ．物体所受的合力方向向左
练习
1.（09·浙江·14）如图所示，质量为m 的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。

已知三棱柱与斜面之间的动
摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（ ）
A ．
23mg 和21mg B ．21mg 和2
3mg C ．21mg 和21μmg D ．23mg 和23μmg 2.（2010高考新课标卷）如图所示，一物块置于水平地面上.当用与水平方向成060角的力1F 拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成030角的力2F 推物块时，物块仍做
匀速直线运动.若1F 和2F 的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为
( )
A
1 B
、2 C
12- D 、
3、（09·北京·18）如图所示，将质量为m 的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。

滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。

若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g ，则（ ）
A ．将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑
B ．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑
C ．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是
2mgsinθ
D ．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是
mgsinθ
4、(2014河南模拟)如图所示，一物体置于倾角为θ的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ.先用平行于斜面的推力F 1作用于物体，恰好能使该物体沿斜面匀速上滑(如图甲所示).若改用水平推力F 2作用于该物体上，也恰好能使该物体沿斜面匀速上滑(如图乙所示).则两次的推力之比F 1/F 2为 (
)
A.cos θ+μsin θ
B.cos θ-μsin θ
C.1+μtan θ
D.1-μtan θ。