全国通用2018年高考物理一轮复习第2章相互作用微专题7受力分析与共点和的平衡

受力分析与共点和的平衡[方法点拨] (1)受力分析是否正确可从三个方面检验：①各力的施力物体、受力物体；②判断能否保持原来的运动状态；③换角度(整体或隔离)分析是否矛盾．(2)三力平衡一般用合成法，合成后力的问题转换成三角形问题．(3)多力平衡一般用正交分解法．(4)遇到多个有相互作用的物体时一般先整体后隔离．1．(受力分析)如图1所示，轻绳一端连接放置在水平地面上的物体Q，另一端绕过固定在天花板上的定滑轮与小球P连接，P、Q始终处于静止状态，则( )A．Q可能受到两个力的作用图1 B．Q可能受到三个力的作用C．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向水平向左D．Q受到的轻绳拉力与重力的合力方向指向左下方2．(受力分析)如图2所示，放在粗糙水平地面上的斜劈C上叠放了A、B两个物体，B的上表面水平，三者均保持静止状态．关于A、B、C的受力情况，下列说法中正确的是( )图2A．物体A可能受到三个力的作用B．物体B一定受到四个力的作用C．物体B对C的作用力可能与斜劈表面夹角为90°D．地面可能对C有摩擦力作用3．(整体法、隔离法)(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( )A．a一定受到4个力B．b可能受到4个力图3C．a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D ．a 与b 之间一定有摩擦力4．(状态法)如图4所示，A 、B 两物体叠放在一起，用手托住，让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已知m A ＞m B ，不计空气阻力，则物体B ( )A ．只受一个重力 图4B ．受到重力、摩擦力各一个C ．受到重力、弹力、摩擦力各一个D ．受到重力、摩擦力各一个，弹力两个5．(共点力平衡问题)(多选)如图5所示，A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是( ) 图5A ．A 、B 的质量之比为1∶ 3B ．A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3∶ 2C ．悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为2∶1D ．快速撤去弹簧的瞬间，A 、B 的瞬时加速度大小之比为1∶ 36．(多选)如图6所示，在倾斜的滑杆上套一个质量为m 的圆环，圆环通过轻绳拉着一个质量为M 的物体，在圆环沿滑杆向下滑动的过程中，悬挂物体的轻绳始终处于竖直方向．则( )A ．环只受三个力作用 图6B ．环一定受四个力作用C ．物体做匀速运动D ．悬绳对物体的拉力小于物体的重力7．如图7所示，光滑斜面的倾角为θ＝37°，一个可以看成质点的小球在轻质细线的拉力作用下静止在斜面上，细线与斜面间的夹角也为37°，若小球的重力为G ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则手对细线的拉力等于( )A ．GB.G 2 图7C.3G 4D.4G 58．如图8所示，一根轻杆两端各固定一个质量均为m 的相同小球，两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，α＝θ＝30°，β＝60°，则轻杆对A 球的作用力为( )A ．mg B.3mg 图8 C.33mg D.32mg9．(多选)如图9所示，斜劈A 静止放在水平地面上，木桩B 固定在水平地面上，平行斜面的轻弹簧连接斜劈A 上的物体m 与木桩B ，物体m 和斜劈A 均保持静止，不计m 与A 之间的摩擦．则下列说法正确的是( ) 图9A ．地面对斜劈A 的摩擦力水平向左B ．地面对斜劈A 没有摩擦力C ．移去弹簧，物体m 将向下运动，斜劈A 仍保持静止D ．移去弹簧，物体m 将向下运动，斜劈A 将向右平动10．如图10(a)所示，两段等长轻质细绳将质量分别为m 、2m 的小球A 、B (均可视为质点)悬挂在O 点，小球A 受到水平向右的恒力F 1的作用，小球B 受到水平向左的恒力F 2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图(b)所示的状态，小球B 刚好位于O 点正下方．则F 1与F 2的大小关系正确的是( ) 图10A ．F 1＝4F 2B ．F 1＝3F 2C ．2F 1＝3F 2D ．2F 1＝5F 211．(多选)如图11，质量为M 的斜面体A 放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上，整个系统处于静止状态．已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ＝30°.不计小球与斜面间的摩擦，则( )A ．轻绳对小球的作用力大小为33mg 图11 B ．斜面体对小球的作用力大小为2mgC ．斜面体对水平面的压力大小为(M ＋m )gD ．斜面体对水平面的摩擦力大小为36mg 12．如图12所示，内壁光滑的球体半径为R ，一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A 、m B 的小球A 、B .将轻杆置于球体内部后，最终静止在图示位置不动，球心O 与杆在同一竖直平面内，过球心O 竖直向下的半径与杆的交点为M ，OM ＝R2.下列判断正确的是( )A ．m A ＜m BB ．球体内壁对A 球的支持力F N A ＝2m A g 图12C ．轻杆对B 球的支持力一定小于B 球的重力D ．若增大m A ，θ角会增大13．如图13所示，固定的半球面右侧是光滑的，左侧是粗糙的，O 点为球心，A 、B 为两个完全相同的小物块(可视为质点)，小物块A 静止在球面的左侧，受到的摩擦力大小为F 1，对球面的压力大小为F N1；小物块B 在水平力F 2作用下静止在球面的右侧，对球面的压力大小为F N2，已知两小物块与球心连线和竖直方向的夹角均为θ，则( )图13A ．F 1∶F 2＝sin 2θ∶1B ．F 1∶F 2＝sin θ∶1C ．F N1∶F N2＝cos 2 θ∶1D ．F N1∶F N2＝sin 2 θ∶1答案精析1．D [小球P 静止，所以轻绳对小球P 和物体Q 有拉力作用，若物体Q 受到的拉力的竖直分力等于重力，则物体Q 对地面无压力，但这种情况下Q不可能静止，因此拉力的竖直分力一定小于重力，物体Q 必受到竖直向上的支持力，又物体Q 有相对地面向左的运动趋势，故一定受水平向右的静摩擦力作用，即物体Q 受四个力作用，受力分析如图所示，A 、B 项错；由平衡条件可知，拉力与重力的合力与支持力和静摩擦力的合力方向相反，即方向指向左下方，D 项对，C 项错．]2．B [物体A 受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用，二力平衡，A 错误；物体B 受到重力、A 对B 的压力、C 对B 的支持力和摩擦力共四个力的作用，B 正确；对A 、B 整体，其受到竖直向下的重力和C 对其的作用力(支持力和摩擦力的合力)，由平衡条件可知，C 对B 的作用力一定竖直向上，根据牛顿第三定律，物体B 对C 的作用力一定竖直向下，C 错误；对A 、B 、C 整体，其受重力和支持力作用而处于平衡状态，故不受地面的摩擦力作用，D 错误．]3．AD [将a 、b 看成整体，其受力图如图甲所示，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．分别是重力G a 、恒力F 、b 对a 的压力F N ′和b 对a 的静摩擦力F f ′，故选项A 、D 正确，选项B 、C 错误．]4．A [物体A 、B 将一起做自由落体运动，所以A 、B 之间无相互作用力，物体B 与墙面有接触而无挤压，所以与墙面无弹力，当然也没有摩擦力，所以物体B 只受重力，选A.]5．CD [弹簧对A 、B 的弹力大小相等，设为kx ，对A 、B 分别进行受力分析，由平衡条件可知m A g ＝kx tan 60°，F A ＝kx cos 60°，m B g ＝kx tan 45°，F B ＝kx cos 45°，联立解得A 、B 两物体质量之比为m A ∶m B ＝tan 60°∶tan 45°＝3∶1，F A ∶F B ＝cos 45°∶cos 60°＝2∶1，在撤去弹簧的瞬间，A 、B 的瞬时加速度a A ∶a B ＝m B ∶m A ＝1∶3，故C 、D 正确．]6．BC7．C [对小球受力分析，小球受到细线的拉力F 、斜面的支持力和小球的重力作用，在沿斜面方向上，F cos 37°＝G sin 37°，解得F ＝G tan 37°＝34G ，故C 正确．] 8．A [对A 球受力分析，受到重力、拉力和杆的作用力，如图所示，根据共点力的平衡条件判断，轻杆对A 球的作用力与重力大小相等，A 项正确．]9．AC [以斜劈A 为研究对象，受重力、地面的支持力、物体垂直斜面向下的压力，斜劈A 静止，故还受到地面对其水平向左的摩擦力，A 正确，B 错误．有弹簧时，以物体m 为研究对象，受重力、支持力和弹簧的推力，三力平衡可知弹簧处于压缩状态；现移去弹簧，物体m 受力不平衡，将沿斜面下滑，但斜劈A 的受力不变，故斜劈A 仍保持静止，C 正确，D 错误．]10．D [A 受到水平向右的力F 1，B 受到水平向左的力F 2，以整体为研究对象，分析受力如图，设OA 绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得tan α＝F 1－F 22mg ＋mg，以B 球为研究对象，受力如图．设AB 绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得tan β＝F 22mg，由几何关系得α＝β，解得2F 1＝5F 2，D 项正确．]11．AD [小球处于平衡状态，支持力垂直于斜面且与竖直方向成30°角，小球与斜面间没有摩擦力，将轻绳的拉力F T 和斜面对小球的支持力F N 进行正交分解可得：F T sin 30°＝F N sin 30°，F T cos 30°＋F N cos 30°＝mg ，故斜面体和轻绳对小球的作用力均为33mg ，A 正确，B 错误；对小球和斜面体整体进行受力分析可得C 错误，D 正确．]12．B [根据题图可知，小球A 的质量大于小球B 的质量，即m A ＞m B ，选项A 错误；对小球A 、B 进行受力分析，如图所示，由几何关系可得m A g ∶R 2＝F N A ∶R ，解得F N A ＝2m A g ，选项B 正确；同理，对于小球B 可得m B g ∶R2＝F N B ∶R ，解得F N B ＝2m B g ，可知选项C 错误；若增大小球A 的质量m A ，θ角会减小，选项D 错误．]13．C [分别对A 、B 两个相同的小物块受力分析如图，A 受到重力、沿球面斜向上的摩擦力F 1、垂直于球面斜向上的支持力，它的大小等于它对球面的压力F N1，故F 1＝mg sin θ，F N1＝mg cos θ；B 受到重力、作用力F 2及球面对它的支持力，其大小等于它对球面的压力F N2，故F 2＝mg tanθ，F N2＝mg cos θ，所以F 1∶F 2＝sin θtan θ＝cos θ1，A 、B 项错误；F N1∶F N2＝cos θ∶1cos θ＝cos 2θ∶1，C 项正确，D 项错误．]。