全程复习构想2018高考物理一轮复习第二章相互作用3受力分析共点力的平衡课时作业
2018届高考物理大一轮复习教师用书第二章 相互作用
第二章⎪⎪⎪ 相互作用第7课时 重力 弹力(双基落实课)[命题者说] 重力和弹力是高中物理最常见、最基础的两个力。
本课时的重点是弹力的分析和判断、几种常见弹力的计算等。
对本课时的学习，重在理解，熟练掌握各种接触方式弹力的判断方法，会计算弹力的大小。
1.重力(1)定义：由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)大小：G ＝mg ，不一定等于地球对物体的引力。
(3)方向：竖直向下。
(4)重心：重力的等效作用点，重心的位置与物体的形状和质量分布都有关系，且不一定在物体上。
2. 弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。
(2)条件：①两物体相互接触；②发生弹性形变。
(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
3．弹力有无的判断(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。
[小题练通]1．判断正误(1)自由下落的物体所受重力为零。
(×)(2)重力的方向一定指向地心。
(×)(3)直接接触的两个物体间必然有弹力存在。
(×)(4)只要物体发生形变就会产生弹力作用。
(×)2.如图所示，一小车的表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b。
当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列结论正确的是()A．球在a、b两点处一定都受到支持力B．球在a点一定受到支持力，在b点处一定不受支持力C．球在a点一定受到支持力，在b点处不一定受到支持力D．球在a点处不一定受到支持力，在b点处也不一定受到支持力解析：选D若球与小车一起做水平匀速运动，则球在b处不受支持力作用；若球与小车一起做水平向左匀加速运动，则球在a处受到的支持力可能为零，选项D正确。
3.(2017·聊城模拟)小车上固定一根弹性直杆A，杆顶固定一个小球B(如图所示)，现让小车从固定的光滑斜面上自由下滑，在下图的情况中杆发生了不同的形变，其中正确的是()解析：选C小车在光滑斜面上自由下滑，则加速度a＝g sin θ(θ为斜面的倾角)，由牛顿第二定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面向下，且小球的加速度等于g sin θ，则杆的弹力方向垂直于斜面向上，杆不会发生弯曲，C正确。
2018版高考物理全国用大一轮复习讲义文档：第二章 相
实验三验证力的平行四边形定则1.实验原理互成角度的两个力F1、F2与另外一个力F′产生相同的效果，看F1、F2用平行四边形定则求出的合力F与F′在实验误差允许范围内是否相同.2.实验器材木板、白纸、图钉若干、橡皮条、细绳、弹簧测力计两个、三角板、刻度尺.3.实验步骤(1)用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的木板上.(2)用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.如图1甲所示.图1(3)用铅笔描下结点O的位置和两个细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.(4)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳的方向，如图乙所示.(5)比较F′与用平行四边形定则求得的合力F，看它们在实验误差允许的范围内是否相同.1.正确使用弹簧测力计(1)将两只弹簧测力计调零后水平互钩对拉过程中，读数相同，可选；若不同，应另换或调校，直至相同为止.(2)使用时，读数应尽量大些，但不能超出范围.(3)被测力的方向应与轴线方向一致.(4)读数时应正对、平视刻度.2.注意事项(1)位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用效果相同，这是利用了等效替代的思想.(2)角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°～100°之间为宜.(3)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些.细绳套应适当长一些，便于确定力的方向.(4)统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些.3.误差分析(1)误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等.(2)减小误差的办法：①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度盘，要按有效数字位数要求和弹簧测力计的精度正确读数和记录.②作图时使用刻度尺，并借助于三角板，使表示两力的对边一定要平行.命题点一教材原型实验例1某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图2甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.图2(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________.(2)本实验采用的科学方法是________.A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法D.建立物理模型法(3)实验时，主要的步骤是：A.在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；D.按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F.比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论.上述步骤中，①有重要遗漏的步骤的序号是______和______；②遗漏的内容分别是_______________________和_________________________.答案(1)F′(2)B(3)①C E②C中应加上“记下两条细绳的方向”E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”解析(1)由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而两根弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力，根据平行四边形定则作出两弹簧测力计拉力的合力，由于误差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′.(2)一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，它们的作用效果可以等效替代，故B正确.(3)①根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.②在C中未记下两条细绳的方向，E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O.1.某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图3所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验.在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下，图3图4(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是______N(图4中所示)，则弹簧秤b的读数可能为______N.(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”、“变小”或“不变”).答案(1)3.00～3.02 3.9～4.1(有效数字不作要求)(2)变大变大解析(1)由图可知弹簧秤a的读数是F1＝3.00 N；因合力为F＝kx＝500×0.01 N＝5 N，又两分力夹角为90°，则另一个分力为F2＝F2－F21＝4.00 N.(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，如图所示，根据力的平行四边形定则可知，弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b 的读数变大.2.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图5甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳.根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示，已知实验过程中操作正确.图5(1)乙图中F1、F2、F、F′四个力，其中力________(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的.实验中，要求先后两次力的作用效果相同，指的是________ (填正确选项前字母).A.两个弹簧测力计拉力F1和F2的大小之和等于一个弹簧测力计拉力的大小B.橡皮条沿同一方向伸长C.橡皮条伸长到同一长度D.橡皮条沿同一方向伸长同一长度(2)丙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为________ N.答案(1)F D(2)9.0解析(1)F在以F1与F2为邻边的平行四边形的对角线上，不是由弹簧测力计直接测出的.该实验采用了“等效替代”法，即合力与分力的关系是等效的，前后两次要求橡皮条沿同一方向伸长同一长度，故A、B、C错误，D正确.(2)根据丙图读出力的值为9.0 N.3.有同学利用如图6所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F T OA、F T OB和F T OC，回答下列问题：图6(1)改变钩码个数，实验能完成的是()A.钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4B.钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4C.钩码的个数N1＝N2＝N3＝4D.钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()A.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度C.用量角器量出三段绳子之间的夹角D.用天平测出钩码的质量(3)在作图时，你认为图7中________(选填“甲”或“乙”)是正确的.图7答案(1)BCD(2)A(3)甲命题点二实验拓展创新例2(2015·山东理综·21)某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤：①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上，使其轴线沿竖直方向.图8②如图8所示，将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上，另一端用圆珠笔尖竖直向下拉，直到弹簧秤示数为某一设定值时，将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2，记录弹簧秤的示数F，测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N，测出所对应的l，部分数据如下表所示：③找出②中F＝2.50 N时橡皮筋两端的位置，重新标记为O、O′，橡皮筋的拉力记为F OO′.图9④在秤钩上涂抹少许润滑油，将橡皮筋搭在秤钩上，如图9所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端，使秤钩的下端达到O点，将两笔尖的位置标记为A、B，橡皮筋OA段的拉力记为F OA，OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空：(1)利用表中数据在图10坐标纸上画出Fl图线，根据图线求得l0＝________cm.图10(2)测得OA＝6.00 cm，OB＝7.60 cm，则F OA的大小为________N.(3)根据给出的标度，在图11中作出F OA和F OB的合力F′的图示.图11(4)通过比较F′与________的大小和方向，即可得出实验结论.答案(1)见解析图甲10.0(9.8、9.9、10.1均正确)(2)1.80(1.70～1.90均正确)(3)见解析图乙(4)F OO′解析(1)作出Fl图象，如图甲所示，求得直线的横轴截距即为l0，可得l0＝10.0 cm(2)可计算橡皮筋的劲度系数k ＝F Δx ＝2.50.05 N /m ＝50 N/m若OA ＝6.00 cm ，OB ＝7.60 cm ，则橡皮筋的弹力为 F ＝k Δx ＝50×(6.00＋7.60－10.00)×10－2 N ＝1.80 N则此时F OA ＝F ＝1.80 N(3)F OB ＝F OA ＝1.80 N ，两力的合力F ′如图乙所示.(4)F OO ′的作用效果和F OA 、F OB 两个力共同作用的效果相同，F ′是F OA 、F OB 两个力的合力，所以通过比较F ′和F OO ′的大小和方向，可得出实验结论.实验拓展创新的两种方法以本实验为背景，以实验中操作的注意事项、误差来源设置条件，或通过改变实验条件、实验仪器设置题目.1.对实验原理的理解、实验方法的迁移2.实验器材的改进 (1)橡皮筋――→替代弹簧测力计(2)钩码――→替代弹簧测力计4.某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则，他找到两条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端与细绳连接，结点为O ，细绳下挂一重物，两橡皮筋的另一端也都连有细绳.实验时，先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子A 上，另一条橡皮筋任其下垂，如图12甲所示；再将另一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子B 上，如图乙所示.图12(1)为完成实验，下述操作中必需的是________. a.两橡皮筋的另一端连接的细绳a 、b 长度要相同 b.要测量橡皮筋的原长c.要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度d.要记录图甲中结点O 的位置及过结点O 的竖直方向e.要记录图乙中结点O ′的位置及过结点O ′的竖直方向(2)对该实验“两条相同的橡皮筋”的要求的理解正确的是________.a.橡皮筋的材料和原长相同即可b.橡皮筋的材料和粗细相同即可c.橡皮筋的材料、原长和粗细均要相同答案(1)bce(2)c解析(1)首先应明白该实验的实验原理，即用橡皮筋的伸长量来表示弹力的大小，所以实验中一定要测橡皮筋的长度，而没必要关心细绳a、b的长度，选项b和c中的操作是需要的，为了确保力的合成的等效性，需要记录题图乙中结点O′的位置及过结点O′的竖直方向，选项e中的操作是必需的.(2)为了能用橡皮筋的伸长量表示弹力大小，满足F＝kx，应让k值相同，即橡皮筋的材料、粗细、原长均要相同，选项c正确.5.小明通过实验验证力的平行四边形定则.(1)实验记录纸如图13所示，O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为：F1＝3.30 N、F2＝3.85 N和F3＝4.25 N.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.图13(2)仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.实验装置如图14所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定于O点，下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程，再次记录下N的轨迹.图14图15两次实验记录的轨迹如图15所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力F a、F b的大小关系为________.(3)根据(2)中的实验，可以得出的实验结果________.(填写选项前的字母)A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比B.两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长C.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大D.两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大(4)根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.答案(1)见解析图(F合＝4.6～4.9 N都算对)(2)F a＝F b(3)BD(4)橡皮筋拉伸不宜过长；选用新橡皮筋.(或：拉力不宜过大；选用弹性好的橡皮筋；换用弹性好的弹簧.)解析(1)作出的图示如图所示.(2)重物受力情况如图所示，由于重力不变，两次实验时，橡皮筋拉力F T的方向相同，故水平拉力F大小相等，即F a＝F b.(4)橡皮筋拉伸不宜过长，选用新橡皮筋等可减小误差.。
2018年物理(新课标)高考总复习第一轮复习教师用书第二章第三节受力分析共点力的平衡Word版含解析
第三节 受力分析 共点力的平衡一、受力分析1．受力分析的定义：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图，这个过程就是受力分析．2．受力分析的一般步骤1.如图所示，质量m A ＞m B 的两物体A 、B 叠放在一起，靠在竖直墙面上．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( )提示：选A.两物体A 、B 叠放在一起，在沿粗糙墙面下落过程中，由于物体与竖直墙面之间没有压力，则没有摩擦力，二者一起做自由落体运动，A 、B 之间没有弹力作用，故选项A 正确．二、共点力作用下物体的平衡1．平衡状态：物体处于静止或匀速直线运动的状态．2．共点力的平衡条件：F 合＝0或者⎩⎪⎨⎪⎧F x 合＝0F y合＝0.2.判断正误(1)物体的速度为零即处于平衡状态．( ) (2)物体处于平衡状态时，其加速度一定为零．( )(3)物体受两个力处于平衡状态，这两个力必定等大反向． ( ) (4)物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力． ( )(5)物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态，若将F2转动90°，则三个力的合力大小为2F2.()提示：(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√三、平衡条件的几条重要推论1．二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反．2．三力平衡：如果物体在三个共点力的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，方向相反．3．多力平衡：如果物体受多个共点力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反．3.如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()A．G B．G sin θC．G cos θD．G tan θ提示：选A.椅子各部分对人的作用力的合力与重力G是一对平衡力，故A正确．物体的受力分析【知识提炼】1．受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统．(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用．(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号．2．受力分析的常用方法(1)整体法和隔离法假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在．【典题例析】如图所示，用完全相同的轻弹簧A 、B 、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A 与竖直方向的夹角为30°，弹簧C 水平，则弹簧A 、C 的伸长量之比为( )A.3∶4 B ．4∶ 3 C ．1∶2D ．2∶1[解析] 法一：隔离法分别对两小球受力分析，如图甲所示 F A sin 30°－F B sin α＝0 F ′B sin α－F C ＝0，F B ＝F ′B得F A ＝2F C ，即弹簧A 、C 的伸长量之比为2∶1，选项D 正确． 法二：整体法将两球作为一个整体，进行受力分析，如图乙所示 由平衡条件知：F ′AF C ＝1sin 30°，即F ′A ＝2F C 又F ′A ＝F A ，则F A ＝2F C ，即弹簧A 、C 的伸长量之比为2∶1，故选项D 正确．[答案] D整体法和隔离法的选取原则(1)当两个或两个以上物体具有相同加速度或相同运动状态时，可以采用整体法来分析外界对系统的作用力．(2)当分析系统内各物体间相互作用时，一般采用隔离法且选择受力较少的物体为研究对象．(3)整体法的优点在于减少受力分析的个数，但不能分析内力；隔离法的优点是对多个物体受力了解比较清楚，但计算时有点麻烦．(多选)如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上．关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是()A．A一定受到四个力B．B可能受到四个力C．B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D．A与B之间一定有摩擦力解析：选AD.对A、B整体受力分析，如图甲所示，受到向下的重力和向上的推力F，由平衡条件可知B与墙壁之间不可能有弹力，因此也不可能有摩擦力，故C错；对B受力分析如图乙所示，其受到重力、A对B的弹力及摩擦力而处于平衡状态，故B只能受到三个力，B错；对A受力分析，如图丙所示，受到重力、推力、B对A的弹力和摩擦力，共四个力，A、D对．求解共点力静态平衡问题的常用方法【知识提炼】如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心．一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止于P 点，设滑块所受支持力为F N ，OP 与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )A ．F ＝mgtan θB ．F ＝mg tan θC ．F N ＝mgtan θD ．F N ＝mg tan θ[解析] 法一：合成法滑块受力如图甲，由平衡条件知：mg F ＝tan θ，mg F N＝sin θ⇒F ＝mg tan θ，F N ＝mgsin θ.法二：效果分解法将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F ＝G 2＝mg tan θ，F N ＝G 1＝mgsin θ.法三：正交分解法将滑块受的力水平、竖直分解，如图丙所示，mg ＝F N sin θ，F ＝F N cos θ，联立解得：F ＝mg tan θ，F N ＝mgsin θ.法四：封闭三角形法如图丁所示，滑块受的三个力组成封闭三角形，解直角三角形得：F ＝mg tan θ，F N ＝mg sin θ.[答案] A如图所示，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量为m 1的重物，悬挂点为d ，另一端与另一轻质细绳相连于c 点，ac ＝l2，c 点悬挂质量为m 2的重物，平衡时ac 正好水平，此时d 点正好与ac 在同一水平线上且到b 点的距离为l ，到a 点的距离为54l ，则两重物的质量的比值m 1m 2为( )A.52 B ．2 C.54D ．35解析：选C.法一：合成法因c 点处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，如图甲所示，根据平行四边形定则将力F 与m 1g 合成，则sin θ＝m 2gm 1g ，而sin θ＝ll 2＋⎝⎛⎭⎫3l 42＝45，所以m 1m 2＝54，选项C 正确．法二：分解法因c 点处于平衡状态，所以可在F 、m 1g 方向上分解m 2g ，如图乙所示，则同样有sin θ＝m 2g m 1g ，所以m 1m 2＝54，选项C 正确． 法三：正交分解法将倾斜绳拉力m 1g 沿竖直方向和水平方向分解，如图丙所示，则m 1g ·sin θ＝m 2g ，同样可得m 1m 2＝54，选项C 正确．解决共点力动态平衡问题的三种方法【知识提炼】1．动态平衡：“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个状态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡．2．分析动态平衡问题的方法(2016·高考全国卷甲)质量为m 的物体用轻绳AB 悬挂于天花板上．用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O ，如图所示．用T 表示绳OA 段拉力的大小，在O点向左移动的过程中( )A ．F 逐渐变大，T 逐渐变大B ．F 逐渐变大，T 逐渐变小C ．F 逐渐变小，T 逐渐变大D ．F 逐渐变小，T 逐渐变小[审题指导] 解题的关键是分析物体受力的特点，哪个是恒力，哪个是变力，熟练应用解决动态平衡问题的方法求解，既可以用解析法，也可用图解法．[解析] 法一：解析法设绳OA 段与竖直方向的夹角为θ，对O 点进行受力分析，列平衡方程得F ＝mg tan θ，T＝mgcos θ，则随θ的逐渐增大，F逐渐增大，T逐渐增大，A正确．法二：图解法由题意知，系统处于动态平衡状态，分析O点的受力情况如图甲所示，其中T′＝G恒定不变，F方向不变，T大小方向均改变，在O点向左移动的过程中，θ角逐渐变大，由动态矢量三角形(图乙)可知F、T均逐渐变大，故A项正确．[答案] A动态平衡问题的常见解题思路(适用三力平衡问题)(1)若已知一个力不变，另一个力F1方向不变大小变，则用三角形法(或图解法)处理问题，另一个力F2的最小值条件为F1⊥F2.(2)若已知一个力不变，另一个力大小不变方向变，则用画图法处理问题．(3)若已知一个力不变，另一个力大小、方向都变，则采用相似三角形法处理问题．解决问题时，要寻找一个力的三角形和一个边的三角形，根据对应边比例相等求解．【跟进题组】考向1解析法求解动态平衡问题1．(多选)(2016·高考全国卷乙)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解析：选BD.只要物块a质量不变，物块b保持静止，则连接a和b的细绳的张力就保持不变，细绳OO′的张力也就不变，选项A、C错误．对物块b进行受力分析，物块b受到细绳的拉力(不变)、竖直向下的重力(不变)、外力F、桌面的支持力和摩擦力．若F方向不变，大小在一定范围内变化，则物块b受到的支持力和物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，选项B、D正确．考向2图解法求解动态平衡问题2．如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，小球在斜面体上无摩擦地滑动，细绳始终处于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变化情况是()A．F N保持不变，F T不断增大B．F N不断增大，F T不断减小C．F N保持不变，F T先增大后减小D．F N不断增大，F T先减小后增大解析：选D.选小球为研究对象，其受力情况如图所示，用平行四边形定则作出相应的“力三角形O′AB”，其中O′A的大小、方向均不变，AB的方向不变，推动斜面时，F T逐渐趋于水平，B点向下移动，根据动态平衡，F T先减小后增大，F N不断增大，选项D正确．考向3相似三角形法求解动态平衡问题3．如图所示，光滑半球面上的小球被一通过定滑轮的力F由底端缓慢拉到顶端的过程中，试分析绳的拉力F及半球面对小球的支持力F N的变化情况．解析：如图所示，作出小球的受力示意图，注意弹力F N总与球面垂直，从图中可得到相似三角形．设球体半径为R，定滑轮到球面最高点的距离为h，定滑轮与小球间绳长为L，根据三角形相似得F L＝mgh＋R，F NR＝mgh＋R由以上两式得绳中的张力F＝mg Lh＋R球面的弹力F N＝mg Rh＋R由于在拉动过程中h、R不变，L变小，故F减小，F N不变．答案：见解析平衡中的临界、极值问题【知识提炼】1．临界问题：当某物理量变化时，会引起其他几个物理量发生变化，从而使物体所处的平衡状态“恰好出现”或“恰好不出现”，在问题中常用“刚好”“刚能”“恰好”等语言描述．常见的临界状态有：(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；绳子绷紧与松弛的临界条件为绳中张力为0；(3)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．研究的基本思维方法：假设推理法．2．极值问题：平衡物体的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题．一般用图解法或解析法进行分析．【典题例析】如图所示，质量为m的物体，放在一固定的斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角θ0的大小．[解析](1)由题意物体恰能沿斜面匀速下滑，则满足mg sin 30°＝μmg cos 30°解得μ＝33. (2)设斜面倾角为α，受力情况如图所示，由匀速直线运动的条件有F cos α＝mg sin α＋f 2，N ＝mg cos α＋F sin α，f 2＝μN解得F ＝mg sin α＋μmg cos αcos α－μsin α当cos α－μsin α→0时，F →∞，即“不论水平恒力F 多大，都不能使物体沿斜面向上滑行”，此时临界角θ0＝α＝60°.[答案] (1)33(2)60°掌握突破临界问题的三种方法(1)解析法：根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识求极值．通常用到的数学知识有二次函数求极值、讨论分式求极值、三角函数求极值以及几何法求极值等．(2)图解法：根据平衡条件作出力的矢量图，如只受三个力，则这三个力构成封闭矢量三角形，然后根据矢量图进行动态分析，确定最大值和最小值．(3)极限法：极限法是一种处理临界问题的有效方法，它是指通过恰当选取某个变化的物理量将问题推向极端(“极大”“极小”“极右”“极左”等)，从而把比较隐蔽的临界现象暴露出来，使问题明朗化，便于分析求解．(2017·安徽江淮名校联考)如图所示，轻质弹簧一端系在质量为m ＝1 kg 的小物块上，另一端固定在墙上．物块在斜面上静止时，弹簧与竖直方向的夹角为37°，已知斜面倾角θ＝37°，斜面与小物块间的动摩擦因数μ＝0.5，斜面固定不动．设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，下列说法正确的是( )A ．小物块可能只受三个力B ．弹簧弹力大小一定等于4 NC ．弹簧弹力大小不可能等于3 ND ．斜面对物块支持力可能为零解析：选C.假如物块受3个作用力，重力、斜面的支持力以及摩擦力，则mg sin 37°＝6 N，而最大静摩擦力为μmg cos 37°＝4 N<6 N，则物块不能静止，故选项A错误；要使物块静止，设弹簧弹力最小为F，则满足mg sin 37°＝μ(F＋mg cos 37°)，解得F＝4 N，故当弹力不小于4 N时，物块均能静止，选项B错误，C正确；若斜面对物块支持力为零，则物块与斜面之间的摩擦力为零，则物块不可能静止，选项D错误．1.(2017·忻州模拟)如图所示，固定斜面上有一光滑小球，有一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力的个数不可能的是()A．1B．2C．3 D．4答案：A2．(2017·河北衡水调研)如图所示，A、B两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因数相同，先后用水平力F1和F2拉着A、B一起匀速运动，两次细线上的力分别为F T1、F T2，则()A．F1＞F2F T1＜F T2B．F1＝F2F T1＜F T2C．F1＜F2F T1＝F T2D．F1＜F2F T1＞F T2解析：选B.对整体受力分析可知，整体受重力、拉力、支持力及摩擦力．因整体对地面的压力相同，故摩擦力相同，因此水平拉力相等，即F1＝F2.再对A受力分析可知，A受重力、支持力、绳子的拉力及与地面间的摩擦力而处于平衡状态．对第一种情况有F T1sin θ＝μ(mg－F T1cos θ)，解得F T1＝μmgsin θ＋μcos θ；对第二种情况有F T2sin θ＝μ(mg＋F T2cos θ)，解得F T2＝μmgsin θ－μcos θ，故F T1＜F T2.故选B.3．(2016·高考全国卷丙)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.m 2B.32m C ．m D ．2m解析：选C.由于轻环不计重力，故细线对轻环的拉力的合力与圆弧对轻环的支持力等大反向，即沿半径方向；又两侧细线对轻环拉力相等，故轻环所在位置对应的圆弧半径为两细线的角平分线，因为两轻环间的距离等于圆弧的半径，故两轻环与圆弧圆心构成等边三角形；又小球对细线的拉力方向竖直向下，由几何知识可知，两轻环间的细线夹角为120°，对小物块进行受力分析，由三力平衡知识可知，小物块质量与小球质量相等，均为m ，C 项正确．4.如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为F N1，球对木板的压力大小为F N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中( )A ．F N1始终减小，F N2始终增大B ．F N1始终减小，F N2始终减小C ．F N1先增大后减小，F N2始终减小D ．F N1先增大后减小，F N2先减小后增大解析：选B.以小球为研究对象，分析受力情况：重力G 、墙面的支持力F N1和木板的支持力F ′N2，如图所示，根据平衡条件得：F N1＝G cot θ，F ′N2＝G sin θ＝F N2.木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置，θ增大，则F N1始终减小，F N2始终减小．5.如图所示，质量均可忽略的轻绳与轻杆承受弹力的最大值一定，轻杆A 端用铰链固定，滑轮在A 点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计)，轻杆B 端吊一重物G ，现将绳的一端拴在杆的B 端，用拉力F 将B 端缓慢上拉(均未断)，在AB 杆达到竖直前，以下分析正确的是( )A ．绳子越来越容易断B ．绳子越来越不容易断C ．AB 杆越来越容易断D ．AB 杆越来越不容易断解析：选B.以B 点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，其中一个是轻杆的弹力T ，一个是绳子斜向上的拉力F ，一个是绳子竖直向下的拉力F ′(大小等于物体的重力G )，根据相似三角形法，可得mg OA ＝T AB ＝F OB，由于OA 和AB 不变，OB 逐渐减小，因此轻杆上的弹力大小不变，而绳子斜向上的拉力越来越小，选项B 正确．6．(2017·衡水模拟)如图所示，三根长度均为l 的轻绳分别连接于C 、D 两点，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 绳保持水平，在D 点上可施加的力的最小值为( )A ．mg B.33mg C.12mg D ．14mg解析：选C.由题图可知，要想CD 水平，各绳均应绷紧，则AC 与水平方向的夹角为60°，结点C 受力平衡，则受力分析如图所示，则CD绳的拉力F T ＝mg tan 30°＝33mg ，D 点受绳子拉力大小等于F T ，方向向左．要使CD 水平，D 点两绳的拉力与外界的力的合力为零，则绳子对D 点的拉力可分解为沿BD 绳的力F 1、另一分力F 2，由几何关系可知，当力F 2与BD 垂直时，F 2最小，而F 2的大小即为施加的力的大小，故最小力F ＝F T sin 60°＝12mg .一、单项选择题1．(2017·天津渤海月考)如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v 匀速下滑．在箱子的中央有一个质量为m 的苹果，它受到周围苹果对它作用力的合力的方向( )A ．沿斜面向上B ．沿斜面向下C ．竖直向上D ．垂直斜面向上解析：选C.一箱苹果整体向下匀速运动，其中央的一个苹果也一定是做匀速运动，受到的合力为零．由于中央的那一个苹果只受重力与它周围苹果对它作用力的合力的作用，故重力与它周围苹果对它作用力的合力为一对平衡力，大小相等、方向相反，受力如图，故C 正确．2.(2017·长沙模拟)如图所示，一固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑，A 与B 的接触面光滑．已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，则B 与斜面之间的动摩擦因数是( )A.23tan α B.23cot α C ．tan α D ．cot α解析：选A.设两个物块的质量均为m ，B 与斜面之间动摩擦因数为μ.以A 、B 整体为研究对象．根据平衡条件得2mg sin α＝2μmg cos α＋μmg cos α，解得μ＝23tan α，故A 正确． 3．如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千，某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变．木板静止时，F 1表示木板所受合力的大小，F 2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后( )A ．F 1不变，F 2变大B ．F 1不变，F 2变小C ．F 1变大，F 2变大D ．F 1变小，F 2变小解析：选A.木板静止时受力情况如图所示，设轻绳与竖直木桩的夹角为θ，由平衡条件知，合力F 1＝0，故F 1不变，F 2＝mg 2cos θ，剪短轻绳后，θ增大，cos θ减小，F 2增大，故A 正确．4.如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)．与稳定在竖直位置时相比，小球的高度( )A ．一定升高B ．一定降低C ．保持不变D ．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定解析：选A.设橡皮筋原长为l 0.加速前平衡时橡皮筋伸长了x则有kx 0＝mg当加速并稳定时设小球偏离竖直方向θ角，橡皮筋伸长了x由小球在竖直方向受力平衡有kx cos θ＝mg联立得kx cos θ＝kx 0即x cos θ＝x 0此时小球距悬挂点的竖直高度h ＝(l 0＋x )cos θ＝l 0cos θ＋x cos θ＝l 0cos θ＋x 0＜l 0＋x 0故小球一定升高，选项A 正确．5．(2017·长沙模拟)如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔．质量为m 的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住．现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F 和环对小球的弹力F N 的大小变化情况是( )A ．F 减小，F N 不变B ．F 不变，F N 减小C ．F 不变，F N 增大D ．F 增大，F N 减小解析：选A.对小球受力分析，其所受的三个力组成一个闭合三角形，如图所示，力三角形与圆内的三角形相似，由几何关系可知mg R ＝F N R ＝F L，小球缓慢上移时mg 不变，R 不变，L 减小，F 大小减小，F N 大小不变，A 正确．二、多项选择题6.(2015·高考广东卷)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同．下列说法正确的有()A．三条绳中的张力都相等B．杆对地面的压力大于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析：选BC.根据物体的平衡可知，三条绳上拉力的水平分力的合力为零，选项C正确；由于三条绳的长度不同，因此三条绳与竖直方向的夹角不同，如果三条绳水平分力间的夹角相等，则三条绳上张力一定不等，选项A错误；由力的平衡可知，杆对地面的压力等于杆的重力与三条绳拉力的竖直分力之和，选项B正确；三条绳的拉力的合力和杆的重力的方向均竖直向下，它们不是一对平衡力，选项D错误．7.如图所示，用一根细线系住重力为G、半径为R的球，其与倾角为α的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，细线悬点O固定不动，在斜面劈从图示位置缓慢水平向左移动直至细线与斜面平行的过程中，下述正确的是()A．细线对球的拉力先减小后增大B．细线对球的拉力先增大后减小C．细线对球的拉力一直减小D．细线对球的拉力最小值等于G sin α解析：选CD.以球为研究对象，对其受力分析如图所示，因题中“缓慢”移动，故小球处于动态平衡，由图知在题设的过程中，F T一直减小，当细线与斜面平行时，F T与F N垂直，F T有最小值，且F Tmin＝G sin α，故选项C、D正确．8．如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力为G，其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上方露出另一半，a静止在平面上．现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，则应有()A．拉力F先增大后减小，最大值是GB．开始时拉力F最大为3G，以后逐渐减小为0C．a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到GD．a、b间的压力由0逐渐增大，最大为G解析：选BC.要把a拉离平面，在开始时，平面MN对a的支持力应为零，因此a受力分析如图甲所示，则sin θ＝R 2R ＝12，所以θ＝30°，拉力F ＝G tan 30°＝3G .当a 逐渐上移时，用图解法分析F 的变化如图乙所示，在a 上移时，拉力F 逐渐减小至零．在开始时，F N ＝G sin 30°＝2G ，以后逐渐减小至G ，因此正确选项为B 、C.三、非选择题9.物体A 的质量为2 kg ，两根轻细绳b 和c 的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体A 上，在物体A 上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F ，相关几何关系如图所示，θ＝60°.若要使两绳都能伸直，求拉力F 的大小范围．(g 取10 m/s 2)解析：c 绳刚好伸直时，拉力F 最小，物体A 受力如图1所示：由平衡条件得：F min sin θ＋F b sin θ－mg ＝0F min cos θ－F b cos θ＝0解得：F min ＝mg2sin θ＝2033 N b 绳刚好伸直时，拉力F 最大，物体A 受力如图2所示：F max sin θ－mg ＝0解得：F max ＝mgsin θ＝4033 N 故拉力F 的大小范围是2033 N ≤F ≤4033N. 答案：2033 N ≤F ≤4033N 10．如图所示，一个底面粗糙、质量为M 的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角；现用一端固定的轻绳系一质量为m 的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角。
2018版高考物理配套课件：第二章 第3讲 受力分析 共点力的平衡
第二章 相互作用第3讲 受力分析共点力的平衡考试标准知识内容必考要求加试要求说明共点力平衡条件及应用c c1.只要求解决同一平面内的共点力平衡问题.2.不要求用正弦定理、余弦定理、相似三角形对应边成比例等方法求解共点力的平衡问题.内容索引必考考点自清加试题型突破课时训练必考考点自清一、共点力平衡条件及应用1.平衡状态物体处于静止状态或 状态.2.共点力的平衡条件 考点逐项排查1匀速直线运动3.平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向 .(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等，方向 ，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形.(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与其余几个力的合力大小 ，方向相反.相反相反相等[深度思考]判断下列说法是否正确.(1)处于平衡状态的物体加速度一定等于零.( )(2)速度等于零的物体一定处于平衡状态.( )(3)若三个力F 1、F 2、F 3平衡，将F 1转动90°时，三个力的合力大小为 F 1.( )(4)物体在缓慢运动时所处的状态不属于平衡状态.( )√√××二、受力分析1.受力分析的一般顺序(1)首先分析场力(重力摩擦力(3)合力和分力不能重复考虑.(4)区分性质力与效果力：研究对象的受力图，通常只画出按性质命名的力，不要把按效果命名的分力或合力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解.必考题组专练21.人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图1所示.以下说法正确的是( )A.人受到重力和支持力的作用B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用C.人受到的合外力不为零D.人受到的合外力方向与速度方向相同1234√图12.如图2所示，用手掌沿水平方向将一本书压在竖直墙壁上，保持静止.现增大手掌对书本的压力，则关于书本受到的摩擦力，下列说法中正确的是( )A.书本只受到墙壁给它的静摩擦力B.书本只受到手掌给它的静摩擦力C.书本受到的静摩擦力保持不变D.书本受到的静摩擦力增大图2 √3.孔明灯相传是由三国时的诸葛孔明发明的.如图3所示，有一盏质量为m 的孔明灯升空后沿着东偏北方向匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力的大小和方向是( )A.0B.mg ，竖直向上C.mg ，东北偏上方向D. mg ，东北偏上方向√图3 4.(2015·浙江9月选考·9)如图4所示，倾角为θ、质量为m 的直角三棱柱ABC 置于粗糙水平地面上，柱体与水平地面间的动摩擦因数为μ.施加一个垂直BC 面的外力F ，柱体仍保持静止，地面对柱体的摩擦力大小等于( )A.μmg B.F sin θC.F cos θ D.μ(F cos θ＋mg )√图4加试题型突破命题点一 受力分析和平衡条件的应用例1 如图5所示，一条不可伸长的轻质细绳一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物，另一端与一轻质绳相连于c 点，ac＝，c点悬挂质量为m2的重物，平衡时ac正好水平，此时质量为m1的重物的上表面正好与ac在同一水平线上且到b点的距离为l，到a点的距离为l，则两重物的质量之比为( )√图51.如图6所示，与竖直方向成45°角的天花板上有一物块，该物块在竖直向上的恒力F 作用下恰好能沿天花板匀速上升，则下列说法正确的是( )A.物块一定受两个力的作用B.物块一定受三个力的作用C.物块可能受三个力的作用D.物块可能受四个力的作用[题组阶梯突破]√图62.如图7所示，水平地面上放着一个画架，它的前支架是固定的而后支架可前后移动，画架上静止放着一幅重为G 的画.下列说法正确的是( )A.画架对画的作用力大于GB.画架后支架受到地面的摩擦力水平向前C.若后支架缓慢向后退，则画架对画的作用力变小D.画架对画的弹力是画发生弹性形变引起的图7√3.国家大剧院外部呈椭球形.假设国家大剧院的屋顶为半球形，一保洁人员为执行保洁任务，必须在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图8所示)，他在向上爬的过程中( )A.屋顶对他的摩擦力不变B.屋顶对他的摩擦力变大C.屋顶对他的支持力不变D.屋顶对他的支持力变大√图8解析 保洁员缓慢爬行可以看成其在任意位置都处于平衡状态.对保洁员进行受力分析并建立平衡方程：摩擦力F f＝mg sin θ，支持力F N＝mg cos θ，向上爬时θ减小，所以F f减小，F N增大，D正确.4.如图9为喜庆节日里挂的灯笼，由于天气刮风，重量为G的灯笼向右飘起，设风对灯笼的作用力F恒定，灯笼看成质点.在某一时间内灯笼偏离竖直方向的角度恒为θ，设轻绳对灯笼的拉力为F T.下列说法正确的是( )A.F T与F的合力方向竖直向下B.F T与F的合力大于GC.F T和G是一对平衡力D.轻绳所受拉力的大小为F T＝√图9命题点二 平衡中的临界与极值问题例2 如图10所示，物体的质量为2 kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ＝30°的拉力F，小球处于静止状态.重力加速度为g＝10 m/s2，求：(1)当轻绳AC的拉力刚好为零时，拉力F 的大小；(2)当轻绳AB的拉力刚好为零时，拉力F的大小；(3)若要使两绳均能伸直，求拉力F的大小的取值范围.图10[题组阶梯突破]5.倾角为θ＝37°的斜面体与水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.现给A施加一水平力F，如图11所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，如果物体A能在斜面上静止，水平推力F与G的比值不可能是( )A.3B.2√C.1D.0.5图116.如图所示，一物块A放在固定于水平地面上的斜面体B上，处于静止状态.现用力F沿不同方向作用在A上，物体A始终保持静止.则施加力F 后，物块A受到的摩擦力一定增大且数值最小的是( )√7.如图12所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，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绳保持水平，在D点上可施加的力的最小值为( )图12√课时训练1.物体在共点力作用下，下列说法中正确的是( )A.物体的速度在某一时刻等于零，则该时刻物体一定处于平衡状态B.物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态√C.物体所受合力为零，就一定处于平衡状态D.物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态2.(2016·兰溪市联考)在水平桌面上叠放着木块P 和Q ，用水平力F 推Q ，使P 、Q 两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图1所示，以下说法中正确的是( )A.P 受三个力，Q 受六个力B.P 受四个力，Q 受六个力C.P 受二个力，Q 受五个力D.以上答案均不正确√图1解析 木块P 受竖直方向的重力G 和支持力F N 的作用，木块Q 受重力G ′，地面的支持力F N1，P 木块的压力F N ′、水平推力F 和地面对木块Q 的摩擦力F f . 3.(2015·浙江嘉兴学考一模·5)如图2所示，一物体放在自动扶梯上，随自动扶梯匀速斜向下运动，则物体受到的外力有( )A.1个B.2个C.3个D.4个√解析 物体匀速运动，知物体受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，故B 正确.图24.(2016·嵊州市调研)如图3所示，重物挂在弹性很好的橡皮筋的中点，在橡皮筋的两点S、P相互缓慢靠近的过程中，其长度( )A.先增加后缩短B.逐渐增加C.逐渐缩短√D.保持不变图3解析 两条橡皮筋拉力的合力与重物的重力平衡，设它们的夹角为2θ，则橡皮筋的拉力F满足2F cos θ＝mg，当θ减小时，cos θ增大，F减小，橡皮筋的长度减小，C正确.5.如图4所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面，保持静止状态.已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ，塑料壳和磁铁的总质量为m ，塑料壳和斜面间的动摩擦因数为μ，则以下说法正确的是( )A.塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mg cos θB.顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmg cos θC.顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为mgD.磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动图4√6.如图5所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙面上处于静止.则关于木块的受力情况和墙面对木块的作用力(支持力与摩擦力的合力)，下列说法不正确的是( ) A.墙面对木块一定有支持力B.墙面对木块一定有摩擦力C.墙面对木块的作用力为FD.墙面对木块的作用力为图5√气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为( )图6√8.如图7所示，物块A 放在倾斜的木板上，改变木板与水平面之间的夹角θ，发现当θ＝30°和θ＝45°时物块A 所受的摩擦力大小恰好相等，则物块A 与木板之间的动摩擦因数为( )图7√9.如图8，光滑的四分之一圆弧轨道AB 固定在竖直平面内，A 端与水平面相切.穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A 向B 运动，F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为F N .在运动过程中( )A.F 增大，F N 减小B.F 减小，F N 减小C.F 增大，F N 增大D.F 减小，F N 增大√图810.如图9，一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为F N1，球对木板的压力大小为F N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦，在此过程中( )A.F N1始终减小，F N2始终增大B.F N1始终减小，F N2始终减小C.F N1先增大后减小，F N2始终减小D.F N1先增大后减小，F N2先减小后增大√图911.如图10，用OA 、OB 两根轻绳将物体悬于两竖直墙之间，开始时OB 绳水平.现保持O 点位置不变，改变OB 绳长使绳末端由B 点缓慢上移至B ′点，此时OB ′与OA 之间的夹角θ<90°.设此过程中OA 、OB 绳的拉力分别为F OA 、F OB ，下列说法正确的是( )A.F OA 逐渐增大B.F OA 逐渐减小C.F OB 逐渐增大D.F OB逐渐减小图10√12.如图11所示，重50 N 的物体A 放在倾角为37°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm 、劲度系数为800 N/m 的弹簧，其一端固定在斜面顶端，另一端连接物体A 后，弹簧长度为14 cm ，现用一弹簧测力计沿斜面向下拉物体，若物体与斜面间的最大静摩擦力为20 N ，当弹簧的长度仍为14 cm 时，弹簧测力计的读数不可能为( )A.10 NB.20 NC.40 ND.0 N图11√13.将两个质量均为m 的小球a 、b 用细线相连后，再用细线悬挂于O 点，如图12所示.用力F 拉小球b ，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa 与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F 的最小值为( )图12√解析 以两小球整体为研究对象，当力F 与Oa 垂直时，F 有最小值，F min ＝2mg sin 30°＝mg .14.如图13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F 1、半球面对小球的支持力F 2的变化情况正确的是( )A.F 1增大，F 2减小B .F 1增大，F 2增大C.F 1减小，F 2减小 D.F 1减小，F 2增大图13√15.(多选)水平地面上处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m 的物块上，另一端拴在固定于B 点的木桩上.用弹簧测力计的光滑挂钩缓慢拉绳，弹簧测力计始终与地面平行，如图14所示.物块在水平拉力作用下缓慢滑动.当物块滑动至A 位置、∠AOB ＝120°时，弹簧测力计的示数为F .则( )A.物块与地面间的动摩擦因数为B.木桩受到绳的拉力始终大于F C.弹簧测力计的拉力保持不变D.弹簧测力计的拉力一直增大√图14√16.(2016·杭州市联考)如图15所示，用完全相同的轻弹簧A 、B 、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A 与竖直方向的夹角为30°，弹簧C 水平，求弹簧A 、C 的伸长量之比.图15解析 把两个小球看成整体，分析受力，由平衡条件可得：F A sin 30°＝F C ，又F A ＝kx A ，F C ＝kx C ，联立解得弹簧A 、C 的伸长量之比x A ∶x C ＝1∶sin 30°＝2∶1.答案 2∶117.如图16所示，质量为M 的直角三棱柱A 放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m 的光滑球B 放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A 和B 都处于静止状态，则地面对三棱柱的支持力和摩擦力各为多少？图16解析答案1234567891011121314151617返回。
物理一轮复习第2章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡含解析
第3讲受力分析共点力的平衡时间:50分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。
其中1~7题为单选，8～10题为多选）1．我国的高铁技术在世界处于领先地位，高铁(如图甲所示）在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动.图乙为高铁车厢示意图，A、B两物块相互接触地放在车厢里的水平桌面上,物块与桌面间的动摩擦因数相同，A的质量比B的质量大，车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，A、B相对于桌面始终保持静止，下列说法正确的是（)A．A受到2个力的作用B．B受到3个力的作用C．A受到桌面对它向右的摩擦力D．B受到A对它向右的弹力答案A解析车厢在平直的铁轨上向右做匀速直线运动，此时AB 均向右做匀速直线运动，故A、B均只受重力和支持力作用,水平方向不受外力，故水平方向均不受摩擦力，同时A、B间也没有弹力作用，故A正确，B、C、D错误。
2．下列四个图中所有接触面均粗糙，各物体均处于静止状态,其中物体A受力个数可能超过5个的是（)答案C解析A选项中对整体分析，可知墙壁对A没有弹力，故A 最多受到重力、B的支持力、B的摩擦力、弹簧的拉力共四个力，故A错误;B选项中A最多受四个力,故B错误;C选项中A受重力、B的压力和摩擦力、斜面的支持力、推力，也可能受到斜面的摩擦力,共六个力,故C正确；D选项中A最多受到重力、斜面的支持力、摩擦力、推力和B的压力共五个力，故D错误。
3。
飞艇常常用于执行扫雷、空中预警、电子干扰等作战任务。
如图所示为飞艇拖曳扫雷具扫除水雷的模拟图。
当飞艇匀速飞行时，绳子与竖直方向的夹角恒为θ。
已知扫雷具质量为m,重力加速度为g，扫雷具所受浮力不能忽略，下列说法正确的是(）A．扫雷具受3个力作用B．绳子拉力大小为错误!C．水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力D．绳子拉力一定大于mg答案C解析扫雷具受到重力、绳子拉力、水的阻力、水的浮力共4个力作用，A错误；设扫雷具所受水的浮力为f，绳子的拉力为F，由F cosθ＝mg－f，解得绳子拉力F＝错误!,B错误；水对扫雷具的作用力包括竖直向上的浮力和水平向右的阻力,绳子拉力在水平方向的分力大小等于水的阻力(即水对扫雷具作用力的水平分力),所以水对扫雷具作用力的水平分力小于绳子拉力,C 正确;在竖直方向，重力竖直向下,浮力竖直向上，则由mg＝f＋F cosθ可知,无法判断绳子拉力与重力mg的大小关系，D错误。
2018版高考物理新课标一轮复习教师用书：第二章 相互
第2讲力的合成与分解知识点一力的合成与分解1.合力与分力(1)定义：如果一个力跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的，原来那几个力叫做.(2)关系：合力和分力是的关系.2.共点力作用在物体的，或作用线的交于一点的力.3.力的合成(1)定义：求几个力的的过程.(2)运算法则①平行四边形定则：求两个互成角度的的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的和.如图甲所示.②三角形定则：把两个矢量，从而求出合矢量的方法.如图乙所示.4.力的分解(1)定义：求一个已知力的的过程.(2)遵循原则：定则或定则.(3)分解方法：①按力产生的分解；②正交分解.答案：1.(1)产生的效果合力分力(2)等效替代 2.同一点延长线 3.(1)合力(2)①共点力大小方向②首尾相接4.(1)分力(2)平行四边形三角形(3)效果知识点二矢量和标量1.矢量：既有大小又有的量，相加时遵从.2.标量：只有大小，方向的量，求和时按相加.答案：1.方向平行四边形定则 2.没有代数法则(1)合力及其分力均为作用于同一物体上的力.( )(2)合力及其分力可以同时作用在物体上.( )(3)几个力的共同作用效果可以用一个力来代替.( )(4)在进行力的合成与分解时，都要应用平行四边形定则或三角形定则.( )(5)两个力的合力一定比其分力大.( )(6)互成角度的两个力的合力与分力间一定构成封闭的三角形.( )答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√考点共点力的合成1.合成方法(1)作图法.(2)计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法求出合力，是解题的常用方法.2.运算法则(1)平行四边形定则.(2)三角形定则.3.重要结论(1)两个分力一定时，夹角θ越大，合力越小.(2)合力一定，两等大分力的夹角越大，两分力越大.(3)合力可以大于分力，等于分力，也可以小于分力.4.几种特殊情况的共点力的合成考向1 作图法的应用[典例1] 一物体受到三个共面共点力F 1、F 2、F 3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是()A.三力的合力有最大值F 1＋F 2＋F 3，方向不确定B.三力的合力有唯一值3F 3，方向与F 3同向C.三力的合力有唯一值2F 3，方向与F 3同向D.由题给条件无法求合力大小[解析] 先以力F 1和F 2为邻边作平行四边形，其合力与F 3共线，大小F 12＝2F 3，如图所示，合力F 12再与第三个力F 3合成求合力F 合.可见F 合＝3F 3.[答案] B考向2 计算法的应用[典例2] (2018·河北石家庄模拟)如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L ，两根相同的橡皮条自由长度均为L ，在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k ，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内)，则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )A.kLB.2kLC.32kL D.152kL [解析] 发射弹丸瞬间两橡皮条间的夹角为2θ，则sin θ＝L22L ＝14，cos θ＝1－sin 2θ＝154.发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为F 合＝2F cos θ.F ＝kx ＝kL ，故F 合＝2kL ·154＝152kL ，D 正确. [答案] D考向3 合力范围的确定[典例3] (多选)一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5 N，现将水平面内的三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N.下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是( )A.物体所受静摩擦力可能为2 NB.物体所受静摩擦力可能为4 NC.物体可能仍保持静止D.物体一定被拉动[解析] 两个2 N的力的合力范围为0～4 N，然后与 3 N 的力合成，则三力的合力范围为0～7 N，由于最大静摩擦力为5 N，因此可判定A、B、C正确，D错误.[答案] ABC[变式1] (多选)已知两个共点力的合力为F，现保持两力之间的夹角θ不变，使其中一个力增大，则( )A.合力F一定增大B.合力F的大小可能不变C.合力F可能增大，也可能减小D.当0°<θ<90°时，合力F一定减小答案：BC 解析：设有两个共点力F1、F2，分两种情况讨论.(1)当0°<θ≤90°时，合力随着其中一个力的增大而增大，如图甲所示，选项D错误.(2)当θ>90°时，若F2增大，其合力先变小，后又逐渐增大，如图乙所示.所以选项A 错误，选项B、C正确.1.力的大小和方向一定时，其合力也一定.2.作图法求合力，需严格用同一标度作出力的图示，作出规范的平行四边形.3.计算法求合力，只需作出力的示意图，对平行四边形的作图要求也不太严格，重点是利用数学方法求解.考点力的分解1.按力的效果分解(1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方向； (2)再根据两个分力方向画出平行四边形；(3)最后由平行四边形和数学知识(如正弦定理、余弦定理、三角形相似等)求出两分力的大小.2.力的分解的唯一性与多解性两个力的合力唯一确定，但一个力的两个分力不一定唯一确定，即已知一条确定的对角线，可以作出无数个平行四边形，如果没有条件限制，一个已知力可以有无数对分力，若要得到确定的解，则必须给出一些附加条件：(1)已知合力和两个不平行分力的方向，可以唯一地作出力的平行四边形，对力F 进行分解，其解是唯一的.(2)已知一个分力的大小和方向，力的分解也是唯一的.(3)已知一个分力F 1的方向和另一个分力F 2的大小，对力F 进行分解，如图所示，有三种可能：(F 1与F 的夹角为θ)①F 2＜F sin θ时无解；②F 2＝F sin θ或F 2≥F 时有一组解； ③F sin θ＜F 2＜F 时有两组解.考向1 按力的效果分解[典例4] 某压榨机的结构示意图如图所示，其中B 为固定铰链，若在A 铰链处作用一垂直于墙壁的力F ，则由于力F 的作用，使滑块C 压紧物体D ，设C 与D 光滑接触，杆的重力及滑块C 的重力不计，图中a ＝0.5 m ，b ＝0.18 m ，则物体D 所受压力的大小与力F 的比值为( )A.4B.5C.10D.1[解析] 按力F 的作用效果沿AC 、AB 杆方向分解为图甲所示的F 1、F 2，则F 1＝F 2＝F2cos θ，由几何知识得tan θ＝ab＝10，再按F 1的作用效果将F 1沿水平向左和竖直向下分解为图乙所示的F 3、F 4，则F 4＝F 1sin θ，联立得F 4＝5F ，即物体D 所受压力的大小与力F 的比值为5，B 正确.[答案] B[变式2] 如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A 、B 挡住，挡板A 沿竖直方向，挡板B 垂直于斜面，则两挡板受到小球压力的大小之比为 ，斜面受到两小球压力的大小之比为 .答案：1cos θ 1cos 2θ解析：根据两球所处的状态，正确地进行力的作用效果分析，作力的平行四边形，力的计算可转化为直角三角形的边角计算，从而求出压力之比.球1所受的重力有两个作用效果：第一，使物体欲沿水平方向推开挡板；第二，使物体压紧斜面.因此，力的分解如图甲所示，由此得两个分力，大小分别为F 1 ＝G tan θ，F 2＝Gcos θ.球2所受重力G 有两个作用效果：第一，使物体垂直挤压挡板；第二，使物体压紧斜面.因此力的分解如图乙所示，由此可得两个分力的大小分别为F 3＝G sin θ，F 4＝G cos θ.所以挡板A 、B 所受压力之比为F 1F 3＝1cos θ，斜面所受两个小球的压力之比为F 2F 4＝1cos 2 θ.考向2 力的分解的唯一性和多解性[典例5] (多选)已知力F ，且它的一个分力F 1跟F 成30°角，大小未知，另一个分力F 2的大小为33F ，方向未知，则F 1的大小可能是( ) A.3F 3 B.3F 2C.23F3D.3F[解析] 根据题意作出矢量三角形如图所示，因为33F >F2，从图上可以看出，F 1有两个解，由直角三角形OAD 可知：F OA ＝F 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫F 22＝32F .由直角三角形ABD 得：F AB ＝F 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫F 22＝36F .由图的对称性可知：F AC ＝F AB ＝36F ，则分力F 1＝32F －36F ＝33F ；F ′1＝32F ＋36F ＝233F . [答案] AC[变式3] (2018·河北唐山模拟)如图所示，用一根长为l 的细绳一端固定在O 点，另一端悬挂质量为m 的小球A .为使细绳与竖直方向成30°角且绷紧，小球A 处于静止，对小球施加的最小的力是( )A.3mgB.32mgC.12mg D.33mg 答案：C 解析：将小球的重力分解如图所示，其中一个分力等于施加的力的大小.当施加的力与OA 垂直时最小，F min ＝mg sin 30°＝12mg ，C 正确.(1)力的分解问题选取原则①选用哪一种方法进行力的分解要视情况而定，一般来说，当物体受到三个或三个以下的力时，常利用三角形法或按实际效果进行分解，若这三个力中，有两个力互相垂直，可选用正交分解法.②当物体受到三个以上的力时，常用正交分解法.(2)按实际效果分解力的一般思路考点正交分解法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.正交分解法的基本步骤(1)建立平面坐标系：正交的两个方向可以任意选取，不会影响研究的结果，但如果选择合理，则解题较为方便.选取正交方向的一般原则：①使尽量多的矢量落在坐标轴上；②平行和垂直于接触面；③平行和垂直于运动方向.(2)分别将各力沿正交的两个方向(x轴和y轴)分解，如图所示.(3)求各力在x轴和y轴上的分力的合力F x和F y，则有F x＝F1x＋F2x＋F3x＋…，F y＝F1y＋F2y ＋F3y＋….3.结论(1)如果物体处于平衡状态，则F x＝0，F y＝0.(2)如果物体在x轴方向做匀加速直线运动，到F x＝ma，F y＝0；如果物体在y轴方向做匀加速直线运动，则F x＝0，F y＝ma.[典例6] (2018·新课标全国卷Ⅰ)(多选)如图所示，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[解题指导] 以O ′点为研究对象，由三力平衡分析绳OO ′的张力变化情况；以物块b 为研究对象，用正交分解法列方程分析物块b 所受支持力及与桌面间摩擦力的变化情况.[解析] 系统处于静止状态，连接a 和b 的绳的张力大小T 1等于物块a 的重力G a ，C 项错误；以O ′点为研究对象，受力分析如图甲所示，T 1恒定，夹角θ不变，由平衡条件知，绳OO ′的张力T 2恒定不变，A 项错误；以b 为研究对象，受力分析如图乙所示，则F N ＋T 1cos θ＋F sin α－G b ＝0 f ＋T 1sin θ－F cos α＝0F N 、f 均随F 的变化而变化，故B 、D 项正确.[答案] BD[变式4] (2018·河北衡水调研)如图所示，质量为m 的物体置于倾角为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作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F 2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则两次的推力之比F 1F 2为( )A.cos θ＋μsin θB.cos θ－μsin θC.1＋μtan θD.1－μtan θ答案：B 解析：第一次推力F 1＝mg sin θ＋μmg cos θ，由F 2cos θ＝mg sin θ＋μ(mg cos θ＋F 2sin θ)，解得第二次推力F 2＝mg sin θ＋μmg cos θcos θ－μsin θ，两次的推力之比F 1F 2＝cos θ－μsin θ，选项B正确.正交分解法的适用原则正交分解法是分析力或其他矢量问题的常用方法，往往适用于下列情况：(1)物体受到三个以上的力的情况.(2)物体受到三个力的作用，其中有两个力互相垂直的情况.(3)只分析物体某一方向的运动情况时，需要把不沿该方向的力正交分解，然后分析该方向上的受力情况.1.[合力与分力的关系]两个大小不变的共点力的合力与这两个力间的夹角的关系是( )A.合力的大小随这两个共点力的夹角θ(0°≤θ≤180°)的增大而增大B.合力的大小随这两个共点力的夹角θ(0°≤θ≤180°)的增大而减小C.合力的大小与两个力的夹角无关D.当两个力的夹角为90°时合力最大答案：B 解析：当两分力大小一定时，两分力夹角θ越大，合力就越小.2.[力的合成]如图所示，由F1、F2、F3为边长组成四个三角形，且F1<F2<F3.根据力的合成，下列四个图中三个力F1、F2、F3的合力最大的是( )答案：A 解析：由三角形定则，A中F1、F2的合力大小为F3，方向与F3相同，再与F3合成合力为2F3；B中合力为0；C中F3、F2的合力为F1，三个力的合力为2F1；D中的合力为2F2；其中最大的合力为2F3，故A正确.3.[合力与分力的关系]如图所示，某同学通过滑轮组将一重物吊起，该同学对绳的竖直拉力为F1，对地面的压力为F2，不计滑轮与绳的重力及摩擦，则在重物缓慢上升的过程中，下列说法正确的是( )A.F 1逐渐变小B.F 1逐渐变大C.F 2先变小后变大D.F 2先变大后变小答案：B 解析：由题图可知，滑轮两边绳的拉力均为F 1，设动滑轮两边绳的夹角为θ，对动滑轮有2F 1cos θ2＝mg ，当重物上升时，θ2变大，cos θ2变小，F 1变大；对该同学，有F ′2＋F 1＝Mg ，而F 1变大，Mg 不变，则F ′2变小，即对地面的压力F 2变小.综上可知，B 正确.4.[力的分解的唯一性与多解性]已知两个共点力的合力为50 N ，分力F 1的方向与合力F 的方向成30°角，分力F 2的大小为30 N ，则( )A.F 1的大小是唯一的B.F 2的方向是唯一的C.F 2有两个可能的方向D.F 2可取任意方向答案：C 解析：如图所示，由F 1、F 2和F 的矢量三角形并结合几何关系可以看出：当F 2＝F 20＝25 N 时，F 1的大小是唯一的，F 2的方向也是唯一的.因F 2＝30 N>F 20＝25 N ，所以F 1的大小有两个，即F ′1和F ″1，F 2的方向也有两个，即F ′2的方向和F ″2的方向，故C 正确.5.[正交分解法的应用](多选)如图所示，质量为m 的木块在推力F 作用下，在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为( )A.μmgB.μ(mg ＋F sin θ)C.μ(mg －F sin θ)D.F cos θ答案：BD 解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg 、推力F 、支持力F N 、摩擦力F f .沿水平方向建立x 轴，将F 进行正交分解如图所示(这样建立坐标系只需分解F )，由于木块做匀速直线运动，所以，在x 轴上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y 轴上向上的力等于向下的力，即F cos θ＝F f ，F N ＝mg ＋F sin θ，又由于F f ＝μF N ，所以F f ＝μ(mg ＋F sin θ).故B 、D 是正确的.提醒完成课时作业(六)。
2018版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档：第二章相互作用第2讲含答案
第2讲力的合成与分解一、力的合成1。
合力与分力(1）定义：如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力. (2）关系：合力与分力是等效替代关系。
2.力的合成（1)定义：求几个力的合力的过程。
(2)运算法则①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.如图1甲，F1、F2为分力，F为合力。
图1②三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量.如图乙,F1、F2为分力,F为合力。
[深度思考] 判断下列说法是否正确。
（1）两个力的合力一定大于任一个分力。
（×)(2)合力与分力是等效替代关系,因此受力分析时不能重复分析.（√)（3）1 N和2 N的合力一定等于3 N.(×）(4)合力可能大于每一个分力,也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力.（√)二、力的分解1。
定义：求一个力的分力的过程.力的分解是力的合成的逆运算。
2。
遵循的原则(1）平行四边形定则.（2）三角形定则.3.分解方法（1)效果分解法。
如图2所示，物体的重力G的两个作用效果,一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面，这两个分力与合力间遵循平行四边形定则，其大小分别为G1＝G sin θ，G2＝G cos θ。
图2(2)正交分解法。
三、矢量和标量1.矢量:既有大小又有方向的物理量,叠加时遵循平行四边形定则,如速度、力等.2。
标量：只有大小没有方向的物理量，求和时按代数法则相加，如路程、速率等。
1。
下列各组物理量中全部是矢量的是( ）A.位移、速度、加速度、力B。
位移、时间、速度、路程C。
力、位移、速率、加速度D.速度、加速度、力、路程答案A2.（多选)关于几个力及其合力，下列说法正确的是（）A。
合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同B。
高考物理一轮总复习 第2章 相互作用 第3讲 受力分析 共点力的平衡(2021年最新整理)
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受力分析共点力的平衡时间:45分钟满分：100分一、选择题（本题共10小题，每小题7分，共70分。
其中1~6为单选，7~10为多选)1．如图,一个家用台灯静止放在桌子上，下列描述中正确的是（)A．台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对平衡力B．台灯受到向左的摩擦力C．旋转点O对灯头的作用力沿AB方向D．台灯底座所受合外力为零答案D解析根据相互作用力的特点，则台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对相互作用力，故A错误；台灯静止在水平桌面上，对台灯进行受力分析，台灯受重力、桌面的支持力，若有摩擦力,则不可能处于平衡状态，故B错误；对灯头进行受力分析，灯头受重力与支持力，那么旋转点O对灯头的作用力沿竖直方向，故C错误；静止状态是一种平衡状态，处于平衡状态的物体受到的力是平衡力，即合力为零，故D正确.2．［2016·吉林模拟]如图所示，两梯形木块A、B叠放在水平地面上，A、B之间的接触面倾斜。
A的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是( )A．A、B之间一定存在摩擦力作用B．木块A可能受三个力作用C．木块A一定受四个力作用D．木块B受到地面的摩擦力作用方向向右答案B解析由于A、B间接触面情况未知，若A、B接触面光滑，则A、B间可以没有摩擦力，A 错误；对A受力分析可知，A一定受向右的弹力、重力和支持力，因为A、B间可能没有摩擦力，所以A可能只受三个力，B正确，C错误；木块B受重力、推力、A对B的垂直于接触面的压力作用，若压力向右的分力等于F，则B可能不受摩擦力，D错误。
2018版高考物理粤教版大一轮复习课件第二章 相互作用
3．弹力
恢复原状 ，对与 （1）定义：发生弹性形变的物体，由于要_________
它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。 接触 且发生__________ 弹性形变 。 （2）产生条件：物体相互______ （ 3 ）方向：弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形 相反 。 变的外力方向_______
5．重心位置的确定
几何中心 ；对于形状 质量分布均匀的规则物体，重心在其 _________ 悬挂法 确定。 不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用 _______
知识点二、形变、弹性、胡克定律
1．形变：物体形状发生变化简称为形变。
2．弹性 恢复原状 的形变。 (1)弹性形变：撤去外力后，物体能完全__________ (2)弹性限度：当形变超过一定限度时，撤去作用力后，物体 形状 ，这个限度叫弹性限度。 不能完全恢复原来的______
解析
小球受重力和杆的作用力 F 处于静止
或匀速运动时，由力的平衡条件知，二力必
等大反向，有 F＝mg，方向竖直向上。小车 向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速 度，根据牛顿第二定律知， mg和F的合力应 水平向右，如图所示。由图可知， F＞ mg，
①牛顿运动定律
选择题 ②功和功率
实验题 ③电场和磁场中的
平衡问题（可能考
计算题）
基础课1 重力 弹力 摩擦力
知识点一、重力 地球 的吸引而使物体受到的力。 1．产生：由于______ mg 。可用 ______ 正比 ，即 G ＝ _____ 弹簧测 2 ． 大小 ：与物体的质量成 ______ 力计 测量重力。 ______ 竖直向下 的。 3．方向：总是____________ 质量 分布和______ 形状 有关。 4．重心：其位置与物体的______
2018高考物理一轮总复习第二章相互作用第6讲受力分析共点力的平衡课件
• 1．请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因． • (1)物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作 用．( × ) • 解析：下滑力并不是实际存在的力，而只是重力的一个分力． • (2)速度等于零的物体一定处于平衡状态．( × ) • 解析：比如竖直上抛的物体运动到最高点，速度虽然等于零，但并不是 平衡状态． • (3)物体的平衡状态是指物体处于静止或速度等于零的状态．( × ) • 解析：平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态．
•二 解决平衡问题常用的方法
方法 内容 物体受到几个力的作用，将某一个力按力的效果进行分 解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件 物体受几个力的作用，通过合成的方法将它们简化成两 个力，这两个力满足二力平衡条件 将处于平衡状态的物体所受的力分解为相互正交的两组， 每一组的力都满足二力平衡条件 物体受同一平面内三个互不平行的力的作用平衡时，这 三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反 之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这 三个力的合力必为零．利用三角形法，根据正弦定理、 余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力
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受力分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
共点力平衡
• 1．受力分析 • (1)定义 • 把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力 都找出来，并画出受力图，这个过程就是受力分析． • (2)受力分析的顺序 • 先找重力，再找接触力(弹力、摩擦力)，最后分析电场力、 磁场力、其他力．
• 转换法确定B的受力：根据牛顿第三 定律可知，斜面体B除受重力外，一 定受到A的支持力FAB和摩擦力Ff′， 如图乙所示． • 综合以上分析可知，A、D两项正 确．
2018版高考物理一轮复习第2章相互作用第3讲受力分析共点力的平衡课件
(多选)(2016· 广东汕头金山中学期末)如图所示， 在 水平力 F 作用下，A、B 保持静止。若 A 与 B 的接触面是水平的， 且 F≠0，则 B 的受力个数可能为 导学号 51342192 ( BC ) A．3 个 B．4 个 C．5 个 D．6 个
解题探究：(1)B与外界有几个接触面，如何判断A对B的摩擦力方向？ (2)如何判断斜面对B的摩擦力方向？ 答案： (1)2 个接触面。先对 A分析，找出 B 对 A的摩擦力方向，再由牛顿第
动力学 对加速运动的物体进行受力分析时，应用牛顿运动定律进行分析求 分析法 解的方法
2.受力分析的四个步骤
特别提醒：受力分析时注意以下四点 (1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体的作用力。 (2)只分析外力，不分析内力。 (3)只分析性质力，不分析效果力。
(4)分力、合力不要重复分析。
思维辨析： (1)物体沿光滑斜面下滑时，物体受到重力、支持力和下滑力的作用。 ( (2)速度等于零的物体一定处于平衡状态。( ) ) )
(3)物体的平衡状态是指物体处于静或速度等于零的状态。( (4)物体处于平衡状态时，加速度等于零。( (5)二力平衡时，这两个力必定等大反向。( ) )
(6)若物体受到三个力 F1、F2、F3 的作用而平衡，将 F1 转动 90° 时，三个力的 合力大小为 2F1。( 反。( ) ) (7)多个共点力平衡时，其中任何一个力与其余各力的合力大小相等、方向相
确。
3．(2016· 江苏盐城射阳二中第二次调研)如图所示，一只半径为 R 的半球形碗 4 倒扣在水平桌面上， 处于静止状态。 一质量为 m 的蚂蚁在离桌面高度为 R 时恰能 5 停在碗上，则蚂蚁受到的最大静摩擦力大小为 导学号 51342190 ( A ) A．0.6mg B．0.8mg C．0.4mg D．0.75mg
2018-2019高考物理(通用版)一轮复习课件：第二章 相互作用 第3课时
A. 3∶4 C．1∶2
B．4∶ 3 D．2∶1
图 234
【解析】 解法一 分别对两小球受力分析，如图所示
FAsin 30°－FBsin α＝0 FB′sin α－FC＝0 FB＝FB′ 得 FA＝2FC，即弹簧 A、C 的伸长量之比为 2∶1，选项 D 正确．
解法二 将两球作为一个整体进行受力分析，如图所示
解法四(三角形法) 小球受三力(mg、FN、FT)平衡，则三力首尾相连，应该 形成封闭的三角形，如图 d，由图中几何关系可解得 FN、FT 大小．
【答案】 C
4．[整体与隔离法的应用](2013· 山东高考)如图 234 所示，用完全相同的轻 弹簧 A、B、C 将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧 A 与竖 直方向的夹角为 30°，弹簧 C 水平，则弹簧 A、C 的伸长量之比为( )
2．一般步骤
[题组突破] 3．[静态平衡问题]一根光滑杆弯成半圆形，杆上穿着质量为 m 的小球，用 细绳系于杆的一端，如图 233 所示，测得细绳与水平面的夹角为 30°，设细绳 对小球的拉力为 FT，球所受杆的弹力为 FN.则( A．FT＝mg，FN＝mg )
B．FT＝mg，FN＝2mg C．FT＝mg，FN＝ 3mg 2 2 3 D．FT＝3mg，FN＝ 3 mg
[题组突破] 1．[单个物体受力分析](多选)如图 231 所示，质量为 m 的物体处于静止状 态，伸直的轻绳的一端连接物体，另一端固定在左侧竖直墙壁上，轻弹簧的一 端连接物体，另一端固定在右侧竖直墙壁上，物体与地面均不光滑，关于物体 的受力情况，下列说法正确的是( )
图 231
A．物体可能只受重力和地面的支持力 B．物体一定受重力和地面的支持力 C．物体可能受重力、地面的支持力、弹簧的弹力、绳的拉力、地面的摩擦 力这五个力 D．物体一定受地面的摩擦力
高三物理一轮复习 第2章 相互作用 3 受力分析 共点力的平衡课件
选用 研究系统外的物体对系 研究系统内物体之间的
原则 统整体的作用力
相互作用力
注意 受力分析时不再考虑系 一般隔离受力较少的物 问题 统内物体间的相互作用 体
典例1 如图所示，木块A和B接触面水平，在水平 )
A．3个 C．5个
B．4个 D．6个
法
都满足平衡条件
对受三个力作用而平衡的物体，将力的矢量图 力的三角 平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三
形法 角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形 等数学知识求解未知力
2.处理平衡问题的两点说明 (1)物体受三个力平衡时，利用力的分解法或合成法比较简 单． (2)解平衡问题建立坐标系时应使尽可能多的力与坐标轴重 合，需要分解的力尽可能少．物体受四个以上的力作用时一般 要采用正交分解法．
产生影响来判断该力是否存在．
[练一练]
如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B
保持静止，物体B的受力个数为( )
A．2
B．3
C．4
D．5
【解析】 A、B都处于静止状态，故B受到A的弹力作 用、A的摩擦力作用、重力作用、外力F作用，共4个力．
【答案】 C
知识点二 共点力作用下物体的平衡 [想一想]
【解析】 以斜劈和物块整体为研究对象，整个系统处于 平衡状态，合力为零．所以地面对斜劈没有水平方向的摩擦力 的作用，故A正确．
【答案】 A
考向一 受力分析 1．受力分析的思路
2．常用方法 整体法和隔离法
整体法
隔离法
将运动状态相同的几个 概念 物体作为一个整体来分
析的方法
将研究对象与周围物体 分隔开的方法
②_隔__离__法___分 各析 物系 体统 运内 动各 状物 态体 不相各同部分间相互作用 物体必须从系统中隔离出来，独立地进行受力分析，列 出方程．
全程复习构想近年高考物理一轮复习 第二章 相互作用 3 受力分析 共点力的平衡课时作业 新人教版(
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受力分析共点力的平衡一、选择题(１~6题只有一个选项符合题目要求，7~1１题有多个选项符合题目要求)1.(２０１7·惠州市高三第二次调研考试)如图所示，三根相同的绳子末端连接于O点，A、B端固定,C端受一水平力F,当F逐渐增大时(O点位置保持不变),最先断的绳子是( ）A.OＡ绳B.ＯB绳C．OC绳 D.三绳同时断解析:对结点O受力分析,受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三个绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断,A项正确.答案:Ａ２．（201７·淮安市高三考前信息卷)如图所示,斜面的倾角为３0°，物块A、B通过轻绳连接在弹簧测力计的两端,A、B重力分别为１0 N、６N,整个装置处于静止状态,不计一切摩擦,则弹簧测力计的读数为( ）A．1 N B．5 NC.６N Ｄ．1１Ｎ解析:对物块Ａ由共点力平衡条件有F T-G A sｉn30°=0，由牛顿第三定律可知，弹簧测力计的读数为F T＝5 Ｎ．选项B正确．答案：B3．如图所示,斜面固定，倾角为θ=30 °,物块m和M用轻质绳通过斜面上的定滑轮相连接(滑轮光滑),一力F施加在绳上一点O使Ｏ点所受三力相互成120 °角,已知M质量为1０ｋg，m 与斜面恰无摩擦力,则m的质量和F的值各为（g取1０m/ｓ2)( ）A．１0 ｋg １00 N B.2０kｇ10０NＣ．5 kg ５0 Ｎ D.2０kｇ50错误!N解析:“Ｏ”点所受三力互成120°角且静止,则F=Mｇ＝mg sinθ,则F＝Mｇ=100 N，m＝错误!=2M＝20 kg.答案:B４。
新课标2018高考物理一轮复习第二章相互作用第4讲受力分析共点力的平衡课件
方法指导 在受力分析时遇到不能确定的力,可用以下方法进行判断。
从力的概念判断 从力的性质判断 从力的效果判断 从力的相互性判断 寻找对应的施力物体 寻找产生的原因 寻找是否发生形变或改变物体的运动状态(即是否产生了加速度)问题的基本方法
一、共点力的平衡 1.平衡状态:物体处于① 静止 或② 匀速直线运动 状态。 2.共点力的平衡条件:F合=③ 0
F1 = (3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,如图所示,则有: sin 1
F3 F2 = 。 sin 2 sin 3
3.多力平衡 如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力
大小
相等 ,方向
相反 。
(1)速度等于零的物体一定处于平衡状态。
(
)
(
1-2 (2016内蒙古集宁一中月考)如图所示,A和B两物块的接触面是水 平的,A与B保持相对静止一起沿固定粗糙斜面匀速下滑,在下滑过程中 B的受力个数为
(
)
A.3 B.4 C.5 D.6
答案 B 先以A为研究对象,分析受力情况:受重力、B对A竖直向上的 支持力,B对A没有摩擦力,否则A不会匀速运动。再对B研究,B受到重 力、A对B竖直向下的压力,斜面的支持力和滑动摩擦力,共4个力,B正 确。
F1 sin 1 F2 sin2 = F3 sin3 =
。
2.常用的数学工具 (1)力的三角形为直角三角形:三角函数,勾股定理等。 (2)力的三角形为斜三角形:三角形相似,正、余弦定理等。
2-1 (2016课标Ⅲ,17,6分)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 ( )
全程复习构想近年高考物理一轮复习 第二章 相互作用章末质量评估 新人教版(2021学年)
全程复习构想２０１8高考物理一轮复习第二章相互作用章末质量评估新人教版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（全程复习构想２018高考物理一轮复习第二章相互作用章末质量评估新人教版）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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章末质量评估（二）一、选择题(１～6题只有一个选项符合题目要求，7~10题有多个选项符合题目要求）１．体操运动员静止悬挂在单杠上，当两只手掌握点之间的距离减小时,关于运动员手臂受到的拉力变化，下列判断正确的是( )A．不变 B.变小C.变大D.无法确定解析:对运动员受力分析如图所示，运动员静止悬挂在单杠上，受力平衡,设两臂与竖直方向夹角为α,根据三力平衡的特点可知运动员手臂受到的拉力F＝错误!，α减小，coｓα增大，F减小，故B正确．答案:B2．(2０17·岳阳模拟)如图所示，Ａ、B两物体叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中Ｂ受到的摩擦力（）A．方向向左，大小不变 B.方向向左,逐渐减小C.方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小解析:物体B具有水平向左的恒定加速度，由牛顿第二定律知，物体Ｂ受到的合外力水平向左且恒定,对物体B受力分析可知，物体Ｂ在水平方向的合外力就是物体A施加的静摩擦力,因此，物体B受到的摩擦力方向向左,且大小不变,故A正确．答案：Ａ3。
如图所示,一根不可伸长的细绳两端分别连接在框架上的A、Ｂ两点，细绳绕过光滑的滑轮,重物悬挂于滑轮下,处于静止状态．若缓慢移动细绳的两端，则绳中拉力大小变化的情况是( ) A．只将绳的左端移向A′点，拉力变小B．只将绳的左端移向A′点，拉力不变Ｃ.只将绳的右端移向B′点,拉力变小Ｄ.只将绳的右端移向B′点，拉力不变解析：只将绳的左端移向A′点,由于细绳不可伸长,滑轮两边细绳的拉力相等,根据几何知识知滑轮的两边的细绳的夹角保持不变,根据力的合成与分解可知，细绳中的拉力应保持不变,Ａ错，B对;若只将绳的右端移向B′点,根据几何知识知滑轮的两边的细绳的夹角变大,根据力的合成与分解可知，细绳中的拉力应变大,C、D都错.答案：B4．如图所示,小球a的质量为小球b质量的一半,分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态.轻弹簧Ａ与竖直方向夹角为6０°，轻弹簧A、B伸长量刚好相同,则下列说法正确的是( ）Ａ.轻弹簧A、B的劲度系数之比为３:1Ｂ.轻弹簧A、B的劲度系数之比为2：1C.轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为２:1D．轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力的大小之比为1:１解析:设轻弹簧A、B伸长量都为x,小球a的质量为m,则小球b的质量为2m.对小球b，由平衡条件,弹簧B中弹力为k B x＝2mg；对小球a,由平衡条件,竖直方向ｋBｘ+mg＝kＡx coｓ60°,联立解得:k A=３k B,选项A正确,B错误.水平方向，轻绳上拉力Ｆ＝ｋxｘｓｉn60°,选项Ｃ、D错误．答案:A５.(2015·山东卷)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块Ａ(A、Ｂ接触面竖直),此时A恰好不滑动,Ｂ刚好不下滑．已知Ａ与B间的动摩擦因数为μ1,Ａ与地面间的动摩擦因数为μ２,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A与B的质量之比为( ) A。
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受力分析共点力的平衡
题只有一个选项符合题目要求，7～
(2017·惠州市高三第二次调研考试)如图所示，三根相同的绳子末端连接于
逐渐增大时(O点位置保持不变
受力分析，受三个绳的拉力，根据平衡条件的推论得，
)
由共点力平衡条件有F T－G A sin30°＝0，由牛顿第三定律可知，弹簧测
正确．
θ＝30 °，物块m和M用轻质绳通过斜面上的定滑轮相施加在绳上一点O使O点所受三力相互成
m的质量和F的值各为(
固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点处有一个光滑的小孔．
对小球受力分析如图所示：三角形AOC和三角形BCD
项错误；
项错误．
、横截面半径为r的半圆柱体
A、B上放置一个质量为
始终处于静止状态．则(
由平衡条件可知，
对地面的压力大小为2mg，选项
、重力和C对A的作用力，
的作用力的方向不是由O
错误；隔离C分析受力，如图所示，在重力不变的情况下，减小，合力不变，分解为两个等大的分力，两分力随夹角
如图所示，物块A 和滑环B 用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B 套在与竖直方向成θ＝37°的粗细均匀的固定杆上，连接滑环B 的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，滑环B 恰好不能下滑，滑环和杆间的动摩擦因数μ＝0.4，设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A 和滑环B 的质量之比为( )
A.75
B.57
C.135
D.513
解析：设物块A 和滑环B 的质量分别为m 1、m 2，若杆对B 的弹力垂直于杆向下，因滑环
B 恰好不能下滑，则由平衡条件有m 2g cos θ＝μ(m 1g －m 2g sin θ)，解得m 1m 2＝13
5
；若杆对B 的
弹力垂直于杆向上，因滑环B 恰好不能下滑，则由平衡条件有m 2g cos θ＝μ(m 2g sin θ－m 1g )，
解得m 1m 2＝－7
5(舍去)．综上分析可知应选C.
答案：C 7.
如图所示，在竖直向上的恒力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
D ．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．
答案：AD
8.
如图所示，两个相同的光滑小球甲和乙放在倾角为45°的斜面上，被一固定在斜面上的竖直挡板挡住，设每个小球的重力大小为G，甲球对乙球的作用力大小为F1，斜面对乙球的作用力大小为F2，则以下结论正确的是( )
A．F1<F2 B．G>F1
C．G＝F1 D．F1＝F2
解析：将乙球的重力分解，由平衡条件可得甲球对乙球的作用力大小为F1＝G sin45°，斜面对乙球的作用力大小为F2＝G sin 45°，显然，F1＝F2，G>F1，选项B、D正确，A、C错误．
答案：BD
9.
半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直并缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是( )
A．MN对Q的弹力逐渐减小
B．地面对P的摩擦力逐渐增大
C．P、Q间的弹力先减小后增大
D．Q受到P和MN的合力不变
解析：
对圆柱体Q受力分析，如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为F N，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以F 和F N的合力大小不变，故选项D正确；由图可知，F和F N都在不断增大，故选项A、C都错；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小等于F N，所以地面对P的摩擦力逐渐增大，选项B正确．
答案：BD
10.
如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0 kg的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9 N．关于物体受力的判断(g取9.8 m/s2)，下列说法正确的是( ) A．斜面对物体的摩擦力大小为零
B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上
被绕过小滑轮P的细线所悬挂，小滑轮
物体放在粗糙的水平桌面上，O′是三根线的结点，
′夹角如图所示．细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的整个装置处于静止状态．若悬挂小滑轮的细线
)
小黑板擦向上缓慢移动，处于平衡状态，它的受力如图所示。