江苏专用2020版高考物理大一轮复习第二章相互作用题型探究课受力分析共点力的平衡检测
(江苏专用版)2020版高考物理大一轮复习 第二章 第3讲 受力分析 共点力的平衡精练
第3讲受力剖析共点力的均衡一、单项选择题1.(2018南京、盐城一模)质量为m的物块沿着倾角为θ的粗拙斜面匀速下滑,物块与斜面间的动摩擦因数为μ。
斜面对物块的作使劲是( )A.大小mg,方向竖直向上B.大小mg cos θ,方向垂直斜面向上C.大小mg sin θ,方向沿着斜面向上D.大小μmg cos θ,方向沿着斜面向上答案 A 对物块进行受力剖析:重力G,斜面对物块的支持力N,摩擦力f,斜面对物块的作使劲即支持力与摩擦力的协力,因为物块匀速下滑,因此支持力与摩擦力的协力应与重力等大反向,故A项正确。
2.(2018南通中学期中)如下图,圆滑斜面的倾角为θ=37°,一个能够当作质点的小球在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( )B.G2C.3G4D.4G5答案 C 球受重力、拉力和支持力,处于均衡状态,受力剖析如下图,由几何关系可知,F与竖直方向之间的夹角:α=90°-37°-37°=16°,则在水平方向:F sin α=F N·sin 37°,竖直方向:F cos α+F N cos 37°=G,联立得:F=3G4,选项C正确,A、B、D错误。
3.(2019启东中学月考)如下图,用轻杆拴接同种资料制成的a、b两物体,它们沿斜面向下做匀速运动。
对于a、b的受力状况,以下说法中正确的选项是( )A.a受三个力作用,b受四个力作用B.a受四个力作用,b受三个力作用C.a、b均受三个力作用D.a、b均受四个力作用答案 C 对a、b和轻杆构成的整体剖析,依据均衡条件有Mg sin θ=μMg cos θ,解得μ=tan θ,再隔绝对a剖析,假定遇到拉力,有mg sin θ=F T+μmg cos θ,解得F T=0,因此轻杆无拉力,a、b均受三个力,即重力、支持力和摩擦力,选项C正确,A、B、D错误。
2020版高考物理(江苏专用版)新增分大一轮课件:第二章相互作用专题突破二
自测2
(多选)(2017· 苏州大学附中调研)如图3所示,一个大人拉着载有两个小
孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进,则对小孩和车,下列说法
正确的是
A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力 B.拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小 C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上 √ D.小孩和车所受的合力为零 √
(3)转换研究对象(隔离→整体或整体→隔离)再做受力分析,判断是否吻合.
3.受力分析常用方法 方法 整体法 将加速度相同的几个相 隔离法 将所研究的对象从周围 假设法 在受力分析时,若不
概念
互关联的物体作为一个
整体进行分析的方法
的物体中分离出来进行
分析的方法 研究系统内部各物体之 间的相互作用力
能确定某力是否存在,
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
图5
变式2
(2018· 盐城市三模 )如图6所示,一架无人机执行航拍任务时正沿直线
朝斜向下方匀速运动.用G表示无人机重力,F表示空气对它的作用力,下列四
幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是
√
图6
(2)正交分解法:一般受三个以上共点力平衡时用正交分解法:把物体受到的
各力分解到相互垂直的两个方向上,然后分别列出两个方向上的平衡方程.
例2
(2018· 溧水中学期初模拟)a、b两个质量相同的球用线连接,a球用线挂在
天花板上,b球放在光滑斜面上,系统保持静止,以下图示哪个是正确的
√
变式3
(2018· 南京市、盐城市一模)如图7所示,质量为m的物块沿着倾角为 θ
放置一铁块b,木块的竖直边靠在竖直且粗糙的墙面上,现用竖直向上的作用 力F推动木块与铁块一起向上匀速运动,运动过程中铁块与木块始终保持相对 静止,则下列说法正确的是 A.木块与竖直墙面间一定存在摩擦力
2020版高考物理(江苏专用版)新增分大一轮课件:第二章相互作用第2讲
F 合力方向:与x轴夹角为θ,则tan θ= y. Fx
例2
(2017· 南通市第三次调研)如图9所示,轻质工件通过轻质杆与滑块B连接,
当作用在滑块B上的水平推力F=100 N时,整个装置静止,此时α=30°.已知滑
块与水平面间的摩擦力不计,则工件上受到的压力大小为
A.100 N
C.50 N
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.
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
自测3 下列各组物理量中全部是矢量的是
D.速度、加速度、力、路程
B.100 √
3N
D.200 N
图9
变式3
(2017· 南京市、盐城市一模)如图10所示,高空走钢丝
的表演中,若表演者走到钢丝中点时,使原来水平的钢丝下
垂与水平面成θ角,不计钢丝质量,此时钢丝上的弹力应是表
演者和平衡杆重力的
1 A.2 cos θ B. 2 tan θ D. 2
图10
√
1 C.2sin θ
图1
3.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2甲所示,F1、F2为分力,F为合力. ②三角形定则:把两个矢量的首尾顺
研透命题点
命题点一
力的合成
1. 两个共点力的合成: |F1-F2|≤F 合 ≤F1+ F2 ,即两个力大小不变时,其合力
江苏专用2020版高考物理新增分大一轮复习第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力课
假设将与研究对象接触的物体解除接触,判断研究对象的运动状
思路 态是否发生改变.若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状
假
态改变,则此处一定存在弹力
设
图中细线竖直、斜面光滑,因去掉斜面体,小球
法
例证
的运动状态不变,故小球只受重力和细线的拉力,
不受斜面的支持力
用细绳替换装置中的轻杆,看能不能维持原来的力学状态.
√B.地面上的物体受到的重力垂直于水平面
C.重心是物体受到重力的等效作用点,故重心一定在物体上
√D.物体所受重力的大小与物体运动状态无关
三、弹力
1.弹力: (1)定义:发生 形变 的物体由于要恢复原状而对与它接触的物体产生的作用力. (2)产生条件: ①物体间直接接触; ②接触处发生 形变 . (3)方向:总是与施力物体形变的方向 相反 . 2.胡克定律: (1)内容:在弹性限度内,弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成 正比 .
Ff=μFN
方向
与受力物体相对运动趋势的方 向相反
相反 与受力物体相对运动的方向_____
_____
相对运动趋势
相对运动
作用效 2.动果摩擦因总数是阻碍物体间的____________ 总是阻碍物体间的___________
(1)定义:彼此接触的物体发生 相对运动
时,摩擦力和正压力的比值.μ=
Ff FN
状
定律)列方程,求解物体间的弹力
态
法 例证
升降机以a=g加速下降或减速上升时物体 不受底板的弹力作用
例1 (多选)(2018·锦屏中学模拟)如图1所示,一倾角为
45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需
加一水平力F,且F通过球心,下列说法正确的是
2020版高考物理一轮复习江苏专版讲义:第二章 第4节 受力分析 共点力的平衡
第4节受力分析__共点力的平衡(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。
(√)(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。
(×)(3)物体的速度为零即处于平衡状态。
(×)(4)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。
(√)(5)物体受两个力处于平衡状态,这两个力必定等大反向。
(√)(6)物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力。
(×)(7)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。
(√)突破点(一)物体的受力分析1.受力分析的四个方法[题点全练]1.(2018·盐城三模)如图所示,一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方匀速运动。
用G表示无人机重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是()解析:选B由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动,即所受合外力为零,所以只有B图受力可能为零,故B正确。
2.[多选](2019连云港模拟)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不等于0,则B的受力个数可能为()A.3个B.4个C.5个D.6个解析:选BC先对AB整体受力分析,一定受重力、推力、支持力,对于摩擦力,分三种情况:当推力平行斜面向上的分力大于重力的下滑分力时,有上滑趋势,受向下的摩擦力作用;当推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力时,有下滑趋势,受向上的摩擦力作用;当推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力时,无滑动趋势,不受摩擦力作用。
所以物体B可能受重力、A对B的压力和摩擦力,以及斜面对B的支持力共4个力,也可能另外受到斜面对B的摩擦力共5个力,故选项B、C都是可能的。
3.(2019·宜兴模拟)将一物块分成大小相同的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,如图所示,绳子处于竖直方向,整个装置静止。
江苏专版2020版高考物理一轮复习第二章第4节受力分析共点力的平衡讲义含解
受力分析共点力的平衡(1)对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。
(√)(2)物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。
(×)(3)物体的速度为零即处于平衡状态。
(×)(4)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。
(√)(5)物体受两个力处于平衡状态,这两个力必定等大反向。
(√)(6)物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力。
(×)(7)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F2。
(√)2突破点(一) 物体的受力分析1.受力分析的四个方法方法解读假设法在未知某力是否存在时,先对其做出存在的假设,然后根据该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在整体法将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法隔离法将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法动力学分析法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解的方法2.受力分析的四个步骤[题点全练]1.(2018·盐城三模)如图所示,一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方匀速运动。
用G表示无人机重力,F表示空气对它的作用力,下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是( )解析:选B 由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动,即所受合外力为零,所以只有B 图受力可能为零,故B正确。
2.[多选](2019连云港模拟)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不等于0,则B的受力个数可能为( )A.3个 B.4个C.5个 D.6个解析:选BC 先对AB整体受力分析,一定受重力、推力、支持力,对于摩擦力,分三种情况:当推力平行斜面向上的分力大于重力的下滑分力时,有上滑趋势,受向下的摩擦力作用;当推力平行斜面向上的分力小于重力的下滑分力时,有下滑趋势,受向上的摩擦力作用;当推力平行斜面向上的分力等于重力的下滑分力时,无滑动趋势,不受摩擦力作用。
(江苏专用)2020版高考物理新增分大一轮复习 第二章 相互作用 专题突破二 受力分析 共点力的平衡
出受力 示意图 的过程.
2.一般步骤
整体
方向
自测1 (2018·兴化一中期中)如图1所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬 行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是
√
图1
二、共点力的平衡
1.平衡状态 物体处于 静止 状态或 匀速直线运动 状态.
2.平衡条件
Fx=0
F
合=0
或者 Fy=0
.
3.受力分析常用方法
方法
整体法
概念
将加速度相同的几个相 互关联的物体作为一个 整体进行分析的方法
选用 原则
注意 问题
研究系统外的物体对系 统整体的作用力或系统 整体的加速度 受力分析时不考虑系统 内各物体之间的相互作 用力
隔离法
假设法
在受力分析时,若不 将所研究的对象从周围
能确定某力是否存在, 的物体中分离出来进行
B.物体A对斜面B的作用力增加10 N
C.物体A受到斜面B的摩擦力增加8 N
图8
D.地面对斜面B的摩擦力增加8 N
命题点三 共点力作用下的动态平衡问题
自测2 (多选)(2017·苏州大学附中调研)如图3所示,一个大人拉着载有两个小
孩的小车(其拉杆可自由转动)沿水平地面匀速前进,则对小孩和车,下列说法
正确的是
A.拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力
B.拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
√C.拉力与摩擦力的合力方向竖直向上
√D.小孩和车所受的合力为零
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,车在平直的铁轨上向右做匀
2020年高考物理复习(江苏专版) 受力分析 共点力的平衡
返回
[解析] 对物块受力分析,建立如图所示
的坐标系。由平衡条件得,Fcos θ-Ff=0,FN -(mg+Fsin θ)=0,又 Ff=μFN,联立可得 F μmg = ,可见,当 θ 减小时,F 一直 cos θ-μsin θ 减小, B 正确; 摩擦力 Ff=μFN=μ(mg+Fsin θ), 可知, 当 θ、 F 减小时,Ff 一直减小。
返回
解析: (1)对气球受力分析并分解如图: 由平衡条件得: 竖直方向:F 浮=mg+Tsin 37° 水平方向:F 风=Tcos 37° 联立解得:T=10 N,F 风=8 N; (2)对小强受力分析并分解,由平衡条件得,竖直方向: FN=Mg-Tsin 37° =500 N-10×0.6 N=494 N。
(×)
(3)物体的速度为零即处于平衡状态。 (× )
(4)物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。
(√ )
(5)物体受两个力处于平衡状态,这两个力必定等大反向。(√ )
(6)物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力。(×)
(7)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。 (√ )
答案:BC
返回
3.(2019· 宜兴模拟)将一物块分成大小相同的 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,如图所示,绳子处于竖直方向,整个装置静止。则 ( A.绳子上拉力一定为零 B.A、B 之间可能存在摩擦力 C.地面与物体 B 间可能存在摩擦力 D.地面受到的压力可能为零 )
返回
一解析法 对研究对象进行受力分析,先画出受力示意图,再根据 物体的平衡条件列式求解,得到因变量与自变量的一般函数 表达式,最后根据自变量的变化确定因变量的变化。
江苏专用2020版高考物理新增分大一轮复习第二章相互作用第2讲力的合成与分解讲义含解
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.共点力作用在物体的同一点,或作用线交于一点的几个力.如图1均为共点力.图13.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2甲所示,F1、F2为分力,F为合力.图2②三角形定则: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.自测1 如图3所示,两个共点力F1、F2的大小一定,夹角θ是变化的,合力为F.在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中,合力F的大小变化情况为( )图3A.从最小逐渐增加到最大B.从最大逐渐减小到零C.从最大逐渐减小到最小D.先增大后减小答案 C解析 在两分力大小一定的情况下,合力随着分力间夹角的增大而减小,夹角为0°时合力最大,夹角为180°时合力最小,为|F1-F2|,C项正确.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4所示,物体重力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 sinθ,G2=G cosθ.图4(2)正交分解法.自测2 (多选)如图5所示,把光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法中正确的是( )图5A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力B.物体受到mg、F N、F1、F2共4个力的作用C.物体受到的合力为mg sinθ,方向沿斜面向下D.力F N、F1、F2这3个力的作用效果和mg与F N两个力的作用效果相同答案 CD解析 F 1、F 2两个力是mg 的两个正交分力,它们的作用效果与重力mg 等效,F 1的作用是使物体沿斜面下滑,F 2的作用是使物体压紧斜面.物体只受重力mg 和斜面对物体的支持力F N 的作用.综上所述,选项C 、D 正确.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.自测3 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 A命题点一 力的合成1.两个共点力的合成:|F 1-F 2|≤F 合≤F 1+F 2,即两个力大小不变时,其合力随夹角的增大而减小,当两力反向时,合力最小;当两力同向时,合力最大.2.三个共点力的合成:(1)最大值:三个力共线且同向时,其合力最大,为F 1+F 2+F 3.(2)最小值:任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则三个力的合力的最小值为零,如果第三个力不在这个范围内,则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力的大小之和.3.几种特殊情况的共点力的合成类型作图合力的计算互相垂直F =F 12+F 22tan θ=F 1F2两力等大,夹角为θF =2F 1cos θ2F 与F 1夹角为θ2两力等大,夹角为120°合力与分力等大F′与F夹角为60°例1 如图6所示,物体只受到同一平面内三个力的作用,图中线段的长短表示力的大小,其中力F1与OO′成θ=30°角,下图中能正确描述该物体获得加速度方向的是( )图6答案 B解析 由于题图中线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,利用几何知识,首先以F1和F3为邻边作平行四边形,F1和F3这两个邻边之间的对角线为F1和F3的合力F13,然后以F2和F13为邻边作平行四边形,其两邻边之间的对角线为F2和F13的合力F213,可知合力F213与水平虚线的夹角β<30°,选项B正确.变式1 (2018·扬州中学5月模拟)如图7所示,我国海军在南海某空域举行实兵对抗演练,某一直升机在匀速水平飞行过程中遇到突发情况,立即改为沿虚线斜向下减速飞行,则空气对其作用力可能是( )图7A.F1B.F2C.F3D.F4答案 A解析 因为直升机沿虚线方向斜向下减速飞行,故合力F沿虚线向上,直升机受到竖直向下的重力以及空气作用力两个力,要想合力沿虚线向上,则根据矢量三角形可得空气对其作用力可能为F1,如图所示.变式2 (2018·金陵中学)如图8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,且劲度系数均为k ,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L (弹性限度内),求发射过程中裹片对弹丸的最大作用力.图8答案 kL152解析 根据胡克定律知,每根橡皮条长度最大时的弹力F 弹=k (2L -L )=kL .设此时两根橡皮条的夹角为θ,如图所示,根据相似三角形知,sin=,根据平行四边形定则知,弹丸被发射过程中裹片对弹丸的最θ214大作用力F =2F 弹cos =kL .θ2152命题点二 力的分解1.效果分解法按力的作用效果分解(思路图)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(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往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F 1、F 2、F 3、…作用,求合力F 时,可把各力向相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力F x =F x 1+F x 2+F x 3+…y 轴上的合力F y =F y 1+F y 2+F y 3+…合力大小F =F x 2+F y 2合力方向:与x 轴夹角为θ,则tan θ=.F yF x 例2 (2017·南通市第三次调研)如图9所示,轻质工件通过轻质杆与滑块B 连接,当作用在滑块B 上的水平推力F =100N 时,整个装置静止,此时α=30°.已知滑块与水平面间的摩擦力不计,则工件上受到的压力大小为( )图9A .100NB .100N 3C .50ND .200N 答案 B解析 对B 受力分析如图甲所示,则F 2==2F ,对工件受力分析如图乙所示,其中Fsin αF 2′=F 2,则F N =F 2′·cos α=100 N ,故B 正确.3变式3 (2017·南京市、盐城市一模)如图10所示,高空走钢丝的表演中,若表演者走到钢丝中点时,使原来水平的钢丝下垂与水平面成θ角,不计钢丝质量,此时钢丝上的弹力应是表演者和平衡杆重力的( )图10A.B.12cos θ2C.D.12sin θtan θ2答案 C变式4 (2018·南京市多校第一次联考)减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障行人的安全.当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F ,下图中弹力F 画法正确且分解合理的是( )答案 B解析 减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面,指向受力物体,故A 、C 错误;按照力的作用效果分解,将F 分解为水平方向和竖直方向,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直方向的分力产生向上运动的作用效果,故B 正确,D 错误.拓展点 一个结论的应用结论:把一个力对称分解为两大小相等的分力,两分力夹角越大,两分力越大.例3 (2018·苏州市质检)家中厨房中用的菜刀、木工用的斧头等,其横截面可简化为一个等腰三角形,如图11所示,在物理中称为劈,设劈顶角∠ACB =2θ,劈的重力不计,当垂直劈背加上压力F 后,两侧劈面对物体的作用力为多少?顶角的大小会产生什么影响?图11答案 见解析解析 劈背上加压力F 后,产生的效果是沿垂直AC 、BC 两侧面方向把物体推开,因此将F 沿这两个方向分解,画出力分解的平行四边形,如图所示,由sin θ=,得两侧面推开物体12F F 1的力F 1=F 2=.劈的顶角2θ较小时,θ角较小,sin θ较小,加上同样的压力F 后,F2sin θ两侧面推开物体的力较大,反之,劈的顶角较大时,在同样的压力下两侧面推开物体的力较小.因此锋利的刀具,其刀口必定做得很簿,但刀口较薄时,强度就差了,使用中容易“卷刃”,所以应用中要兼顾这两个方面.变式5 (多选)(2017·锡山中学模拟)如图12所示,吊车用两根等长的绳子OA 和OB 将质量分布均匀的铁板匀速吊离地面,下列说法中正确的是( )图12A .绳越长,每根绳对铁板拉力越小B .绳越长,两根绳对铁板拉力的合力越小C .两根绳子对铁板拉力的合力竖直向上D .两根绳子对铁板的拉力和铁板的重力是共点力答案 ACD解析 对绳OA 和OB 的拉力应用平形四边形定则求合力,如图:根据平衡条件,两绳子拉力的合力始终等于铁板的重力,即大小不变,方向始终竖直向上,当绳子变长后,两绳夹角变小,但其合力不变,由图可以看出绳子拉力变小,故A 、C 正确,B 错误;由共点力的定义知,两根绳子对铁板的拉力和铁板的重力是共点力,D 正确.1.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图13所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是( )图13A.甲图中物体所受的合外力大小等于4NB.乙图中物体所受的合外力大小等于2NC.丙图中物体所受的合外力大小等于0D.丁图中物体所受的合外力大小等于0答案 D解析 题图甲,先将F1与F3直接合成,再以3 N和4 N为邻边画平行四边形,并结合勾股定理知合力的大小为5 N,A项错误;题图乙,先将F1与F3正交分解,再合成,求得合力的大小等于5 N,B项错误;题图丙,可将F3正交分解,求得合力的大小等于6 N,C项错误;根据三角形定则,题图丁中合力的大小等于0,D项正确.2.(2018·盐城中学段考)2011年10月7日~16日在日本东京举行的第43届世界体操锦标赛上,我国选手陈一冰勇夺吊环冠军,成就世锦赛四冠王.比赛中他先双手撑住吊环,然后身体下移,双臂缓慢张开到图14所示位置,此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为θ.已知他的体重为G,吊环和绳索的重力不计.则每条绳索的张力为( )图14A. B.G2cos θG2sin θC.cos θD.sin θG 2G 2答案 A 解析 对陈一冰受力分析,简化如图:由共点力的平衡可知,在竖直方向上:2F cos θ=G解得:F =,故选A.G2cos θ3.(多选)如图15所示,质量为m 的物体在恒力F 作用下沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,则物体受到的摩擦力的大小为( )图15A .F sin θB .F cos θC .μ(F sin θ+mg )D .μ(mg -F sin θ)答案 BC解析 先对物体进行受力分析,如图所示,然后将力F 进行正交分解,水平方向F 1=F cos θ,竖直方向F 2=F sin θ.由力的平衡条件可得F 1=F f ,F 2+G =F N ,又滑动摩擦力F f =μF N ,重力G =mg ,即可得F f =F cos θ=μ(F sin θ+mg ).4.(2019·淮安中学期初)叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的游戏娱乐形式,也是一种高难度的杂技.图16所示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重量均为G ,下面五人的背部呈水平状态,则最底层中间的人的一只脚对水平地面的压力约为( )图16A.B.3G 47G 8C.D .G5G 4答案 C5.如图17甲,某工地上起重机将重为G 的正方形工件缓缓吊起.四根等长的钢绳(质量不计),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的对角线长度相等(如图乙).则每根钢绳的受力大小为( )图17A.GB.GC.GD.G 14241236答案 D1.三个共点力大小分别是F 1、F 2、F 3,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 ≤F 1+F 2+F 3B .F 至少比F 1、F 2、F 3中的某一个大C .若F 1∶F 2∶F 3=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F 1∶F 2∶F 3=3∶6∶2,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零答案 C2.已知F 1、F 2两个共点力的合力为50N ,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30N .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 C3.下图中按力的作用效果分解正确的是( )答案 A4.如图1所示,舰载机保持牵引力F 大小不变在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止,此时阻拦索夹角θ=120°,空气阻力和甲板阻力不计,则阻拦索承受的张力大小为( )图1A.B .FF 2C.FD .2F 3答案 B5.如图2,小丽同学用两根一样长的绳子拴住一只钩码,拉住绳子两头使钩码悬停在空中,保持两手处于同一高度,慢慢增大两绳的夹角,则( )图2A .两绳拉力将减小B .两绳拉力将增大C .两绳拉力的合力将减小D .两绳拉力的合力将增大答案 B6.(2018·盐城中学)生活中的物理知识无处不在.如图3所示是我们衣服上的拉链的一部分,在把拉链拉开的时候,我们可以看到有一个类似三角形的东西在两链中间运动,使很难直接分开的拉链很容易地被拉开,关于其中的物理原理,下列说法中正确的是( )图3A .在拉开拉链的时候,三角形的物体增大了分开拉链的力B .在拉开拉链的时候,三角形的物体只是为了将拉链分开,并没有增大拉力C .在拉开拉链的时候,三角形的物体增大了分开拉链的力,但合上拉链时减小了合上的力D .以上说法都不正确答案 A7.(2018·泰州中学期中)如图4,将一根长为L 的弹性细绳左右两端固定在同一水平线上相距为L 的M 、N 两点时,弹性细绳恰为自然长度,现将一重量为G 的钩码挂在绳上P 点,钩码挂钩光滑,静止时MPN 恰构成一正三角形.假设弹性细绳中的弹力与弹性细绳的伸长之间的关系遵循胡克定律,弹性细绳没超过弹性限度,则弹性细绳的劲度系数为( )图4A. B. C. D.G L 2G L 3G 3L 23G 3L答案 C8.(2018·盐城市期中考试)如图5所示,质量为m 的重物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( )图5A .F 2=B .F 1=mgcos θmgsin θC .F 2=mg cos θD .F 1=mg sin θ答案 A 9.如图6所示,一个物体由绕过定滑轮的绳拉着,分别用图中所示的三种情况拉住物体静止不动.在这三种情况下,若绳的张力分别为F T1、F T2、F T3,定滑轮对轴心的作用力分别为F N1、F N2、F N3,滑轮的摩擦、质量均不计,则( )图6A .F T1=F T2=F T3,F N1>F N2>F N3B .F T1>F T2>F T3,F N1=F N2=F N3C .F T1=F T2=F T3,F N1=F N2=F N3D .F T1<F T2<F T3,F N1<F N2<F N3答案 A解析 物体静止时绳的张力等于物体重力的大小,所以F T1=F T2=F T3=mg .与物体连接的这一端,绳对定滑轮的作用力F T 的大小也为mg ,作出三种情况下定滑轮的受力图,如图所示,可知F N1>F N2>F N3,故选项A 正确.10.如图7所示,用滑轮将质量为m 1、m 2的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0°<θ<180°,整个系统处于平衡状态,关于m 1、m 2的大小关系不可能的是( )图7A .m 1必大于m 2B .m 1必大于m 22C .m 1可能等于m 2D .m 1可能大于m 2答案 A11.(多选)如图8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,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,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( )图8A .绳的右端上移到b ′,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,则衣架悬挂点右移答案 AB解析 设两杆间距离为d ,绳长为l ,Oa 、Ob 段长度分别为l a 和l b ,则l =l a +l b ,两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β,受力分析如图所示.绳子中各部分张力相等,F a =F b =F ,则α=β.由平衡条件知2F cos α=mg ,又d =l a sin α+l b sin α=l sin α,即sin α=,F =d l,绳子的一端沿杆移动时,d 和l 均不变,则sin α为定值,α为定值,cos α为定mg2cos α值,绳子的拉力保持不变,故选项A 正确,C 错误;将杆N 向右移一些,d 增大,则sin α增大,cos α减小;绳子的拉力增大,故选项B 正确;若换挂质量更大的衣服,d 和l 均不变,绳中拉力增大,但衣服的位置不变,选项D 错误.。
江苏高三物理复习必考部分第2章相互作用第3节受力分析共点力的平衡教师用书
第3节受力分析共点力的平衡知识点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,并画出受力示意图的过程.2.受力分析的一般顺序(1)首先分析场力(重力、电场力、磁场力).(2)其次分析接触力(弹力、摩擦力).(3)最后分析其他力.知识点2 平衡条件及其推论1.平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态,即a=0.2.动态平衡物体在缓慢运动时所处的一种近似平衡状态.3.共点力的平衡条件F合=0或F x=0、F y=04.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,其中任何一个力与其余两个力的合力大小相等,方向相反;并且这三个力的矢量可以形成一个矢量三角形.(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相等,方向相反.1.正误判断(1)用力向真空中挥一拳,这个过程中只有施力物体而没有受力物体.(×)(2)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.(×)(3)对物体进行受力分析时不用区分外力与内力,两者都要同时分析.(×)(4)处于平衡状态的物体加速度一定等于零.(√)(5)速度等于零的物体一定处于平衡状态.(×)(6)若三个力F1、F2、F3平衡,将F1转动90°时,三个力的合力大小为2F1.(√)(7)物体在缓慢运动时所处的状态不属于平衡状态.(×)2.(物体的受力分析)如图231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( )图231A.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】 B3.(平衡条件推论的应用)如图232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( )图232A.G B.G sin θC.G cos θD.G tan θ【答案】 A[核心精讲]1.受力分析的四个方法(1)假设法:在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在的假设,然后根据分析该力存在对物体运动状态的影响来判断该力是否存在.(2)整体法:将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行受力分析的方法.(3)隔离法:将所研究的对象从周围的物体中分离出来,单独进行受力分析的方法.(4)动力学分析法: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解的方法.2.受力分析的四个步骤(1)明确研究对象:确定受力分析的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体的组合.(2)隔离物体分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,进而分析周围有哪几个物体对它施加了力的作用(重力—弹力—摩擦力—其他力).(3)画出受力示意图:画出受力示意图,准确标出各力的方向.(4)检查分析结果:检查画出的每一个力能否找出它的施力物体,检查分析结果能否使研究对象处于题目所给的物理状态.[题组通关]1.(多选)如图233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可能的是( ) 【导学号:96622031】图233A.1 B.2C.3 D.4BCD 若F P=mg.则小球只受拉力F P和重力mg两个力作用;若F P<mg,则小球受拉力F P、重力mg、支持力N和弹簧Q的弹力F Q四个力作用,若F P=0,则小球要保持静止,应受N、F Q和mg三个力作用,故小球受力个数不可能为1.2.如图234所示,A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上,A、B间接触面光滑.在水平推力F作用下两物体一起加速运动,物体A恰好不离开地面,则物体A的受力个数为( )图234A.3 B.4C.5 D.6A 由于物体A恰好不离开地面,因此A不受地面的支持力和摩擦力而只受重力、F和B 对A垂直斜面向上的支持力,故正确答案为A.[名师微博]四点提醒:1.每分析一个力,都应找出施力物体.2.分析研究对象受的力,不要把研究对象对其他物体施加的力也加在研究对象上.3.只分析根据力的性质命名的力(场力、弹力、摩擦力等),不分析根据效果命名的力(向心力、下滑力、回复力等).4.为了使问题简化,忽略某些次要的力,如:微小粒子的重力、速度不大时空气的阻力等,至于何时忽略某个力的影响,要依据题目的具体情景和条件而定.[核心精讲]1.处理平衡问题的常用方法(1)选取研究对象:根据题目要求,选取一个平衡体(单个物体或系统,也可以是结点)作为研究对象.(2)画受力示意图:对研究对象按受力分析的顺序进行受力分析,画出受力示意图.(3)建立坐标系:选取合适的方向建立直角坐标系.(4)列方程求解:根据平衡条件列出平衡方程,解平衡方程,对结果进行讨论.[师生共研]●考向1 合成法与分解法的应用(2016·全国丙卷)如图2-3-5所示,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( )图2-3-5A.m 2B.32m C .m D .2mC 如图所示,由于不计摩擦,线上张力处处相等,且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心.由于a 、b 间距等于圆弧半径,则∠aOb =60°,进一步分析知,细线与aO 、bO 间的夹角皆为30°.取悬挂的小物块研究,悬挂小物块的细线张角为120°,由平衡条件知,小物块的质量与小球的质量相等,即为m .故选项C 正确.●考向2 相似三角形法的应用如图236所示是一个简易起吊设施的示意图,AC 是质量不计的撑杆,A 端与竖直墙用铰链连接,一滑轮固定在A 点正上方,C 端吊一重物.现施加一拉力F 缓慢将重物P 向上拉,在AC 杆达到竖直前( )图236A .BC 绳中的拉力T 越来越大B .BC 绳中的拉力T 越来越小C .AC 杆中的支撑力N 越来越大D .AC 杆中的支撑力N 越来越小【解题关键】B 作出C 点的受力示意图,如图所示,由图可知力的矢量三角形与几何三角形ABC 相似.根据相似三角形的性质得T BC =N AC =G AB,解得BC 绳中的拉力为T =G BC AB ,AC 杆中的支撑力为N =G AC AB.由于重物P 向上运动时,AB 、AC 不变,BC 变小,故T 减小,N 不变.B 正确.[题组通关]3.如图237所示,两个质量均为m 的小球用轻质细杆连接静止于内壁光滑的半球形碗内,杆及碗口平面均水平,碗的半径及两小球之间的距离均为R ,不计小球半径,则碗对每个小球的支持力大小为( )图237 A.33mg B.233mg C.3mg D .2mgB 以其中一小球为研究对象,受力情况如图所示.根据题意可知θ=30°,根据平衡条件可知:N 1=mg cos θ=233mg ,选项B 正确. 4.在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图238所示.仪器中一根轻质金属丝下悬挂着一个金属球,无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度.风力越大,偏角越大.通过传感器,就可以根据偏角的大小测出风力的大小.求风力大小F 跟金属球的质量m 、偏角θ之间的关系.【导学号:96622032】图238【解析】 取金属球为研究对象,有风时,它受到三个力的作用:重力mg 、水平方向的风力F 和金属丝的拉力T ,如图所示.这三个力是共点力,在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态,则这三个力的合力为零.法一:(力的合成法)如图甲所示,风力F 和拉力T 的合力与重力等大反向,由平行四边形定则可得F =mg tan θ.法二:(效果分解法)重力有两个作用效果:使金属球抵抗风的吹力和使金属丝拉紧,所以可以将重力沿水平方向和金属丝的方向进行分解,如图乙所示,由几何关系可得F =F ′=mg tan θ.甲 乙 丙法三:(正交分解法)以金属球为坐标原点,取水平方向为x 轴,竖直方向为y 轴,建立坐标系,如图丙所示.根据平衡条件有F x 合=T sin θ-F =0F y 合=T cos θ-mg =0解得F =mg tan θ.【答案】 F =mg tan θ[典题示例](多选)如图239所示,半径相同、质量相同且分布均匀的两个圆柱体a 、b靠在一起,表面光滑,重力均为G ,其中b 的下一半刚好固定在水平面MN 的下方,上边露出另一半,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 拉离水平面MN 一直滑到b 的顶端,对该过程进行分析,应有( )图239A .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 间压力由0逐渐增大,最大为GD .a 、b 间的压力开始最大为2G ,而后逐渐减小到GBD 根据几何关系可知:sin θ=12,θ=30°,对a 受力分析,如图所示,应用平衡条件,F =G tan θ=3G ,之后a 缓慢移动过程中,两轴心连线与竖直方向的夹角越来越小,由图可知:N 一直变小,F 也一直变小,可得拉力从最大值F m =3G 逐渐减小为0,选项A 错误、B 正确;a 、b 间的压力开始时最大为N =Gsin θ=2G ,而后逐渐减小到G ,选项C 错误、D 正确.分析动态平衡问题的两种方法[题组通关]5.如图2310,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( ) 【导学号:96622033】图2310A .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A 根据力的合成和共点力的平衡条件解决问题.木板静止时,木板受重力G 以及两根轻绳的拉力F 2,根据平衡条件,木板受到的合力F 1=0,保持不变.两根轻绳的拉力F 2的合力大小等于重力G ,保持不变,当两轻绳剪去一段后,两根轻绳的拉力F 2的夹角变大,因合力不变F 2cos θ=mg2,故F 2变大.选项A 正确,选项B 、C 、D 错误.6.(2016·全国甲卷)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2-3-11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( )图2-3-11A.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A 以O点为研究对象,受力如图所示,当用水平向左的力缓慢拉动O点时,则绳OA与竖直方向的夹角变大,由共点力的平衡条件知F逐渐变大,T逐渐变大,选项A正确.。
2020版高考物理(江苏专用版)新增分大一轮课件:第二章相互作用实验二
F2的夹角适当大些.
自测1 本实验采用的科学方法是
A.理想实验法
C.控制变量法
B.等效替代法 √
D.建立物理模型法
自测2
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.
如果没有操作失误,图乙中的F与F′
大一轮复习讲义
第二章 相互作用
实验二 力的平行四边形定则
内容索引
NEIRONGSUOYIN
过好双基关 研透命题点 随堂测试
回扣基础知识 训练基础题目 细研考纲和真题 分析突破命题点 随堂检测 检测课堂学习效果
过好双基关
1.实验目的
验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.
2.实验原理
等效法:使一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的 作用效果 相同,都是使同
A.拉橡皮条的细绳套适当细一些且长一些
B.实验中把橡皮条节点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角为90°不变,可
便于计算合力
C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近且平行于木板
D.两根细绳必须等长,且橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
(3)如图丙,某次测量FOB、FOC大小、方向实验过程中发现,FOC读数几乎满量
应在细绳套末端用铅笔画一个点,取掉细绳套后,再将所标点与O点连直线确
定力的方向.
(5)在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,
使所作力的图示稍大一些. 6.误差分析 (1)弹簧测力计本身不够准确造成的误差,为此要选择比较准确的弹簧测力计. (2)弹簧测力计读数和作图造成偶然误差,需要多做几次实验,并且使两分力F1、
2020版高考物理一轮复习第二章第4节受力分析共点力的平衡讲义含解析(1)
第节受力分析共点力的平衡一、受力分析.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。
.受力分析的一般步骤二、共点力作用下物体的平衡.平衡状态()静止:物体的速度和加速度都等于零的状态。
()匀速直线运动:物体的加速度为零、速度不为零的状态。
.平衡条件()物体所受合外力为零,即合=。
[注]()若采用正交分解法,平衡条件表达式为=,=。
.物体平衡条件的相关推论()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。
()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。
[注]()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。
【注解释疑】[注] ()只分析物体受到的力,不分析物体对其他物体的力。
()只分析外力,不分析内力。
()性质力和效果力不可重复分析。
()分力与合力不可重复分析。
[注] 物体处于平衡状态时,所受合力一定为零,物体所受合力为零时,也一定处于平衡状态,即合力为零是平衡状态的充要条件。
[注] 三力首尾相连,构成封闭三角形。
[深化理解].物体速度为零时,不一定处于平衡状态,如竖直上抛运动到最高点。
.物体处于平衡状态时,沿任意方向的合力均为。
.物体受多个力作用处于平衡状态时,其中几个力的合力与其余力的合力必定等大反向。
[基础自测]一、判断题()对物体受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上。
(√)()物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用。
(×)()物体的速度为零即处于平衡状态。
(×)()物体处于平衡状态时,其加速度一定为零。
(√)()物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力必定等大反向。
(√)()物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
题型探究课受力分析共点力的平衡
1.(2019·苏州调研)L形木板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( )
B.4
A.3
D.6
C.5
解析:选C.P、Q一起沿斜面匀速下滑时,木板P的上表面光滑,隔离滑块Q分析受力,受到三个力:
重力、P对Q的支持力、弹簧对Q沿斜面向上的弹力;再隔离木板P分析受力:P的重力、Q对P的压力、弹簧对P沿斜面向下的弹力、斜面对P的支持力、斜面对P的摩擦力,故选项C正确.2.(2019·昆山模拟)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( )
B.沿斜面向下
A.沿斜面向上
D.垂直斜面向上
C.竖直向上
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,受力分析如图,故C正确.3.(2019·盐城中学模拟)如图所示,a、b两个质量相同的球用线连接,a球用线挂在天花板上,b球
放在光滑斜面上,系统保持静止,以下图示中正确的是( )
解析:选B.对b 球受力分析,受重力、垂直斜面向上的支持力和细线的拉力,由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故细线拉力向右上方,故A 图错误;再对a 、b 两个球整体受力分析,受总重力、垂直斜面向上的支持力和上面细线的拉力,再次根据共点力平衡条件判断上面
的细线的拉力方向斜向右上方,故C 、D 图均错误.
4.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 =
mg
tan θ
B .F =mg tan θ
C .F N =
mg tan θ
D .F N =mg tan θ
解析:选A.法一:合成法
滑块受力如图甲,由平衡条件知:mg F =tan θ,mg FN =sin θ⇒F =
mg tan θ,F N =mg
sin 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=mg sin 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
=
mg
sin 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
.
5. 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∶2
D .2∶1
解析:选D.
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 ′A F C
=
1
sin 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.
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.
6.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.
7.(多选)2017年5月30日晚,在广西来宾市区桂中水城,一只狗下河喝水时因为安装在水下的彩灯电线漏电而被电死.当地有关部门立即排查水下线路,消除安全隐患.漏电是常见的现象,如图所示,竖直绝缘墙壁上的Q 处有一固定的质点A ,Q 正上方P 点处用细线悬挂着另一质点B ,A 、B 两质点因为带相同电荷而相互排斥,致使细线与竖直方向成θ角,由于漏电,A 、B 两质点的带电荷量逐渐减小.在电荷漏完
之前有关细线对悬点P 的拉力T 和质点A 、B 之间库仑力F 的大小,说法正确的是( )
A .T 保持不变
B .F 先变大后变小
C .F 逐渐减小
D .T 逐渐增大
解析:
选AC.以质点B 为研究对象,质点受到重力G 、质点A 的斥力F 和线的拉力T 三个力作用,如图所示.作出F 、T 的合力F ′,则由平衡条件得F ′=G .根据△F ′BF ∽△PQB 得G PQ =T PB =
F AB ,得T =PB PQ
G ,F =AB
PQ
G ,在
A 、
B 两质点带电荷量逐渐减少的过程中,PB 、PQ 、G 均不变,则线的拉力T 不变;因电荷量的减小,质点
A 、
B 相互靠近,库仑力F 减小,故A 、
C 正确,B 、
D 错误.。