物理必修一-专题训练《力学专题》经典例题大全

力物体平衡

基础知识要点提示：

1.同一性质的力可以产生不同的效果；不同性质的力可以产生相同的效果。

2.重力的方向总是与当地的水平面垂直，不同地方水平面不同，其垂直水平面向下的方向也就不同。

3.重力的方向不一定指向地心。

4.并不是只有重心处才受到重力的作用。

弹力产生的条件：（1）两物体相互接触；（2）发生形变。

弹力有无判断方法：（1）根据弹力产生的条件直接判断；（2）利用假设法，然后分析物体运动状态

对有明显形变的弹簧，弹力的大小可以由胡克定律计算。对没有明显形变的物体，如桌面、绳子等物体，弹力大小由物体的受力情况和运动情况共同决定。

（1）胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成正比。

（2）“硬”弹簧，是指弹簧的k值较大。（同样的力F作用下形变量Δx较小）

（3）几种典型物体模型的弹力特点如下表。

摩擦力产生的条件：接触面粗糙，接触面间有弹力，有相对运动的趋势

1.摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但不一定阻碍物体的运动。

2.受静摩擦力作用的物体不一定静止，受滑动摩擦力作用的物体不一定运动。

3.摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势，但摩擦力不一定阻碍物体的运动，摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同也可能相反，还可能成一夹角，及摩擦力可能是动力也可能是阻力。

在实际问题中进行力的分解时，有实际意义的分解方法是安利的实际效果进行的，而正交分解法则是根据需要而采用的一种方法，其主要目的是将一般矢量运算转化为代数运算。

在分析受力时，为了避免漏力或添力，一般先分析场力，后分析接触力。

弄清力的分解的不唯一性及力的分解的唯一性条件。

将一个已知力F进行分解，其解是不唯一的。要得到唯一的解，必须另外考虑唯一性条件。常见的唯一性条件有：

1.已知两个不平行分力的方向，可以唯一的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，可以唯一的作出力的平行四边形，对力F进行分解，其解是唯一的。

力的分解有两解的条件：

1.已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，由图9可知：

当F2=Fsinθ时，分解是唯一的。

当FsinθF时，分解是唯一的。

2.已知两个不平行分力的大小。如图10所示，分别以

F的始端、末端为圆心，以F

1、F2为半径作圆，两圆有两个交点，所以F分解为F1、F2有两种情况。存在极值的几种情况。

（1）已知合力F和一个分力F

1的方向，另一个分力F2存在最小值。

（2）已知合力F的方向和一个分力F1，另一个分力F2存在最小值。

例2、如图11所示，物体静止于光滑的水平面上，力F作用于物体

O点，现要使合力沿着OO，方向，那

么，必须同时再加一个力F，。这个力的最小值是：

A、Fcosθ,

B、F sinθ,

c.F tanθ,D、F cotθ图9

图10

图11

，

例1 如图8－5所示，一根质量不计的横梁A端用铰链固定

在墙壁上，B端用细绳悬挂在墙壁上的C点，使得横梁保持水平状

态．已知细绳与竖直墙壁之间的夹角为60°，当用另一段轻绳在

B点悬挂一个质量为M＝6 kg的重物时，求轻杆对B点的弹力和绳

BC的拉力各为多大？(g取10 m/s2)

求解有关弹力问题时，一定要注意：①杆上的弹力不一定沿着杆，

本题因杆可绕A端转动，平衡时杆上的弹力必定沿着杆；②绳与杆的右

端连接为结点，此时BC绳的拉力不等于重力；如果B端改为绳跨过固

定在杆右端的光滑滑轮(如图所示)，下端悬挂重物时，BC绳的拉力大小

等于重物的重力．

摩擦力有关典型例题

1．如图所示，皮带是水平的，当皮带不动时，为使物体向右匀速运动而作用在物体上的水

平拉力为F1；当皮带向左运动时，为使物体向右匀速运动而作用在物体

上的水平拉力为F2，则（）

A．F1 = F2 B．F1 > F2

C．F1 < F2 D．以上三种情况都有可能

2．如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体A和B，A和B间的接触面也是粗糙的，如

果用水平拉力F拉A，但A、B仍保持静止，则下面的说法中正确的是（）。

A．物体A与地面间的静摩擦力的大小等于F

B．物体A与地面的静摩擦力的大小等于零

C．物体A与B间的静摩擦力的大小等于F

D．物体A与B间的静摩擦力的大小等于零

3．如上图所示，用水平力F将物体压在竖直墙壁上，保持静止状态，物体所受的摩擦力

的大小( )

F A．随F的增大而增大 B．随F的减少而减少

C．等于重力的大小 D．可能大于重力

4．用手握着一个玻璃杯，处于静止状态。如果将手握得更紧，手对玻璃杯的静摩擦力

将，如果手的握力不变，而向杯中倒入一些水（杯仍处于静止状态），手对杯的静摩擦

力将。

5．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到两个拉力作用，拉力的大小如图

所示，物体处于静止状态，（1）若只撤去10N 的拉力，则物体能否保持静止状态？ ； （2）若只撤去2N 的力，物体能否保持静止状态？ 。

6．如图所示，一个本块A 放在长木板B 上，长木板B 放在水平地面上．在恒力F 作用下，长木板B 以速度v 匀速运动，水平弹簧秤的示数为T ．下列关于摩擦力的说法正确的是（） A ．木块A 受到的滑动摩擦力的大小等于T B ．木块A 受到的静摩擦力的大小等于T

C ．若长木板B 以2v 的速度匀速运动时，木块A 受到的摩擦力大小等于2T

D ．若用2F 的力作用在长木板上，木块A 受到的摩擦力的大小等于T

一、巧用三角形边角关系解动态平衡问题

例1、如图15所示，光滑大球固定不动，它的正上方有一个定滑轮，放在大球上的光滑小球（可视为质点）用细绳连接，并绕过定滑轮，当人用力F 缓慢拉动细绳时，小球所受支持力为N ，则N ，F 的变化情况是：

A 、都变大；

B 、N 不变，F 变小；

C 、都变小；

D 、N 变小， F 不变。

例2 如图16所示，绳与杆均轻质，承受弹力的最大值一定，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），B 端吊一重物。现施拉力F 将B 缓慢上拉（均未断），在AB 杆达到竖直前

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。

二、动态分析

1．如图19所示，保持 不变，将B 点向上移，则BO 绳的拉力将： A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小

2．图所示，A 、A ′两点很接近圆环的最高点．BOB ′为橡皮绳，∠BOB ′＝120°，且B 、B ′与OA 对称．在点O 挂重为G 的物体，点O 在圆心，现将B 、B ′两端分别移到同一圆周上的点A 、A ′，若要使结点O 的位置不变，则物体的重量应改为

图16

F

A

B

F

R

图15

A

B

O C G 图19