人教版高中物理必修一 力的平衡和受力分析

力的平衡和受力分析

1．如下图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在水平地面上，另一端与斜面体P连接，P与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受到的外力个数有可能为()

A．2个B．3个C．4个D．5个

2．如下图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下，处于静止状态，则下列判断正确的是()

A．木块一定受到4个力的作用

B．木块可能受到2个力的作用

C．逐渐增大推力F，木块将继续保持静止状态

D．木块受天花板的滑动摩擦力随推力F的增大而增大

3．如下图所示，一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态，球的半径为R，质量为m

的蚂蚁只有在离桌面的高度大于或等于4

5

R时，才能停在碗上，若最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，那么蚂蚁和碗面间的动摩擦因数为()

A．3

5

B．

4

5

C．

3

4

D．

12

25

4．(2013·广东卷) 如图，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平，现把物体Q轻轻地叠放在P上，则( )

A．P向下滑动B．P静止不动

C．P所受的合外力增大D．P与斜面间的静摩擦力增大

5．(2014·广东卷)如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()

A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上

C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向

6．如图，一物体用一轻绳悬挂于O点而静止，现在用一个水平力F作用在物体上，使其缓慢偏离竖直位置，则水平拉力F的大小变化情况为（）

A．先变大，后变小B．先变小，后又变大

C．一直变大D．不断变小

7．如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动。用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点。当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中（保持OA与地面夹角θ不变），OC绳所受拉力的大小变化情况是()

A．逐渐减小B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小

8．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F1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F2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）。则两次的推力之比为( )

A．cosθ＋μsinθB．cosθ－μsinθC．1＋μtanθD．1－μtanθ

9．(2013·山东卷)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30o，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为( )

:4C．1:2 D．2:1

A．4:3B．3

10．如下图所示，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，求地面对三棱柱的支持力和摩擦力的大小．

11．如下图所示，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．细绳的一端通过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6 N．取g＝10 m/s2，求物体受到的摩擦力和支持力．

12．如下图所示，A、B两物体叠放在水平地面上，已知A、B的质量分别为m A＝10 kg，m B＝20 kg，A、B之间，B与地面之间的动摩擦因数均为μ＝0.5。一轻绳一端系住物体A，另一端系于墙上，绳与竖直方向的夹角为37°，今欲用外力将物体B匀速向右拉出，求所加水平力F的大小。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2)

答案精析

1．【答案】AC

【解析】MN与P接触时有两种情况，若接触时无弹力，此时P受重力和弹簧的支持力，A 项正确；若接触时有弹力，则P平衡时必然还受到沿斜面向下的静摩擦力，因此P应受四个力作用，故C项正确．

2．【答案】AC

【解析】木块在重力作用下，有沿天花板下滑的趋势，一定受到静摩擦力，则天花板对木块一定有弹力．木块受力如图：

故A正确，B错误．根据平衡条件得：F＝N＋G cosα，f＝G sin α；逐渐增大F的过程，N增大，最大静摩擦力增大，而木块受到的静摩擦力f不变，木块将始终保持静止，故C正确，D错误．故选A、C

3．【答案】C

【解析】蚂蚁在离桌面高度等于4

5

R时，

蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡，根据平衡有：f＝mg sin θ，N＝mg cos θ，

而cos θ＝4

5

R

R

＝

4

5

，所以μ＝

f

N

＝tan θ＝

3

4

，故C正确，A、B、D错误．

4．【答案】BD

【解析】设斜面的倾角为θ,加上Q ，相当于增加了P 的质量，受力分析列平衡方程得

f =m

g sin θ<μmg cos θ，N =mg cos θ。当m 增加时，不等式两边都增加，不等式仍然成立，即P 静止不动，P 所受的合外力为零，P 与斜面间的静摩擦力f =mg sin θ增大，选项BD 正确。

5．【答案】A

【解析】支持力的方向与接触面垂直，所以M 处的支持力的方向与地面垂直，即竖直向上，N 处支持力的方向与接触面垂直，即垂直MN 向上，故选项A 正确，选项B 错误；摩擦力的方向与接触面平行，与支持力垂直，故选项C 、D 错误．

6．【答案】C

【解析】对物体做受力分析，绳子与重力夹角为α，则

tan cos F G G T

αα⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩可知，F 一直变大，C 正确 7．【答案】C

【解析】据题意，当细绳OC 的C 段向B 点移动过程中，系统处于平衡状态，对点O 受力分析，受到悬挂物的拉力，该拉力为：T G =，受到杆的支持力N 和细绳OC 的拉力T C ，由力的三角形定则，即如上图所示，从图可以看出代表细绳OC 的拉力T C 的对应边的长度先减小后增加，则该拉力的大小也是先减小后增加，故选项C 正确。

8．【答案】B

【解析】分别对两种情况进行受力分析，