力物体的平衡典型例题
高中物理力的平衡经典习题及答案
力的平衡经典习题1、如下图，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间．假设缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中A．A、B两球间的弹力不变 B．B球对挡板的压力逐渐减小C．B球对斜面的压力逐渐增大 D．A球对斜面的压力逐渐增大2、如下图，不计滑轮质量与摩擦，重物挂在滑轮下，绳A端固定，将B端绳由B移到C或D〔绳长不变〕其绳上张力分别为T B，T C，T D，绳与竖直方向夹角θ分别为θB, θC, θD则A． T B>T C>T D θB<θC<θD B． T B<T C<T D θB<θC<θDC． T B=T C<T DθB=θC<θD D． T B=T C=T D θB=θC=θD3、某物体在三个共点力的作用下处于静止状态，则以下符合条件的有A．7N、8N、15N B．11N、5N、8NC．1N、6N、8N D．4N、3N、12N4、如下图，质量为m的小球，与三根相同的轻弹簧相连．静止时，相邻两弹簧间的夹角均为120°,已知弹簧a、b 对小球的作用力大小均为F，则弹簧c对质点的作用力大小可能为A．F B．F + mg C．F -mg D．mg -F5、如下图，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为，质点与球心的连线与水平地面的夹角为，则以下说法正确的选项是A．地面对半球体的摩擦力为零B．质点对半球体的压力大小为mg sinC．质点所受摩擦力大小为mg sinD．质点所受摩擦力大小为mg cos6、如下图，一个质量为m=2．0 kg的物体，放在倾角为θ=30°的斜面上而静止，假设用竖直向上的力F=5 N提物体，物体仍静止〔g=10 m/s2〕，则下述正确的选项是A．斜面受的压力减少量等于5 N B．斜面受的压力减少量小于5 NC．地面受的压力减少量等于5 N D．地面受的压力减少量小于5 N7、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板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，右图所示是这个装置的纵截面图. 假设用外力使MN保持竖直，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，以下说法中不正确的选项是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所受的合力逐渐增大8、如下图，两个质量都是ｍ的小球Ａ、Ｂ用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态．已知墙面光滑，水平地面粗糙．现将Ａ球向上移动一小段距离．两球再次到达平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对Ｂ球的支持力Ｎ和轻杆上的压力Ｆ的变化情况是A．N不变，F变大B．N不变，Ｆ变小C．N变大，Ｆ变大 D．变大，Ｆ变小9、如下图，A、B两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态．现将绳子一端从P点缓慢移到Q点，系统仍然平衡，以下说法正确的选项是A．夹角θ将变小 B．夹角θ将变大C．绳子张力将增大 D．物体B位置将变高10、如下图，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为。
受力分析及物体平衡典型例题解析
受力分析及物体平衡典型例题解析物体的受力分析和平衡是物理学中重要的基础概念之一。
通过对物体所受力的分析，我们可以更好地理解物体的平衡条件以及力的平衡定律。
本文将通过几个典型例题来解析受力分析和物体平衡的相关知识。
1. 例题一：挂在水平轴上的物体假设有一个质量为m的物体被挂在一个水平轴上，并受到一个斜向上的力F和垂直向下的重力mg。
我们需要分析这个物体所受的所有力，并判断它是否处于平衡状态。
首先，我们需要确定这个物体所受的力。
由题意可知，物体受到的力有斜向上的力F和垂直向下的重力mg两个方向的力。
接下来，根据力的平衡定律，在水平方向上，物体受到的合力为零。
即F = 0，这表示物体在水平方向上没有受到外力的作用，保持原来的匀速直线运动状态。
在垂直方向上，物体受到的合力为零。
即F - mg = 0，解得F = mg。
这表示斜向上的力F等于物体的重力。
因此，我们可以得出结论：在这个例子中，物体处于平衡状态，受到斜向上的力F和垂直向下的重力mg的作用。
2. 例题二：悬挂在绳子上的物体假设有一个质量为m的物体悬挂在一根不可伸长的绳子上，并受到重力mg和绳子的拉力T。
我们需要分析这个物体所受的所有力，并判断它是否处于平衡状态。
首先，我们需要确定这个物体所受的力。
由题意可知，物体受到的力有重力mg和绳子的拉力T两个方向的力。
接下来，根据力的平衡定律，在垂直方向上，物体受到的合力为零。
即T - mg = 0，解得T = mg。
这表示绳子的拉力等于物体的重力。
在水平方向上，物体受到的合力为零。
即水平方向上没有受到外力的作用。
因此，我们可以得出结论：在这个例子中，物体处于平衡状态，受到绳子的拉力T和重力mg的作用。
3. 例题三：平板上的物体假设有一个质量为m的物体放置在一个倾斜角度为α的平板上，并受到平板的支持力N、重力mg以及摩擦力f的作用。
我们需要分析这个物体所受的所有力，并判断它是否处于平衡状态。
首先，我们需要确定这个物体所受的力。
共点力作用下物体的平衡(经典例题推荐)
解析
对悬挂的物体由力的平衡条
件可知绳子的拉力等于其重力,绳子 拉O点的力也等于重力.求OA和OB的 弹力,选择的研究对象为作用点O,受力分析如右图所 示,由平衡条件可知,F1和F2的合力与FT等大反向,由
mg 平行四边形定则和几何关系得:F1=mgtan θ ,F2= , cos 则D正确.
答案 D
共点力作用下物体的平衡(经典例题)
1.如图所示,光滑半球形容器固定
在水平面上,O 止于P点.设滑块 为球心,一质量为 所受支持力为FN. ( ) B.F=mgtan θ D.FN=mgtan θ m的小滑块,在水 平力F的作用下静 OP与水平方向的夹角为θ .下列关系正确的是 A. C.
mg F tan mg FN tan
答案
D
10.如图所示是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图. 使用时,用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚
动,把涂料均匀地粉刷到墙上.撑竿的重力和墙壁的摩擦均
不计,且撑竿足够长.粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓 上推涂料滚,设该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1,涂料滚 对墙壁的压力为F2,则( A.F1增大,F2减小 )
所示,在此过程中 (
)
A.F1保持不变,F3缓慢增大 B.F1缓慢增大,F3保持不变
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大
D.F2缓慢增大,F3保持不变
解析
B的受力如下图甲所示,因为F和G的方向始终
沿竖直方向,当F增大时,F1′、F2′都缓慢增大, F1′=F1,F2′=F2,所以F1、F2都缓慢增大.A物体受力 如图乙所示.由图乙知F2 sin θ =F3,所以F3缓慢增大.
解析
小滑块受力分析如右图所示,
根据平衡条件得 FNsin θ =mg
共点力作用下物体的平衡典型例题副本无答案A
共点力作用下物体的平衡典型例题[例1]质量为m的物体，用水平细绳AB拉住，静止在倾角为θ的固定斜面上，求物体对斜面压力的大小，如图1（甲）。
N′=mg／cosθ［例2]如图1所示，挡板AB和竖直墙之间夹有小球，球的质量为m，问当挡板与竖直墙壁之间夹角θ缓慢增加时，AB板及墙对球压力如何变化。
N1↓，N2↓[例3]如图1所示，用一个三角支架悬挂重物，已知AB杆所受的最大压力为2000N，AC绳所受最大拉力为1000N，∠α=30°，为不使支架断裂，求悬挂物的重力应满足的条件？[例4]如图1所示，细绳CO与竖直方向成30°角，A、B两物体用跨过滑轮的细绳相连，已知物体B所受到的重力为100N，地面对物体B的支持力为80N，试求（1）物体A所受到的重力；40N；（2）物体B与地面间的摩擦力；34.6N；（3）细绳CO受到的拉力。
69.3例5]如图1所示，在质量为1kg的重物上系着一条长30cm的细绳，细绳的另一端连着圆环，圆环套在水平的棒上可以滑动，环与棒间的静摩擦因数为0.75，另有一条细绳，在其一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环0.5m的地方。
当细绳的端点挂上重物G，而圆环将要开始滑动时，试问（1）长为30cm的细绳的张力是多少？ T≈8N（2）圆环将要开始滑动时，重物G的质量是多少？m G g＝Tctgθ，m G=0.6kg。
（3）角φ多大？直角例6]如图1所示，质量为m＝5kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数求当物体做匀速直线运动时，牵引力F的最小值和方向角θ。
∴Ф=30°，θ=30°[例7]如图1，A、B两物体质量相等，B用细绳拉着，绳与倾角θ的斜面平行。
A与B，A与斜面间的动摩擦因数相同，若A沿斜面匀速下滑，求动摩擦因数的值。
【例8】如图1所示，支杆BC一端用铰链固定于B，另一端连接滑轮C，重物P上系一轻绳经C固定于墙上A点。
若杆BC、滑轮C及绳子的质量、摩擦均不计，将绳端A点沿墙稍向下移，再使之平衡时，绳的拉力和BC杆受到的压力如何变化？α增大，所以F增大，而T 减小。
高中物理---受力分析(动态平衡问题)典型例题(含答案)【经典】
知识点三：共点力平衡（动态平衡、矢量三角形法）1．(单选)如图所示，一小球在斜面上处于静止状态，不考虑一切摩擦，如果把竖直挡板由竖直位置缓慢绕O点转至水平位置，则此过程中球对挡板的压力F1和球对斜面的压力F2的变化情况是()．答案B A．F1先增大后减小，F2一直减小B．F1先减小后增大，F2一直减小C．F1和F2都一直减小D．F1和F2都一直增大2、（单选）(天津卷，5)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()．答案DA．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3．（单选）如图所示，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F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是()．答案BA．F1增大，F2减小B．F1增大，F2增大C．F1减小，F2减小D．F1减小，F2增大4、（单选）如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线AB运动，应该再加上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为()．答案BA．F cos θB．F sin θC．F tan θD．F cot θ5．(单选)如图所示，一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上，一质量为m的小木块在水平力F的作用下静止在斜面上．若只改变F的方向不改变F的大小，仍使木块静止，则此时力F与水平面的夹角为()．答案AA．60°B．45°C．30°D．15°6．（多选）一铁架台放于水平地面上，其上有一轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直，现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止，则在这一过程中()．答案：ADA．细线拉力逐渐增大B．铁架台对地面的压力逐渐增大C．铁架台对地面的压力逐渐减小D．铁架台所受地面的摩擦力逐渐增大7、（多选）(苏州调研)如图所示，质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于O点，在外力F的作用下，小球A、B处于静止状态．若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变，则外力F的大小()．答案BCDA．可能为33mg B．可能为52mgC．可能为2mg D．可能为mg8、（单选）如图所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个轻质圆环上，圆环套在粗糙水平杆MN上．现用水平力F拉绳上一点，使物体处于图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来的位置不动．在这一过程中，水平拉力F、环与杆的摩擦力F摩和环对杆的压力F N的变化情况是()．答案DA．F逐渐增大，F摩保持不变，F N逐渐增大B．F逐渐增大，F摩逐渐增大，F N保持不变C．F逐渐减小，F摩逐渐增大，F N逐渐减小D．F逐渐减小，F摩逐渐减小，F N保持不变9．（单选）如图所示，在拉力F作用下，小球A沿光滑的斜面缓慢地向上移动，在此过程中，小球受到的拉力F和支持力F N的大小变化是()．A．F增大，F N减小答案AB．F和F N均减小C．F和F N均增大D．F减小，F N不变10．(单选)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板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，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()．答案BA．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所受的合力逐渐增大11．(多选)如图所示，在斜面上放两个光滑球A和B，两球的质量均为m，它们的半径分别是R和r，球A 左侧有一垂直于斜面的挡板P，两球沿斜面排列并处于静止状态，下列说法正确的是()．答案BC A．斜面倾角θ一定，R>r时，R越大，r越小，则B对斜面的压力越小B．斜面倾角θ一定，R＝r时，两球之间的弹力最小C．斜面倾角θ一定时，无论半径如何，A对挡板的压力一定D．半径一定时，随着斜面倾角θ逐渐增大，A受到挡板的作用力先增大后减小12．(单选)如图所示，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绳长使绳端由B点缓慢上移至B′点，此时绳OB′与绳OA之间的夹角θ<90°.设此过程中绳OA、OB的拉力分别为F OA、F OB，下列说法正确的是()．答案BA．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13、（多选）如图，不可伸长的轻绳跨过动滑轮，其两端分别系在固定支架上的A、B两点，支架的左边竖直，右边倾斜．滑轮下挂一物块，物块处于平衡状态，下列说法正确的是()．答案BCA．若左端绳子下移到A1点，重新平衡后绳子上的拉力将变大B．若左端绳子下移到A1点，重新平衡后绳子上的拉力将不变C．若右端绳子下移到B1点，重新平衡后绳子上的拉力将变大D．若右端绳子下移到B1点，重新平衡后绳子上的拉力将不变14、（单选）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()．答案BA．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15．(单选)作用于O点的三力平衡，设其中一个力大小为F1，沿y轴正方向，力F2大小未知，与x轴负方向夹角为θ，如图所示．下列关于第三个力F3的判断中正确的是()．A．力F3只能在第四象限答案CB．力F3与F2夹角越小，则F2和F3的合力越小C．F3的最小值为F1cos θD．力F3可能在第一象限的任意区域16．(多选)一个光滑的圆球搁在光滑的斜面和竖直的挡板之间，如图21所示．斜面和挡板对圆球的弹力随斜面倾角α变化而变化，故()．答案ACA．斜面弹力F N1的变化范围是(mg，＋∞)B．斜面弹力F N1的变化范围是(0，＋∞)C．挡板的弹力F N2的变化范围是(0，＋∞) D．挡板的弹力F N2的变化范围是(mg，＋∞)。
受力分析及物体平衡典型例题解析
受力分析及物体平衡典型例题解析在物理学中，受力分析和物体平衡是非常重要的基础知识。
通过对物体所受力的分析，我们可以了解物体的运动状态以及是否处于平衡状态。
本文将通过解析几个典型的例题，帮助读者更好地理解受力分析和物体平衡的概念。
例题一：垂直轴上的物体平衡将一个质量为10千克的木块悬挂在一根质量忽略不计的轻杆上，轻杆的一端固定在墙上，另一端与滑轮相连，滑轮距地面高度为2米。
现求木块上挂的重物的质量是多少？解析：首先，我们可以根据题目中给出的物体的质量和距离，得到所受到的重力，即10千克 * 9.8米/秒² = 98牛顿。
由于木块处于静止状态，根据角动量守恒定律，木块所受合力矩为零。
由于轻杆质量忽略不计，可以将滑轮视为质量忽略不计的点，即滑轮为定轴。
设木块上挂的重物的质量为M，根据力矩平衡公式有：2米 * 98牛顿 - 0米 * M = 0解得：M = 98千克所以，木块上挂的重物的质量为98千克。
例题二：倾斜面上的物体平衡一个质量为5千克的木箱被放置在一个倾角为30°的光滑斜面上，斜面上有一垂直向上的力F使木箱处于静止状态，求力F的大小。
解析：首先，我们可以根据题目中给出的物体的质量和斜面的倾角，得到物体所受到的重力，即5千克 * 9.8米/秒² = 49牛顿。
由于木箱处于静止状态，根据 Newton's第一定律，合力等于零。
这意味着斜面上的力F必须与斜面的竖直方向的分量相抵消。
设力F的大小为F1，根据受力分析，可以得到以下等式：F1 * cos30° = 49牛顿解得：F1 = 98牛顿所以，力F的大小为98牛顿。
例题三：悬挂物体和支撑力的分析一个质量为2千克的物体用绳子悬挂在天花板上，绳子的倾角为60°，求绳子的拉力和天花板对物体的支撑力。
解析：首先，根据题目中给出的物体的质量和绳子的倾角，可以得到物体所受到的重力，即2千克 * 9.8米/秒² = 19.6牛顿。
(完整版)高一物理力学典型例题
高中物理力学典型例题1、如图1—1所示，长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。
绳上挂一个光滑的轻质挂钩。
它钩着一个重为12牛的物体.平衡时,绳中张力T=＿＿＿＿分析与解：本题为三力平衡问题。
其基本思路为：选对象、分析力、画力图、列方程。
对平衡问题,根据题目所给条件，往往可采用不同的方法，如正交分解法、相似三角形等。
所以，本题有多种解法。
解法一:选挂钩为研究对象，其受力如图1-2所示，设细绳与水平夹角为α，由平衡条件可知：2TSinα=F，其中F=12牛,将绳延长，由图中几何条件得:Sinα=3/5，则代入上式可得T=10牛。
解法二：挂钩受三个力，由平衡条件可知:两个拉力(大小相等均为T）的合力F’与F大小相等方向相反。
以两个拉力为邻边所作的平行四边形为菱形.如图1-2所示，其中力的三角形△OEG与△ADC相似，则:得:牛.想一想:若将右端绳A 沿杆适当下移些，细绳上张力是否变化？（提示:挂钩在细绳上移到一个新位置，挂钩两边细绳与水平方向夹角仍相等，细绳的张力仍不变。
）2、如图2—1所示，轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B 上，质量为m的物块悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮的距离相等.在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。
先托住物块，使绳处于水平拉直状态，由静止释放物块，在物块下落过程中,保持C、D两端的拉力F不变.（1）当物块下落距离h为多大时，物块的加速度为零？(2）在物块下落上述距离的过程中，克服C端恒力F做功W为多少？（3）求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H?分析与解：物块向下先作加速运动，随着物块的下落,两绳间的夹角逐渐减小。
因为绳子对物块的拉力大小不变,恒等于F，所以随着两绳间的夹角减小，两绳对物块拉力的合力将逐渐增大，物块所受合力逐渐减小,向下加速度逐渐减小.当物块的合外力为零时，速度达到最大值。
之后，因为两绳间夹角继续减小，物块所受合外力竖直向上，且逐渐增大，物块将作加速度逐渐增大的减速运动。
高一高二物理专体训练
专题一 力与物体的平衡一、典型例题1.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ,A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ,整个装置处于静止状态.现对B 加一竖直向下的力F ,F 的作用线通过球心,设墙对B 的作用力为F 1,B 对A 的作用力为F 2,地面对A 的作用力为F 3.若F 缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如上图所示,在此过程中 ( )A .F 1保持不变,F 3缓慢增大B .F 1缓慢增大,F 3保持不变C .F 2缓慢增大,F 3缓慢增大D .F 2缓慢增大,F 3保持不变2. 如图7，人重600牛，木块A 重400牛，人与A 、A 与地面间的摩擦系数均为0.2，现人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速直线运动，滑轮摩擦不计，求(1)人对绳的拉力.(2)人脚给A 的摩擦力方向和大小。
3．有一个直角支架AOB ，AO 水平放置，表面粗糙，OB 竖直向下，表面光滑．AO 上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡(如图1－20 甲所示)．现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力N 和细绳上的拉力T 的变化情况是 ( )A ．N 不变，T 变大B ．N 不变，T 变小C ．N 变大，T 变大D ．N 变大，T 变小4、如图所示，半圆形支架DAB ，两绳OA 和OB 接于圆心O ，下悬重为G 的物体，使OA 固定不动，将OB 绳的B 端沿半圆支架从水平位置逐渐移动竖直位置C 的过程中，说明OA 绳和OB 绳对节点O 的拉力大小如何变化？二、学生练习1．如图所示，A 、B 是两个长方形物块，F 是作用在物块B 上沿水平方向的力，A 和B 以相同的速度在水平地面C 上做匀速直线运动(空气阻力不计)．由此可知，A 、B 间的动摩擦因数μ1和B 、C 间的动摩擦因数μ2有可能是( )A ．μ1＝0，μ2＝0B ．μ1＝0，μ2≠0C ．μ1≠0，μ2＝0D ．μ1≠0，μ2≠02.如图跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落.已知运动员和他身上装备的总重力为G 1，圆顶形降落伞伞面的重力为G 2，有8条相同的拉线，一端与飞行员相邻(拉线重力不计)，另一端均匀分布在伞面边缘上(图中没有把拉线都画出来)，每根拉线和竖直方向都成300角.那么每根拉线上的张力大小为（ ）A .1231G B .12)(321G G + C .8)(21G G + D .41G3.如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m ，放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间.若缓慢转动挡板至与斜面垂直，在此过程中（ ）A .A 、B 两球间的弹力逐渐增大 B .B 球对挡板的压力逐渐减小C .B 球对斜面的压力逐渐增大D .A 球对斜面的压力逐渐增大4.如图所示，轻绳AC 与天花板夹角α=300，轻绳BC 与天花板夹角β=600.设AC 、BC 绳能承受的最大拉力均不能超过100N ，CD 绳强度足够大，求CD 绳下端悬挂的物重G 不能超过多少？5.三根不可伸长的相同的轻绳，一端系在半径为r 0的环1上，彼此间距相等，绳穿过半径为r 0的第2个圆环，另一端同样地系在半径为2r 0的环3上，如图所示，环1固定在水平面上，整个系统处于平衡状态.试求第2个环中心与第3个环中心之间的距离.(三个环都是用相同的金属丝制作的，摩擦不计)6.如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC 边水平，AC 边竖直，∠ABC =β.AB边及AC 两边上分别套有用细线相连的铜环(其总长度小于BC 边长)，当它们静止时，细线跟AB 所成的角θ的大小为（ ）A .θ=βB .θ=2π C .θ<β D .β<θ<2π7.如图所示，质量为m 的工件置于水平放置的钢板C 上，二者间的动摩擦因数为μ，由于光滑导槽A 、B 的控制，工件只能沿水平导槽运动，现在使钢板以速度v 1向右运动，同时用力F 拉动工件(F 方向与导槽平行)使其以速度v 2沿导槽运动，则F 的大小为（ ）A .等于μmgB .大于μmgC .小于μmgD .不能确定8.如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m 1的小球与O 点的连线与水平线的夹角为α=600.两小 球的质量比为m 2/m 1为（ ）A .33B .32C .23D .229.如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用，而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上；②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用；③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动；④弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零，以l 1、l 2、l 3、l 4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（ ）A .l 2 > l 1B . l 4> l 3C .l 1 > l 3D .l 2 = l 410.如图所示，A 、B 两物体的质量分别为m A 和m B ，且m A >m B ，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳一端由Q 点缓慢地向左移到P 点，整个系统重新平衡后，物体A 的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ如何变化？（ ）A .物体A 的高度升高，θ角变大B .物体A 的高度降低，θ角变小C .物体A 的高度升高，θ角不变D .物体A 的高度不变，θ角变小F ① F ②F ③ ④专题二 力与物体的直线运动一、例题【例1】在平直公路上，自行车与同方向行驶的一汽车同时经过A 点，自行车以v =4m/s 速度作匀速运动，汽车以v 0 =10m/s 的初速度、a =0.25m/s 2的加速度作匀减速运动。
高中物理竞赛专题一力物体的平衡(含习题及答案)
专题一力物体的平衡第一讲力的处理矢量的运算1、加法表达：a + b = c o名词：c为“和矢量”。
法则：平行四边形法则。
如图1所示和矢量大小：c = a2b22abco^ ，其中a为a和b的夹角。
和矢量方向：c在a、b之间，和a夹角B = arcs in ------2 2.a b 2abcos:-2、减法表:达：a = c — b o名词：c为“被减数矢量”，b为“减数矢量”，a为“差矢量”法则：三角形法则。
如图2所示。
将被减数矢量和减数矢量的起始端平移到一点，然后连接两时量末端，指向被减数时量的时量，即是差矢量。
差矢量大小：a = ；b2• c2- 2bccosr，其中B为c和b的夹角。
差矢量的方向可以用正弦定理求得。
一条直线上的矢量运算是平行四边形和三角形法则的特例。
例题：已知质点做匀速率圆周运动，半径为R，周期为T，求它在-T内和4 1在-T内的平均加速度大小。
21解说：如图3所示，A到B点对应-T的过程，A4到C点对应1T的过程。
这三点的速度矢量分别设为2v A、v B和 v C。
图3_v t —V 。
/曰 __V B —V A . _v c —V A a =得：a AB = , a Ac =-tt ABt AC由于有两处涉及矢量减法，设两个差矢量.：V 1= V B — V A ，厶v 2= v c — V A ,根据三角形法则，它们在图3中的大小、方向已绘出（：V2的“三角形”已被拉 伸成一条直线）。
本题只关心各矢量的大小，显然：V A = V B = V c = 2JI R且.T■：v 1 = . 2 v A =2 2二 RTL V2 = :2 V A =4 二 R 'T2 2 二R4二 R所以： a AB =v 1 _ T =8 2 二Ra■ A V 2T - 8二 Rt ABT T 2ACt ACT T 242观察与思考：这两个加速度是否相等，匀速率圆周运动是不是匀变速运动? 答：否；不是。
力的动态平衡例题
解析法：例1. 如图3所示，小船用绳索拉向岸边，设船在水中运动时所受水的阻力不变，那么小船在匀速靠岸过程中，下面说法哪些是正确的（）图3A. 绳子的拉力F不断增大B. 绳子的拉力F不变C. 船所受的浮力不断减小D. 船所受的浮力不断增大变式：如图所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢下降．关于此过程绳上拉力大小变化，下列说法中正确的是（）A．不变B．逐渐减小C．逐渐增大D．可能不变，也可能增大图解法：例2：如图所示，绳OA、OB悬挂重物于O点，开始时OA水平.现缓慢提起A端而O点的位置保持不变，则( )A.绳OA的张力逐渐减小B.绳OA的张力逐渐增大C.绳OA的张力先变大，后变小D.绳OA的张力先变小，后变大变式：1、半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一固定放置的竖直挡板MN。
在半圆柱体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，如图所示是这个装置的截面图。
现使MN保持竖直并且缓慢地向右平移，在Q滑落到地面之前，发现P始终保持静止。
则在此过程中，下列说法正确的是（）A．MN对Q的弹力逐渐减小B．P对Q的弹力逐渐增大C．地面对P的摩擦力逐渐增大D．Q所受的合力逐渐增大2、如图所示，轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上．现用水平力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来的位置不动．则在这一过程中，环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是( )A．F1保持不变，F2逐渐增大 B．F1逐渐增大，F2保持不变C．F1逐渐减小，F2保持不变 D．F1保持不变，F2逐渐减小3、两物体A、B，如图16连接且处于静止状态，已知M A＝2M B，A物体和地面的动摩擦因数为μ．现在给B上加一个水平力F，使物体B缓慢移动，物体A始终静止，则此过程中有( )A．物体A对地面的压力逐渐变小B．物体A受到的摩擦力不变C．绳的拉力逐渐变大D．地面对A的作用力不变相似三角形：如图5所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一小定滑轮，细线一端拴一小球A，另一端绕过定滑轮.今将小球从图示位置缓慢拉到B点，在小球到达B点前的过程中，小球与半球间的弹力F N及细线的拉力F的大小变化是（）图5A.F N变大，F变大B.F N变小，F变大C.F N不变，F变小D.F N变大，F变小变式：如图4甲所示是一个简易起吊设施的示意图，AC是撑杆，质量不计，C端与竖直墙用铰链连接，一滑轮固定在A点正上方，现施一拉力F缓慢将重物P上拉，在OP杆达到竖直前（）A.铰链中拉力F r越来越大B.铰链中拉力F r越来越小C.AC杆中的支撑力F N越来越大D.AC杆中的支撑力F N越来越小。
高考复习——《力 物体的平衡》典型例题复习
一、力物体的平衡1、力：力是物体对物体的作用。
⑴力是一种作用，可以通过直接接触实现（如弹力、摩擦力），也可以通过场来实现（重力、电场力、磁场力）⑵力的性质：物质性（力不能脱离物体而独立存在）；相互性（成对出现，遵循牛顿第三定律）；矢量性（有大小和方向，遵从矢量运算法则）；效果性（形变、改变物体运动状态，即产生加速度）⑶力的要素：力的大小、方向和作用点称为力的三要素，它们共同影响力的作用效果。
力的描述：描述一个力，应描述力的三要素，除直接说明外，可以用力的图示和力的示意图的方法。
⑷力的分类：按作用方式，可分为场力（重力、电场力）、接触力（弹力、摩擦力）；接效果分，有动力、阻力、牵引力、向心力、恢复力等；接性质分，有重力、弹力、摩擦力、分子力等；按研究系统分，内力、外力。
2、重力：由于地球吸引，而使物体受到的力。
（1）重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
（2）重力的大小：G=mg ，可以用弹簧秤测量，重力的大小与物体的速度、加速度无关。
（3）重力的方向：竖直向下。
（4）重心：重力的作用点。
重心的测定方法：悬挂法。
重心的位置与物体形状的关系：质量分布均匀的物体，重心位置只与物体形状有关，其几何中心就是重心；质量分布不均匀的物体，其重心的位置除了跟形状有关外，还跟物体的质量分布有关。
3、弹力（1）弹力的产生：发生弹性形变的物体，由于要恢复原来的形状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
（2）产生的条件：两物体要相互接触；发生弹性形变。
（3）弹力的方向：①压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
②绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
③杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。
如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态，则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。
例题：如图所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在O ，重心在P ，静止在竖直墙和桌边之间。
试画出小球所受弹力。
解析：由于弹力的方向总是垂直于接触面，在A 点，弹力F 1应该垂直于球面所以沿半径方向指向球心O ；在B 点弹力F 2垂直于墙面，因此也沿半径指向球心O 。
专题01 力与物体的平衡 【练】-2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练(解析版)
专题01力与物体的平衡1．图中是生活中磨刀的情景。
若磨刀石始终处于静止状态，当刀相对磨刀石向前运动的过程中，下列说法错误的是（）A．刀受到的滑动摩擦力向后B．磨刀石受到地面的静摩擦力向后C．磨刀石受到四个力的作用D．地面和磨刀石之间有两对相互作用力【答案】C【详解】A．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀受到的滑动摩擦力向后，故A正确，不符合题意；B．当刀相对磨刀石向前运动的过程中，刀对磨刀石摩擦力向前，根据平衡条件可知，磨刀石受到地面的静摩擦力向后，故B正确，不符合题意；C．磨刀石受到重力、地面支持力、刀的摩擦力和地面摩擦力以及刀的压力（否则不会有摩擦力），共5个力作用，故C错误，符合题意；D．地面和磨刀石之间有两对相互作用力分别是磨刀石对地面的压力与地面对磨刀石的支持力，地面对磨刀石摩擦力与磨刀石对地面的摩擦力，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．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（）A．A的受力个数可能是3个B．A的受力个数可能是5个C．B的受力个数可能是3个D．B的受力个数可能是5个【答案】D【详解】对AB系统受力分析可知，斜面对B摩擦力可能为零AB．对A受力分析，由平衡条件得：A受重力，B对A的支持力，水平力F，以及B对A的摩擦力四个力的作用，故AB错误；CD．对B受力分析：B至少受重力、A对B的压力、A对B的静摩擦力、斜面对B的支持力，还可能受到斜面对B的摩擦力，故D正确，C错误。
故选D。
3．如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构G和Q G。
用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P 成，其重量分别为P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的磁力大小为F。
下列说法正确的是（）A．Q对P的磁力大小等于P GB．P对Q的磁力方向竖直向下C．Q对电子秤的压力大小等于Q G＋FD．电子秤对Q的支持力大小等于P G＋Q G【答案】D【详解】AB．由题意可知，因手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，即Q 对P有水平向左的磁力；P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态，则说明Q对P有竖直向上的磁力，G，选项AB错误；则Q对P的磁力方向斜向左上方向，其磁力F大小大于PCD．对PQ的整体受力分析，竖直方向电子秤对Q的支持力大小等于P G＋Q G，即Q对电子秤的压力大小G＋Q G，选项C错误，D正确。
高考物理一轮复习热点强化2力与物体的平衡演练含解析
热点强化2 力与物体的平衡1．(2021届河南顶尖名校联考)如图所示，工地上的建筑工人用砖夹搬运四块相同的砖，假设每块砖的质量均为m ，砖与砖夹的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当砖处于平衡状态时，已知重力加速度为g ，则右边砖夹对砖施加的水平力最小为( )A ．mg μB ．2mgμC ．3mgμD ．4mg μ【答案】B 【解析】以四块砖为研究对象，整体在竖直方向上受重力和摩擦作用，受力分析．砖恰好静止不动，则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等，即f 1＋f 2＝4mg ，又f 1＝f 2＝μF .联立两式可得F ＝2mg μ，即右边砖夹对砖施加的水平力最小为F ＝2mgμ，B 正确．2．(2021届合肥一中六校素质测试)如图所示，一个轻质环扣与细线l 1、l 2连接(l 1<l 2)，两细线另一端分别连接着轻环P 、Q ，P 、Q 分别套在竖直面内倾角相同的固定光滑杆AB 和AC 上．现将重量为G 的铁块挂在环扣上，铁块静止时左、右两细线的张力分别为F 1和F 2.下列说法中正确的是( )A ．F 1＝F 2B ．F 1F 2＝l 1l 2C ．F 1F 2＝l 2l 1D ．F 1F 2＝l 2－l 1l 2＋l 1【答案】A 【解析】对P 、Q 小环分析，小环受光滑杆的支持力和绳子的拉力，根据平衡条件，这两个力是一对平衡力，支持力是垂直于杆子向上的，故绳子的拉力也是垂直于杆子的．对结点O 受力分析如图所示．根据平衡条件可知，F 1和F 2的合力F 与G 等值反向，如图所示．由几何关系可知，α＝β，故F 1＝F 2，即F 1∶F 2＝1∶1，A 正确．3．(2021年湖北一模)如图所示，矩形平板ABCD 的AD 边固定在水平面上，平板与水平面夹角为θ，AC 与AB 的夹角也为θ.质量为m 的物块在平行于平板的拉力作用下，沿AC 方向匀速运动．物块与平板间的动摩擦因数μ＝tan θ，重力加速度大小为g ，拉力大小为( )A ．2mg sin θcos θ2B ．2mg sin θC ．2mg sin θ2D ．mg sin θcos θ2【答案】A4．(2021届泸县一中开学考试)(多选)如图所示，滑轮C 用硬杆固定在天花板上，另一滑轮O 通过细绳悬挂一物体P .把另一根细绳一端固定在天花板上的A 点，另一端绕过定滑轮C 后悬挂物体Q ，然后把悬挂物体P 的滑轮放于AC 之间的细绳上，最终整个装置处于平衡，假设细绳足够长，不计一切摩擦．现把天花板上的绳端A 点沿天花板稍微向左平移一小段之后又固定，系统又重新达到平衡．则以下说法正确的是( )A ．绳子上的拉力大小变大B ．绳子上的拉力大小不变C ．绳子AO 与CO 间的夹角变大D ．绳子AO 与CO 间的夹角不变 【答案】BD5．(2021届荆州中学月考)如图，倾角为α＝30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为m 和2m 的小球A 、B ，它们用劲度系数为k 的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行．现对A 施加一水平向右、大小为F 的恒力，使A 、B 在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L ，则下列说法正确的是( )A ．弹簧的原长为L －mg2kB ．恒力F ＝233mgC ．小球A 对斜面的压力大小为3mgD ．撤去恒力F 后的瞬间小球B 的加速度为g【答案】C 【解析】对B 球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件2mg sin α＝kx ，解得弹簧伸长量为x ＝2mg sin αk，则弹簧原长为L 0＝L －2mg sin αk ＝L －mgk，A 错误；以A 、B 整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件F cos 30°＝3mg sin 30°，解得F ＝3mg tan 30°＝3mg ，B 错误；对小球A ，在垂直斜面方向上，根据平衡条件N ＝mg cos α＋F sin α＝32mg ＋32mg ＝3mg ，根据牛顿第三定律可知A 对斜面的压力为3mg ，C 正确；撤去F 瞬间，弹簧弹力不变，B 球受力仍然平衡，加速度为0，D 错误．6．(2021届安徽定远县育才中学月考)(多选)如图，两个质量都为m 的球A 、B 用轻绳连接，A 球套在水平细杆上(球孔比杆的直径略大)，对B 球施加水平风力作用，结果A 球与B 球一起向右做匀速运动，此时细绳与竖直方向的夹角为θ.已知重力加速度为g ，则( )A ．对B 球的水平风力大小等于mg sin θ B ．轻绳的拉力等于mg cos θC ．杆对A 球的支持力等于2mgD ．杆与A 球间的动摩擦因数等于12tan θ【答案】CD 【解析】对球B 受力分析，受重力m B g 、水平恒F 力和拉力T ，如图甲，根据平衡条件得，水平恒力F ＝m B g tan θ，绳对B 球的拉力T ＝m B gcos θ，A 、B 错误；把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力(m A ＋m B )g 、支持力N 、恒力F 和向左的摩擦力f ，如图乙，根据共点力平衡条件可得，杆对A 环的支持力大小N ＝(m A ＋m B )g ＝2mg ，C 正确；因为A 球与B 球一起向右做匀速运动，所以f ＝F ，则A 环与水平细杆间的动摩擦因数为μ＝f N＝mg tan θ2mg ＝tan θ2，D 正确．甲 乙7．(多选)某玩具为了模仿小动物行走的姿势，设计了非圆形的“轮子”．现研究轮子受力情况，模型简化如图所示，四分之一圆框架OAB 的OA 、OB 边初始位置分别处于水平和竖直方向上，光滑球形重物此时嵌在框架中与OA 、OB 、弧AB 三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力．现以O 点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动θ角，下列说法正确的是( )A ．转动θ为0至π2的过程，弧AB 受到重物的压力逐渐变大B ．θ为5π4时，弧AB 受到重物的压力最大C ．转动一周的过程中，存在某一特定的角，此时弧AB 与OA 板受到重物的压力一样大D ．转动一周的过程中，OA 、OB 、弧AB 受到重物压力的最大值一样大【答案】CD 【解析】以O 点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动过程中，相当于重力沿逆时针方向转动，转动θ为0至π2的过程，弧AB 始终不受力作用，A 错误；由力的合成知识可知当θ＝π时，弧AB 受到重物的压力大小为2G ，当θ＝5π4时，弧AB 受到重物的压力为G ，则此时压力不是最大，B 错误；重力的方向在弧AB 弹力方向与OA 板弹力方向夹角的平分线上时，弧AB 与OA 板受到重物的压力一样大，C 正确；在两个不同的位置，OA 板和OB 板的弹力都会取得最大值，大小为2G ，则转动一周的过程中，OA 、OB 、弧AB 受到重物压力的最大值一样大，D 正确．。
2023届高考物理二轮专题卷：力与物体的平衡
一、选择题（第1～10题为单选题，第10～15题为多选题）1．如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。
铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。
已知檩条间距离为d ，以下说法正确的是（）A ．瓦片总共受到4个力的作用B ．减小檩条间的距离d 时，瓦片与檩条间的弹力增大C ．减小檩条间的距离d 时，瓦片可能会下滑D ．增大檩条间的距离d 时，瓦片与檩条间的摩擦力增大【答案】C【解析】瓦片受重力、两侧的支持力和摩擦力，共5个力，故A 错误；根据题图可知，两檩条对瓦片的弹力与垂直于檩条方向的夹角为 ，有2cos cos N mg ，减小檩条间的距离d 时，夹角 变小，则瓦片与檩条间的弹力变小，最大静摩擦力变小，则瓦片可能会下滑，故B 错误，C 正确；增大檩条间的距离d 时，瓦片仍然静止，瓦片与檩条间的摩擦力不变，故D 错误。
2．2020年的春节刚刚来临，国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情，许多医务工作者自愿放弃休假为抗击疫情奋战。
在药物使用中就应用到很多物理知识。
甲、乙图分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样，针尖的顶角很小，医生沿着注射器施加一个较小的力F ，针尖会对瓶塞产生很大的推力。
现只分析如图的针尖倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力，则（）A ．针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的B ．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力小C ．若F 一定，使用顶角越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大D ．针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力F N ＝F cos θ【答案】C【解析】根据平行四边形定则可知针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力不等，故A 错误；设顶角为 ，则针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力1sin F F ，直侧面的推力2tan F F，当 大于45°，针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力大，故B 、D 错误；由上述两式可知，若F 一定，使用顶角越小的针尖，则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大，故C 正确。
高中物理力与物体的平衡习题解析与专题训练(附答案)
力与物体的平衡例题解析力的合成与分解1。
物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动,则这三个力可能选取的数值为A。
15 N、5 N、6 N B.3 N、6 N、4 NC。
1 N、2 N、10 N D。
1 N、6 N、8 N解析：物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动，则三个力的合力必定为零，只有B选项中的三个力的合力可能为零，故选B。
答案：B2。
一组力作用于一个物体，其合力为零.现把其中的一个大小为20 N的力的作用方向改变90°而大小不变，那么这个物体所受力的合力大小是_______。
解析:由于物体所受的合力为零,则除20 N以外的其他力的合力大小为20 N，方向与20 N的力方向相反.若把20 N的力的方向改变90°，则它与其余力的合力垂直，由平行四边形定则知物体所受力的合力大小为202N.答案：202N3.如图1－2－15所示,物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力F f与拉力F的合力方向应该是A.水平向右B.竖直向上C.向右偏上D.向左偏上解析:对物块进行受力分析如图所示:除F与F f外，它还受竖直向下的重力G 及竖直向上的支持力F N，物块匀速运动，处于平衡状态,合力为零。
由于重力G 和支持力F N在竖直方向上，为使这四个力的合力为零，F与F f的合力必须沿竖直方向.由平行四边形定则可知，F与F f的合力只能竖直向上。
故B正确。
FFG答案：B4。
如图1－2－16所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体O点，现要使物体沿着O O'方向做加速运动（F和O O'都在M水平面内）。
那么,必须同时再加一个力F'，这个力的最小值是图1－2－16A.F cosθB。
F sinθC。
F tanθ D.F cotθ解析：为使物体在水平面内沿着O O'做加速运动，则F与F'的合力方向应沿着O O'，为使F'最小,F'应与O O'垂直，如图所示.故F'的最小值为F'=F sinθ，B选项正确.答案：B5 .某运动员在单杠上做引体向上的动作，使身体匀速上升。
专题01 力与物体的平衡【练】解析版
第一部分力与运动专题01 力与物体的平衡【练】1.(2020·开封检测)如图所示，物体A靠在竖直的墙面C上，在竖直向上的力F作用下，A、B物体保持静止，则物体A受力分析示意图正确的是()A B C D【答案】A【解析】以A、B组成的整体为研究对象，水平方向不可能受力，故整体和墙面C间没有弹力，故A与墙面C 间无摩擦力，以A物体为研究对象，A受重力，B对A的垂直接触面的弹力和平行接触面的摩擦力，故选项A 正确。
2.(2020·福建泉港一中期末)如图所示，细绳上端固定于天花板上的A点，细绳的下端挂一质量为m的物体P，用力F作用于细绳上的O点；使细绳偏离竖直方向的夹角为α，且保持物体平衡，此时F与水平方向的夹角为β，若β＝α，重力加速度为g，则F的大小等于()A．mg cos αB．mg sin α C．mg tan αD．mgsin α【答案】B【解析】对结点O受力分析如图由于β＝α，则F 与AO 垂直，O 点受三个拉力处于平衡，根据几何关系知F ＝mg sin α。
故B 正确，A 、C 、D 错误。
3．(2020·吉林省实验中学模拟)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 ．135B ．57C ．75D ．513【答案】A【解析】对A 受力分析，根据平衡条件有T ＝m A g ，对B 受力分析，如图所示根据平衡条件有m B g cos θ＝f ，T ＝N ＋m B g sin θ，由题可知，滑环B 恰好不能下滑，则所受的静摩擦力沿杆向上且达到最大值，有f ＝μN ，联立解得m A m B ＝135，故A 正确，B 、C 、D 错误。
工程力学中的力学平衡与受力分析案例
工程力学中的力学平衡与受力分析案例工程力学是研究物体在力的作用下的平衡和运动规律的一门学科。
在工程实践中，力学平衡和受力分析是基础而重要的概念。
本文将通过一系列案例来阐述力学平衡与受力分析的应用。
案例一：静止的悬挂物体我们首先考虑一个简单的案例，一个物体悬挂在空中，处于静止状态。
这个物体受到两个力的作用，一是重力，沿向下的方向；二是悬挂在物体上的拉力，向上的方向。
根据力学平衡原理，物体在竖直方向上的受力平衡，即重力等于拉力。
这个案例展示了力学平衡在实际情况中的应用。
案例二：斜面上的物体考虑一个物体放置在斜面上的情况。
斜面的角度和摩擦系数都会影响物体的力学平衡。
在该案例中，物体受到重力沿下坡的方向和斜面对物体的支撑力以及摩擦力的作用。
当物体静止在斜面上时，重力可以分解为平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力。
在平行分力方向上，物体受到摩擦力的作用，摩擦力的大小与斜面的摩擦系数有关。
在垂直分力方向上，物体受到斜面对物体的支撑力，保持物体在斜面上的平衡。
案例三：悬臂梁上的货物考虑一个悬臂梁上悬挂的货物。
货物受到两个力的作用，一是重力，沿向下的方向；二是悬挂在货物上的支撑力，向上的方向。
在该案例中，我们需要分析货物与支撑点的力的平衡关系。
货物在竖直方向上的受力平衡要求重力等于支撑力。
同时，货物的悬挂位置也会对支撑力的大小产生影响，悬挂点越靠近货物中心，支撑力的大小就越小。
案例四：平衡力矩的应用力矩是力对物体产生转动效应的量度。
在工程实践中，平衡力矩的应用非常重要。
考虑一个平衡的杠杆，杠杆两端分别有不同大小的力作用于其上。
根据平衡力矩的原理，两个力的力矩相等，则杠杆处于平衡状态。
通过调整两个力的大小和位置，可以实现力的平衡。
通过以上案例，我们可以看出，工程力学中的力学平衡与受力分析是理解和应用力学原理的关键。
无论是静止的悬挂物体、斜面上的物体、悬臂梁上的货物，还是平衡力矩的应用，力学平衡一直贯穿其中。
工程师在实际设计和解决力学问题时，需要运用力学平衡和受力分析的方法，准确地预测物体的行为和力的平衡状态。
(完整版)典型共点力平衡问题例题汇总,推荐文档
典型共点力作用下物体的平衡例题 [ ［例1]如图1所示，挡板AB和竖直墙之间夹有小球，球的质量为m，问当挡板与竖直墙壁之间夹角θ缓慢增加时，AB板及墙对球压力如何变化。
极限法 [例2]如图1所示，细绳CO与竖直方向成30°角，A、B两物体用跨过滑轮的细绳相连，已知物体B所受到的重力为100N，地面对物体B的支持力为80N，试求 （1）物体A所受到的重力； （2）物体B与地面间的摩擦力； （3）细绳CO受到的拉力。
例3]如图1所示，在质量为1kg的重物上系着一条长30cm的细绳，细绳的另一端连着圆环，圆环套在水平的棒上可以滑动，环与棒间的静摩擦因数为0.75，另有一条细绳，在其一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环0.5m的地方。
当细绳的端点挂上重物G，而圆环将要开始滑动时，试问 （1）长为30cm的细绳的张力是多少？ （2）圆环将要开始滑动时，重物G的质量是多少？ （3）角φ多大？ [分析]选取圆环作为研究对象，分析圆环的受力情况：圆环受到重力、细绳的张力T、杆对圆环的支持力N、摩擦力f的作用。
[解]因为圆环将要开始滑动，所以，可以判定本题是在共点力作用下物体的平衡问题。
由牛顿第二定律给出的平衡条件∑F x=0，∑F y=0，建立方程有μN-Tcosθ=0，N-Tsinθ＝0。
设想：过O作OA的垂线与杆交于B′点，由AO=30cm，tgθ=，得B′O的长为40cm。
在直角三角形中，由三角形的边长条件得AB′=50cm，但据题述条件AB=50cm，故B′点与滑轮的固定处B点重合，即得φ=90°。
（1）如图2所示选取坐标轴，根据平衡条件有Gcosθ+Tsinθ-mg=0，Tcosθ-Gsinθ=0。
解得T≈8N， （2）圆环将要滑动时，得 m G g＝Tctgθ， m G=0.6kg。
（3）前已证明φ为直角。
例4]如图1所示，质量为m＝5kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数求当物体做匀速直线运动时，牵引力F的最小值和方向角θ。
力的动态平衡典型例题
力的动态平衡典型例题以下是一个力的动态平衡典型例题：如图所示，一个物体被两根轻绳悬挂在空中，其中一根绳子的质量为m，另一根绳子的质量为M，两根绳子的长度之比为2:1，物体处于静止状态。
现在，将绳子M沿水平方向拉直，使得绳子的长度增加了L，同时绳子的张力也增加了F，物体仍然保持静止。
求绳子M的质量M。
答案：首先，我们可以列出物体受到的所有力的平衡方程：物体受到两个绳子的拉力，设绳子M的拉力为TM，绳子1的拉力为T1，则有：T1 = mg/cosθ1 （1）TM + T1 = Mg/cosθ2 （2）其中，θ1为绳子M与竖直方向的夹角，θ2为物体处于静止状态时绳子M与竖直方向的夹角。
因为物体处于静止状态，所以可以列出物体受到的重力和支持力的平衡方程：T1 + TM = mg/cosθ1 （3）T1 + TM = Mg/cosθ2 （4）其中，θ1为绳子M与竖直方向的夹角，θ2为物体处于静止状态时绳子M与竖直方向的夹角。
因为物体仍然保持静止，所以当绳子M沿水平方向拉直时，物体受到的重力和支持力的大小和方向都不变，即：T1 + TM = mg/cosθ1 （5）T1 + TM = Mg/cosθ2 （6）将（2）式代入（5）式，得到：TM = Mg/cosθ2 - mg/cosθ1将（6）式代入（5）式，得到：T1 = Mg/cosθ2 - TM将（4）式和（6）式代入（3）式，得到：TM + T1 = Mg/cosθ2 - mg/cosθ1 + Mg/cosθ2 - TM化简得到：2TM = Mg/cosθ2 - mg/cosθ1解得：M = 2TM / (2cosθ2 - cosθ1)将TM的表达式代入上式，得到：M = mg(cosθ2 - cosθ1) / (2cosθ2 - cosθ1)化简得到：M = mg/cosθ2因此，绳子M的质量为mg/cosθ2。
第一章力物体的平衡
整体法和隔离法
正交分解法
提升物理思想
F
v
M
m
例5（98年上海卷） 有一个直角支架AOB，AO是水平放置，表面粗糙．OB竖直向下，表面光滑．OA上套有小环P，OB套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可以忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图所示．现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，AO杆对P的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是：（ ） A．FN不变，FT变大 B．FN不变，FT变小 C．FN变大，FT变大 D．FN变大，FT变小
解析：（1）先用整体法，以整个链条为研究对象，链条受重力G和两端轻绳的拉力F1、F2作用，根据三力汇交原理，此三力必相交于一点O。则有 。
（2）再用隔离法，以链条的左半部为研究对象，左半部链条受重力G/2，绳的拉力F1，和右半部链条的拉力F的作用，此三力必相交于一点O’，则有
θ
θ
G
F1
F2
θ
θ
O
G/2
A
B
O
P
Q
解析：选择环P、Q和细绳为研究对象．在竖直方向上只受重力和支持力FN的作用，而环动移前后系统的重力保持不变，故FN保持不变．取环Q为研究对象，其受如图示．FTcosα = mg，当P环向左移时，α将变小，故FT变小，正确答案为B。
B
mg
FN
FT
α
例6．竖直墙面和水平地面均光滑且绝缘，小球A、B带有同种电荷,用指向墙面的水平力F作用于小球B,两球分别静止在竖直墙面和水平地面上,如图所示,若将小球B向左移动少许,当两球重新达到平衡时,与原来的平衡状态相比（ ） A．推力F变大 B．地面对B球的支持力不变 C．竖直墙面对小球A的弹力变大 D．A、B两球之间距离变大
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对m2进行受力分析可知Ｔ=m2g,对m1进行受力分析，如图所示.
由几何知识有:θ=α/２
由共点力的平衡条件得
Tｃos（α/2）+N cｏｓ（α/2)=m1g
Ｔcoｓα＝N cosα
解得:m2/m1=
正确答案:（A)
点评:本题的解题关键是利用正交分解法列平衡方程,正交分解法解物体的平衡是基本方法，必须熟练掌握.
例4:如图所示，把一个球放在AＢ和CＤ两个与纸面垂直的光滑板之间,保持静止,ＡB板固定不动,与水平面间的夹角为α，CD板与AB板活动连接，CD板可绕通过Ｄ点的并垂直于纸面的轴转动，在θ角缓慢地由0°增大到9０°的过程中，AB板和CD板对球的支持力的大小如何变化?
解法一:正交分解法：
球的受力如右图所示,球在重力Ｇ、AB板的支持力F１、CＤ板的支持力F2这三个力作用下保持平衡,利用几何关系知F1与竖直线夹角为α,F2与竖直线夹角为θ，根据平行四边形定则,将F1、Ｆ２分解为水平、竖直方向的分力，则由平衡条件有:
四：平衡问题中的临界与极值问题。
１：临界状态:是从一种物理现象转变为另一种物理现象，或从一物理过程转入到另一物理过程的转折状态。临界状态也可理解为“恰好出现”和“恰好不出现”某种现象的状态。
常见的临界状态有:
A：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）,
B:绳子断与不断的临界条件为作用力达到最大值，弯与不弯的临界条件为作用力为0;
由μ>tａｎθ可得μ(F+mｇ)ｃos>(F+mg) sinθ
即物体所受的滑动摩擦力总大于物体沿斜面向下的分力,所以物体不会滑动,出现 “自锁”现象.
点评:本题是假设法在解物体平衡中临界问题的应用,解题的关键是能否找出物体滑动的临界条件:沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力,并能巧用假设法列出相应的关系式。
解:由于对称,三根轻绳中张力相同，设为Ｔ，如右图所示,若环２重为G,则可得环3的重力为2Ｇ，对环２、3整体平衡有3T＝G+２Ｇ，即有:Ｔ=G
隔离环３，由平衡条件得:3Tsｉnθ＝２G
则:sｉnθ=２／３
即:
所以环2、３间间距
点评:本题虽为全俄竞赛题,物理情景有所变换，但处理的方法仍是基本的隔离法与整体法的应用，注意在利用整体法时,系统内力与外力的区别，同时,因避开了系统的内力，使得解题更合理,更简便。是解物体平衡的常用方法。
3：矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用下平衡时,这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形，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求得未知力。此种方法直观、简便,但它仅适于三力平衡。
４:相似三角形法:即找一个与矢量三角形相似的三角形,利用几何知识求解。
5:正弦定理法：三力平衡时，三个力可构成一封闭的三角形，若由题设条件寻找到角度关系，则可用正弦定理列式求解。
力－物体的平衡-典型例题
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处于共点力作用下物体平衡的分析及求解
湖南衡东欧阳遇实验中学阳其保４２１411
一:共点力作用下的平衡状态:
1：两种状态：A:静止,Ｂ:匀速直线运动
2:两个基本特征:
Ａ：运动学特征:速度为０或速度不变。
Ｂ：动力学特征:物体所受的合外力为0,(即平衡条件)
二:求解共点力平衡的基本步骤:
1:正确画出受力分析图。
受力分析方法:Ａ:整体法和隔离法（区分内力和外力)
B:假设法。(判定弹力、摩擦力的有无和方向）
2:合理建立坐标系,对不在坐标轴上的力进行分解
B：图解法：即根据物体的平衡条件作出力的矢量三角形,然后由图进行动态分析,确定最大值和最小值。此法简便、直观。
通常可利用几何极值原理：如图:三角形一条边a的大小和方向都确定,另一条边b只能确定其方向(即ａ、b间的夹角θ角确定),欲求第三边的最小值，则必有c垂直于b，且c＝aｓiｎθ。
例1（２00３年全国高考卷·１９题)如图所示，一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有质量为m1和m2的小球,当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与Ｏ点的连线与水平线的夹角为α＝６０°.两小球的质量比m2/m1为
Ｃ:靠摩擦力连接的物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为摩擦力达到最大。
研究的基本思维方法:采用假设推理法。
2:极值问题:是指研究平衡问题过程中某物理量变化时出现的最大值或最小值，中学物理的极值问题可分为简单极值问题和极值条件问题,区分的依据就是是否受附加条件限制。
处理极值问题的两种基本方法:
A:解析法:根据物体的平衡条件列方程,通过数学求极值的方法求极值。思维严谨，但有时运算量比较大，相对来说较复杂。
例3.如图所示，三角形木块放在倾角为θ的斜面上,若木块与斜面问动摩擦因数μ>ｔaｎθ,则无论作用在木块上竖直向下的外力Ｆ多大，木块都不会滑动,这种现象叫做“自锁”.试证明之.
证明:当F作用在物体上时,
物体所受外力沿斜面向下的分力为:(Ｆ+mg)siｎθ
假设物体下滑,则沿斜面向上的滑动摩擦力为:
μ（F+mg）cｏsθ
例２.三根不可伸长的相同的轻绳，一端系在半径为r0的圆环１上，彼此间距相等，绳穿过半径也为ｒ0的圆环2,另一端同样等间距地系在半径为2ro的圆环3上,三个圆环环面平行.环心在同一竖直线上,如图所示.环１固定在水平面上,整个系统处于平衡状态，试求第2个环中心与第3个环中心之间的距离(三个环都是用相同的金属丝制作的,摩擦不计）.
3:利用力的分解和合成求合力，列平衡方程。
4：解方程。
三：求解共点力平衡的基本方法:
1:力的正交分解法:此方法适用于三个以上共点力作用下物体的平衡,注意合理选取坐标系,尽可能使落在坐标轴上的力多一些,被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力。
2：力的合成、分解法:对于三力平衡,可根据结论：“任意两个力的合力与第三个力等大反向”,借助几何知识求解。对于多个力的平衡，可利用先分解再合成的正交分解法。