受力分析专题训练

受力分析专题训练

1．分析下列各图在A物体所受的力(接触面光滑)

2．画出下面第二行各图中光滑球的受力情况.

3．在斜面上受摩擦力条件下分析物体的受力情况. (斜面粗糙,摩擦力不为零) 说明：图(1)A匀速下滑；图(2).：A沿斜面上滑；图(3)：A匀速上滑．图(4)：.A加速上滑. 图(5)：A与B一起加速下滑；图(6)：A、B均静止.

4．对下列各图中的A物体均处于静止状态，试画出A物体的受力分析图. 说明：图(6)中分析A杆的受力(悬挂点的作用力不分析), A、B均保持静止.

5．作出下列各图中A物体的受力分析：图⑴和⑵中物体处于静止；图⑶⑷⑸中物体向右做匀加速直线运动．水平面粗糙．图⑹⑺中两物体之间有摩擦．

6．画出下列各图中A物体所受全部外力，各图中A均处于静止状态

共点力的平衡条件

【知识要点】

1．共点力的平衡条件是F 合＝0；

2．平衡状态的二个特征是：①a ＝0； ②速度v 恒定；

3．物体所受的合力为零，在正交分解时常采用： ①F x 合=0; ②F y 合=0

【问题探究】

一．共点力的含义：如果物体受几个外力作用，这些外力的作用线交于一点或它们的延长线可以相交于一点，则这几个力称为共点力

二．物体在共点力作用下的平衡：如果物体在几个共点力作用下处于静止或匀速直线运动状态，就叫共点力作用下的平衡．高中阶段主要研究物体在共点力作用下的平衡问题．

1．物体在二力作用下的平衡条件：两个力大小相等，方向相反，且作用在一条直线上． 用数学表达为：21F F -= 或写成： 21F F +＝０

即：物体在两个外力作用下平衡的条件可以叙述为＂物体所受两个外力的合力为零＂．也就是说，物体所受两个外力必须满足＂大小相等，方向相反，且在一条直线上＂，它们的合力才能为零．试判断下列四个图中的F 1和F 2是否平衡

2．物体受三个共点力作用下的平衡条件

如果物体受三个共点力而平衡，可以先将任意两个力合成一个力F ′,则物体等效于受两个共点力而平衡，由二力平衡条件，F ′与剩下的一个力必然满足等大反向共线这个条件，或者说：F ′与第三个力的合力为零．所以得到三个共点作用下的平衡条件是

物体受三个外力的合力为零．

例1：如图所示，光滑均匀球放在斜与竖直挡板之间处于静止状态，斜面倾角为

θ,球的质量为m ，试分析球的受力情况，并求出斜面和挡板对球的弹力

例2．如图所示，质量为m 的均匀球用两个细绳悬挂在天花板和竖直墙壁之间，AC 绳与竖直方向的夹角为30°,BC 绳处于水平状态．求三根细绳受到的拉力大小？

3．物体受多个共点力作用下的平衡条件：合力为零． 思想方法：运用力的等效原理，如果物体受四个共点力，可以先将任意两个力合成一个力，将受四个共点力转化为受三个共点力．同理，物体受多个共点力作用时，总可以转化为受三个共点力或两个共点力． 最后得到结论：

物体受多个共点力作用的平衡条件是合力为零，数学表达式为 Σ F =0

321F F F ++…… +n F = 0

合力为零是矢量和为零．上式中的每个“+”都表示要做一次平行四边形并画对角线。用“+”表示“矢量加法或求矢量和。

注意点：物体处于共点力作用而平衡，在任意方向都满足平衡条件．所以有：

分量式： ① F x 合=0 (各个外力在x 轴上的分力的代数和为零，正负号表示这些分力的方向)

② F y 合=0 （各个外力在y 轴上的分力的代数和为零，正负号表示这些分力的方向）

4．物体受四个或四个以上的共点力作用的平衡问题的解法：正交分解法

解题步骤：

⑴确定分析对象并进行受力分析（最关键）

⑵建立恰当的坐标直角坐标系，并将不在坐标上的力沿坐标方向分解

⑶根据共点力平衡条件，在x 轴方向和y 轴方向各列一个方程，必要时结合F=kx 或f =μF N 再建立一个辅助方程

⑷解方程并讨论结果是否合理，或指时所求力的方向（通常用角度表示）

【典型例题】

【例3】下列物体中处于平衡状态的是（ ）

A .静止在粗糙斜面上的物体

B .沿光滑斜面下滑的物体

C .在平直路面上匀速行驶的汽车

D .做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间

注意：物体在某一时刻的速度为零与物体保持静止是两个不同的概念。物体在某一时刻速度为零，并不能说明物体处于静止状态；物体处于平衡状态，也不一定速度为零。

【例4】如图4-1-3所示，某个物体在F 1、F 2、F 3、F 4四个力的作用下处于静止状

态，若F 4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变化，其余三个力的大小和方向不变，则此时物体所受到的合力大小为（ ）

A ．24F

B ．234F

C ．4F

D ．43F 【总结】共点力作用下物体平衡的运动学特征是保持静止或匀速直线运动状态。

动力学特征是合力为零。

【达标训练】

1．如图所示，用大小相等、方向相反，并在同一水平面上的力N 挤压相同的

木板，木板中间夹着两块相同的砖，砖和木板均保持静止，则（ ）

A ．两砖间摩擦力为零

B ．F 越大，板与砖之间的摩擦力就越大

C ．板、砖之间的摩擦力大于砖的重力

D ．两砖之间没有相互挤压的力

2．如图在水平力F 的作用下，重为G 的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙之间的

动摩擦因数为μ，物体所受摩擦力大小为（ ）

A ．μF

B ．μ（F ＋Ｇ）

C ．μ（F －Ｇ）

D ．Ｇ

3．如图所示，一个重为G 的木箱放在水平地面上，木箱与水平面间的动摩擦因

数为μ，用一个与水平方向成θ角的推力F 推动木箱沿地面做匀速直线运动，则推力

的水平分力等于（ ）

A ．F cos θ

B ．μＧ/（cos θ－μsin θ）

C ．μＧ/（1－μtan θ）

D ．F sin θ

4．如图在粗糙水平面上放一三角形木块a ，物块b 在a 的斜面上匀速下滑，则( )

A ．a 保持静止，而且没有相对于水平面运动的趋势

B ．a 保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势

C ．a 保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势

D ．因未给出所需数据，无法对a 是否运动或有无运动趋势做出判断

5．如图所示，物块P 与Q 间的滑动摩擦力为5 N ，Q 与地面间的滑动

摩擦力为10 N ，R 为定滑轮，其质量及摩擦均可忽略不计，现用一水平拉

力F 作用于P 上并使P 、Q 发生运动，则F 至少为（ ）

A ．5 N

B ．10 N

C ．15 N

D ．20 N