1、【 精品教育资源文库 】 8 受力分析 共点力作用下物体的平衡( 1) 1一个质量为 3 kg 的物体,被放置在倾角为 30 的固定光滑斜面上,在如图所示的甲、乙、丙三种情况下处于平衡状态的是 (g 10 m/s2)( ) A仅甲图 B仅乙图 C仅丙图 D甲、乙、丙图 答案 B 解析 因斜面光滑,没有摩擦力,要想使物体处于平衡状态,对物体受力分析可知: F mgsin 310 12 N 15 N, B 正确。 2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
2、 m1的小球与 O 点的连线与水平线的夹角为 90 ,质量为 m2的小球位于水平地面上,设此时质量为 m2的小球对地面压力大小为 FN,细线的拉力大小为 FT,则 ( ) A FN (m2 m1)g B FN m2g C FT 22 m1g D FT ? ?m2 22 m1 g 答案 B 【 精品教育资源文库 】 解析 对 m1进行受力 分析,因碗内壁光滑,所以不可能受摩擦力, m1受重力,竖直向下,碗对小球支持力的方向竖直向上指向 O 点,所以绳子不可能有拉力。若有则 m1不可能平衡,则小球 m2不受绳子拉力。即 FN m2g, B 正确。 3. 如图所示,木板 B 放在粗糙的水平面上,木
3、块 A 放在 B 的上面, A 的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上,用水平恒力 F 向左拉动 B,使其以速度 v 做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为 FT,下面说法正确的是 ( ) A若木板 B 以 2v 匀速运动,则拉力仍为 F B绳上拉力 FT与水平恒力 F 大小相等 C木块 A 受到的是静摩擦力 ,大小等于 FT D木板 B 受到一个静摩擦力和一个滑动摩擦力,合力大小等于 F 答案 A 解析 以 B 为研究对象分析受力,当其匀速运动时,受力平衡,受力情况与速度大小无关, A 正确;以 A、 B 整体为研究对象分析受力可知 F FT Ff 地 ,故绳子拉力小于水平恒力,B 错误;木块
4、 A 与 B 之间发生相对滑动,所以 A 所受摩擦力为滑动摩擦力, C 错误;木板 B受到两个滑动摩擦力,木板 B 所受合力为零, D 错误。 4. (多选 )在水平桌面上有一个质量为 M 且倾角为 的斜面体。一个质量为 m 的物块,在平行于斜面的拉力 F 作用下,沿斜面向下做匀速运动。斜 面体始终处于静止状态。已知物块与斜面间的动摩擦因数为 ,重力加速度为 g。下列结论正确的是 ( ) A斜面对物块的摩擦力大小是 F B斜面对物块的摩擦力大小是 mg cos C桌面对斜面体的摩擦力大小是 Fcos D桌面对斜面体的支持力大小是 (M m)g 答案 BC 解析 对物块受力分析,如图甲所示,由共
5、点力的平衡条件得, F mgsin f1, mgcos FN1, f1 F N1,解得斜面对物块的摩擦力大小 f1 F mgsin 或 f1 mg cos ,故 A 错误, B 正确;对物块和斜面整体受力分析,如 图乙所示,由共点力的平衡条件得, f2 Fcos ,FN2 Fsin (m M)g,故桌面对斜面体的摩擦力大小为 Fcos ,桌面对斜面体的支持力大小为 Fsin (m M)g,故 C 正确, D 错误。 【 精品教育资源文库 】 5 (多选 )如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为 m1、 m2的两物体,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为 。在 m1左端施加水平拉
6、力 F,使 m1、 m2均处于静止状态,已知 m1表面光滑,重力加速度为 g,则下列说法正确的是 ( ) A弹簧弹力的大小为 Fsin B地面对 m2的 摩擦力大小为 F C地面对 m2的支持力可能为零 D m1与 m2一定相等 答案 AB 解析 对整体受力分析可知,整体受重力、支持力、拉力,要使整体处于平衡,则水平方向一定有向右的摩擦力作用在 m2上,且大小与 F 相同,故 B 正确;因 m2与地面间有摩擦力,则支持力一定不为零,故 C 错误;对 m2受力分析可知,弹簧弹力水平方向的分力应等于 F,故弹簧弹力为 Fsin ,故 A 正确;因竖直方向上的受力不明确,无法确定两物体的质量关系,也
7、无法求出弹簧弹力与重力的关系,故 D 错误。 6如图所示,倾角为 30 的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板 P,横截面为直角三角【 精品教育资源文库 】 形的物块 A 放在斜面与 P 之间。则物块 A 对竖直挡板 P 的压力与物块 A 对斜面的压力大小之比为 ( ) A 2 1 B 1 2 C. 3 1 D. 3 4 答案 B 解析 以物块 A 为研究对象,分析物块 A 的受力情况如图所示。根据平衡条件有 FN2cos mg 0, FN2sin FN1 0,将 30 代入解得 FN1 FN2 1 2,再由牛顿第三定律可知,物块 A 对竖直挡板 P 的压力与物块 A 对斜面的压力大小之比为 1 2
8、,故选 B。 7. (多选 )如图所示,物体 B 靠在水平天花板上,在竖直向上的力 F 作用下, A、 B 保持静止,则关于 A 与 B 受力的个数判断正确的是 ( ) A A 可能受 3 个力 B B 可能受 2 个力 C A 一定受 4 个力 D B 可能受 4 个力 答案 CD 解析 以 A 为研究对象, A 受到外力 F、重力、 B 的压力和 B 的静摩擦力 4 个力的作用,A 错误, C 正确;以 B 为研究对象,若 A 对 B 的支持力和摩擦力的合力等于 B 的重力,则 B受力平衡,天花板对 B 没有压力,此时 B 受到三个力的作用,若 A 对 B 的支持力和摩擦力的合力大于 B
9、的重力,则天花板对 B 有压 力,此时 B 受到四个力的作用,故 B 错误, D 正确。 8. (多选 )如图所示,光滑水平地面上有一直角三角形斜面体 B 靠在竖直墙壁上,物块 A放在斜面体 B 上,开始时 A、 B 静止。现用水平力 F 推 A, A、 B 仍静止,则此时 A、 B 受力个数的组合可能是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A 3 个、 5 个 B 3 个、 3 个 C 4 个、 5 个 D 3 个、 4 个 答案 CD 解析 先对 A、 B 整体受力分析, A、 B 整体受推力、重力、地面的支持力、墙壁的支持力;再对物块 A 受力分析, A 受重力、推力、斜面体的支持力,可
10、能还受到静摩擦力,所以 A可能受到 3 个或 4 个力,分析 B 的受力情况, B 受到重力、墙壁的支持力、地面的支持力、 A对 B 的压力,可能还受到 A 对 B 的静摩擦力,所以 B 可能受到 4 个或 5 个力,故 C、 D 均正确。 9. (2017 全国卷 )如图,一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持 F 的大小不变,而方向与水平面成 60 角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为 ( ) A 2 3 B. 36 C. 33 D. 32 答案 C 解析 当 F 沿水平方向时,物块受力如图甲所示,有 F f, f N , N mg,联立解得 F
11、 mg 。当 F 与水平面成 60 角时,物块受力如图乙所示,有 Fcos60 f , f N ,N mg Fsin60 ,联立解得 Fcos60 (mg Fsin60) 。联立解得 33 , C 正确。 10 (2017 全国卷 )一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距 80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为 80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为 100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移 至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为 (弹性绳的伸长始终处于弹性限度内 )( ) 【 精品教育资源文库 】 A 86 cm B 92 cm C 98 cm D 104 cm
12、 答案 B 解析 将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡后对钩码进行受力分析,如图所示,设钩码质量为 m,弹性绳的拉力为 T,弹性绳与竖直方向的夹角为 ,由平衡条件知 2Tcos mg,由胡克定律得 T k x,联立解得 k mg2cos x,将弹性绳两端拉至同一点重新平衡后,设弹性绳上拉力为 T1,弹性绳的形变量为 x ,由平衡条件知 2T1 mg,由胡克定律有 T1 k x ,联立解得 k mg2 x 。由几何关系得 cos 35, x 0.2 m,联立解得 x 0.12 m,故弹性绳的总长度变为 92 cm, B 正确。 11. (山东高考 )如图所示,用完全相同的轻弹簧 A、 B、 C 将两个
13、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 答案 D 解析 将两小球及弹簧 B 视为一个整体系统,该系统水平方向受力平衡,故有【 精品教育资源文库 】 k xAsin30 k xC,可得 xA xC 2 1, D 正确。 12. (2017 抚顺一模 )如图所示,用平行于斜面体 A 的轻弹簧将物块 P 拴接在挡板 B 上,在物块 P 上施加沿斜面向上的推力 F,整个系统处于静止状态。下列说法正确的是 ( ) A物块 P 与斜面之间一定存在摩擦力 B弹簧
14、的弹力一定沿斜面向下 C地面对斜面体 A 的摩擦力水平向左 D若增大推力,则弹簧弹力一定减小 答案 C 解析 对物块 P 受力分析可知,若推力 F 与弹簧弹力和物块重力沿 斜面向下的分力的合力平衡,则物块 P 与斜面之间无摩擦力, A 错误;弹簧处于拉伸或压缩状态物块 P 均可能保持静止, B 错误;由整体法可知地面对斜面体 A 的静摩擦力平衡了推力 F 沿水平方向向右的分力, C 正确;增大推力 F,若物块 P 仍保持静止,则弹簧的弹力不变, D 错误。 13 (2018 江西五校联考 )如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平, O 是球心,碗的内表面光滑,一根轻质杆的两端固定有两个小球,质量分别是 m1、 m2,当它们静止时, m1、 m2与球心的连线跟水平面分别成 60 、 30 ,则碗对两小球 m1、 m2的弹力大小之比是 ( ) A 1 2 B. 3 1 C 1 3 D. 3 2 答案 B 【 精品教育资源文库 】 解析 m1、 m2组成的系统处于平衡状态,对 m1、 m2 整体受力分析如图所示, FN1、 FN2分别为碗对 m1和 m2的弹力,水平方向上合力为零, FN1sin30&