1、1(改编题)如图,A、B两物体叠放在粗糙的水平面上,A、B间的动摩擦因数为,水平轻绳一端拴住B物体,另一端固定在墙上且恰能伸直,水平外力F作用于A,A、B均保持静止状态,则A、B两物体可能的受力个数分别为()A5、3B4、2C5、4 D6、4解析:选D.假设细绳拉力为零,则物体B受重力、A物体的支持力,共2个,物体A受外力F、地面静摩擦力、地面支持力、重力和B物体的压力5个,且系统能静止;如果细绳有拉力,类似分析物体B受4个力,物体A受6个力2(2012漳州检测)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,
2、F的作用线通过球心,设墙壁对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的支持力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中()AF1保持不变,F3缓慢增大BF1缓慢增大,F3保持不变CF2缓慢增大,F3缓慢增大DF2缓慢增大,F3保持不变解析:选C.设A对B的作用力为F2,则F2F2,A、B均处于平衡状态,对B受力分析如图甲所示F2sinF1F2cosGBF可得当F增大时,F2增大,即F2增大,F1也增大,将A、B看做一个整体,受力分析如图乙所示,则F3FGAGB.可得当F增大时,F3增大故选项C正确3.如图所示,粗糙的水平面上放着一个斜面体,斜面体上一个物体正在匀
3、速下滑,斜面体仍处于静止状态则下列关于斜面体的说法中正确的是()A斜面体对地面的压力等于斜面体的重力B斜面体有相对地面向左滑动的趋势C斜面体有相对地面向右滑动的趋势D斜面体所受合力为零解析:选D.对整体受力分析,当物体匀速下滑时,斜面体对地面的压力等于斜面体和物体的重力之和,斜面体对地面无滑动趋势,与地面无摩擦力作用,竖直方向合力为零,故选项A、B、C错误,D正确4如图所示,A、B两物体用细绳相连跨过光滑轻小滑轮悬挂起来,B物体放在水平地面上,A、B两物体均静止,现将B物体稍向左移一点,A、B两物体仍静止,则此时与原来相比()A绳子拉力变大B地面对物体的支持力变小C地面对物体B的摩擦力变大D物
4、体B受到的合力变大解析:选C.对A受力分析,如图甲所示由二力平衡条件知TmAg不变,选项A错;对B,由于始终处于平衡状态,所受合力始终为零,选项D错;对B受力分析如图乙所示甲乙则NTsinmBgfTcos当减小时,N增大,f增大,选项B错,C对5(2012济南模拟)如图所示,物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连,斜面的倾角可以改变,讨论物块M对斜面的压力及摩擦力的大小,则一定有()A若M保持静止,则角越大,压力越大,摩擦力越大B若M保持静止,则角越大,压力越小,摩擦力越小C若M沿斜面下滑,则角越大,压力越大,摩擦力越大D若M沿斜面下滑,则角越大,压力越小,摩擦力越小解析:选D.若物块M保持
5、静止,受静摩擦力作用,M还受绳子拉力F和重力、支持力作用,由平衡条件知,NMgcos ,越大,N越小,若MgsinF,则fMgsin F,则越大,f越大,若MgsinF,则f方向向下,fFMgsin,越大,f越小,A、B错误;若物体M沿斜面下滑,受滑动摩擦力fMgcos,NMgcos,越大,f、N越小,D正确6如图所示,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TB、TC、TD,绳与竖直方向夹角分别为B、C、D则()ATBTCTDBCDBTBTCTDBCDCTBTCTDBCDDTBTCTDBCD解析:选C.将右端绳由B移至C点时,夹角不
6、变,即BC;从C点移至D点时,D变大;由受力分析可知TBTCTD,故选项C正确7如图,一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑,A与B的接触面光滑已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为.B与斜面之间的动摩擦因数是()A.tan B.cotCtan Dcot解析:选A.设B与斜面间的动摩擦因数为,则A与斜面间的动摩擦因数为2,对A、B整体,由力的平衡条件得沿斜面方向:2mgcosmgcos2mgsin故tan,选项A正确8两个可视为质点的小球a和b,用质量可忽略的刚性细杆相连,放置在一个光滑的半球面内,如图所示已知小球a和b的质量之比为1,细杆长度是球
7、面半径的倍两小球处于平衡状态时,设半球面对小球a的支持力为Fa,对小球b的支持力为Fb,细杆与水平面的夹角为,则()A45 B30CFaFb1 DFaFb1解析:选C.设刚性细杆中弹力为F,分别隔离小球a和b对其受力分析并应用平行四边形定则画出受力分析图,如图所示由细杆长度是球面半径的倍可得出三角形Oab是直角三角形,OabOba45.对ACa应用正弦定理得对bDB应用正弦定理得两式联立消去F得,sin(45)sin(45)解得细杆与水平面的夹角15,所以A、B错误为了得出半球面对小球a的支持力Fa与半球面对小球b的支持力Fb的关系,我们需要过O点作一竖直线与细杆相交于O点,如图所示由力三角形
8、ACa与几何三角形OaO相似可得FaRmgh,由力三角形bDB与几何三角形ObO相似可得FbRmgh,联立解得FaFb1,故C正确,D错误9(2012福建试题调研)如图甲所示,质量m01 kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数10.1,在木板的左端放置一个质量m1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数20.4,取g10 m/s2,试求:甲乙(1)若在铁块上施加一个水平向右的力F,且F可变化,求铁块与木板不发生滑动时拉力F的范围;(2)若在铁块的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后,请在图乙中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小
9、变化的图象(设木板足够长)解析:(1)当F1(mgm0g)2 N时,铁块、木板相对静止,且对地静止,f2F.设FF1时,铁块、木板恰保持相对静止,此时以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有2mg1(m0gmg)m0a2故铁块与木板的加速度a22 m/s2以铁块、木板为一整体,根据牛顿第二定律有F11(mgm0g)(m0m)a2解得F16 N所以F6 N时,铁块与木板不发生滑动(2)当F2 N时,铁块、木板相对静止,且对地静止,f2F.当2 NF6 N时,铁块、木板相对静止,整体向右匀加速运动,其加速度a1以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有f21(m0m)gm0a解得f21当F6 N时,铁块、木
10、板发生相对运动,f22mg4 N所以f2随拉力F大小变化的图象如图所示答案:见解析10(2012山东滨州模拟)轻绳的两端A、B固定在天花板上,绳能承受的最大拉力为120 N现用挂钩将一重物挂在绳子上,结果挂钩停在C点,如图所示,两端与竖直方向的夹角分别为37和53.求:(1)此重物的最大重力不应超过多少?(sin370.6;cos370.8)(2)若将挂钩换成一个光滑的小滑轮,重物的最大重力可达多大? 解析:(1)取C点为研究对象进行受力分析如图甲所示:由图可知,物体平衡时AC上的张力比BC上大,所以当AC上的张力为最大值120 N时,BC上的张力小于120 N,由三角形定则知重物的最大重力为
11、:G150 N.甲乙(2)在图甲中,由几何关系设ABs,则绳长l0.6s0.8s1.4s;若将挂钩换成滑轮,则两根绳子的张力大小相等,对C点受力分析,如图乙所示,由几何关系cos0.7由三角形定则重物的最大重力为:2T则:G2Tcos168 N.答案:(1)150 N(2)168 N11(2012惠安模拟)一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,与水平线成30夹角已知B球的质量为m,求细绳对B球的拉力和A球的质量解析:对B球,受力分析如图所
12、示Tsin30mgT2mg对A球,受力分析如图所示在水平方向Tcos30NAsin30在竖直方向NAcos30mAgTsin30mA2m.答案:2mg2m12重量为G的木块与水平地面间的动摩擦因数为,一人欲用最小的作用力F使木块做匀速运动,则此最小作用力的大小和方向应如何?解析:法一:木块在运动过程中受摩擦力作用,要减小摩擦力,应使作用力F斜向上,设当F斜向上与水平方向的夹角为时,F的值最小木块受力分析如图所示,由平衡条件知: FcosN0,FsinNG0,解上述二式得:F.令tan,则sin,cos可得:F可见当arctan时,F有最小值,即Fmin.法二:用图解法分析:由于fN,故不论N如何改变,f与N的合力F1的方向都不会发生改变,如图所示,合力F1与竖直方向的夹角一定为arctan,可见F1、F和G三力平衡,应构成一个封闭矢量三角形,当改变F与水平方向夹角时,F和F1的大小都会发生改变,且F与F1方向垂直时F的值最小由几何关系知:FminGsin.答案:见解析