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1、吉林省长春五中高三物理第一轮复习：物体的平衡练习题例题精选例1、如图2所示，三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳（98年全国高考试题） A必定是OAB必定是OBC必定是OCD可能是OB，也可能是OC解析：O点受力如图3在共点力平衡的问题中根本思路是转化成二力平衡。本题可以以重物重力为参照，绳AO、BO合力必与C的重力大小相等方向相反，设AO绳与竖直方向夹角为， ，显然TAG，TBNaNcCNbNaNb=Nc解析：球受力如图7所示球受三个力，重力及P、Q的支持力，三力平衡必共点，由
2、题意可知三力必相交于球心。在题设条件下N的大小与球重心位置无关，所以正确选项是A。例5：如图8所示，两物体A和B，质量分别为M和m，用跨过定滑轮的轻绳相连。A静止于水平面上，不计摩擦，A对绳的作用力大小与地面对A的作用力大小分别为 （95年全国高考题） Amg(nm)gBmgMgC(Mm)gMgD(M+m)g(Mm)g解析：初中知识告诉我们定滑轮在摩擦不计情况下只改变力的方向而不改变力的大小。物体A、B受力如图9所示根据共点力平衡条件T=mg，N+T=mg，A对绳作用力大小等于绳对A的拉力T，即T=mg N=(Mm)g，正确选项是A例6：如图10所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是
3、作用在物块B上的沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知A、B间的动摩因数和B、C间的动摩因数有可能是 （94年全国高考题） ABCD解析：先对AB整体进行分析，在竖直方向是平衡态，地面对B的支持力等于A、B的重力之和，水平方向AB也是平衡状态，由于有水平方向右的推力F，必有大小与F相等的方向向左的平衡力作用在B与地接触面上，而这个力只能是滑动摩擦力，所以不能等于零。对A进行分析，除了竖直方向受重力和B的支持力平衡之外，水平方向不能出现B给A摩擦力，因为A是匀速运动的平衡态，因此A与B接触面可以光滑也可以不光滑。正确选项是BD。从上面六个例题可以总结出处理力的平衡问题的几
4、个基本步骤：确定研究对象，到底用隔离法还是用整体法，要由题意决定，恰当选择研究对象对解题有举足轻重的作用。对研究对象进行受力分析。正确而无遗漏地分析出物体的受力是解题的关键。根据运动规律列方程。解方程，对解的可能性进行讨论，舍掉不合理的解。综合练习1、如图11所示，在楔形木块的斜面与竖直墙间静止着一个光滑球。这时楔形木块对水平地面在压力N，摩擦力为f。若在光滑球的最高点再施加一个竖直向下的外力F，木块仍处于静止，则N、f变化情况是 AN、f都增大BN增大，f不变CN不变，f增大DN增大，f变化情况不能确定2、如图12所示，物体静止在斜面上，重力G沿垂直于斜面方向和平行于斜面方向分力分别为F1和
5、F2。如果使斜面倾角缓慢增大，物体仍处于静止状态，在这个过程中 AF2逐渐减小，F1逐渐增大B作用在物体上的静摩擦力始终与F2相平衡C物体对斜面的压力减小，所以静摩擦力也减小D斜面对物体的支持力与F1是一对作用力和反作用力3、如图13所示，重物质量为m，AB、BC两根轻绳与竖直方向都成60角，现将BC绳缩短并向左移动，但保持B点位置不变，在移动到BC绳处于竖直方向的过程中 A开始时BC绳拉力大小为mgB绳BC 的拉力可能大于mgC绳BC 的拉力可能小于mg 图13D绳BC 的拉力先减小后增大，但不会超过mg4、如图14所示，AOB为水平架空的光滑杆，其夹角AOB=60，在杆上套两个质量均为m小
6、球，二小球由可伸缩的弹性绳连接，在绳的中点C，施以沿AOB角平分线方向向右的水平拉力F，两小球平衡时绳对小球弹力大小为T，则T与F大小的关系是 AT=FBTFCTFD无法确定5、如图15所示，在水平面上叠放着木块P和Q。水平推力F推Q和P共同做匀速运动，下面说法正确的是 AP受3个力，Q受4个力BP受2个力，Q受5个力CP受4个力，Q受6个力D以上答案都不对6、如图16所示，物体M放在粗糙的斜面上保持静止。现在用一个水平力F推M，当外力由零逐渐增大而物体仍静的情况下 A物体M受的静摩擦力逐渐减小到零B物体M 受的静摩擦力方向可能改变C物体M 受到的合处力增大D物体M受到的斜面支持力不变7、如图
7、17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，OA绳和OB绳对节点O的拉力大小如何变化？8、如图18所示，一个重为G的小球套在竖直放置的半径为R的光滑大圆环上，一个劲度系数为K，自然度为L，（L2R）的轻弹簧，其一端与小球相连，另一端固定在大环的最高点。求小球处于静止时，弹簧与竖直方向的夹角。9、如图19所示，O为轴AO=OD=2米，AB=1米，杆AD重力不计。F1=1牛，F2=2.5米；=60，B=30则对O点F1的力矩M1= 牛米，力F2的力矩M2= 牛米。答案1、未加F时球和木楔受力如
8、图20所示，N1向上分力等于mg，N等于mg与N1向下分力之和，f等于N1水平分力。当加F之后N1增大，使得N和f都增大，正确选项是A。2、物体受力如图21所示，由题意可知，即，当角增大时增大，减小，静摩擦力特点是可以由零变化到最大静摩擦，f始终与相等，因此前三个选项中只有B正确。斜面对物体支持力N的反作用力是物体对斜面的压力，具作用点在斜面上，力的性质是弹力，而F1是重力一个分力，作用点在物体重心，性质属于重力，因而D选项错误。正确选项是B。3、当两力合力大小方向不变，一个分力方向下变时，讨论另一个分力变化情况用图22所示的三角形法解决比较简捷。TA与TC合力等于物体重力且方向相反，即竖直向
9、上。TA方向不变，沿BA方向。在BA上取一点E，连接ED，即为TC大小和方向，BE即为TA大小和方向。由题意可知ED与AB夹角等于60时开始作图，此时TC=mg。TC大小由mg减小至BC即ED垂直于AB时TC有最小值，然后TC再增大直到mg。在这个变化过程中TA始终减小，TC先减小后增大。正确选确选项是A、C、D。在讨论力的变化，尤其有极值问题时用三角形比较简捷，此类问题用三角函数去解也可以，读者可以自己试一试。4、球和C点受力如图23所示，球平衡时N=T，C点受三个力互成120角而平衡F=T。正确选项是A。分析此题找到小球平衡时T与N大小相等方向相反，由于N垂直于AO，T也必然与AO垂直，从
10、而得出C=120这一个关键条件，是最重要的一步。5、物体P和Q受力如图24所示，由于P处于平衡态，徐了竖直方向mg和ND以外水平方向不会受到Q给的摩擦力。Q也处平衡态，竖直方向受三个力，水平方向地面要对Q施以静摩擦力与外力F平衡，所以Q共受与个力。正确选项B。这是一道分析受力的典型题，其方法和思路一定要熟练掌握。6、物体不受F作用时受力如图25所示，此时。当用水平力F推M时，随着F的增大F沿斜面向上分力增大，使得静摩擦力f要减小，当当时f方向改为沿斜面向下而且随着F增大而增大，即随着F由零逐渐增大，f方向由沿斜面向上逐渐变为沿斜面向下，大小先减速小到零，再增大。F沿斜面垂直方向的分力也随F增大
11、而增大使得斜面对物体支持力N也随之要增大，由于物体静止，其所受合力绐终为零。正确选项B。7、由于绳AO和BO的弹力TA和TB合力始终与重力G平衡，而且AO方向不变，所以此题用三角形法图解比较方便。如图26所示，再O作竖直向上大小为G的力，连AO方向射线，且G点作平行于AB直线交AO于E，EG大小即为TB，由题意可知GE垂直AO时TB有最小值GE与GO重合时TA=G。所以TB先减小后增大，TA一直减小。答案TA一直减小，TB先减小增大，最终等于G。8、小球平衡时受力如图27所示，由N、T、G组成的三角形与AOB相似即。根据正弦定理。解之得。22如图28所示，画出F1和F2的力臂OE、OF，由几何
12、知识可知OE=AOsin，。根据力矩定义牛米；牛米。答案：牛米 ， 1.25牛米注：在解决物体平衡的问题中除了注意课本或参照资料指出的一般方法之外，尤其要把重点放在每个特殊问题所设置的隐含条件上，寻找出这些隐含条件才是解决具体问题的突破口，有些读者听懂了课而不会解决问题，往往是没处理好这个一般与特殊的关系，一个人的能力往往表现在用一般规律解决特殊问题的过程中。例如第4题的小球平衡时一定是N与T大小相等方向相反；第8小题球平衡时OAB=ABO等等。请读者学会举一反三，再练习这样一个题。如力29所示，两固定光滑硬杆OA与OB夹角为，在两杆上各套轻环C、D，C、D用细线相连，现用一恒力F沿OB方向拉环C，当两环平衡时，绳子的拉力是多少？提示对D进行分析，其平衡时T与N1大小相等方向相反CDAO这时解决本题的关键隐含条件。如图30所示。答案：6
