物理 物体的平衡

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1、力的基本概念力的基本概念一、力的三性1. 力的基本特性：物质性（施力物体、受力物体）、相互性、矢量性 （力的三要素、力的图示、力的示意图）2. 力的作用效果：使物体产生加速度或发生形变。3. 力的分类：(1)按性质命名的力：重力、弹力、摩擦力、电场力等(2)按效果命名的力：拉力、压力、动力、阻力、向心力等二、重力 1.产生：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫重力。 2.大小：G=mg，在同一位置。G的大小与物体运动状 态无关。（超重、失重） 方向：竖直向下 3.重心：物体各个部分受到重力的合力的作用点。重 心可能在物体上也可能不在物体上。 （1） 质量分布均匀的物体，重心位置只跟形状有关。 （

2、2）质量分布不均匀的物体，重心位置跟物体形状有 关，跟物体内质量的分布有关。 （3） 用悬挂法测重心（只适合薄片状物体）。 4.重力与万有引力的关系： 重力是万有引力的一个分力。在地球两极，重力与万 有引力大小相等、方向相同；在地球其它位置，重力 与万有引力大小不相等、方向也不相同。 三、弹力1. 产生条件：相互接触有挤压（发生弹性形变）。 2. 弹力方向： （1）绳和弹簧的弹力方向：注意弹簧是被压缩还是 被拉伸 （2）接触面的弹力方向：点面接触、面面接触 （3）轻杆的弹力方向： 一般情况，由物体的受力情况和运动情况决定 轻杆只在两端受二力平衡时，弹力沿杆的方向3. 弹力大小的计算： （1）弹

3、簧弹力： F=kx（2）微小形变产生的弹力：由物体的受力情况和运 动情况决定四、摩擦力 （一）静摩擦力 1. 静摩擦力产生条件：a.接触面粗糙, b.存在弹力,c.相对静止且有相对运动趋势. 2.静摩擦力的方向： 沿接触面且与相对运动趋势方 向相反 3. 静摩擦力的大小：090时,若F2增大,其合力的大小变化比较复杂见图F1FA FB FC FD A B C D F2(3)将菱形转化为直角三角形两个大小为F的力，夹角为时，其合力大小为F合=2Fcos /2， 方向在两个力夹角的平分线上。FFF合 当=120时，F合=F。若F3满足 ，则三个力合力的最小值等于0。或者说，表示三个力的线段如果能围

4、成一个三角形， 则这三个力的合力最小值为0。4三力的合力：例3三个力，F1=3N，F2=7N，F3=9N，关于三个力的合力，下列说法正确的是 （ ）A三个力的合力的最大值为19NB三个力的合力的最小值为1NC三个力的合力不可能为9ND三个力的合力不可能为3N A5、力的分解：力的分解的原则：（1）可以按力的作用效果分解， （2）按照题设条件分解，（3）正交分解。分解力时， 可以认为已知平行四边形的对角线，求作两邻边。 1. 已知合力F , 两个分力F1、F2的方向 , 求两个分力的大 小, 有唯一解。 （图1 ）F1 （图1 ）2. 已知合力F，分力F1的大小和方向，求分力F2的大小 和方向,

5、 有唯一解.（图2 ）FF1 （图2 ）3. 已知合力F，分力F1的大小、分力F2的方向，求F1的 方向和F2的大小.（图3）F2F1 F（图3 ）可能有唯一解(F1=Fsin)，可能有两个解(F1Fsin) ，也可能没有解(F1m，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止，则下列说法 中正确的是 （ ）A地面对人的摩擦力减小B地面对人的摩擦力增大C人对地面的作用力不变D人对地面的作用力增大MmB D5、一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受 浮力F始终保持不变,气球在运动过程中所受阻力仅 与速率有关,重力加速度为g.现欲使该气球以同样速 率匀速上升,则需从气球吊

6、篮中减少的质量为 ( )A B C D0A匀速下降时，匀速上升时，解得解析：考查牛顿运动定律。设减少的质量为m，6、用轻弹簧竖直悬挂的质量为m物体，静止时弹 簧伸长量为L，现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为 2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L ，斜面 倾角为30,如图所示则物体所受摩擦力 ( )A等于零B大小为 ，方向沿斜面向下C大于为 ，方向沿斜面向上D大小为mg，方向沿斜面向上 2m30A7、如图图所示，质质量为为m的物体悬悬挂在轻质轻质 的支 架上，斜梁OB与竖竖直方向的夹夹角为为设设水平横 梁OA和斜梁OB作用于O点的弹弹力分别为别为 F1和F2 以下结结果正确的是 （ ）ABCD A

7、BOmDT=mgF1F2O点受力如图图示解：8如图所示的力学结构，绳AO段与水平成53角，承重不超过180N，绳BO段水平、承重不超过90N，绳CO段强度足够，在CO段的C端悬挂重物，为使力学结构不遭破坏，C端悬挂重物不能超过多少？530CABO解：530CABO对O点受力如图, 假设OB强度足够, 当OA达180N时,xyFOBFOAT530 O由平衡条件有：超过了OB的强度，所以BO先达强度90N。由几何关系即为使力学结构不遭破坏,C端悬挂重物 不能超过120N,9如图所示，绳AO段与水平成 角，绳OC 段的C端悬挂在一重物，绳OB水平，现保持O点位置 不变，将B点逐渐上移，在B点上移过程

8、中，对AO、 BO绳上所受拉力的变化情况，下列说法正确的是 （ ） AOA段上拉力不变 BOA段上拉一直减少 COB段上拉力一直增大 DOB段上拉力是先减小后增大300CABO解： 画出O点受力图GT2T1O在B点上移过程中如图示,T2T1T2“ T1“ T2“ T1“ 由平衡条件可知B、D正确.B D10如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆， 质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一 端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕 过定滑轮A，用力F拉绳，开始时BCA90，现使 BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC此过程 中，轻杆B端所受的力 ( ) A大小不变 B逐渐增大 C

9、逐渐减小 D先减小后增大FAC B解： 画出B点受力图如图示GGFT由相似三角形关系得轻杆B端所受的力T与BCA无关，即大小不变 A11如图所示，一劲度系数为k1的轻质弹簧竖直放在桌面上，上面压一个质量为m的物体，另一劲度系数为k2的轻弹簧竖直放在物体上面，其下端与物体上表面系在一起。欲使物体静止时下面弹簧承受的压力为物重的1/3，求应将上面弹簧的上端A竖直向上提高的距离d。mk2k1F A解：mk2k1A下面弹簧在静止时的压缩量为：k1x1当其承受的压力为物重的1/3时的压缩量为：mm gk1x1F2x1设此时上面弹簧的弹力大小为F2，分析物体受力可知；由此可知上面弹簧的拉伸量为：故A竖直向

10、上提高的距离为：12、如图所示，质量为m的质点，与三根相同的螺旋 形轻弹簧相连。静止时，相邻两弹簧间的夹角均为 1200已知弹簧a、b对质点的作用力 均为F，则弹簧c对质点的作用力大小 不可能为：( ) AF BF + mg CF-mg Dmg-F mbac解： 弹簧a、b对质点的合力也为F，方向竖直向上（a 、b均伸长）或竖直向下（弹簧a、b均压缩），质点的 重力为mg，弹簧c对质点的作用力大小不可能为F 若弹簧a、b、c均压缩，则T=F+mg若弹簧a、b、c均伸长，则 F=T+mg T=F-mg若弹簧a、b均伸长，弹簧c压缩，则F+T=mg T= mg- FA13如图所示，一斜面体静止在粗

11、糙的水平地面上， 若沿平行于斜面的方向用力F向上推此物体，使物体匀速上滑，斜面体依然和地面保持相对静止，则斜面 体受地面的摩擦力 （ ）A大小为零 B方向水平向右C方向水平向左 D大小和方向无法判断C14如图所示，物体A、B在力F作用下一起以相 同速度沿F方向匀速运动，关于物体A所受的摩擦力 ，下列说法正确的是（ ） A甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相同B甲、乙两图中A均受摩擦力，且方向均与F相反C甲、乙两图中A物体均不受摩擦力D甲图中A不受摩擦力，乙图中A受摩擦力，方向 和F相同A BFBAF甲乙D15物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑

12、固定 斜面C向上做匀减速运动时 ( )AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上 BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下CA、B之间的摩擦力为零 DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质CB AC16用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在 墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如图所示。P、 Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是( )A. P物体受4个力 B. Q受到3个力C. 若绳子变长，绳子的拉力将变小D. 若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大PQOA C17如图所示，轻绳一端系在质量为m的物块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，使物块A从图中实线位置 缓

13、慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动 。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 ( ) AF1保持不变，F2逐渐增大 BF1保持不变，F2逐渐减小 CF1逐渐增大，F2保持不变 DF1逐渐减小，F2保持不变 AFOMN解：对O点，由平衡条件F 减小，对整体，由平衡条件，F1=mg不变, F2 =F逐渐减小。B18如图，OA、OB是两根轻绳，AB是轻杆，它 们构成一个正三角形，在A、B两处分别固定质量均 为m的小球，此装置悬挂在O点，开始时装置自然下 垂，现对小球B施加一个水平力F，使装置静止在图 乙所示的位置，此时OA竖直，设在图甲所示的状态 下OB对小球B的

14、作用力大小为T，在图乙所示的状 态下OB对小球B的作用力大小为T ，下列判断正确 的是（ ） AT = 2T BT 2 T CT 2T D条件不足，无法比较 T 和T的大小关系BAO甲OABF乙C解见下页BAO甲OABF乙解: 在图甲状态分析B球受力如图示，由平衡条件mgTN在图乙状态分析A球受力如图示， AB 轻杆对A球无作用力，由平衡条件mgTATA =mg 在图乙状态分析B球受力如图示，由平衡条件mgTBA19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。己知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 B C DA20半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有一 竖直放置的光滑档板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 （ ）AMN对Q的弹力逐渐减小B地面对P的支持力逐渐增大CQ所受的合力逐渐增大D地面对P的摩擦力逐渐增大MNQ PD