高考物理专题-受力分析

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1、1 高考物理专题复习 受力分析 主讲人 物理教研组 编 2 3 专题专题二二：相互作用相互作用 问题一：问题一：力的力的基础分析基础分析。 关键点：1. 弹力有无、方向、大小的分析； 2. 弹簧弹力的分析； 3. 轻杆、轻绳的弹力分析； 4 静摩擦力的分析； 5. 滑动摩擦力的分析。 例题例题 1-1. 弹力弹力方向的方向的分析分析 下图中，系统均处于静止状态，画出物体 A 所受的弹力。 4 例题例题 1-2. 弹簧弹力分析弹簧弹力分析 一劲度系数为 k1的弹簧，竖直地放在桌面上，上面压有一质量为 m 的物体，另一劲度 系数为 k2的弹簧竖直地放在物体上面，其下端与物体的上表面连接在一起，两个

2、弹簧的质 量都不计，如图所示要想使物体静止时下面弹簧承受力由 mg 减为 1 3mg，应将上面弹簧的 上端 A 点竖直接高多少距离？ 例题例题 1-3. 轻杆、轻绳的受力分析轻杆、轻绳的受力分析 如图所示，两个质量均为 m 的物体分别挂在支架上的 B 点（如图甲所示）和跨过滑轮 的轻绳 BC 上（如图乙所示） ，图甲中轻杆 AB 可绕 A 点转动，图乙中水平轻杆一端 A 插在 墙壁内， 已知 =30， 则图甲中轻杆 AB 受到绳子的作用力 F1和图乙中滑轮受到绳子的作 用力 F2分别为（ ） AF1=mg、F2= 3mg BF1= 3mg、F2= 3mg CF1= 3 3 mg、F2=mg D

3、F1= 3mg、F2=mg 5 例题例题 1-4. 静摩擦力的分析静摩擦力的分析 方向的判断方向的判断 如图是主动轮 P 通过皮带带动从动轮 Q 的示意图，A 与 B、C 与 D 分别是皮带与轮缘 相互接触的点，如果皮带不打滑，当主动轮 P 沿顺时针方向旋转时，A、B、C、D 各点所 受摩擦力的方向（ ） A向上，向下，向下，向上 B向下，向上，向下，向上 C向下，向上，向上，向下 D向上，向下，向上，向下 例题例题 1-5. 静摩擦力静摩擦力 不确定性分析不确定性分析 （多选）如图所示，斜面体 A 静置于水平地面上，物块 B 处于其斜面上某时刻起， 对 B 施加一沿斜面向上的力 F，且力 F

4、 从零开始逐渐增大，在这一过程中，A、B 均始终保 持静止则对此过程的下列说法中正确的是（ ） A地面对 A 的支持力逐渐减小 BA 对 B 的支持力不变 C地面对 A 的摩擦力逐渐增大 DA 对 B 的摩擦力增大 例题例题 1-6. 静摩擦力静摩擦力 突变分析突变分析 把一个重为 G 的物体，用一水平推力 F = kt（k 为常量，t 为时间）压在竖直的足够高的 平整墙面上， 如图， 从 t=0开始， 物体所受的摩擦力 Ff随时间 t的变化关系是下图中的 （ ） A B C D 6 例题例题 1-7. 滑动摩擦力的分析滑动摩擦力的分析 如图所示，重量分别为 G1和 G2的滑块 A 和 B，由

5、绕过轻质定滑轮的细绳相连后，叠 放在水平桌面上，已知 A、B 间的摩擦因数为 1，B 与桌面间的摩擦因数为 2当水平拉 力作用在 A 上时，大小至少要 才能拉动 A，此时，连接滑轮与墙壁之间的 绳子的张力为 【练习练习】 1-8如图所示，原长分别为 L1和 L2，劲度系数分别为 k1和 k2的轻质弹簧竖直悬 挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为 m1的物体，最下端挂着质量为 m2的另一 物体，整个装置处于静止状态求： （1）这时 L1、L2受到的弹力； （2）这时两弹簧的总长； （3）若用一个质量为 M 的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起，直到两弹簧 的总长度等于两弹簧的原长之和，求这时平板受

6、到下面物体 m2的压力 1-9如图所示，小方块代表一些相同质量的钩码，图 1 中 O 为轻绳之间连接的结点，图 2 中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码，两装置处于静止状态，现将图 1 中 B 滑轮的端 点 B 稍稍右移一些，图 2 中的端点 B 沿虚线稍稍上移一些， （2 图中的绳长不变）则关于图 角和 OB 绳的张力 F 的变化，下列说法正确的是（ ） A1、2 图中的 角均增大，F 均不变 B1、2 图中的 角均增不变，F 均不变 C1 图中 角增大、2 图中 角不变，张力 F 均不变 D1 图中 角减小、T 不变，2 图中 角增大，F 减小 7 1-10 如图所示， 一轻杆两端分别固定

7、着质量为mA和mB的两个小球A和B （可视为质点） 将 其放在一个直角形光滑槽中，已知轻杆与槽右壁成 角，槽右壁与水平地面成 角时，两球 刚好能平衡，且 ，则 A、B 两小球质量之比（ ） A B C D 1-11 利用如图所示的装置可以探究滑动摩擦力 f 与正压力 FN之间的关系， 请回答下列问题： （1）适当添加钩码，使其能够带动小车向右运动 （2）多次在木块上添加砝码以改变压力尽可能多测几组数据实验中应该测量和记录的 数据是 （3） 如果用图象法处理实验数据， 以摩擦力 f 为横轴， 正压力 FN为纵轴， 如实验步骤正确， 得到的应是一条 （选填“直线”或“曲线”） ，这条线的斜率表示的

8、物 理意义是 （4）正确的实验结论是 1-12 （多选） 如图所示， 一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子， 沙粒之间的动摩擦因数为 1， 沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为 2，车厢的倾角用 表示（已知 21） ，下列说法正 确的是（ ） A要顺利地卸干净全部沙子，应满足 tan2 B要顺利地卸干净全部沙子，应满足 sin2 C只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足 2tan1 D只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足 21tan 8 问题问题二二：平衡状态下的受力分析平衡状态下的受力分析。 关键点：1. 合力与分力的关系； 2. 几种常见的分析方法：正交分解法、矢量三角形分析法； 3.

9、 整体法； 4. 隔离法。 例题例题 2-1. 合力与分力的关系合力与分力的关系 已知两个共点力的合力为 50 N，分力 F1的方向与合力 F 的方向成 30角，分力 F2的 大小为 30 N则（ ） AF1的大小是唯一的 BF2的方向是唯一的 CF2有两个可能的方向 DF2可取任意方向 例题例题 2-2. 受力分析的基本方法受力分析的基本方法 正交分解法正交分解法（一）（一） ，求合力，求合力 在同一平面内共点的四个力 F1、F2、F3、F4的大小依次为 19 N、40 N、30 N 和 15 N， 方向如图所示，求它们的合力 例题例题 2-3. 受力分析的基本方法受力分析的基本方法 正交分

10、解法正交分解法（二）（二） ，求分力，求分力 如图所示，小球质量为 m，用两根轻绳 BO、CO 系好后，将绳固定在竖直墙上，在小 球上加一个与水平方向夹角为 60 的力 F，使小球平衡时，两绳均伸直且夹角为 60 则力 F 的大小应满足什么条件？ 9 例题例题 2-4. 受力分析的基本方法受力分析的基本方法 矢量三角形矢量三角形法法（一）（一） ，有有一个一个恒力恒力，且，且另一个力方向恒另一个力方向恒 定定 如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为 N1，球对木板的 压力大小为 N2以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地 转到水平位置不计摩擦，在此

11、过程中（ ） AN1始终减小，N2始终增大 BN1始终减小，N2始终减小 CN1先增大后减小，N2始终减小 DN1先增大后减小，N2先减小后增大 例题例题 2-5. 受力分析的基本方法受力分析的基本方法 矢量三角形矢量三角形法法（二）（二） ，至少至少有两个力，与实物图中的两有两个力，与实物图中的两 个边平行个边平行，可作相似三角形，可作相似三角形 如图所示， 光滑的半球形物体固定在水平地面上， 一轻绳一端系在球心正上方的天花板 上，另一端系一小球，靠放在半球上，小球处于静止状态现缓慢减小半球的半径，半球的 圆心位置不变，在这个过程中，小球始终与半球接触，则半球对小球的支持力 F1和绳对小 球

12、的拉力 F2的大小变化情况是（ ） AF1变大，F2变小 BF1变小，F2变大 CF1变小，F2不变 DF1先变小后变大，F2变小 10 例题例题 2-6. 受力分析的基本方法受力分析的基本方法 矢量三角形矢量三角形法法 （三）（三） ， 有一个有一个恒力恒力， 且其对角角度恒定且其对角角度恒定， 用正弦定理定量计算，或者作用正弦定理定量计算，或者作辅助圆几何分析。辅助圆几何分析。 （多选）如图，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于 P 点，另一端连接两 个弹簧秤，分别用 F1与 F2拉两个弹簧秤，将结点拉至 O 点现让 F2大小不变，方向沿顺 时针方向转动某一角度，要使结点仍位于

13、O 点，则 F1的大小及图中 （90 ）角的变化 可能是（ ） A增大 F1的同时增大 角 B增大 F1而保持 角不变 C增大 F1的同时减小 角 D减小 F1的同时增大 角 例题例题 2-7. 整体法受力整体法受力分析分析 （整体法的关键：1. 确定整体的范围；2. 分析出整体受到哪些外力？） （多选）如图所示，ABC 三物体被力 F1推压在光滑竖直墙面上，一条轻绳跨过滑轮连 在物体 A 和 C 上，物体 C 还受一大小为 6 N 的向下的拉力 F，三物体处于静止状态，已知 三物体所受重力的关系是 GA = 1 2 GB = 1 3 GC = 10 N，则下列判断正确的是（ ） A轻绳上的张

14、力大小为 30 N B物体 A 所受摩擦力方向向下，大小为 23 N C物体 AB 间的弹力小于物体 BC 间的弹力 D物体 C 所受摩擦力方向向上，大小为 3 N 11 例题例题 2-8. 隔离法受力隔离法受力分析分析 如图所示，质量为 M 的小车放在光滑的水平地面上，右面靠墙，小车的上表面是一个 光滑的斜面，斜面的倾角为 ，当地重力加速度为 g那么，当有一个质量为 m 的物体在这 个斜面上自由下滑时，小车对右侧墙壁的压力大小是（ ） Amgsincos BMmg M+m sincos Cmgtan DMmg M+m tan 例题例题 2-9. 隔离法受力隔离法受力分析分析 一种典型题型一种

15、典型题型 一物体若不受其他外力作用能在一个斜面体上沿斜面减速下滑， 可以证明此时斜面受地 面向右的摩擦力作用若沿如图所示方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，则斜面受地 面的摩擦力是（ ） A大小为零 B方向水平向右 C方向水平向左 D无法判断大小和方向 12 【练习练习】 2-10如图所示（俯视图） ，物体静止在光滑水平面上，有一水平拉力 F=20 N 作用在该物体 上，若要使物体所受的合力在 OO方向上（OO与 F 夹角为 30 ） ，必须在水平面内加一个力 F，则 F的最小值为 N，这时合力大小等于 N 2-11 （多选）两个共点力 Fl、F2大小不同，它们的合力大小为 F，则（ ） AF1、F2同时增大一倍，F 也增大一倍 BF1、F2同时增加 10N，F 也