共点力平衡专题训练(19页).doc

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1、-一、 例题讲解例1.如图，在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F不等于0，则关于B的受力个数可能为 （ ）A.3个 B.4个 C.5个 D.6个ABF变式训练1如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止物体A的受力个数为( ) A2 B3 C4 D5 例2 图2-5-3如图2-5-3所示，用细线AO、BO悬挂重力，BO是水平的，AO与竖直方向成角如果改变BO长度使角减小，而保持O点不动，角（ 450）不变，在角减小到等于角的过程中，两细线拉力有何变化？A. FA一直减小，FB先减小后增大 B. FA一直增大，FB先减小后增大C. FA一直减小, F

2、B先增大后减小 D. FA一直增大，FB先增大后减小变式训练1如图所示，小球用细线拴住放在光滑斜面上，用力推斜面向左运动，小球缓慢升高的过程中，细线的拉力将：( )A.先增大后减小 B.先减小后增大C.一直增大 D.一直减小变式训练2如图是给墙壁粉刷涂料用的“涂料滚”的示意图使用时，用撑竿推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓缓滚动，把涂料均匀地粉刷到墙上撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长，粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓缓上推涂料滚，该过程中撑竿对涂料滚的推力为F1，涂料滚对墙壁的压力为F2，以下说法正确的是 （ ）（A）F1增大 ， F2减小（B）F1减小， F2 增大（C）F1、F2均

3、增大（D）F1、F2均减小例3水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90的过程中，木箱的速度保持不变，则 （ ）A.F先减小后增大 B.F一直增大 C.F的功率减小 D.F的功率不变例4OF如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心O的正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球，小球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮.今缓慢拉绳使小球从A点滑到半球顶点，则此过程中，小球对半球的压力N及细绳的拉力F大小变化情况是（ ）A.N变大，F变大 B. N变小，F变大C.N不变，F变小 D. N变大，F变

4、小变式训练1.如图，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，开始时角BCA大于900，现使角BCA缓慢减小，直到杆BC接近竖直杆AC。此过程中，轻杆B端所受的力将（ ）A.大小不变 B.逐渐增大 C.逐渐减小 D.先减小后增大图2-5-1例5有一个直角支架AOB，AO是水平放置，表面粗糙OB竖直向下，表面光滑OA上套有小环P，OB套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可以忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图2-5-1所示现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么

5、移动后的平衡状态和原来的平衡状态相比较，AO杆对P的支持力FN和细绳上的拉力F的变化情况是：（ ） AFN不变，F变大 BFN不变，F变小 CFN变大，F变大 DFN变大，F变小变式训练1.如图，两个质量都为m的小球A、B用轻杆连接后斜靠在墙上处于平衡状态，已知墙面光滑，水平面粗糙，现将A球向上移动一小段距离，两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态与原来平衡状态相比较，地面对B的支持力N和摩擦力f的大小变化情况是（ ）A.N不变，f增大 B. N不变，f减小 C. N增大，f增大 D. N增大，f减小ABF图2变式训练2如图2所示，光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光

6、滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则 （ ）A水平外力F增大B墙对B的作用力减小C地面对A的支持力减小DB对A的作用力减小ABP2如图所示，A、B两物块始终静止在水平地面上，有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上P点，另一端与A相连接，下列说法正确的是（ ）A如果B对A无摩擦力，则地面对B也无摩擦力B如果B对A有向右的摩擦力，则地面对B有向左的摩擦力C在P点缓慢下移的过程中，B对A的支持力一定减小D. 在P点缓慢下移的过程中，地面对B的摩擦力一定减小cFb图17例6 如图17所示，物体A、B和C叠放在水平桌面上，水平力为Fb5N

7、、Fc10N，分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止以、和分别表示A与B、B与C、C与桌面间的静摩擦力的大小，则 （ ）A5N，0N，5N B5N，5N，0NC0N，5N，5N D0N，10N，5N变式训练1.如图所示，人重600N，木板重400N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2，现在人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则（ ）A.人拉绳的力是200N B.人拉绳的力是100NC.人的脚给木块摩擦力向右 D.人的脚给木块摩擦力向左例7如图4所示，将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B两点上，一物体用动滑轮悬挂在绳子上，达到平衡时，两段绳子间的夹角为，绳子张力为

8、F1，将绳子B端移至C点，待整个系统达到平衡时，两段绳子间的夹角为，绳子张力为F2；将绳子B端移至D点，待整个系统平衡时两段绳子间的夹角为，绳子张力为F3，不计摩擦，则A、= B、=F2F3 D、F1=F2F3变式训练1如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置。下列判断正确的是 （ ）AB端移到B1位置时，绳子张力不变BB端移到B2位置时，绳子张力变小CB端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大DB端在杆上位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力

9、变小例8如图所示，物体静止在光滑的水平面上，受一水平恒力F的作用，要使物体在水平面上沿OA方向做加速运动，就必须同时再对物体施加一个力F，则F的最小值应是（ ）A F B FsinqC Fcosq D Ftanq变式训练1如图7-2所示，用一根长为的细绳一端固定在点，另一端悬挂质量为的小球，为使细绳与竖直方向夹角且绷紧，小球处于静止，对小球施加的最小的力等于（ ） 图 7-2A B C D二、针对练习1如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P相连，P与斜放在其上的固定档板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻受到的外力的个数有可能是（ ）A、2个 B3个 C4个 D、5个2

10、.如图所示，A、B两均匀直杆上端分别用细线悬挂于天花板上，下端搁在水平地面上，处于静止状态，悬挂A杆的绳倾斜，悬挂B杆的绳恰好竖直，则关于两杆的受力情况，下列说法中正确的有().(A)A、B都受三个力作用(B)A、B都受四个力作用(C)A受三个力，B受四个力(D)A受四个力，B受三个力1如图1所示我国国家大剧院外部呈椭球型，一警卫人员为执行特殊任务，必须冒险在椭球型屋顶向上缓慢爬行，他在向上爬的过程中（ ）A屋顶对他的支持力变大B屋顶对他的支持力变小C屋顶对他的摩擦力变大D屋顶对他的摩擦力变小2、如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成

11、角，则每根支架中承受的压力大小为w w w.ks5 u .c om（A）（B）（C）（D）3春天有许多游客放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中，以下四幅图中AB代 表风筝截面，OL代表风筝线，风向水平，风筝质量不可忽略，风筝可能静止的是:（ ）1.两个小球A、B，质量分别为2m、m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一个点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球 用一水平方向的力F作用在小球B上，此时三根细线均处于直线状态，且OA细线恰好处于竖直方向，如图，如果不考虑小球的大小，两小球均处于静止状态，则力F的大小为 （ ）A.0 B.mg C. D. 2如图所示，A、B为

12、竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面内，AOB120，COD60，若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为() Amg，mgBmg，mgCmg，mg Dmg，mg3.如图，两物体质量分别为m1、m2，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态。由图可得（ ）A.一定等于B. m1一定大于m2C. m1一定小于2m2D. m1可能大于2m21. 现用两根绳子AO和BO悬挂一质量为10N的小球，AO绳的A点固定在竖直放置的圆环的环上，O点为圆环的圆心

13、，AO绳与竖直方向的夹角为，BO绳的B点可在环上滑动，已知每根绳子所能承受的最大拉力均为12N，则在B点沿环顺时针缓慢滑到N的过程中（ ）A. 两根绳均不断B. 两根绳同时断C. AO绳先断D. BO绳先断2.如图所示，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().(A)必定是OA(B)必定是OB(C)必定是OC(D)可能是OB，也可能是OC1A、B、C三个物体通过细线和光滑的滑轮相连，处于静止状态，如图所示，C是一箱砂子，砂子和箱的重力都等于G，动滑轮的质量不计，打开箱子下端开口

14、，使砂子均匀流出，经过时间t0流完，则下图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体B的摩擦力f随时间的变化关系 （ ）MOFAN图14121轻绳一端系在质量为m的物体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，使物体A从图1412中实线位置缓慢下降到虚线位置，但圆环仍保持在原来位置不动则在这一过程中，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逐渐增大，F2保持不变 CF1逐渐减小，F2保持不变 DF1保持不变，F2逐渐减小3、如图11所示，一个重量为G的小球套在竖直放置的、半径为R的光滑大环上，另一轻质弹簧的劲度系数为k

15、 ，自由长度为L（L2R），一端固定在大圆环的顶点A ，另一端与小球相连。环静止平衡时位于大环上的B点。试求弹簧与竖直方向的夹角。解说：平行四边形的三个矢量总是可以平移到一个三角形中去讨论，解三角形的典型思路有三种：分割成直角三角形（或本来就是直角三角形）；利用正、余弦定理；利用力学矢量三角形和某空间位置三角形相似。本题旨在贯彻第三种思路。分析小球受力矢量平移，如图12所示，其中F表示弹簧弹力，N表示大环的支持力。（学生活动）思考：支持力N可不可以沿图12中的反方向？（正交分解看水平方向平衡不可以。）容易判断，图中的灰色矢量三角形和空间位置三角形AOB是相似的，所以： 由胡克定律：F = k（

16、- R） 几何关系：= 2Rcos 解以上三式即可。答案：arcos 。（学生活动）思考：若将弹簧换成劲度系数k较大的弹簧，其它条件不变，则弹簧弹力怎么变？环的支持力怎么变？答：变小；不变。（学生活动）反馈练习：光滑半球固定在水平面上，球心O的正上方有一定滑轮，一根轻绳跨过滑轮将一小球从图13所示的A位置开始缓慢拉至B位置。试判断：在此过程中，绳子的拉力T和球面支持力N怎样变化？解：和上题完全相同。答：T变小，N不变。4、如图14所示，一个半径为R的非均质圆球，其重心不在球心O点，先将它置于水平地面上，平衡时球面上的A点和地面接触；再将它置于倾角为30的粗糙斜面上，平衡时球面上的B点与斜面接触

17、，已知A到B的圆心角也为30。试求球体的重心C到球心O的距离。解说：练习三力共点的应用。根据在平面上的平衡，可知重心C在OA连线上。根据在斜面上的平衡，支持力、重力和静摩擦力共点，可以画出重心的具体位置。几何计算比较简单。答案：R 。（学生活动）反馈练习：静摩擦足够，将长为a 、厚为b的砖块码在倾角为的斜面上，最多能码多少块？解：三力共点知识应用。答： 。4、两根等长的细线，一端拴在同一悬点O上，另一端各系一个小球，两球的质量分别为m1和m2 ，已知两球间存在大小相等、方向相反的斥力而使两线张开一定角度，分别为45和30，如图15所示。则m1 : m2为多少？解说：本题考查正弦定理、或力矩平衡

18、解静力学问题。对两球进行受力分析，并进行矢量平移，如图16所示。首先注意，图16中的灰色三角形是等腰三角形，两底角相等，设为。而且，两球相互作用的斥力方向相反，大小相等，可用同一字母表示，设为F 。对左边的矢量三角形用正弦定理，有： = 同理，对右边的矢量三角形，有： = 解两式即可。答案：1 ： 。（学生活动）思考：解本题是否还有其它的方法？答：有将模型看成用轻杆连成的两小球，而将O点看成转轴，两球的重力对O的力矩必然是平衡的。这种方法更直接、简便。应用：若原题中绳长不等，而是l1 ：l2 = 3 ：2 ，其它条件不变，m1与m2的比值又将是多少？解：此时用共点力平衡更加复杂（多一个正弦定理

19、方程），而用力矩平衡则几乎和“思考”完全相同。答：2 ：3 。例1如图所示，A、B、C、D四个人做杂技表演，B站在A的肩上，双手拉着C和D，A撑开双手水平支持着C和D。若四个人的质量均为m，他们的臂长相等，重力加速度为g，不计A手掌与C、D身体间的摩擦。下列结论错误的是AA受到地面支持力为4mgBB受到A的支持力为3mgCB受到C的拉力约为DC受到A的推力约为【答案】 D【解析】：把四人作为整体，分析受力，由平衡条件可知，A受到地面支持力为4mg . 把BCD作为整体，分析受力，由平衡条件可知B受到的支持力为3mg。由题图可知，B手臂与竖直方向的夹角大约为 ，设B对C的拉力为，A对C的推力为，

20、对C受力分析，由平衡条件可得，解的，由牛顿第三定律，B受到C的拉力约为 。，解的 ，由牛顿第三定律，B受到C的拉力约为，结论错误的是D 。例2：如图所示，一根铁链一端用细绳悬挂于A点。为了测量这个铁链的质量，在铁链的下端用一根细绳系一质量为m的小球，待整个装置稳定后，测得两细绳与竖直方向的夹角为和，若tantan=13，则铁链的质量为：AmB2m C3m D4m 【答案】：B【解析】：对小球进行受力分析，由平衡条件得： 。对铁链和小球整体进行受力分析，由平衡条件得： ,联立解得：，选项B正确。例3.：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

21、知小球a和b的质量之比为，细杆长度是球面半径的倍。两球处于平衡状态时，细杆与水平面的夹角是A. 45 B. 30 C. 22.5 D. 15.【答案】：D【解析】：设刚性细杆中弹力为F，光滑的半球面对小球a的弹力为，对小球b的弹力为，分别隔离小球a和b，对其分析受力并应用平行四边形定则画出受力分析图，如图所示。 由细杆长度是面半径的倍可得出三角形Oab是直角三角形， 。对应用正弦定理得对应用正弦定理得两式联立消去F得显然细杆与水平面得夹角 。例8：两根等长的细线，一端拴在同一悬点O上，另一端各系一个小球，两球的质量分别为m1和m2，已知两球间存在大小相等、方向相反的斥力而使两线张开一定角度，分

22、别为45和30，如图所示。则m1:m2为多少？【答案】： 6、1:【解析】：本题考查正弦定理、或力矩平衡解静力学问题。对两球进行受力分析，并进行矢量平移，如图16所示。首先注意，图16中的灰色三角形是等腰三角形，两底角相等，设为。而且两球相互作用的斥力方向相反，大小相等，可同用一字母表示，设为F。对左边的矢量三角形用正玄定理，有：同理，最右边的矢量三角形，有：解两式即可。（学生活动）思考：本题是否还有其它解法？答：有，将模型看成轻杆连成的两小球。而将O看成转轴，两球的重力对O的力矩必然是平衡的。这种方法更直接、简便。应用：若原题中绳长不等，而是，其他条件不变，解：此时共点力平衡更加复杂（多一个

23、正弦定理方程），而用力矩平衡则几乎和“思考”完全相同。答： 。2：如图所示，一根重为G的均匀硬杆AB，杆的A端被细绳吊起，在杆的另一端B作用一水平力F，把杆拉向右边，整个系统平衡后，细线、杆与竖直方向的夹角分别为、求证：tan2tan。【答案】 见解析【解析】：对杆AB受力分析得，它受绳子拉力T、重力G、水平力F，并在三个力作用下处于平衡状态，故三个力一定是共点力，如图所示，其中C点为三个力作用线的交点。由于重心O点为杆AB中点，故C点为BD中点，得，而，故tan2tan，证明完毕3：重为G的均匀绳两端悬于水平天花板上的A、B两点.静止时绳两端的切线方向与天花板成角.求绳的A端所受拉力F1和绳

24、中点C处的张力F2.【答案】 见解析【解析】：以AC段绳为研究对象，根据判定定理，虽然AC所受的三个力分别作用在不同的点(如图中的A、C、P点)，但它们必为共点力设它们延长线的交点为O，用平行四边形定则作图可得：F1 ，F25：如图所示，A、B为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆，转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面内，AOB=120，COD=60，若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为ABmg，2mg， CD【答案】B7：如:图所示，两个完全相同的物块，重力大小为G，两球与水平面的动摩擦因数都为，一根轻绳两端固定在两小球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳子被拉直后，两段绳的夹角为，问当F至少为多大，两物块将会发生滑动？（设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）-第 21 页-