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1、1平衡条件下的受力分析平衡条件下的受力分析( (基础篇基础篇) )一、一、选择题:选择题: 1. 如图所示,位于斜面上的物块 M 在沿斜面向上的力 F 作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力的( )A方向可能沿斜面向上 B方向可能沿斜面向下 C大小可能等于零 D大小可能等于 F 2. 如图所示,用水平方向的力 F 将重为 G 的木块压在竖直的墙壁上,使木块保持静止,下列判断中正确的是( )A由木块已静止,可知 FGB由木块已静止,可知 FGC如果压力 F 增大,木块与墙壁之间的静摩擦力也增大D如果压力 F 增大,木块与墙壁之间的静摩擦力仍不变3. 在下图中,a、b 两物体表面光滑,且
2、 a、b 两物体均静止,a、b 间一定有弹力的是( )4. 如图所示,木块放在水平地面上,在 F8N 的水平拉力作用下向右做匀速直线运动,速度为 1 m/s,则下列说法中 正确的是( )A以 1m/s 的速度做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力为 8NB当木块以 2m/s 的速度做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力小于 8NC当水平拉力 F20N 时,木块受到的摩擦力为 20ND将水平拉力 F 撤去,木块速度越来越慢,是因为木块受到的摩擦力越来越大 5. 如图所示,一物块受一恒力 F 作用,现要使该物块沿直线 AB 运动,应该再加上另一个力作用,则加上去的这个力 的最小值为( )2AFcos BF
3、sin CFtan DFcot 6. 如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O 点为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的,一根细线跨在碗 口上,线的两端分别系有质量为 m1和 m2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为 m1 的小球与 O 点的连线与水平线夹角 60两个球的质量比21m m为( )A3 3B2 3C3 2D2 27. 如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端装有一滑轮,两物块 P、Q 用跨过滑轮的轻绳连接(不计滑轮的质量和摩擦), P 悬于空中,Q 放在斜面上,均处于静止状态,当用水平向左的恒力推 Q 时,P、Q 仍静止不动,则( )AQ 受到的摩擦力一定变小BQ 受到的摩擦力一定变
4、大C轻绳上的拉力一定变小D轻绳上的拉力一定不变 二、填空题:二、填空题: 1物体放在光滑的水平面上,在大小为 40N 的水平力 F 的作用下,由静止由西向东方向运动,现要用 F1、F2两水平 共点力代替 F 的作用已知 F1方向东偏北 30,此时 F2的大小不能小于_N2)如图所示,小船用绳牵引,设水对船的阻力不变,在小船匀速靠岸过程中,船受绳子的拉力_,船受的浮 力_,船受的合力_三、计算题:三、计算题: 1. 跨过光滑定滑轮的轻绳,两端各拴一个物体,如图所示物体 A 和 B 重均为 20N,水平拉力 F12N若物体 A 和 B 均处于静止状态,试分析物体 A 和 B 的受力情况,画出受力的
5、示意图,并计算各力的大小32. 如图所示,在一个 V 形槽中有一个重为 G100 N 的粗细均匀的圆柱体,槽两侧底角均为 60圆柱体与槽之 间的动摩擦因数 0.2要使圆柱体沿水平轴线方向匀速运动,沿水平轴线方向的水平推力 F 应为多大?3用细绳 AC 和 BC 吊起一重物,两绳与竖直方向的夹角如图所示,AC 绳能承受的最大拉力为 150N,BC 绳能承受的最 大拉力为 100 N,为使绳子不断开,所吊重物的质量不得超过多少?(g 取 10N/kg)【答案与解析答案与解析】 一、一、选择题:选择题: 1.ABCD 解析:在斜面方向上,M 所受重力沿斜面向下的分力为G sin、静摩擦力 f、沿斜面
6、向上的推力 F 三个力作用而平衡, 取沿斜面向上为正方向,由平衡条件得FGsinf0 ,所以可求得fGsinF当GsinF时,f0 当GsinF时,f0当GsinF时,f0 当Gsin2F时,fF2. D解析:因为木块相对墙静止,所以墙对木块的摩擦力是静摩擦力,它不总是等于0NF事实上,用 F 推木块,木块静止,说明木块的重力 G 没有超过墙给木块的最大静摩擦力,这时木块平衡,实际的静摩擦力应等于木块的重力 G,将 推力 F 增大,墙壁能提供的最大静摩擦力将更大,木块肯定不会下滑,所以墙壁给木块的静摩擦力仍等于 G 而不变, 故选项 D 正确3. B 解析:若将 a 撤掉,A、C、D 中 b
7、的状态不变,则知 A、C、D 中,a、b 间不存在弹力,而 B 中的 b 状态将变化,故 B4中 a、b 间一定存在弹力4. A 解析:竖直方向上,木块的重力与地面时木块的支持力始终平衡水平方向上,木块向右做匀速直线运动时,拉力 F 与滑动摩擦力 F平衡,故 FF8N,且滑动摩擦力方向向 左当 F20N 时,因木块对地面的压力的大小和接触面的粗糙程度均没有变化,故滑动摩擦力不变,仍为 8N注意 此时 FF,木块向右做加速运动同理,当木决速度为 2m/s 及木块速度越来越慢时,滑动摩擦力的大小仍为 8N故答案应选 A5. B 解析:物体虽只受两个力作用,但物体要沿直线 AB 运动,就意味着这两个
8、力的合力的方向是不变的可以看成是一个 力(已知的力 F)恒定,一个力(合力)的方向一定,另一个力(所求的力)的大小方向都不确定,可以利用力的图示法求 解,如图所示可知,本题应选 B6. A解析:m1重力按效果分解如图所示,由几何关系有113 2cos303TNm gm gFF,又2TFm g,故213 3m m7. D 解析:解法一(直接判断法):由于两物块一直处于静止状态,所以轻绳上的拉力大小总与 P 物块的重力大小相等,因 此选项 D 正确;因为 Q 和 P 两物块的质量、斜面的倾角未确定,所以 Q 物块所受静摩擦力方向无法确定又由于水平 向左的恒力大小未知,所以 Q 物块相对斜面的运动趋
9、势也无法确定,因此不能判定 Q 物块所受摩擦力的大小变化情 况解法二(假设法):假设开始时 Q 的重力沿斜面方向的分量与 P 的重力大小相等,则 Q 不受摩擦力,因此选项 A 错 误;假设开始时 Q 所受摩擦力的方向沿斜面向上,则选项 B 错误;同理,选项 C 错误,因此只有选项 D 正确 二、填空题二、填空题 120 解析:要 F2最小,必须垂直于 F1,根据力的矢量三角形关系,可算出 F2必须大于 20 N 2增大减小 不变 解析:设绳拉船力为 F1,与水平方向成角 ,船受浮力为 F2,阻力为 F3,由于船匀速靠岸,船靠岸过程中, 角变大,故 F1增大,F2减小,F合不变三、计算题:三、计
10、算题: 1.答案见解析 解析:根据各种力的概念和物体处于平衡状态,全面分析物体的受力情况,针对静摩擦力是被动力的特点,判断物体 A 所受静摩擦力的方向5物体受力情况如图所示物体 A 和 B 均处于静止状态,它们所受合力均为零,物体 B 受重力 GB和拉力F, GBF20N物体 A 受重力 GA20N,水平拉力 F12N,绳子拉力 F20N,水平面支持力 FNCA-Fsin30 10N,F水平分力为 Fcos3017N由于方向向左的 F水平分力比方向向右的水平拉力 F 大 5N,所以物体 A 还受到 5N 的静摩擦力作用,其方向应该向右,即图中的 F为向右的静摩擦力240N解析:把圆柱体的重力沿垂直两侧槽面分解,得压力 122cosNNGFF,匀速推动时的推力12cosNNGFFF代入数值得 F40N310 3kg解析:设重物质量为 m,将重物所受的重力 G 分解为图示的两个分力:13cos302FGmg,21sin302FGmg又由数学关系知123FF,若 F1150 N,则1 250 3N100N3FF 则重物质量不得超过122 150kg10 3kg33 10Fmg