《受力分析力的平衡复习.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《受力分析力的平衡复习.pptx（116页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第1页/共116页第2页/共116页第3页/共116页第4页/共116页1.“阶下儿童仰面时，清明妆点最堪宜.游丝一断浑无力，莫向东风怨别离.”这是红楼梦中关于风筝的一个谜语，风筝在风力F、线的拉力FT以及重力G的作用下，能够高高地飞在蓝天上.下列关于风筝在空中的受力情况可能正确的是（）第5页/共116页【解析】选A.物体受三个力作用而平衡时，这三个力的合力必为零，对照选项，只有A可能正确.第6页/共116页2.（2010东营模拟）如图1-3-1所示,物体m与斜面体M一起静止在水平面上.若将斜面体的倾角稍微增大一些，且物体m仍静止在斜面上，则()A.斜面体对物体的支持力变小B.斜面体对物体的摩
2、擦力变大C.水平面与斜面体间的摩擦力 变大D.水平面与斜面体间的摩擦力 变小第7页/共116页【解析】选A、B.分析物体m的受力情况如图所示，由物体的平衡条件得：FN=mgcos，Ff=mgsin，当稍微增大时，FN变小，Ff增大，故A、B均正确；取m、M为一整体，受力分析可知，因系统静止，水平方向合力为零，故水平面与斜面体间的摩擦力为零，C、D均错误.第8页/共116页3.(2009海南高考)两刚性球a和b的质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(dadb).将a、b球依次放入一竖直放置、内径为d(dadda+db)的平底圆筒内，如图1-3-2所示.设a、b两球静止时对圆筒侧面的压力大小
3、分别为f1和f2,筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g.若所有接触面都是光滑的，则()A.F=（ma+mb）g,f1=f2B.F=(ma+mb)g,f1f2C.magF(ma+mb)g,f1=f2D.magF(ma+mb)g,f1f2第9页/共116页【解析】选A.由于所有接触面都是光滑的，因此对a、b整体分析，重力为（ma+mb）g,筒底的支持力F,圆筒对a、b球的压力f1、f2,由于系统整体处于静止平衡状态，因此有f1=f2,F=(ma+mb)g,根据牛顿第三定律有f1=f2,F=(ma+mb)g,A项正确.第10页/共116页4.如图1-3-3所示，把球夹在竖直墙AC和木板BC
4、之间，不计摩擦，球对墙的压力为FN1，球对板的压力为FN2，在将板BC逐渐放至水平的过程中，下列说法中，正确的是 ()A.FN1和FN2都增大B.FN1和FN2都减小C.FN1增大，FN2减小D.FN1减小，FN2增大第11页/共116页【解析】选B.以小球为研究对象，进行受力分析如图甲所示，小球受重力G、墙壁对小球的弹力FNA（大小等于FN1）、板对小球的弹力FNB（大小等于FN2）.由力的特点可分析，重力G是个定值；墙壁对小球的弹力FNA方向总是水平的；在将板BC逐渐放至水平的过程中，板对小球的弹力FNB大小和方向都在变化.第12页/共116页由图乙中的矢量三角形容易观察到，该过程FNA、
5、FNB都在减小，所以FN1和FN2都减小，B正确.第13页/共116页5.在固定的斜面上有一质量为m=2 kg的物体，如图1-3-4所示，当用水平力F=20 N推物体时，物体沿斜面匀速上升，若=30，求物体与斜面间的动摩擦因数（g取10 m/s2）.第14页/共116页【解析】对物体受力分析如图所示，由共点力的平衡条件知沿斜面方向Fcos=Ff+mgsin 垂直斜面方向FN=mgcos+Fsin 且Ff=FN 解得，动摩擦因数=0.27.答案：0.27第15页/共116页第16页/共116页第17页/共116页第18页/共116页第19页/共116页【例1】(2010黄冈模拟)如图1-3-5所
6、示，两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆环，两个圆环上分别用细线悬吊着两个小球C、D,当它们都沿滑杆向下滑动时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下，则下列说法中正确的是A.A环与滑杆间没有摩擦力B.B环与滑杆间没有摩擦力C.A环做的是匀速运动 D.B环做的是匀加速运动第20页/共116页【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：第21页/共116页【标准解答】选A.C球受绳的拉力、重力，其合力与杆平行，如图甲所示，故C球与A环沿杆方向匀加速下滑，且a=gcos，C错.又对圆环A分析受力，如图乙所示，沿杆方向因a=gcos，则A环一定不受摩擦力的作用，A对.第22页/共116页D球受绳的拉力、
7、重力，它们的方向均在竖直方向，而D球沿杆方向做直线运动，故合力必为零，所以B、D做匀速运动，D错，B环做匀速运动必受杆的摩擦力，B错.第23页/共116页第24页/共116页第27页/共116页第28页/共116页第29页/共116页第30页/共116页第31页/共116页【例2】如图1-3-7所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面间，处于静止状态.m与M相接触边与竖直方向的夹角为，若不计一切摩擦，求：（1）水平面对正方体M的弹力大小；（2）墙面对正方体m的弹力大小.第32页/共116页【思路点拨】求解此题应把握以下三点：第33页/共116页【自主解答】(1)以两个正方体
8、整体为研究对象.整体受到向上的支持力和向下的重力，处于静止状态,所以水平面对正方体M的弹力大小为（M+m）g.(2)对正方体m进行受力分析如图把FN2沿水平方向和竖直方向分解有FN2cos=FN1FN2sin=mg解得FN1=mgcot答案：（1）（M+m）g (2)mgcot第34页/共116页第36页/共116页第37页/共116页第38页/共116页【例3】如图1-3-8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
9、C.地面对A的支持力减小 D.B对A的作用力减小第39页/共116页【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：第40页/共116页【自主解答】选B、D.受力分析如图所示，A的位置左移，角减小，FN1=Gtan,FN1减小，B项正确；FN=,FN减小，D项正确；以AB为一个整体受力分析，FN1=F，所以水平外力减小，A项错误；地面对A的作用力等于两个物体的重力，所以该力不变，C项错误.第41页/共116页【例4】如图所示，A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连，B球用长为L的细绳悬于O点，A球固定在O点正下方，且O、A间的距离恰为L，此时绳子所受的拉力为F1，现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的
10、轻弹簧，仍使系统平衡，此时绳子所受的拉力为F2，则F1与F2的大小关系为第45页/共116页A.F1F2B.F1F2C.F1=F2D.因k1、k2大小关系未知，故无法确定第46页/共116页【思路点拨】分析小球B的受力情况，作出矢量三角形，根据矢量三角形与几何三角形的相似性比较绳的拉力.第47页/共116页【标准解答】选C.对球B受力分析如图所示，由三角形相似得：同理，当换用劲度系数为k2的轻弹簧时，再用三角形相似得出：由以上两式比较可知，F1=F2=mg，C正确.第48页/共116页第49页/共116页第50页/共116页1.（2009山东T16）如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为
11、球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点设滑块所受支持力为FNOP与水平方向的夹角为下列关系正确的是（）AF=BF=mgtanCFN=DFN=mgtan第51页/共116页 【命题意图】考查物体的受力分析，物体在多个力的作用下的平衡问题以及考查力的合成与分解的运算.第52页/共116页【解析】选A首先对物体进行受力分析，物体在三个力的作用下处于平衡状态，这三个力是重力mg，水平推力F，光滑半球形容器对物体的支持力FN，因为弹力总是跟接触面垂直，所以，支持力FN的方向指向圆心画出滑块所受到的三个力如图所示，然后将mg与F合成，这两个力的合力F与FN大小相等，方向相反，二力平衡由图可
12、得F=，FN=，所以A正确第53页/共116页2（2009江苏T2）如图所示，用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取10 m/s2）（）A m B m C m D m第54页/共116页 【命题意图】考查物体的平衡条件以及在力的合成运算中，灵活应用数学知识的能力第55页/共116页【解析】选A.将两条绳子的拉力合成，这一合力与物体的重力二力平衡，在力的合成运算中，首先画出平行四边形，对本题来说，画出的四边形是一个菱形，然后结合几何知识，列出方程，解出未知数根据物体的平衡条件：F=mg=1
13、0 N,设绳子与竖直方向的夹角为则有：F=2Fcos两个挂钉的间距：x=2 sin因为L=1 m所以，两个挂钉的间距最大为xm=m，故A正确.第56页/共116页1.如图所示，一个马戏团的小丑正在木板上做一个“金鸡独立”的动作.他站在一块被他踩成斜面状的木板上处于静止状态，关于斜面对小丑的作用力，下列说法正确的是（）第57页/共116页A.木板对人可能有摩擦力作用，也可能没有摩擦力作用B.木板对人一定有摩擦力作用C.木板对人的弹力方向一定竖直向上D.木板对人的作用力方向一定竖直向上第58页/共116页【解析】选B、D.人在斜面上静止，必然受到静摩擦力作用，A错误，B正确；木板对人的作用力是指摩
14、擦力与支持力的合力，根据二力平衡，木板对人的作用力与重力大小相等，方向相反，C错误，D正确.第59页/共116页2.如图所示，有一楔形滑槽，水平放置,一楔形滑块可在槽中滑动,滑块重G=20 N,楔形滑块的一个底角=60，滑块与槽之间的动摩擦因数=0.3，要使滑块沿着滑槽匀速滑动，需要的水平方向的作用力F的大小为（）A.3 N B.6 N C.12 N D.24 N 第60页/共116页【解析】选C.要使滑块沿着滑槽匀速滑动，要求拉力与滑块所受到的滑动摩擦力平衡滑块受力如图，由图可知，滑槽对滑块的支持力FN=G=20 N摩擦力Ff=FN=6 N水平推力F=2Ff=12 N,故C正确.第61页/共
15、116页3.有一钢制工件，上面开有“V”字型槽abc,槽口ab与竖直方向的夹角为，钢球A、直角钢楔B置于槽内，如图所示，钢球与ab面之间、钢球与钢楔之间的动摩擦因数均为=，今在钢楔上施加一个竖直向下的力F，当角多大时，无论F多大都不可能将球从槽内“挤出”.（钢球A的重力不计，钢球不转动）第62页/共116页【解析】以钢球A为研究对象，画出受力情况如图，球共受四个力的作用：“V”字型槽ab面对它的支持力F1，方向垂直于ab面，“V”字型槽ab面对它的摩擦力Ff1，方向沿ab面向下（球受挤压后，相对ab面来说，有沿斜面向上的运动第63页/共116页趋势）；钢楔对它的弹力F2，方向水平向左，钢楔对它
16、的摩擦力Ff2，方向竖直向下；建立如图的坐标系，将F1、Ff1正交分解，钢球刚好静止时：在x方向F1cos+Ff1sin=F2 在y方向F1sin-Ff1cos=Ff2 Ff1=F1 Ff2=F2 将代入可得：F1(cos+sin)=F2 F1(sin-cos)=F2 第64页/共116页相除得：根据题设，=，代入tan=，即=60 可见，=60是球刚好平衡的条件，与其他因素无关越小，球越不易被挤出所以，当满足60时，球总能静止.答案：60第65页/共116页一、选择题（本大题共10小题，每小题7分，共计70分.每小题至少一个答案正确）1.跳伞运动员和伞正匀速下落，已知运动员体重G1，伞的重量
17、G2，降落伞为圆顶形(如图1所示).8根相同的拉线均匀分布于伞边缘，每根拉线均与竖直方向成30夹角，则每根拉线上的拉力为()第66页/共116页A.G1 B.C.D.【解析】选A.以运动员为研究对象，受重力G1和各根线对他的拉力，大小为T.由平衡条件，G1=8Tcos30,T=.故选A.第67页/共116页2.如图2所示，A、B两物体紧靠着放在粗糙水平面上，A、B间接触面光滑.在水平推力F作用下两物体一起加速运动，物体A恰好不离开地面，则物体A的受力个数为()A.3 B.4 C.5 D.6【解析】选A.A恰好不离开地面，即A与地面无作用力，故A受到重力、F和B对A的作用力，共三个力，A正确.第
18、68页/共116页3.（2010桂林模拟）如图3所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力.以下说法正确的是（）第69页/共116页A.若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则P点对球B有压力B.若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对球B均无压力C.若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对球B均无压力D.若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面加速下滑，则Q点对球B有压力第70页/共116页【解析】选C、D.若C的斜面光滑，无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行
19、，通过对A、B整体受力分析可知，整体具有沿斜面向下的加速度，B球所受合力应沿斜面向下，故Q点对球B有压力，A、B项错；若C的斜面粗糙，斜劈A匀速下滑时，整体所受合力为零，故P、Q不可能对球B有压力，C项正确；若C的斜面粗糙，斜劈A加速下滑时，A、B整体具有沿斜面向下的加速度，故球B所受合力也应沿斜面向下，故Q点一定对球B有压力，D项正确.第71页/共116页4.如图4所示，两个光滑的球体，直径均为d,置于直径为D的圆桶内，已知dDFfm时，石块沿地面向左滑动，故B、C正确，A、D错误.第88页/共116页二、计算题（本大题共2小题，共30分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位
20、）11.（15分）一细绳一端固定在竖直放置的光滑圆环上的B点，另一端系一质量为m的小球于A点，小球穿过圆环，细绳与竖直方向的夹角为30，如图11所示，求细绳的拉力和环对小球的弹力.第89页/共116页【解析】分析小球受力如图所示，将重力mg与环的弹力FN合成，其合力为F合，则F合大小等于FAB，方向与FAB相反.将mg、F合、FN建立一矢量三角形，此三角形与几何三角形ABO相似.（3分）则：（3分）所以 （3分）（3分）所以 （3分）答案：mg第90页/共116页12.（新题快递）（15分）沙尘暴是把沙尘颗粒上扬后造成的灾害.现把沙尘暴天气简化为：沙尘颗粒上扬后有竖直向上大小为v的风速，沙尘颗
21、粒被扬起后悬浮在空中（不动）.这时风对沙尘颗粒的作用力相当于空气不动而沙尘颗粒以速度v竖直向下运动时所受的阻力，此阻力可用f=Av2表示，其中为一系数，A为沙尘颗粒的截面积，为空气密度.(=10-6).若沙尘颗粒的密度s=2.810-3kg/m3,沙尘颗粒为球形，半径为r=2.510-4m,地球表面处的空气密度0=1.25 kg/m3.第91页/共116页（1）试估算地面附近上述v的最小值v1.(2)假定空气密度随高度h的变化关系为=0(1-ch),其中0为h=0处的空气密度，c为一常数，c=1.1810-4m-1,试估算当v=9.0 m/s时扬沙的最大高度.第92页/共116页【解析】（1）
22、在地面附近，扬起的沙尘颗粒要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即0Av12=mg （3分）式中m为沙尘颗粒的质量，m=r3s （2分）截面积A=r2 (1分)因此解得 (1分)第93页/共116页（2）用h、h表示v=9.0 m/s时扬沙到达的最高处的空气密度和高度，则有h=0(1-ch)(2分)又沙尘颗粒在h高处要处于平衡状态，即hAv2=mg (3分)将沙尘质量及截面积代入公式化简后得到h=(1-)=6.8103m (3分)答案：（1）4.0 m/s (2)6.8103m第94页/共116页1.（2008全国高考）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
23、接触面光滑.已知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.tan B.cot C.tan D.cot第95页/共116页【解析】选A.设B与斜面之间的动摩擦因数为,A和B质量均为m，A和B紧挨着在斜面上匀速下滑过程中，A和B组成的系统处于平衡状态，即有：3mgcos=2mgsin,所以=tan,故选项A正确.第96页/共116页2.(2008天津高考)在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的
24、作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中()A.F1保持不变，F3缓慢增大B.F1缓慢增大，F3保持不变C.F2缓慢增大，F3缓慢增大D.F2缓慢增大，F3保持不变第97页/共116页【解析】选C.对圆球B受力分析如图所示，有F1=（GB+F）tan，可以看出当F缓慢增大时，F1、F2均缓慢增大，对物体A受力分析如图所示，竖直方向上有FNA=GA+F2cos，水平方向上有Ff=F2sin，由于F2缓慢增大，故FNA和Ff也将缓慢增大，而 也将缓慢增大，综上分析选项C正确.第98页/共116页3.（2009沈阳模拟）如图所示，一根自然长度为
25、l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接，弹簧的上端固定在天花板的O点上，P是位于O点正下方的光滑轻质小定滑轮，已知OP=l0+a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连，滑块对地面有压力作用.再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动（弹簧的下端始终在P之上），对于滑块A受到地面对它的滑动摩擦力，下列说法中正确的是()第99页/共116页A.逐渐变小 B.逐渐变大C.先变小后变大 D.大小不变第100页/共116页【解析】选D.滑块在开始位置，受到重力G、支持力FN、弹簧的拉力F弹=kx0,F弹+FN=G,FN=G-kx0;当滑块滑到右边某一位置时，弹簧的伸长量为x,绳与地面
26、的夹角为,由竖直方向平衡，FN+kxsin=G,即FN=G-kx0=FN,支持力不变化，滑动摩擦力Ff=FN不变化，D正确.第101页/共116页4.(2008海南高考)如图，质量为M的楔形物块静置于水平地面上，其斜面的倾角为.斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止，地面对楔形物块的支持力为（）A.（M+m）g B.（M+m）g-FC.（M+m）g+Fsin D.（M+m）g-Fsin第102页/共116页【解析】选D.由于小物体匀速上滑，楔形物块保持静止，因此楔形物块和小物块组成的系统处于平衡
27、状态，系统所受的合力为零，竖直方向的合力为零，设地面对楔形物块的支持力为FN，则有FN+Fsin=Mg+mg,FN=Mg+mg-Fsin,D选项正确.第103页/共116页5.（2008江苏高考）一质量为M的探空气球在匀速下降，如图所示，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，则需从气球吊篮中减少的质量为（）A.2（M-）B.M-C.2M-D.0第104页/共116页【解析】选A.匀速下降时，有：F+Ff=Mg;匀速上升时，有：F=M1g+f;由两式解得M1=（2F-Mg）/g;所以M=M-M1，把M1代入可得A.有的
28、考生受力分析时漏掉空气阻力就会错选D；有的考生未进行受力分析就会错选B或C.还有的考生不认真审题，没有读懂题中阻力仅与速率有关的含义即阻力大小不变而无法正确作答.第105页/共116页6.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F的作用下，A、B保持静止.物体B的受力个数为()A.2 B.3C.4 D.5第106页/共116页【解析】选C.当把A、B看做一个整体时，若墙壁对整体有弹力时，方向只有向右，但是找不到对整体施加方向向左的弹力的物体使整体能平衡，所以墙壁对整体无弹力.再对物体B进行受力分析，B受到重力G、外力F、A对B的弹力FN以及A对B的摩擦力Ff，如图.其中Ff的有无可以利用假设法判断
29、：若没有Ff，B所受的三个力的合力不可能为零.因此一定有Ff，故 C正确.第107页/共116页7.加装“保护器”的飞机一旦在空中发生事故失去动力，其上方的降落伞就会自动弹出.如果一根伞绳只能承重2 940 N，降落伞展开后伞绳与竖直方向的夹角均为30,飞机的质量约为30 t,忽略其他因素，当飞机处于平衡时，降落伞的伞绳所需的根数最接近于（）A.120 B.12C.60 D.100第108页/共116页【解析】选A.由平衡条件可得：nFcos30=mg,故选A.第109页/共116页8.如图所示，物体在水平推力F的作用下静止在斜面上，若稍微增大水平推力F而物体仍保持静止，则下列判断中正确的是(
30、)A.斜面对物体的静摩擦力一定增大B.斜面对物体的支持力一定增大C.物体在水平方向所受合力一定不变D.地面对斜面的静摩擦力一定增大第110页/共116页【解析】选B、C、D.物体保持静止，说明物体保持平衡状态，所以合力仍为零，故C正确；由于不知道初状态物体所受摩擦力的方向，因此不能确定摩擦力如何变化，故A错；F增大后，物体对斜面的压力增大，所以斜面对物体的支持力一定增大，故B正确；对物体和斜面进行整体分析，地面对斜面的静摩擦力与力F平衡，故D正确.第111页/共116页9.如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为，质点与球心的连线与水平地面的夹角为，则
31、下列说法正确的是（）A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左B.质点对半球体的压力大小为mgcosC.质点所受摩擦力大小为mgsinD.质点所受摩擦力大小为mgcos第112页/共116页【解析】选D.利用系统处于平衡可知，地面对半球体的摩擦力为零，A错；质点所受的重力可分解为沿半径方向的压力和与半球体相切的下滑力，质点所受的摩擦力为Ff=mgcos，对半球体的压力为FN=mgsin，故正确答案为D.第113页/共116页10.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在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纵截面图.若用外力使MN保
32、持竖直缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止.在此过程中，下列说法中正确的是()A.MN对Q的弹力逐渐减小B.地面对P的摩擦力逐渐增大C.P、Q间的弹力先减小后增大D.MN、P对Q的弹力的合力逐渐增大第114页/共116页【解析】选B.对圆柱体受力分析如图所示，P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为N，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以F和N的合力大小不变，故D选项错误;由图可知，F和N都在不断增大.故A、C两项都错;地面对P的摩擦力大小就等于N，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大.故B正确.第115页/共116页感谢您的观看！第116页/共116页