高中物理人教版必修一第三章平衡條件下受力分析(提升)高中物理人教版必修一第三章平衡條件下受力分析(提升)/高中物理人教版必修一第三章平衡條件下受力分析(提升)高中物理人教版必修一

第三章

平衡條件下的受力分析

（提升）【牢固練習(xí)】一、選擇題：1.以以下列圖，位于斜面上的物塊

M在沿斜面向上的力

F作用下，處于靜止?fàn)顟B(tài)，則斜面作用于物塊的靜摩擦力的

(

)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F2.以以下列圖，用一根長1m的輕質(zhì)細(xì)繩將一幅質(zhì)量為1kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上．已知繩能承受的最大張力為2使繩不停裂，畫框上兩個(gè)掛釘?shù)拈g距最大為(g取10m/s)()

10N．為3

2

1

3A．

m

B．

m

C．

m

D．

m2

2

2

43.如圖(甲)所示，質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平擱置的斜面上．已知三棱柱與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為的傾角為30°，則斜面對(duì)三棱柱的支持力與摩擦力的大小分別為()

μ，斜面A．3113mg和mgB．mg和mg2222C．113mg和3mg和mgD．mg22224.物塊靜止在固定的斜面上，分別按圖所示的方向?qū)ξ飰K施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中，垂直于斜面向下，C中F豎直向上，D中F豎直向下，施力后物塊仍舊靜止，則物塊所受的靜摩擦力增大的是()用于

5.如圖(甲)所示，質(zhì)量為m的物體懸掛在輕質(zhì)支架上，斜梁O點(diǎn)的彈力分別為F1和F2，以下結(jié)果正確的選項(xiàng)是()．

OB與豎直方向的夾角為

θ設(shè)橫梁

OA和斜梁

OB作1/6高中物理人教版必修一第三章平衡條件下的受力分析（提升）A．F1mgsinB．F2mgC．F2mgcosD．F2mgsincos6.以以下列圖，一個(gè)半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是圓滑的，一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，質(zhì)量為m1的小球與O點(diǎn)的連線與水平線夾角α＝60°．兩個(gè)球的質(zhì)量比m2為()m1A．3232B．3C．D．3227.以以下列圖，表面粗糙的固定斜面頂端裝有一滑輪，兩物塊P、Q用高出滑輪的輕繩連接(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)，P懸于空中，Q放在斜面上，均處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)用水平向左的恒力推Q時(shí)，P、Q仍靜止不動(dòng)，則()A．Q遇到的摩擦力必定變小B．Q遇到的摩擦力必定變大C．輕繩上的拉力必定變小D．輕繩上的拉力必定不變二、計(jì)算題：1.高出圓滑定滑輪的輕繩，兩端各拴一個(gè)物體，以以下列圖．物體A和B重均為20N，水平拉力F＝12N．若物體A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分析物體A和B的受力狀況，畫出受力的表示圖，并計(jì)算各力的大小．2.以以下列圖，在一個(gè)V形槽中有一個(gè)重為G＝100N的粗細(xì)平均的圓柱體，槽雙側(cè)底角均為α＝60°．圓柱體與槽之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2．要使圓柱體沿水平軸線方向勻速運(yùn)動(dòng)，沿水平軸線方向的水平推力F應(yīng)為多大?2/6高中物理人教版必修一第三章平衡條件下的受力分析（提升）3．用細(xì)繩AC和BC吊起一重物，兩繩與豎直方向的夾角以以下列圖，AC繩能承受的最大拉力為150N，BC繩能承受的最大拉力為100N，為使繩索不停開，所吊重物的質(zhì)量不得高出多少?(g取10N/kg)4．以以下列圖，楔形物體傾角為θ＝30°，放在水平川面上，輕質(zhì)硬桿下端帶有滑輪，上端頂有重1000N的物體，硬桿只好沿滑槽上下滑動(dòng)．不計(jì)全部摩擦，則看作用于楔形物體上的水平推力為多大時(shí)，才能將重物頂起?5．以以下列圖，在水平面上放一個(gè)質(zhì)量為m2的物體B，物體A的質(zhì)量為m1，AB間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，原來處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對(duì)物體A施加一豎直向上的拉力，使A以加快度a向上做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，問A最少運(yùn)動(dòng)多長時(shí)間才能將B拉離地面?【答案與分析】一、選擇題：1.ABCD分析:在斜面方向上，M所受重力沿斜面向下的分力為Gsinθ、靜摩擦力f、沿斜面向上的推力F三個(gè)力作用而平衡，取沿斜面向上為正方向，由平衡條件得F-Gsinθ+f＝0，所以可求得f＝Gsinθ-F．當(dāng)Gsinθ＞F時(shí)，f＞0．當(dāng)Gsinθ＜F時(shí)，f＜0．當(dāng)Gsinθ＝F時(shí)，f＝0．當(dāng)Gsinθ＝2F時(shí)，f＝F．2.A3/6高中物理人教版必修一第三章平衡條件下的受力分析（提升）分析:當(dāng)兩個(gè)掛釘間距最大時(shí)繩的張力達(dá)到最大值10N．設(shè)此時(shí)繩與豎直方向的夾角為θ，將重力分解，由平行四邊形定章可得1mg10cos，則有＝60°，2再由幾何關(guān)系可得掛釘間距最大為3m，選項(xiàng)A對(duì)．23.A分析:據(jù)重力G產(chǎn)生兩個(gè)見效：沿斜面向下有運(yùn)動(dòng)趨向見效和擠壓斜面的見效，分別對(duì)應(yīng)兩分力F1和F2．且有靜摩擦力fF1，支持力FN＝F2．又由力的分解圖知F1Gsin30°1mg，F(xiàn)2Gcos30°3mg，即223mg，f1FNmg．224.D分析：施加力F以前，物體重力沿斜面向下的重量等于物體遇到的斜面的靜摩擦力，選項(xiàng)A、B對(duì)物體施加的是垂直于斜面的力，所以平行于斜面的力沒有改變，靜摩擦力也不變，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)C、D對(duì)物體施加豎直方向的力而物體沒動(dòng)，可以把力等效到重力里，選項(xiàng)C靜摩擦力減小，選項(xiàng)D靜摩擦力增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確，5.D分析:力mg產(chǎn)生兩個(gè)見效，分別沿OA方向和OB方向壓梁OA、OB，則分解為圖(乙)所示的兩個(gè)分力F和F，依題12意，F(xiàn)1mgtanmg，F(xiàn)1F1mgtan，F(xiàn)2mg，F(xiàn)2F2．coscos6.A分析：見效分解以以下列圖，由幾何關(guān)系有FTFNm1g3m1gm2g，故m23，又FTm1．2cos30°337.D分析:解法一(直接判斷法)：因?yàn)閮晌飰K向來處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以輕繩上的拉力大小總與P物塊的重力大小相等，所以選項(xiàng)D正確；因?yàn)镼和P兩物塊的質(zhì)量、斜面的傾角未確立，所以Q物塊所受靜摩擦力方向沒法確立．又因?yàn)樗较蜃蟮暮懔Υ笮∥粗訯物塊相對(duì)斜面的運(yùn)動(dòng)趨向也沒法確立，所以不可以判斷Q物塊所受摩擦力的大小變化狀況．解法二(假設(shè)法)：假設(shè)開始時(shí)Q的重力沿斜面方向的重量與P的重力大小相等，則Q不受摩擦力，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；假設(shè)開始時(shí)Q所受摩擦力的方向沿斜面向上，則選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同理，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，所以只有選項(xiàng)D正確．二、計(jì)算題：1.答案見分析分析：依據(jù)各種力的看法和物體處于平衡狀態(tài)，全面分析物體的受力狀況，針對(duì)靜摩擦力是被動(dòng)力的特色，判斷物體A所受靜摩擦力的方向．物體受力狀況以以下列圖．物體A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，它們所受合力均為零，物體B受重力GB和拉力F，GB＝F′＝20N．物體A受重力GA＝20N，水平拉力F＝12N，繩索拉力F′＝20N，水平面支持力FN＝CA-F′sin30°＝10N，F(xiàn)′水均分力為F′cos30°＝17N．因?yàn)榉较蛳蜃蟮腇′水均分力比方向向右的水平拉力F大5N，所以物體A還遇到5N的靜摩擦力作用，其方向應(yīng)當(dāng)向右，即圖中的F″為向右的靜摩擦力．4/6高中物理人教版必修一第三章平衡條件下的受力分析（提升）2．40N分析：把圓柱體的重力沿垂直雙側(cè)槽面分解，得壓力FNFNG2，勻速推進(jìn)時(shí)的推力12cosFFN1FN2G．代入數(shù)值得F＝40N．cos3．103kg分析：設(shè)重物質(zhì)量為m，將重物所受的重力G分解為圖示的兩個(gè)分力：F1Gcos30°3mg，2F2Gsin30°1mg．2又由數(shù)學(xué)關(guān)系知F13F2，若F1＝150N，則F2F1503N100N．3則重物質(zhì)量不得高出m2F12150kg103kg．3g3104．F10003N3分析：水平推力F有兩個(gè)見效，垂直于斜面向上支持滑輪和垂直于水平面向下壓地面，由圖可知，斜面對(duì)桿的支持力大小為F，方向垂直于斜面向上．要使輕桿頂起重物。則應(yīng)使NcosG，即FG，Ncossinsin1000FGtan3N．35/6高中物理人教版必修一第三章平衡條件下的受力分析（提升）2(m1m2)g5．tka分析：本來靜止時(shí)