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2025-2026學(xué)年上學(xué)期高一物理教科版(2019)期末必刷常考題之共點(diǎn)力作用下物體的平衡_第4頁(yè)
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第35頁(yè)(共35頁(yè))2025-2026學(xué)年上學(xué)期高一物理教科版(2019)期末必刷??碱}之共點(diǎn)力作用下物體的平衡一.選擇題(共6小題)1.如圖,一均勻金屬長(zhǎng)直細(xì)棒AB置于傾角θ=37°的粗糙斜面上,棒與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=78。當(dāng)棒的溫度緩慢降低時(shí),該棒緩慢均勻縮短,但棒上有一處相對(duì)于斜面靜止,假設(shè)斜面不受熱脹冷縮的影響,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,已知sin37°=0.6,則此處離棒下端A.1:14 B.13:14 C.14:21 D.20:212.如圖所示為緩慢關(guān)門(mén)時(shí)(圖中箭頭方向)門(mén)鎖的示意圖,鎖舌尖角為37°,此時(shí)彈簧彈力為18N,鎖舌表面較光滑,摩擦不計(jì)(sin37°=0.6,cos37°=0.8),下列說(shuō)法正確的是()A.關(guān)門(mén)時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力逐漸減小 B.關(guān)門(mén)時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力保持不變 C.此時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力為40N D.此時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力為30N3.重慶輕軌是一種“綠色”的公共交通工具,其穿樓行駛的特色成為城市名片。如圖,某次連接左側(cè)圓環(huán)的拉繩呈豎直狀態(tài),人拉著的右側(cè)圓環(huán)的拉繩與豎直方向成一定角度,且處于繃緊狀態(tài),人與車(chē)廂保持相對(duì)靜止。下列說(shuō)法正確的是()A.由左側(cè)拉繩豎直可知車(chē)廂處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) B.由右側(cè)拉繩傾斜可知車(chē)廂可能正在向左減速 C.人對(duì)圓環(huán)的拉力與圓環(huán)對(duì)人的拉力大小相等 D.人受到車(chē)廂地面水平向右的摩擦力作用4.如圖所示,用同樣大小的力F1、F2提一桶水沿水平路面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知兩個(gè)力F1、F2在同一豎直平面內(nèi)。下列說(shuō)法中正確的是()A.兩個(gè)力的夾角小一些省力 B.兩個(gè)力的夾角大一些省力 C.兩個(gè)力的夾角變大,F(xiàn)1、F2的合力變大 D.兩個(gè)力的夾角變小,F(xiàn)1、F2的合力變大5.如圖,一固定在豎直面內(nèi)的矩形支架由四根桿組成,質(zhì)量分別為m0、m1、m2的物塊a、b、c穿在三根桿上,b、c通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定在a上的光滑輕滑輪連接,處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知m1>m2、AB、AC桿光滑,BD桿粗糙?,F(xiàn)將a向右緩慢移動(dòng)一小段距離后三個(gè)物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.滑輪左、右兩側(cè)輕繩與豎直桿的夾角α<β B.輕繩上的拉力大小不變 C.物塊a所受AB桿的彈力增大 D.物塊c受到的摩擦力可能變小6.如圖所示,A、B兩物體疊放在一起,在水平向左的恒力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),則關(guān)于兩物體受力情況的說(shuō)法正確的是()A.物體A一定受到5個(gè)力 B.物體B一定受到4個(gè)力 C.物體A、B間可能有摩擦力 D.若增大F力A、B仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則A受到墻壁給的摩擦力變大二.多選題(共3小題)(多選)7.如圖,在置于水平地面的楔狀物體P的斜面上有一小物塊Q,Q受水平外力F的作用。已知P和Q始終保持靜止,則()A.增加P的質(zhì)量,P與地面間摩擦力的大小一定不變 B.增加外力F的大小,P與地面間摩擦力的大小一定增加 C.增加Q的質(zhì)量,P與Q間摩擦力的大小一定增加 D.增加外力F的大小,P與Q間摩擦力的大小可能不變(多選)8.圖中為工作人員清洗大廈外墻的情景,繩索跨過(guò)滑輪,兩端分別連接A、B兩工作人員,其中A的質(zhì)量為m,通過(guò)吸盤(pán)吸附在大廈外墻玻璃上,吸盤(pán)對(duì)A只提供垂直于大廈外墻指向大廈的作用力,連接A的繩索與大廈表面平行且與豎直方向成θ角。B站在地面上拉緊繩索,如圖所示。已知重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的有()A.繩索的拉力大小為mgcosθ B.繩索的拉力大小為mgcosθC.B從a移動(dòng)到b,繩子拉力將增大 D.B從a移動(dòng)到b,地面對(duì)B的摩擦力將增大(多選)9.如圖所示,傾角為53°的斜面緊換著豎直光滑墻壁放置,一鐵球置于斜面頂端,水平力F作用在鐵球上(的作用線通過(guò)球心),使鐵球保持靜止下列說(shuō)法正確的是()A.鐵球一定受墻的彈力,方向水平向左 B.鐵球可能受墻的彈力,方向水平向左 C.鐵球一定受斜面的彈力,方向垂直斜面向上 D.鐵球可能受斜面的彈力,方向垂直斜面向上三.填空題(共4小題)10.如圖所示,在同一水平面上,用大小不同的水平推力推木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),在三種放置情況下,木塊Q受到地面的摩擦力分別為F11、F12,F(xiàn)13,則有F11F12F13。(均填“=”“>”或“<”)11.帆船利用風(fēng)對(duì)帆的作用在海上航行,如圖甲所示。現(xiàn)有一艘帆船航行方向如圖乙中箭頭所示,已知此時(shí)船帆平面與船前進(jìn)方向間夾角為37°,有垂直于帆平面、大小為500N的風(fēng)力作用于船帆上,則船在前進(jìn)方向上獲得的推力大小為N,在船的側(cè)面所受的推力大小為N。12.一種測(cè)定風(fēng)作用力F的儀器原理如圖所示,它的細(xì)長(zhǎng)金屬絲一端固定于懸點(diǎn)O,另一端懸掛著一個(gè)質(zhì)量為m的金屬球,無(wú)風(fēng)時(shí),金屬絲自然下垂,當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí),金屬絲將偏離豎直方向一定角度θ,F(xiàn)=。13.如圖所示,在傾角為30°的斜面上有一塊豎直放置的擋板,在擋板和斜面之間放有一個(gè)重為203N的光滑圓球。則這個(gè)球?qū)π泵娴膲毫镹,對(duì)擋板的壓力為四.解答題(共2小題)14.國(guó)慶期間掛燈籠,如圖,質(zhì)量為m=0.3kg的燈籠通過(guò)細(xì)線AO和BO一端固定在屋檐上,另一端固定在豎直墻壁上。燈籠靜止時(shí)AO與水平面的夾角為θ=37°,BO水平。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:(1)細(xì)線AO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TA大小和方向;(2)細(xì)線BO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TB大小和方向;(3)若細(xì)線AO所能承受的最大拉力TAm=12N,細(xì)線BO所能承受的最大拉力TBm=8N,現(xiàn)不改變兩細(xì)線的位置,為使兩細(xì)線不斷裂,求所掛燈籠質(zhì)量的最大值。15.在如圖所示裝置中,GA=20N、GB=10N,A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,其余摩擦不計(jì),假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。(1)若F=0,物體A受什么摩擦力?摩擦力多大?(2)若F=10N,物體A受什么摩擦力?摩擦力多大?(3)若要使A勻速運(yùn)動(dòng),則應(yīng)加的豎直壓力的大小為多少?

2025-2026學(xué)年上學(xué)期高一物理教科版(2019)期末必刷常考題之共點(diǎn)力作用下物體的平衡參考答案與試題解析一.選擇題(共6小題)題號(hào)123456答案ADCABC二.多選題(共3小題)題號(hào)789答案BDADBC一.選擇題(共6小題)1.如圖,一均勻金屬長(zhǎng)直細(xì)棒AB置于傾角θ=37°的粗糙斜面上,棒與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=78。當(dāng)棒的溫度緩慢降低時(shí),該棒緩慢均勻縮短,但棒上有一處相對(duì)于斜面靜止,假設(shè)斜面不受熱脹冷縮的影響,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,已知sin37°=0.6,則此處離棒下端A.1:14 B.13:14 C.14:21 D.20:21【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】應(yīng)用題;信息給予題;定量思想;方程法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;理解能力.【答案】A【分析】根據(jù)相對(duì)靜止點(diǎn),把西棒分成上下兩段進(jìn)行受力分析,再根據(jù)受力平衡,聯(lián)立方程組求解?!窘獯稹拷猓涸O(shè)金屬棒的總質(zhì)量為M,總長(zhǎng)為L(zhǎng),靜止點(diǎn)到A端的距離為x,則靜止點(diǎn)到B端的距離為L(zhǎng)﹣x對(duì)x段進(jìn)行受力分析可得:m1gsinθ+μm1gcosθ=T,m1=對(duì)上班段L﹣x受力分析可得:m2gsinθ+T=μm2gcosθ,m2=聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得:x:L=1:14故A正確,BCD錯(cuò)誤;故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查對(duì)隔離法的使用,根據(jù)受力平衡進(jìn)行分析,重點(diǎn)是要注意下段的摩擦力方向。2.如圖所示為緩慢關(guān)門(mén)時(shí)(圖中箭頭方向)門(mén)鎖的示意圖,鎖舌尖角為37°,此時(shí)彈簧彈力為18N,鎖舌表面較光滑,摩擦不計(jì)(sin37°=0.6,cos37°=0.8),下列說(shuō)法正確的是()A.關(guān)門(mén)時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力逐漸減小 B.關(guān)門(mén)時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力保持不變 C.此時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力為40N D.此時(shí)鎖殼碰鎖舌的彈力為30N【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】D【分析】先分析關(guān)門(mén)時(shí)彈簧彈力的變化,壓縮量增大,彈力增大,故鎖殼碰鎖舌的彈力也增大;再對(duì)鎖舌受力分析,根據(jù)平衡條件將鎖殼的作用力沿彈簧彈力方向分解,由F彈=Fsin37°求解鎖殼碰鎖舌的彈力?!窘獯稹拷猓篈B.關(guān)門(mén)時(shí),鎖舌受到鎖殼的作用力,彈簧被壓縮,處于壓縮狀態(tài),則彈力增大,故AB錯(cuò)誤;CD.鎖舌受到彈簧彈力,鎖殼的作用力,如圖所示:鎖舌受力平衡,則有F彈=Fsin37°,可得鎖殼碰鎖舌的彈力F=F彈sin37°故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及力的分解應(yīng)用,涉及對(duì)鎖舌的受力分析、力的分解以及結(jié)合門(mén)鎖結(jié)構(gòu)場(chǎng)景對(duì)平衡條件的運(yùn)用。3.重慶輕軌是一種“綠色”的公共交通工具,其穿樓行駛的特色成為城市名片。如圖,某次連接左側(cè)圓環(huán)的拉繩呈豎直狀態(tài),人拉著的右側(cè)圓環(huán)的拉繩與豎直方向成一定角度,且處于繃緊狀態(tài),人與車(chē)廂保持相對(duì)靜止。下列說(shuō)法正確的是()A.由左側(cè)拉繩豎直可知車(chē)廂處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) B.由右側(cè)拉繩傾斜可知車(chē)廂可能正在向左減速 C.人對(duì)圓環(huán)的拉力與圓環(huán)對(duì)人的拉力大小相等 D.人受到車(chē)廂地面水平向右的摩擦力作用【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;牛頓第三定律的理解與應(yīng)用;靜摩擦力的方向.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】C【分析】AB.根據(jù)左側(cè)拉環(huán)分析;C.根據(jù)牛頓第三定律分析;D.對(duì)人受力分析?!窘獯稹拷猓篈B.左側(cè)拉繩處于豎直,則末端拉環(huán)水平方向不受力,處于平衡狀態(tài),所以車(chē)廂處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故AB錯(cuò)誤;C.由牛頓第三定律可知,人對(duì)圓環(huán)的拉力與圓環(huán)對(duì)人的拉力大小相等,故C正確;D.對(duì)人受力分析,水平方向上,圓環(huán)對(duì)人有向右的分力,由平衡條件可知,車(chē)廂地面對(duì)人有水平向左的摩擦力,故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】考查了受力分析和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解,熟練掌握相關(guān)概念。4.如圖所示,用同樣大小的力F1、F2提一桶水沿水平路面做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知兩個(gè)力F1、F2在同一豎直平面內(nèi)。下列說(shuō)法中正確的是()A.兩個(gè)力的夾角小一些省力 B.兩個(gè)力的夾角大一些省力 C.兩個(gè)力的夾角變大,F(xiàn)1、F2的合力變大 D.兩個(gè)力的夾角變小,F(xiàn)1、F2的合力變大【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】定量思想;方程法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;理解能力.【答案】A【分析】根據(jù)力的合成與分解,需利用平行四邊形定則分析合力與分力的關(guān)系。提水桶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),兩個(gè)力的合力等于水桶重力(合力恒定),再根據(jù)分力與夾角的關(guān)系判斷各選項(xiàng)。【解答】解:AB、根據(jù)題意分析可知,兩個(gè)力的合力與水桶的重力等大反向,則兩個(gè)力的合力一定,則夾角越小,分力越小,即夾角小一些省力,故A正確,B錯(cuò)誤;CD、根據(jù)題意分析可知,因兩個(gè)力的合力與水桶的重力等大反向,無(wú)論兩個(gè)力的夾角變大還是變小,F(xiàn)1、F2的合力總是不變的,故CD錯(cuò)誤。故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題核心是“合力恒定情況下,分力大小與夾角的關(guān)系”:合力不變時(shí),分力大小隨夾角增大而增大、隨夾角減小而減小。解題關(guān)鍵是明確合力的恒定性,再結(jié)合平行四邊形定則的幾何關(guān)系分析分力變化。5.如圖,一固定在豎直面內(nèi)的矩形支架由四根桿組成,質(zhì)量分別為m0、m1、m2的物塊a、b、c穿在三根桿上,b、c通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定在a上的光滑輕滑輪連接,處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知m1>m2、AB、AC桿光滑,BD桿粗糙。現(xiàn)將a向右緩慢移動(dòng)一小段距離后三個(gè)物塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是()A.滑輪左、右兩側(cè)輕繩與豎直桿的夾角α<β B.輕繩上的拉力大小不變 C.物塊a所受AB桿的彈力增大 D.物塊c受到的摩擦力可能變小【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;整體法與隔離法處理物體的平衡問(wèn)題.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】B【分析】根據(jù)平衡力的特點(diǎn)再結(jié)合整體法與隔離法的應(yīng)用即可分析出?!窘獯稹拷猓篈BC.由于輕繩跨過(guò)光滑輕滑輪,滑輪兩側(cè)輕繩上的拉力始終相等,設(shè)為T(mén),分析a及輕滑輪的受力,水平方向有Tsinα=Tsinβ可得α=β因AB桿長(zhǎng)與輕繩長(zhǎng)度均不變,由sinα=可知滑輪左側(cè)與豎直桿的夾角α與右側(cè)輕繩與豎直桿的夾角β始終相等且不變。分析b的受力,豎直方向有Tcosα=m1g因α不變,所以T不變。再分析a及輕滑輪豎直方向的力,設(shè)AB桿對(duì)a的彈力為F,則F=m0g+Tcosα+Tcosβ根據(jù)上面的分析可知,F(xiàn)不變,故AC錯(cuò)誤,B正確;D.分析c的受力,因T、β、m2g均不變,水平方向BD桿對(duì)c的彈力與Tsinβ平衡,所以不變,豎直方向摩擦力與m2g和Tcosβ和平衡,所以摩擦力也不變,故D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)于共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題掌握情況,難度適中。6.如圖所示,A、B兩物體疊放在一起,在水平向左的恒力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),則關(guān)于兩物體受力情況的說(shuō)法正確的是()A.物體A一定受到5個(gè)力 B.物體B一定受到4個(gè)力 C.物體A、B間可能有摩擦力 D.若增大F力A、B仍處于靜止?fàn)顟B(tài),則A受到墻壁給的摩擦力變大【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;判斷是否存在摩擦力;判斷物體的受力個(gè)數(shù).【專題】定性思想;推理法;受力分析方法專題;推理論證能力.【答案】C【分析】根據(jù)受力分析的方法分析A和B的受力情況,根據(jù)平衡條件分析摩擦力的大小?!窘獯稹拷猓篊、如果推力F沿斜面向上的分力等于B的重力沿斜面向下的分力,則B不受摩擦力作用,如果不等,則A和B之間存在著摩擦力,故C正確;A、物體A可能受到重力、墻對(duì)A的支持力和沿墻面向上的摩擦力、B對(duì)A的壓力4個(gè)力,物體A也可能受到重力、墻對(duì)A的支持力和沿墻面向上的摩擦力、B對(duì)A的壓力、摩擦力5個(gè)力,故A錯(cuò)誤;B、對(duì)B分析,B可能受到重力、推力F、A對(duì)B的支持力3個(gè)力,也可能受到重力、推力F、A對(duì)B的支持力和摩擦力4個(gè)力,故B錯(cuò)誤;D、A受到墻壁給的靜摩擦力等于整體的重力,與水平推力大小無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。故選:C?!军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于物體的受力分析,解題方法是:確定研究對(duì)象,首先分析重力,再分析接觸面的彈力和摩擦力,最后分析非接觸力(電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力),只分析物體受到的力,不分析物體對(duì)外施加的力。二.多選題(共3小題)(多選)7.如圖,在置于水平地面的楔狀物體P的斜面上有一小物塊Q,Q受水平外力F的作用。已知P和Q始終保持靜止,則()A.增加P的質(zhì)量,P與地面間摩擦力的大小一定不變 B.增加外力F的大小,P與地面間摩擦力的大小一定增加 C.增加Q的質(zhì)量,P與Q間摩擦力的大小一定增加 D.增加外力F的大小,P與Q間摩擦力的大小可能不變【考點(diǎn)】整體法與隔離法處理物體的平衡問(wèn)題;共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;分析綜合能力.【答案】BD【分析】本題根據(jù)平衡條件,結(jié)合整體法、隔離法分析,結(jié)合選項(xiàng),即可解答。【解答】解:AB、P和Q始終保持靜止,根據(jù)整體法,整體受力如圖:在水平方向上,根據(jù)平衡條件得:f=F故增加P的質(zhì)量,P與地面間摩擦力的大小不變,增加外力F的大小,P與地面間摩擦力的大小一定增加,故A錯(cuò)誤,B正確;CD、由于不確定F沿斜面向上分量與Q的重力沿斜面向下分量的關(guān)系,故P與Q間摩擦力的大小變化不能確定;若F沿斜面向上分量大于Q的重力沿斜面向下分量,此時(shí)增加Q的質(zhì)量,則P與Q間摩擦力先沿斜面向下減小,減小到零后再反向增大;若F沿斜面向上分量小于Q的重力沿斜面向下分量,增加外力F的大小,則P與Q間摩擦力先沿斜面向上減小,減小到零后再反向增大,故C錯(cuò)誤,D正確。故選:BD?!军c(diǎn)評(píng)】本題解題關(guān)鍵是正確對(duì)物體受力分析,根據(jù)平衡條件解答,同時(shí)采用整體法和隔離法。(多選)8.圖中為工作人員清洗大廈外墻的情景,繩索跨過(guò)滑輪,兩端分別連接A、B兩工作人員,其中A的質(zhì)量為m,通過(guò)吸盤(pán)吸附在大廈外墻玻璃上,吸盤(pán)對(duì)A只提供垂直于大廈外墻指向大廈的作用力,連接A的繩索與大廈表面平行且與豎直方向成θ角。B站在地面上拉緊繩索,如圖所示。已知重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的有()A.繩索的拉力大小為mgcosθ B.繩索的拉力大小為mgcosθC.B從a移動(dòng)到b,繩子拉力將增大 D.B從a移動(dòng)到b,地面對(duì)B的摩擦力將增大【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】應(yīng)用題;信息給予題;定量思想;圖析法;平行四邊形法則圖解法專題;理解能力.【答案】AD【分析】通過(guò)對(duì)A工作人員受力分析,根據(jù)受力平衡聯(lián)立方程,分析力的大小?!窘獯稹拷猓篈B、對(duì)A受力分析,如下:根據(jù)受力平衡,聯(lián)立方程可得:mgcosθ=F,mgsinθ=N,故A正確,B錯(cuò)誤;C、當(dāng)B從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)時(shí),A的受力不變,所以繩子拉力F大小不變,故C錯(cuò)誤;D、此時(shí)B所拉的繩子與水平面的夾角減小,根據(jù)受力平衡:f=Fx,夾角減小所以F在水平方向的分力增大,所以地面的摩擦力也增大,故D正確。故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查受力平衡,根據(jù)受力平衡進(jìn)行分析,聯(lián)立方程求解。(多選)9.如圖所示,傾角為53°的斜面緊換著豎直光滑墻壁放置,一鐵球置于斜面頂端,水平力F作用在鐵球上(的作用線通過(guò)球心),使鐵球保持靜止下列說(shuō)法正確的是()A.鐵球一定受墻的彈力,方向水平向左 B.鐵球可能受墻的彈力,方向水平向左 C.鐵球一定受斜面的彈力,方向垂直斜面向上 D.鐵球可能受斜面的彈力,方向垂直斜面向上【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;力的合成與分解的應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】BC【分析】對(duì)球受力分析,然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件分析受力情況?!窘獯稹拷猓篈B、若水平力F較小,力F、斜面的彈力及鐵球的重力剛好平衡,則墻壁對(duì)鐵球沒(méi)有彈力作用,若水平力F足夠大,沒(méi)有豎直墻壁的存在,鐵球可能沿斜面向上運(yùn)動(dòng),此種情況下,球受到墻的彈力,方向水平向左,故A錯(cuò)誤、B正確;CD、若沒(méi)有斜面的存在,鐵球一定不能靜止在光滑的豎直墻壁上,故球一定受到斜面的彈力作用,且彈力的方向垂直斜面向上,故C正確、D錯(cuò)誤。故選:BC?!军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題,解答此類問(wèn)題的一般步驟是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、根據(jù)平衡條件判斷受力情況。三.填空題(共4小題)10.如圖所示,在同一水平面上,用大小不同的水平推力推木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),在三種放置情況下,木塊Q受到地面的摩擦力分別為F11、F12,F(xiàn)13,則有F11=F12<F13。(均填“=”“>”或“<”)【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】定性思想;推理法;摩擦力專題;推理論證能力.【答案】=;<?!痉治觥扛鶕?jù)滑動(dòng)摩擦力的表達(dá)式分析。【解答】解:三種情況下木塊Q與地面都是滑動(dòng)摩擦力,有:f=μFN,接觸面相同,μ不變,第一次和第二次壓力均等于Q的重力,有:F11=F12,第三次的壓力等于PQ兩個(gè)木塊的總重力,大于Q的重力,有F12<F13;故答案為:=;<。【點(diǎn)評(píng)】考查了滑動(dòng)摩擦力的影響因素,熟練掌握表達(dá)式。11.帆船利用風(fēng)對(duì)帆的作用在海上航行,如圖甲所示?,F(xiàn)有一艘帆船航行方向如圖乙中箭頭所示,已知此時(shí)船帆平面與船前進(jìn)方向間夾角為37°,有垂直于帆平面、大小為500N的風(fēng)力作用于船帆上,則船在前進(jìn)方向上獲得的推力大小為300N,在船的側(cè)面所受的推力大小為400N?!究键c(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】300;400【分析】將風(fēng)吹帆的力分解成沿船前進(jìn)的方向與垂直前進(jìn)的方向,運(yùn)用力的平行四邊形定則,可求出這兩個(gè)分力大小?!窘獯稹拷猓河写怪庇诜矫?、大小為500N的風(fēng)力作用于船帆上,將力風(fēng)力F進(jìn)行分解,如圖所示可知船在前進(jìn)方向上獲得的推力大小為F1=Fsin37°=500×0.6N=300N在船的側(cè)面所受的推力大小為F2=Fcos37°=500×0.8N=400N故答案為:300;400【點(diǎn)評(píng)】本題考查應(yīng)用平行四邊形定則將力進(jìn)行分解,運(yùn)用三角函數(shù)列出等式;注意夾角的確定,同時(shí)風(fēng)吹帆的力垂直于帆。12.一種測(cè)定風(fēng)作用力F的儀器原理如圖所示,它的細(xì)長(zhǎng)金屬絲一端固定于懸點(diǎn)O,另一端懸掛著一個(gè)質(zhì)量為m的金屬球,無(wú)風(fēng)時(shí),金屬絲自然下垂,當(dāng)受到沿水平方向吹來(lái)的風(fēng)時(shí),金屬絲將偏離豎直方向一定角度θ,F(xiàn)=mgtanθ?!究键c(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】mgtanθ【分析】對(duì)小球受力分析,然后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件運(yùn)用合成法,由幾何關(guān)系求解出風(fēng)力?!窘獯稹拷猓簩?duì)小球進(jìn)行受力分析,如圖所示根據(jù)平衡條件有F=mgtanθ故答案為:mgtanθ【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵對(duì)小球受力分析后,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,運(yùn)用合成法,根據(jù)幾何關(guān)系求解。13.如圖所示,在傾角為30°的斜面上有一塊豎直放置的擋板,在擋板和斜面之間放有一個(gè)重為203N的光滑圓球。則這個(gè)球?qū)π泵娴膲毫?0N,對(duì)擋板的壓力為20【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】定量思想;合成分解法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;分析綜合能力.【答案】40,20?!痉治觥堪凑兆饔眯Ч?,將重力沿著垂直擋板和垂直斜面方向分解,結(jié)合幾何知識(shí)解答?!窘獯稹拷猓喊凑兆饔眯Ч?,將重力沿著垂直擋板和垂直斜面方向分解,如圖所示:結(jié)合幾何知識(shí)可得F1F2則這個(gè)球?qū)π泵娴膲毫?0N,對(duì)擋板的壓力為20N。故答案為:40,20?!军c(diǎn)評(píng)】本題采用分解法處理共點(diǎn)力平衡問(wèn)題,關(guān)鍵要確定出重力的兩個(gè)作用效果,進(jìn)而確定分力方向,運(yùn)用平行四邊形定則將重力進(jìn)行分解。也可以根據(jù)采用合成法或正交分解法解答。四.解答題(共2小題)14.國(guó)慶期間掛燈籠,如圖,質(zhì)量為m=0.3kg的燈籠通過(guò)細(xì)線AO和BO一端固定在屋檐上,另一端固定在豎直墻壁上。燈籠靜止時(shí)AO與水平面的夾角為θ=37°,BO水平。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求:(1)細(xì)線AO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TA大小和方向;(2)細(xì)線BO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TB大小和方向;(3)若細(xì)線AO所能承受的最大拉力TAm=12N,細(xì)線BO所能承受的最大拉力TBm=8N,現(xiàn)不改變兩細(xì)線的位置,為使兩細(xì)線不斷裂,求所掛燈籠質(zhì)量的最大值?!究键c(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解.【專題】定量思想;推理法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】(1)細(xì)線AO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TA大小等于5N,方向沿OA方向;(2)細(xì)線BO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TB大小等于4N,方向沿OB方向;(3)所掛燈籠質(zhì)量的最大值等于0.6kg?!痉治觥浚?)以結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,分析受力情況:三根細(xì)線的拉力,重物對(duì)O點(diǎn)的拉力等于mg,根據(jù)受力平衡求解細(xì)線AO上的拉力大小;(2)根據(jù)幾何關(guān)系結(jié)合受力平衡求解細(xì)線BO上的拉力;(3)求出繩子拉力表達(dá)式,分析當(dāng)一個(gè)繩子達(dá)到最大拉力時(shí),另一個(gè)繩子是否超過(guò)其能承受的最大拉力,從而求解所掛燈籠質(zhì)量的最大值?!窘獯稹拷猓海?)以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象,對(duì)其受力分析,根據(jù)平衡條件可得TA方向沿OA方向;(2)根據(jù)平衡條件,細(xì)線BO上的拉力為T(mén)B方向沿OB方向;(3)由以上分析可知TA=mg假設(shè)當(dāng)T′B=8N時(shí),此時(shí)細(xì)線AO上拉力T′A=10N<TAm=12N故當(dāng)細(xì)線BO上拉力達(dá)最大值時(shí),細(xì)線AO未斷裂此時(shí)所掛燈籠重力G=T′Btan37°,解得G=6N燈籠質(zhì)量有最大值,得mmax答:(1)細(xì)線AO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TA大小等于5N,方向沿OA方向;(2)細(xì)線BO對(duì)結(jié)點(diǎn)O的拉力TB大小等于4N,方向沿OB方向;(3)所掛燈籠質(zhì)量的最大值等于0.6kg?!军c(diǎn)評(píng)】題是常見(jiàn)的繩子懸掛物體的類型,常常選擇結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件研究,比較容易。15.在如圖所示裝置中,GA=20N、GB=10N,A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,其余摩擦不計(jì),假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。(1)若F=0,物體A受什么摩擦力?摩擦力多大?(2)若F=10N,物體A受什么摩擦力?摩擦力多大?(3)若要使A勻速運(yùn)動(dòng),則應(yīng)加的豎直壓力的大小為多少?【考點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解;判斷是否存在摩擦力.【專題】定量思想;方程法;共點(diǎn)力作用下物體平衡專題;推理論證能力.【答案】(1)F=0時(shí),物體A受到的摩擦力為8N,方向水平向左;(2)F=10N時(shí),物體A受到的摩擦力為10N,方向水平向左;(3)若要使A勻速運(yùn)動(dòng),所加的豎直方向的力F的大小是5N?!痉治觥拷獯鸨绢}的關(guān)鍵是比較A所受最大靜摩擦力和B的重力的大小,首先弄清楚A的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即可根據(jù)滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的特點(diǎn)進(jìn)行求解?!窘獯稹拷猓海?)F=0時(shí),A所受最大靜摩擦力為:f=μGA=0.4×20N=8N,此時(shí)GB>f,故A將發(fā)生滑動(dòng),故A所受摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,大小為f=μGA=0.4×20N=8N,方向水平向左;(2)當(dāng)F=10N時(shí),A所受最大靜摩擦力為:f=μ(F+GA)=0.4×(20+10)N=12N,此時(shí)GB<f,A所受摩擦力為靜摩擦力,大小為f=GB=10N,方向水平向左;(3)若A勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)滑動(dòng)摩擦力大小等于B的重力大小,故此時(shí)有:μ(GA+F)=GB代入數(shù)據(jù)得:F=5N故所加的豎直方向的力F的大小是5N。答:(1)F=0時(shí),物體A受到的摩擦力為8N,方向水平向左;(2)F=10N時(shí),物體A受到的摩擦力為10N,方向水平向左;(3)若要使A勻速運(yùn)動(dòng),所加的豎直方向的力F的大小是5N?!军c(diǎn)評(píng)】在分析摩擦力時(shí)首先弄清楚物體所受摩擦力是動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力,明確動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的大小決定因素是不同的。

考點(diǎn)卡片1.靜摩擦力的方向【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】靜摩擦力是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,所以總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,同時(shí)要與接觸面相切(沿接觸面)?!久}方向】下列有關(guān)靜摩擦力的說(shuō)法中,正確的是()A、只有靜止的物體才受靜摩擦力B、靜摩擦力與壓力成正比C、靜摩擦力的方向一定與接觸面相切D、靜摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向一定相反分析:靜摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,也可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,但一定與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.運(yùn)動(dòng)的物體可能受到靜摩擦力作用,最后依據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式,即可求解.解答:A、運(yùn)動(dòng)物體可能受靜摩擦力作用,當(dāng)靜止物體相對(duì)接觸物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),會(huì)受到靜摩擦力,故A錯(cuò)誤;B、滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比。故B錯(cuò)誤;C、靜摩擦力的方向一定與接觸面相切,故C正確;D、靜摩擦力的方向可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,也可能與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同。比如在平直公路上行駛的汽車(chē),車(chē)廂地板隨汽車(chē)一起運(yùn)動(dòng)的物體,在啟動(dòng)過(guò)程中所受靜摩擦力與運(yùn)動(dòng)方向相同,在減速過(guò)程中,靜摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。故D錯(cuò)誤。故選:C。點(diǎn)評(píng):靜摩擦力的方向可以根據(jù)靜摩擦力總是阻礙物體的間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)來(lái)理解其方向,注意靜摩擦力大小與方向判定,同時(shí)理解靜摩擦產(chǎn)生條件.【解題思路點(diǎn)撥】靜摩擦力的方向總是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,所以可以先判斷出物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),再分析靜摩擦力的方向情況。2.判斷是否存在摩擦力【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.考點(diǎn)意義:有很多題目會(huì)綜合考查摩擦力的相關(guān)知識(shí),不區(qū)分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力,所以設(shè)置本考點(diǎn)。2.對(duì)于是否存在摩擦力可以按以下幾個(gè)方法判斷:①條件法:根據(jù)摩擦力的產(chǎn)生條件進(jìn)行判斷。a、接觸面粗糙;b、兩物體間存在彈力;c、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。②假設(shè)法:假設(shè)有或者沒(méi)有摩擦力,判斷物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否會(huì)改變?!久}方向】如圖,長(zhǎng)方體甲乙疊放在水平地面上.水平力F作用在甲上,使甲乙一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)()A、甲、乙之間一定有摩擦力B、水平地面對(duì)乙沒(méi)有摩擦力C、甲對(duì)乙的摩擦力大小為F,方向水平向右D、水平地面對(duì)乙的摩擦力大小為F.方向水平向右分析:首先對(duì)甲、乙的整體進(jìn)行分析,根據(jù)平衡力的知識(shí)得出乙與地面間的摩擦力;以甲為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析,得出甲與乙之間的摩擦力.解答:A、以甲為研究對(duì)象,由于做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以受力平衡,水平方向受向右的拉力F,所以受乙對(duì)其向左的摩擦力,故A正確;B、以甲、乙的整體為研究對(duì)象,由于受向右的拉力作用,所以還受向左的摩擦力作用,B錯(cuò)誤;C、由A知,甲受乙對(duì)其向左的摩擦力,根據(jù)力的作用的相互性,所以甲對(duì)乙向右的摩擦力作用,故C正確;D、由B知,水平地面對(duì)乙的摩擦力大小為F,方向水平向左,故D錯(cuò)誤。故選:AC。點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵正確選擇研究對(duì)象,然后再根據(jù)兩物體及整體處于平衡狀態(tài),由平衡條件分析受力情況即可.【解題思路點(diǎn)撥】對(duì)物體受力的判斷常采用的方法之一就是假設(shè)法,假設(shè)物體受或不受某力會(huì)使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,那么假設(shè)不成立。3.力的合成與分解的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】本考點(diǎn)針對(duì)比較復(fù)雜的題目,題目涉及到力的合成與分解的綜合應(yīng)用?!久}方向】假期里,一位同學(xué)在廚房里協(xié)助媽媽做菜,對(duì)菜刀發(fā)生了興趣.他發(fā)現(xiàn)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大(如圖所示),下列有關(guān)刀刃的說(shuō)法合理的是()A、刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造方便,外形美觀,跟使用功能無(wú)關(guān)B、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),分開(kāi)其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)C、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越大,分開(kāi)其他物體的力越大D、在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越小,分開(kāi)其他物體的力越大分析:根據(jù)力的平行四邊形定則可知,相同的壓力下,頂角越小,分力越大;相同的頂角下,壓力越大,分力越大.解答:把刀刃部分抽象后,可簡(jiǎn)化成一個(gè)等腰三角劈,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長(zhǎng)為l,如圖乙所示當(dāng)在劈背施加壓力F后,產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個(gè)分力F1、F2,使用中依靠著這兩個(gè)分力分開(kāi)被加工的其他物體。由對(duì)稱性知,這兩個(gè)分力大小相等(F1=F2),因此畫(huà)出力分解的平行四邊形,實(shí)為菱形,如圖丙所示。在這個(gè)力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分),根據(jù)它跟半個(gè)劈的直角三角形的相似關(guān)系,由關(guān)系式,得F1=F2由此可見(jiàn),刀背上加上一定的壓力F時(shí),側(cè)面分開(kāi)其他物體的力跟頂角的大小有關(guān),頂角越小,sinθ的值越小,F(xiàn)1和F2越大。但是,刀刃的頂角越小時(shí),刀刃的強(qiáng)度會(huì)減小,碰到較硬的物體刀刃會(huì)卷口甚至碎裂,實(shí)際制造過(guò)程中為了適應(yīng)加工不同物體的需要,所以做成前部較薄,后部較厚。使用時(shí),用前部切一些軟的物品(如魚(yú)、肉、蔬菜、水果等),用后部斬劈堅(jiān)硬的骨頭之類的物品,俗話說(shuō):“前切后劈”,指的就是這個(gè)意思。故D正確。故選:D。點(diǎn)評(píng):考查力的平行四邊形定則,體現(xiàn)了控制變量法,同時(shí)學(xué)會(huì)用三角函數(shù)來(lái)表示力與力的關(guān)系.【解題思路點(diǎn)撥】對(duì)力的合成與力的分解的綜合應(yīng)用問(wèn)題,要首先熟練掌握力的合成和力的分解的相關(guān)內(nèi)容,再選擇合適的合成和分解方法進(jìn)行解題。4.判斷物體的受力個(gè)數(shù)【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.定義:根據(jù)研究的問(wèn)題,選取合適的物體作為研究對(duì)象,分析研究對(duì)象受到哪些力的作用,并畫(huà)出所受力的示意圖,這一過(guò)程即為物體的受力分析。2.一般步驟:【命題方向】如圖所示,斜面B放置于水平地面上,其兩側(cè)放有物體A、C,物體C通過(guò)輕繩連接于天花板,輕繩平行于斜面且處于繃緊狀態(tài),A、B、C均靜止,下列說(shuō)法正確的是()A.A、B間的接觸面一定是粗糙的B.地面對(duì)B一定有摩擦力C.B、C間的接觸面可能是光滑的D.B一共受到6個(gè)力的作用分析:A、B間是否存在摩擦力可以用假設(shè)法,若沒(méi)有摩擦,A必然無(wú)法平衡,因此AB間接觸面粗糙,B與地面的作用要把ABC看成一個(gè)整體,繩子對(duì)該整體有水平方向拉力分量,因此B和地面間也存在摩擦,以C為研究對(duì)象分析可知BC不一定需要有摩擦力也能平衡,因此BC間接觸面可能為光滑。解答:A、以A為研究對(duì)象,受到重力和支持力不可能平衡,所以A一定受到B對(duì)A沿斜面向上的靜摩擦力,故A正確;B、以A、B、C為研究對(duì)象,受到重力和地面的支持力、左斜向上的輕繩的拉力,這三個(gè)力不可能平衡,所以地面對(duì)B沿水平向右的靜摩擦力,故B正確;C、以C為研究對(duì)象,受到重力和B對(duì)C的支持力、左斜向上的輕繩的拉力,這三個(gè)力可能平衡,所以B、C之間可能沒(méi)有的靜摩擦力,B、C間的接觸面可能是光滑的,故C正確;D、以B為研究對(duì)象,可能受到重力、A對(duì)B的壓力、C對(duì)B的壓力、地面對(duì)B支持力和A對(duì)B的靜摩擦力、地面對(duì)B的靜摩擦力等六個(gè)力作用,也可能受到重力、A對(duì)B的壓力、C對(duì)B的壓力、地面對(duì)B支持力、A對(duì)B的靜摩擦力、地面對(duì)B的靜摩擦力和C對(duì)B的靜摩擦力等七力作用,故D錯(cuò)誤;故選:ABC。點(diǎn)評(píng):該問(wèn)題需要采用整體法和隔離法進(jìn)行分析,先明確問(wèn)題再尋找合適的研究對(duì)象,因此找研究對(duì)象是非常關(guān)鍵的,另外對(duì)于共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題我們通常可以使用假設(shè)法,可以假設(shè)某一個(gè)力不存在物體是否有可能達(dá)到平衡,進(jìn)而判斷該力的存在可能與否;在分析物體受力數(shù)量時(shí),按照重力﹣彈力﹣摩擦力的順序,看清跟物體作用的其他物體數(shù)量,再逐一進(jìn)行分析?!窘忸}思路點(diǎn)撥】受力分析中如何防止“多力”或“漏力”(1)防止“多力”:對(duì)每個(gè)力都要找出其施力物體,若某個(gè)力找不到施力物體則說(shuō)明該力不存在;研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力不能畫(huà)在圖中,另外合力與分力不能重復(fù)分析。(2)防止“漏力”:按正確的順序(即重力→彈力→摩擦力→其他力)進(jìn)行受力分析是防止“漏力”的有效措施。5.共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題及求解【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】1.共點(diǎn)力(1)定義:如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多力的作用,這些力共同作用在物體的在同一點(diǎn)上,或者雖不作用在同一點(diǎn)上,但它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。(2)力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)平衡狀態(tài):物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。(2)平衡條件:在共點(diǎn)力作用下物體平衡的條件是合力為0。3.對(duì)共點(diǎn)力平衡條件的理解及應(yīng)用合外力等于0,即F合=0→正交分解法Fx合=0Fy合=0,其中Fx合和F4.平衡條件的推論(1)二力平衡:若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài),則這兩個(gè)力一定等大、反向。(2)三力平衡:若物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大、反向。(3)多力平衡:若物體在n個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài),則其中任意一個(gè)力必定與另外(n﹣1)個(gè)力的合力等大、反向。5.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的三種常用方法6.平衡中的臨界、極值問(wèn)題a.臨界問(wèn)題(1)問(wèn)題特點(diǎn):①當(dāng)某物理量發(fā)生變化時(shí),會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化。②注意某現(xiàn)象“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”的條件。(2)分析方法:基本方法是假設(shè)推理法,即先假設(shè)某種情況成立,然后根據(jù)平衡條件及有關(guān)知識(shí)進(jìn)行論證、求解。b.極值問(wèn)題(1)問(wèn)題界定:物體平衡的極值問(wèn)題,一般指在力的變化過(guò)程中涉及力的最大值和最小值的問(wèn)題。(2)分析方法:①解析法:根據(jù)物體平衡的條件列出方程,在解方程時(shí),采用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。②圖解法:根據(jù)物體平衡的條件作出力的矢量圖,畫(huà)出平行四邊形或者矢量三角形進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,確定最大值或最小值。7.“活結(jié)”與“死結(jié)”、“活桿”與“死桿”模型(1)“活結(jié)”與“死結(jié)”模型①“活結(jié)”一般是由輕繩跨過(guò)光滑滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的。繩雖然因“活結(jié)”而彎曲,但實(shí)際上是同一根繩,所以由“活結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上彈力的大小一定相等,兩段繩合力的方向一定沿這兩段繩夾角的平分線。②“死結(jié)”兩側(cè)的繩因結(jié)而變成了兩根獨(dú)立的繩,因此由“死結(jié)”分開(kāi)的兩段繩上的彈力不一定相等。(2)“活桿”與“死桿”模型①“活桿”:指輕桿用轉(zhuǎn)軸或鉸鏈連接,當(dāng)輕桿處于平衡狀態(tài)時(shí),輕桿所受到的彈力方向一定沿著桿,否則會(huì)引起輕桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖甲所示,若C為轉(zhuǎn)軸,則輕桿在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)中,彈力方向始終沿桿的方向。②“死桿”:若輕桿被固定,不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則輕桿所受到的彈力方向不一定沿桿的方向。如圖乙所示,水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi),另一端B裝有一個(gè)小滑輪,繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過(guò)滑輪后懸掛重物m。滑輪對(duì)繩的作用力應(yīng)為圖丙中兩段繩中拉力F1和F2的合力F的反作用力,即AB桿彈力的方向不沿桿的方向?!久}方向】例1:在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中,滑輪光滑且所受的重力忽略不計(jì),滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過(guò)滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一質(zhì)量為m的重物。當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí),甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ,乙圖中木桿P豎直。假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷正確的是()A.FA=FB=FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA=FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD分析:對(duì)滑輪受力分析,受兩個(gè)繩子的拉力和桿的彈力;滑輪一直保持靜止,合力為零,故桿的彈力與兩個(gè)繩子的拉力的合力等值、反向、共線。解答:由于兩個(gè)繩子的拉力大小等于重物的重力,大小不變,即四個(gè)選項(xiàng)中繩子的拉力是大小相等的,根據(jù)平行四邊形定則知兩個(gè)力的夾角越小,則合力越大,即滑輪兩邊繩子的夾角越小,繩子拉力的合力越大,故丁圖中繩子拉力合力最大,則桿的彈力最大,丙圖中夾角最大,繩子拉力合力最小,則桿的彈力最小,甲圖和乙圖中的夾角相同,則繩子拉力合力相等,則桿的彈力相等,所以甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小順序?yàn)椋篎D>FA=FB>FC,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。本題考查的是力的合成與平衡條件在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用,要注意桿的彈力可以沿著桿的方向也可以不沿著桿方向,結(jié)合平衡條件分析是關(guān)鍵。例2:如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為45°,日光燈保持水平,所受重力為G。則()A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小等于GB.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力C.兩繩的拉力大小均為22D.兩繩的拉力大小均為G分析:兩繩的拉力和重力是共點(diǎn)力,根據(jù)合力為零分析AB選項(xiàng);根據(jù)對(duì)稱性可知,左右兩繩的拉力大小相等,分析日光燈的受力情況,由平衡條件求解繩子的拉力大小。解答:B.對(duì)日光燈受力分析如圖:兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),這三個(gè)力是共點(diǎn)力,故B錯(cuò)誤;A.由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向,故A正確;CD.由于兩個(gè)拉力的夾角成直角,且都與豎直方向成45°角,則由力的平行四邊形定則可知:G=F12+F22,F(xiàn)1=F2,解得:F1=F故選:AC。點(diǎn)評(píng):本題主要是考查了共點(diǎn)力的平衡,解答本題的關(guān)鍵是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、進(jìn)行力的合成,利用平衡條件建立方程進(jìn)行解答。例3:如圖,三根長(zhǎng)度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn),A、B兩端被懸掛在水平天花板上,相距2l?,F(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物,為使CD繩保持水平,在D點(diǎn)上可施加力的最小值為()A.mgB.33C.12D.14分析:根據(jù)物體的受力平衡,依據(jù)幾何關(guān)系求解即可。解答:依題得,要想CD水平,則各繩都要緊繃,根據(jù)幾何關(guān)系可知,AC與水平方向的夾角為60°,結(jié)點(diǎn)C受力平衡,則受力分析如圖所示因此CD的拉力為T(mén)=mg?tan30°D點(diǎn)受CD繩子拉力大小等于T,方向向左。要使CD水平,則D點(diǎn)兩繩的拉力與外界的力的合力為零,則CD繩子對(duì)D點(diǎn)的拉力可分解為沿BD繩的F1以及另一分力F2。由幾何關(guān)系可知,當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小,因此有F2min=T?sin60°=1故ABD錯(cuò)誤,C正確。故選:C。點(diǎn)評(píng):本題考查的是物體的受力平衡,解題的關(guān)鍵是當(dāng)F2與BD垂直時(shí),F(xiàn)2最小,F(xiàn)2的大小即為拉力大小。例4:如圖甲所示,細(xì)繩AD跨過(guò)固定的水平輕桿BC右端的輕質(zhì)光滑定滑輪懸掛一質(zhì)量為M1的物體,∠ACB=30°;圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻壁上,另一端G通過(guò)細(xì)繩EG拉住,EG與水平方向的夾角為30°,在輕桿的G點(diǎn)用細(xì)繩GF懸掛一質(zhì)量為M2的物體(都處于靜止?fàn)顟B(tài)),求:(1)細(xì)繩AC的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比;(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力。分析:(1)根據(jù)力的分解及幾何關(guān)系解答。(2)圖甲中對(duì)滑輪受力分析,運(yùn)用合成法求解細(xì)繩AC段的張力FAC與輕桿BC對(duì)C端的支持力;(3)乙圖中,以C點(diǎn)為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件求解細(xì)繩EG段的張力F2以及輕桿HG對(duì)G端的支持力。解答:下圖(a)和下圖(b)中的兩個(gè)物體M1、M2都處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡的條件,首先判斷與物體相連的細(xì)繩,其拉力大小等于物體的重力;分別取C點(diǎn)和G點(diǎn)為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析如圖(a)和右圖(b)所示,根據(jù)平衡規(guī)律可求解。(1)上圖(a)中輕繩AD跨過(guò)定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體,物體處于平衡狀態(tài),輕繩AC段的拉力FTAC=FCD=M1g;上圖(b)中由于FTEGsin30°=M2g得FEG=2M2g所以FTAC:FTEG=M1:2M2。(2)上圖(a)中,根據(jù)FAC=FCD=M1g且?jiàn)A角為120°故FNC=FAC=M1g,方向與水平方向成30°,指向斜右上方。(3)上圖(b)中,根據(jù)平衡方程有FNG=M2gtan答:(1)輕繩AC段的張力FAC與細(xì)繩EG的張力FEG之比為M1(2)輕桿BC對(duì)C端的支持力為M1g,指向斜右上方;(3)輕桿HG對(duì)G端的支持力大小為3M2g方向水平向右。點(diǎn)評(píng):本題首先要抓住定滑輪兩端繩子的特點(diǎn),其次要根據(jù)平衡條件,以C、G點(diǎn)為研究對(duì)象,按力平衡問(wèn)題的一般步驟求解?!窘忸}思路點(diǎn)撥】1.在分析問(wèn)題時(shí),注意“靜止”和“v=0”不是一回事,v=0,a=02.解答共點(diǎn)力平衡問(wèn)題的一般步驟(1)選取研究對(duì)象,對(duì)于有相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體構(gòu)成的系統(tǒng),應(yīng)明確所選研究對(duì)象是系統(tǒng)整體還是系統(tǒng)中的某一個(gè)物體(整體法或隔離法)。(2)對(duì)所選研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,并畫(huà)

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