1、專題3：受力分析專題3：受力分析 參考答案 一、彈力 題型1：彈力的方向分析及大小的計(jì)算 1畫出圖中物體受彈力的方向(各接觸面均光滑) 2.臺(tái)球以速度v0與球桌邊框成角撞擊o點(diǎn)，反彈后速度為v1，方向與球桌邊框夾角仍為，如圖2110所示ob垂直于桌邊，則下列關(guān)于桌邊對(duì)小球的彈力方向的判斷中正確的是() a可能沿oa方向 b一定沿ob方向 c可能沿oc方向 d可能沿od方向 解析：臺(tái)球與球桌邊框碰撞時(shí)，受到邊框的彈力作用，彈力的方向應(yīng)與邊框垂直，即沿ob方向，故選b. 答案：b 3如圖所示，一小車的表面由一光滑水平面和光滑斜面連接而成，其上放一球，球與水平面的接觸點(diǎn)為a，與斜面的接觸點(diǎn)為b.當(dāng)小

2、車和球一起在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列結(jié)論正確的是() a球在a、b兩點(diǎn)處一定都受到支持力 b球在a點(diǎn)一定受到支持力，在b點(diǎn)處一定不受支持力 c球在a點(diǎn)一定受到支持力，在b點(diǎn)處不一定受到支持力 d球在a點(diǎn)處不一定受到支持力，在b點(diǎn)處也不一定受到支持力 答案：d 4.(x重慶聯(lián)合診斷)如圖所示，質(zhì)量為m的球置于斜面上，被一個(gè)豎直擋板擋住現(xiàn)用一個(gè)力f拉斜面，使斜面在水平面上做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，忽略一切摩擦，以下說法中正確的是() a若加速度足夠小，豎直擋板對(duì)球的彈力可能為零 b若加速度足夠大，斜面對(duì)球的彈力可能為零 c斜面和擋板對(duì)球的彈力的合力等于ma d斜面對(duì)球的彈力不僅有，而且是一

3、個(gè)定值 解析：球在重力、斜面的支持力和擋板的彈力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，則球受到的合力水平向右，為ma，如圖所示，設(shè)斜面傾角為，擋板對(duì)球的彈力為f1，由正交分解法得：f1nsin ma，ncos g，解之得：f1magtan ，可見，彈力為一定值，d正確 答案：d 5.如圖所示，小球b放在真空容器a內(nèi)，球b的直徑恰好等于正方體a的邊長(zhǎng)，將它們以初速度v0豎直向上拋出，下列說法中正確的是() a若不計(jì)空氣阻力，上升過程中，a對(duì)b有向上的支持力 b若考慮空氣阻力，上升過程中，a對(duì)b的壓力向下 c若考慮空氣阻力，下落過程中，b對(duì)a的壓力向上 d若不計(jì)空氣阻力，下落過程中，b對(duì)a的壓力向下 解析：若不計(jì)空氣

4、阻力，則整個(gè)系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài)，所以a、b間無作用力，選項(xiàng)a d錯(cuò)；若考慮空氣阻力，則上升過程中，a上g，所以a對(duì)b壓力向下，在下降過程，a下g，所以a對(duì)b作用力向上，所以b對(duì)a作用力向下，選項(xiàng)b對(duì)c錯(cuò) 答案：b 以題說法 1彈力方向的判斷方法 (1)根據(jù)物體產(chǎn)生形變的方向判斷 (2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用平衡條件或牛頓第二定律判斷，此法關(guān)鍵是先判明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度的方向)，再根據(jù)牛頓第二定律確定合力的方向，然后根據(jù)受力分析確定彈力的方向 2彈力大小的計(jì)算方法 (1)一般物體之間的彈力，要利用平衡條件或牛頓第二定律來計(jì)算 (2)彈簧的彈力，由胡克定律(fkx)計(jì)算 6.(x無錫市期

5、中考試)如圖所示，帶有長(zhǎng)方體盒子的斜劈a放在固定的斜面體c的斜面上，在盒子內(nèi)放有光滑球b，b恰與盒子前、后壁p、q點(diǎn)相接觸若使斜劈a在斜面體c上靜止不動(dòng)，則p、q對(duì)球b無壓力以下說法正確的是() a若c的斜面光滑，斜劈a由靜止釋放，則p點(diǎn)對(duì)球b有壓力 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，則p、q對(duì)球b均無壓力 c若c的斜面粗糙，斜劈a沿斜面勻速下滑，則p、q對(duì)球b均無壓力 d若c的斜面粗糙，斜劈a沿斜面加速下滑，則p點(diǎn)對(duì)球b有壓力 解析：若c的斜面光滑，無論a由靜止釋放還是沿斜面向上滑行，通過對(duì)a、b整體受力分析可知，整體具有沿斜面向下的加速度，b球所受合力應(yīng)沿斜面向下，故q

6、點(diǎn)對(duì)球b有壓力，a、b項(xiàng)錯(cuò)；若c的斜面粗糙，斜劈a勻速下滑時(shí)，整體所受合力為零，故p、q不可能對(duì)球b有壓力，c項(xiàng)正確；若c的斜面粗糙，斜劈a加速下滑時(shí)，a、b整體具有沿斜面向下的加速度，故球b所受合力也應(yīng)沿斜面向下，故q點(diǎn)一定對(duì)球b有壓力，d項(xiàng)正確 答案：c 7.(x山東卷，16)如圖所示，光滑半球形容器固定在水平面上，o為球心一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力f的作用下靜止于p點(diǎn)設(shè)滑塊所受支持力為fn，op與水平方向的夾角為.下列關(guān)系正確的是() 解析：物體受力情況如右圖所示，由物體的平衡條件可得 nsin mg，ncos f，聯(lián)立解得nmg/sin ，fmg/tan ，故只有a正確 答案：a 題

7、型2：胡克定律的運(yùn)用 8.如圖所示，在水平傳送帶上有三個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2、m3的木 塊1、2、3,1和2及2和3間分別用原長(zhǎng)為l，勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接起來，木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用水平細(xì)繩將木塊1固定在左邊的墻上，傳送帶按圖示方向勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)三個(gè)木塊達(dá)到平衡后，1、3兩木塊之間的距離是() a2l(m2m3)g/k b2l(m22m3)g/k c2l(m1m2m3)g/k d2lm3g/k 解析：當(dāng)三木塊達(dá)到平衡狀態(tài)后，對(duì)木塊3進(jìn)行受力分析，可知2和3間彈簧的彈力等于木塊3所受的滑動(dòng)摩擦力，即m3gkx3，解得2和3間彈簧伸長(zhǎng)量為同理以2木塊為研究對(duì)象得：kx2kx3m2g，

8、即1和2間彈簧的伸長(zhǎng)量為 1、3兩木塊之間的距離等于彈簧的原長(zhǎng)加上伸長(zhǎng)量，即2l(m22m3)g/k，選項(xiàng)b正確 9.(x成都市高三摸底測(cè)試)緩沖裝置可抽象成如圖所示的簡(jiǎn)單模型，圖中a、b為原長(zhǎng)相等，勁度系數(shù)分別為k1、k2(k1k2)的兩個(gè)不同的輕質(zhì)彈簧下列表述正確的是() a裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)無關(guān) b墊片向右移動(dòng)穩(wěn)定后，兩彈簧產(chǎn)生的彈力之比f1f2k1k2 c墊片向右移動(dòng)穩(wěn)定后，兩彈簧的長(zhǎng)度之比l1l2k2k1 d墊片向右移動(dòng)穩(wěn)定后，兩彈簧的壓縮量之比x1x2k2k1 解析：裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越小，緩沖效果 越好，所以a錯(cuò)根據(jù)力的作用是相互的可知：

9、輕質(zhì)彈簧a、b中的彈力是相等 的，即k1x1k2x2，所以f1f211，兩彈簧的壓縮量之比x1x2k2k1， 故b、c錯(cuò)，d正確 答案：d 解析：裝置的緩沖效果與兩彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越小，緩沖效果越好，所以a錯(cuò)根據(jù)力的作用是相互的可知：輕質(zhì)彈簧a、b中的彈力是相等 的，即k1x1k2x2，所以f1f211，兩彈簧的壓縮量之比x1x2k2k1， 故b、c錯(cuò)，d正確 答案：d 10.如圖所示，質(zhì)量為2m的物體a經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與地面上的質(zhì)量為3m的物體b相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過定滑輪，一端連物體a，另一端連一質(zhì)量為m的物體c，物體a、b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài)已知重力加速度

10、為g，忽略一切摩擦 (1)求物體b對(duì)地面的壓力；(2)把物體c的質(zhì)量改為5m，這時(shí)c緩慢下降，經(jīng)過一段時(shí)間系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)，這時(shí)b仍沒離開地面，且c只受重力和繩的拉力作用，求此過程中物體a上升的高度 解析：(1)對(duì)ab整體：mgn5mg，所以n4mg. (2)對(duì)c：ft5mg，對(duì)a：ftfk2mg，所以fk3mg，即kx13mg，x1 開始時(shí)，彈簧的壓縮量為x2，則kx2mg，所以a上升的高度為：hax1x2. 答案：(1)4mg(2) 二、摩擦力 題型1：靜摩擦力的有無及方向的判定 11.如圖4所示，一斜面體靜止在粗糙的水平地面上，一物體恰能在斜面體上沿斜面勻速下滑，可以證明此時(shí)斜面不受

11、地面的摩擦力作用若沿平行于斜面的方向用力f向下推此物體，使物體加速下滑，斜面體依然和地面保持相對(duì)靜止，則斜面體受地面的摩擦力() a大小為零 b方向水平向右 c方向水平向左 d大小和方向無法判斷 解析：物體由斜面上勻速下滑時(shí)，斜面體對(duì)物體的作用力與物體的重力等大反向，因此斜面體對(duì)物塊的作用力豎直向上，根據(jù)物體間相對(duì)作用，物體對(duì)斜面體的作用力豎直向下；若沿平行于斜面的方向用力f向下推此物體，使物體加速下滑，物體對(duì)斜面體的作用力大小方向不變，因此地面對(duì)斜面體的摩擦力仍然為零，a正確 答案：a 靜摩擦力方向的判斷方法 1假設(shè)法 2狀態(tài)法：根據(jù)二力平衡條件、牛頓第二定律或牛頓第三定律，可以判斷靜摩擦力

12、的方向假如用一水平力推桌子，若桌子在水平地面上靜止不動(dòng)，這時(shí)地面會(huì)對(duì)桌子施一靜摩擦力根據(jù)二力平衡條件可知，該靜摩擦力的方向與推力的方向相反，加速狀態(tài)時(shí)物體所受的靜摩擦力可由牛頓第二定律確定 3利用牛頓第三定律(即作用力與反作用力的關(guān)系)來判斷此法關(guān)鍵是抓住“力是成對(duì)出現(xiàn)的”，先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力方向，再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力 12.如圖所示，一個(gè)木塊放在固定的粗糙斜面上，今對(duì)木塊施一個(gè)既與斜面底邊平行又與斜面平行的推力f，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，如將力f撤消，則木塊() a仍保持靜止 b將沿斜面下滑 c受到的摩擦力大小不變 d受到的摩擦力方向不變 解析：有力f作用時(shí)，木

13、塊在斜面內(nèi)的受力如圖，且f 當(dāng)撤去力f后，木塊只受mgsin和f ，且f f，故仍靜止，摩擦力的方向變?yōu)檠匦泵嫦蛏?答案：a 13.如圖所示，甲物體在水平外力f的作用下靜止在乙物體上，乙物體靜止在水平面上現(xiàn)增大外力f，兩物體仍然靜止，則下列說法正確的是() a乙對(duì)甲的摩擦力一定增大 b乙對(duì)甲的摩擦力方向一定沿斜面向上 c乙對(duì)地面的摩擦力一定增大 d乙對(duì)地面的壓力一定增大 解析：若未增大f時(shí)甲受到的靜摩擦力向上，則增大f后甲受到的靜摩擦力向上可以但減小，a項(xiàng)錯(cuò)誤；f增大到一定的值時(shí)使甲有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)乙對(duì)甲的摩擦力則沿斜面向下，b項(xiàng)錯(cuò)誤；由整體法可知，地面對(duì)乙的摩擦力與f等大反向，因此f增

14、大，地面對(duì)乙的摩擦力增大，即乙對(duì)地面的摩擦力也增大，c項(xiàng)正確；整體分析可知，地面對(duì)乙的支持力始終等于系統(tǒng)的總重力，因此乙對(duì)地面的壓力也保持不變，d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案：c 14.如圖所示，圓柱體的a點(diǎn)放有一質(zhì)量為m的小物體p，使圓柱體緩慢勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)p從a點(diǎn)轉(zhuǎn)到a點(diǎn)，在這個(gè)過程中p始終與圓柱體保持相對(duì)靜止那么p所受靜摩擦力f的大小隨時(shí)間t的變化規(guī)律是() 解析：p與圓柱體之間的摩擦力是靜摩擦力p隨圓柱體從a轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)的過程中ffmgsin mgcos(t)(為oa與水平線的夾角)，摩擦力的大小變化情況以最高點(diǎn)為對(duì)稱所以a正確 答案：a 題型2：摩擦力的分析與計(jì)算 摩擦力大小的計(jì)算方法：在計(jì)算摩擦力的

15、大小之前，必須首先分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，判明是滑動(dòng)摩擦，還是靜摩擦 (1)滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算方法：可用fn計(jì)算最關(guān)鍵的是對(duì)相互擠壓力fn的分析，并不總是等于物體的重力，它跟研究物體受到的垂直于接觸面方向的力密切相關(guān) (2)靜摩擦力的計(jì)算方法 一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況(靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng))，利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解 15.如圖所示，質(zhì)量分別為m和m兩物體p和q疊放在傾角為的斜面上，p、q之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，q與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2.當(dāng)它們從靜止開始沿斜面滑下時(shí)，兩物體始終保持相對(duì)靜止，則物體p受到的摩擦力大小為() a0 b1mgcos c2mgcos d(12)mgcos 解

16、析：當(dāng)物體p和q一起沿斜面加速下滑時(shí)，其加速度agsin2gcos 因?yàn)閜和q相對(duì)靜止，所以p和q之間的摩擦力為靜摩擦力 對(duì)物體p應(yīng)用牛頓第二定律得mgsin fma 所以f2mgcos，故選c. 答案：c 16.如圖所示，一根自然長(zhǎng)度為l0的輕彈簧和一根長(zhǎng)度為a的輕繩連接，彈簧的上端固定在天花板的o點(diǎn)上，p是位于o點(diǎn)正下方的光滑輕小定滑輪，已知opl0a.現(xiàn)將繩的另一端與靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)恒定的水平地面上的滑塊a相連，滑塊對(duì)地面有壓力作用再用一水平力f作用于a使之向右做直線運(yùn)動(dòng)(彈簧的下端始終在p之上)，對(duì)于滑塊a受地面滑動(dòng)摩擦力下列說法中正確的是() a逐漸變小 b逐漸變大 c先變小后變大

17、d大小不變 解析：本題考查力的平衡條件、胡克定律物塊在開始位置，受到重力g和支持力n，彈簧的拉力fkx0，fng，ngkx0；當(dāng)物塊滑到右邊某一位置時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為x，繩與地面的夾角為，由豎直方向平衡，nkxsin g，即ngkx0n，支持力不變化，滑動(dòng)摩擦力fn不變化，d正確 答案：d 三、力的合成與分解 力有哪些分解方法？ 1按力的效果分解法 (1)根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)實(shí)際分力的方向； (2)再根據(jù)兩個(gè)實(shí)際分力方向畫出平行四邊形； (3)最后由平行四邊形知識(shí)求出兩分力的大小 2正交分解法 (1)定義：把一個(gè)力分解為相互垂直的分力的方法 (2)優(yōu)點(diǎn)：把物體所受的不同方向的各個(gè)力都分

18、解到相互垂直的兩個(gè)方向上去，然后再求每個(gè)方向上的分力的代數(shù)和，這樣就把復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化成了簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算，最后再求兩個(gè)互成90角的力的合力就簡(jiǎn)便多了 (3)運(yùn)用正交分解法解題的步驟 正確選擇直角坐標(biāo)系，通常選擇共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)， 直角坐標(biāo)x、y的選擇可按下列原則去確定：盡可能使更多的力落在坐標(biāo)軸上沿物體運(yùn)動(dòng)方向或加速度方向設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)軸 17.如圖是某同學(xué)對(duì)頸椎病人設(shè)計(jì)的一個(gè)牽引裝置的示意圖，一根 繩繞過兩個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪后各掛著一個(gè)相同的重物，與動(dòng)滑輪相連的帆布帶拉著病人的頸椎(圖中是用手指代替頸椎做實(shí)驗(yàn))，整個(gè)裝置在同一豎直平面內(nèi)如果要增大手指所受的拉力，可采取的辦法是() 只增

19、加繩的長(zhǎng)度 只增加重物的重量 只將手指向下移動(dòng) 只將手指向上移動(dòng) a . 正確 b . 正確 c . 正確 d . 正確 答案：b 18.作用于o點(diǎn)的三力平衡，設(shè)其中一個(gè)力大小為f1，沿y軸正方向，力f2大小未知，與x軸負(fù)方向夾角為，如圖所示，下列關(guān)于第三個(gè)力f3的判斷中正確的是() a力f3只能在第四象限 b力f3與f2夾角越小，則f2和f3的合力越小 c力f3的最小值為f2cos d力f3可能在第一象限的任意區(qū)域 答案：c 19.在去年512汶川大地震的救援行動(dòng)中，千斤頂發(fā)揮了很大作用，如圖所示是剪式千斤頂，當(dāng)搖動(dòng)手把時(shí)，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起當(dāng)車輪剛被手把頂起時(shí)汽

20、車對(duì)千斤頂?shù)膲毫?.0105 n，此時(shí)千斤頂兩臂間的夾角為120，則下列判斷正確的是() a此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為5.0104 n b此時(shí)千斤頂對(duì)汽車的支持力為2.0105 n c若繼續(xù)搖動(dòng)手把，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將增大 d若繼續(xù)搖動(dòng)手把，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將減小 解析：把壓力分解，得到此時(shí)兩臂受到的壓力大小均為1.0105 n，由牛頓第三定律，千斤頂對(duì)汽車的支持力為1.0105 n，若繼續(xù)搖動(dòng)手把，兩臂間的夾角減小，而在合力不變時(shí)，兩分力減小 答案：d 20.x年北京奧運(yùn)會(huì)，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員陳一冰勇奪吊環(huán)冠軍，其中有一個(gè)高難度的動(dòng)作就是先雙手撐住吊環(huán)，然后身體下移，雙臂緩慢張

21、開到如圖2315所示位置，則在兩手之間的距離增大過程中，吊環(huán)的兩根繩的拉力ft(兩個(gè)拉力大小相等)及它們的合力f的大小變化情況為() aft增大，f不變 bft增大，f增大 cft增大，f減小 dft減小，f不變 四、物體的受力分析 21.在機(jī)場(chǎng)貨物托運(yùn)處，常用傳送帶運(yùn)送行李和貨物，如圖所示，靠在一起的兩個(gè)質(zhì)地相同，質(zhì)量和大小均不同的包裝箱隨傳送帶一起上行，下列說法正確的是() a勻速上行時(shí)b受3個(gè)力作用 b勻加速上行時(shí)b受4個(gè)力作用 c若上行過程傳送帶因故突然停止時(shí)，b受4個(gè)力作用 d若上行過程傳送帶因故突然停止后，b受的摩擦力一定比原來大 解析：由于兩包裝箱的質(zhì)地相同，則動(dòng)摩擦因數(shù)相同無論

22、兩包裝箱勻速、勻加速運(yùn)動(dòng)，ab之間均無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故無相互作用力，包裝箱b只受三個(gè)力的作用，選項(xiàng)a正確；當(dāng)傳送帶因故突然停止時(shí)，兩包裝箱加速度仍然相同，故兩者之間仍無相互作用力，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；傳送帶因故突然停止時(shí)，包裝箱受到的摩擦力與停止前無法比較，所以選項(xiàng)d錯(cuò)誤 答案：a 22.如圖所示，物體a靠在豎直墻面上，在力f作用下，a、b保持靜止物體b的受力個(gè)數(shù)為() a2 b3 c4 d5 解析：以a為研究對(duì)象，受力情況如下圖甲所示，此時(shí)，墻對(duì)物體a沒有支持力(此結(jié)論可利用整體法得出) 再以b為研究對(duì)象，結(jié)合牛頓第三定律，其受力情況如上圖乙所示，即要保持物體b平衡，b應(yīng)受到重力、壓力、摩擦力、力f四個(gè)力的作用，正確選項(xiàng)為c. 答案：c 思考討論 (1)若物體a被固定在墻上，其他條件不變，則物體b可能受幾個(gè)力的作用 (2)若將力f改為水平向左的力作用在物體b上，其他條件不變， 則物體a、b分別受幾個(gè)力的作用 解析：(1)若a被固定在墻上，則b可能只受重力和力f兩個(gè)力的作用，也可能受到重力、力f、a對(duì)b的壓力、a對(duì)b的摩擦力四個(gè)力的作用 (2)把a(bǔ)、b作為一個(gè)整體受力情況如圖甲所示，即整體受到重力、力f、 墻對(duì)整體的壓力和摩擦力四個(gè)力的作用 以b為研究對(duì)象，受力情況如圖乙所示，即b受到重力、力f、a對(duì)b的壓力和摩擦力四個(gè)力的作用 以a為研究對(duì)象，受力情況如上圖丙所