3高中物理复习 受力分析
高中物理受力分析专题复习
一、单一物体的受力分析
1.1 知识点分析:①静摩擦力与摩擦力在斜面上的运用与区别
②多个共点力如何建立合适的直角坐标系
③单一物体受力分析往往会存在运动的情况,考虑运动初状态末状态 ④再者,力的一些基本概念要清晰,如相互作用力、惯性 ⑤注意一些敏感词汇,如光滑,匀速运动
⑥合力分力的判定,合力方向就是对角线方向,分力方向就是与对角线相连的斜边方向,记住针对平行四边形的一个点来画图,起点一致。
1.2 模型分析
A
B
A
(A 向下运动,斜面不光滑)
(光滑小球)
A 、B 都静止
A
分析下列杆所受的力(竖直面光滑,水平面粗糙)
分析
A 的受力
(A 静止)(A 匀速下滑)
A 静止
A 沿着水平面向右运动
A 沿着墙向上运动
A 沿着斜面向上运动
1.3 个人总结:关于单一物体受力分析,首先考虑的是它的运动状态,其次根据运动状态判
断受力多少受力大小等问题。 1.4 例题解析:
1、物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F ,A 中F 垂直于斜面向上。B 中F 垂直于斜面向下,C 中F 竖直向上,D 中F 竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是()
2、如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内
的受力分析,下列图示中正确的是(
)
3、一个倾角为α、质量为M 的斜面体置于粗糙水平地面上,斜面体与粗
糙水平地面间动摩擦因数为μ
A .F sin α B .F cos α C .μ(Fcos α+Mg)
D .μ(Fsin α+Mg)
(光滑小球)
4、如图所示,用绳子将一质量为m 的均质球悬挂在光滑竖直
墙壁上,已知绳子长度与球的半径相等。静止时绳子拉力大小为F T ,墙面对球的支持力大小为F N ,则下列关系式中正确的是( )
A .F T =mg F N =3mg 233
B .F T =3 F N =3323
C .F T =3 F N =3D .F T =3mg F N =2mg
5、如图所示,将质量为m 的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,则()
A. 将滑块由静止释放,如果μ>tan θ,滑块将下滑
B. 给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tan θ,滑块将减速下滑 C .用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsin θ
D. 用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsin θ 6、如图,质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上。物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F 1作用于物体上,使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F 2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次力之比
F 1
为( ) F 2
A .cos θ+μsin θ B.cos θ-μsin θC .1+
μtan θ
D.1-μtan θ
7、我国国家大剧院外部呈椭球形。假没国家大剧院的屋顶为半球形,一警卫人员为执行特殊任务,必须冒险在半球形屋顶上向上缓慢爬行(如图所示) ,他在向上爬的过程中( )
A .屋顶对他的支持力变大 B.屋顶对他的支持力变小 C .屋顶对他的摩擦力变大 D.屋顶对他的摩擦力变小 8、如图2-3-17所示,水平横梁一端A 插在墙壁内,另一端装有小的轻质滑轮B ,一轻绳一端C 固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物,∠CBA=30°,则滑轮受到绳子作用力为( )
C A .50N B.
C .100N D.100
A
图2-3-17
9、如图2-4-19所示,用绳AC 和BC 吊起一重物,绳与竖直方向夹角分别为30°和60°,AC 绳能承受的最大拉力为150N ,而而BC 绳能承受的最大的拉力为100N ,求物体最大重力
60
B m
图2-4-19
10、用绳把球挂靠在光滑墙面上,绳的另一端穿过墙孔拉于手中,如图所示。当缓缓拉动绳子把球吊高时,绳上的拉力T 和墙对球的弹力N 的变化是 ( ) A.T 和N 都不变 B .T 和N 都变大
C .T 增大,N 减小 D .T 减小,N 增大
11、如图所示,质量为m 的小球通过轻绳悬挂在一倾角为θ的光滑斜面上,轻绳与斜面平行,开始时系统处于静止状态。
(1)求系统静止时,绳对小球的拉力大小和斜面对球的支持力大小。 (2)当系统以多大的加速度向左运动,斜面对小球支持力恰好为零?
12、已知物体在合力F=4N的作用下向斜下方45度做加速运动,求重力以外的合外力的大小和方向,并请问是否存在最小值或者最大值? 二、系统受力分析
2.1 知识点分析:①整体法:以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解的方法。在许多问题中用整体法比较方便,但整体法不能求解系统的内力。
②隔离法:把系统分成若干部分并隔离开来,分别以每一部分为研究对象进行受力分析,分别列出方程,再联立求解的方法。
③ 系统分析考虑能量守恒
2.2 模型分析
A 、B 都静止
2.3 个人总结:一般先观察整个系统的受力情况,再用隔离法挨个查看各个物体受力。 2.4 例题分析:
1、(2013·山东理综)
如图所示,用完全相同的轻弹簧A 、B 、C 将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于静止状态,弹簧A 与竖直方向的夹角为30°,弹簧C 水平,则弹簧A 、C 的伸长量之比为( )
A 3 4 C .1 2
B .43 D .2
1
2、
(2013·福建龙岩教学质量检查) 如图所示,一个质量为m 的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°。则( )
A .滑块一定受到四个力作用 B .弹簧一定处于压缩状态 C .斜面对滑块一定有支持力
D .斜面对滑块的摩擦力大小可能等于零 3、(2013·大连模拟
)
用一轻绳将光滑小球P 系于粗糙墙壁上的O 点,在墙壁和球P 之间夹有一矩形物块Q ,整体处于静止状态,如图所示。略微改变绳子的长度,P 、Q 仍然均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A .小球P 受4个力作用 B .物块Q 受3个力作用
C .若绳子变长,绳子的拉力将变小
D .若绳子变短,Q 受到的静摩擦力将增大 4、(2013·广东理综) 如图,物体P 静止于固定的斜面上,P 的上表面水平,现把物体Q 轻轻地叠放在P 上,
则( ) A .P 向下滑动 B .P 静止不动
C .P 所受的合外力增大 D .P 与斜面间的静摩擦力增大
5、如图所示,A 、B 、C 叠放于水平地面上,对B 加一水平力F ,三物体仍静止,分析
A 、B 、C 的受力情况。
6、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F 1,B 对A 的作用力为F 2,地面对A 的作用力为F 3。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,F 3缓慢增大 B . F1缓慢增大,F 3保持不变 C . F2缓慢增大,F 3缓慢增大 D . F2缓慢增大,F 3保持不变
7、如图2所示,用细绳连接用同种材料制成的a 和b 两个物体。它们能沿斜面向下作匀速运动,且绳子刚好伸直,关于a 、b 的受力情况( ) A .a 受3个力,b 受4个力 B .a 受4个力,b 受3个力 C .a 、b 均受3个力 D .a 、b 均受4个力 8、
如图2-2-2示,物体A 、B 在力F 作用下一起以相同速率沿F 方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法中正确的是( ) A .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与
F
相同 B .甲、乙两图中A 均受摩擦力,且方向均与F 相反
图2-2-2
C .甲、乙两图中A 均不受摩擦力
D .甲图中A 不受摩擦力,乙图中A 受摩擦力,方向均与F 相同 9、
如图2-2-1所示,A 、B 两物体叠放在水平面上,水平力F 作用在A 上,使两者一起向右作匀速直线运动,下列判断正确的是( ) A .A 、B 间无摩擦力
B .A 对B 的静摩擦力大小为F ,方向向右 C .B 对地面的动摩擦力的大小为F ,方向向右
D .B 受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力 图2-2-1
10、相距为L =0.20m 的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各 有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。质量均为m =0.1kg 的金属细
杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为R =1.0Ω。整个装置处于磁感应强度大小为B =0.50T ,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时,cd 杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。测得拉力F 与时间t 的关系如图所示。g =10m/s2,求:
(1)杆ab 的加速度a 和动摩擦因数μ;
(2)杆cd 从静止开始沿导轨向下运动达到最大速度所需的时间t 0;
如右图所示A 、B 两物体叠放在一起,用手托住,让它们静靠在竖直墙边,然后释放,它们同时沿墙面向下滑,已知m A >m B ,则物体B 受力情况( ) A .只受一个重力
B .受到重力和一个摩擦力
C .受到重力、一个弹力和一个摩擦力 D .受到重力、一个摩擦力和两个弹力
如图,将物体Q 缓慢向右移动一点,P 、Q 始终平衡,物体Q 所受的力中,增大的是( ) A .绳子所给的拉力 B .地面所给的支持力 C . 地面所给的摩擦力 D . 以上各力均不增大
三、弹力-弹簧&轻绳&轻杆
3.1 知识点分析:①关于轻绳速度问题,注意合速度与分速度,绳的垂直方向是否有速度。 ②轻绳、轻杆的受力是瞬间改变。 ③弹簧的受力是逐渐改变的。
④弹簧的公式即为胡克定律,但是最需要注意的是弹簧运动时临界状态的确定。
1
⑤弹性势能E P kx 2
2
3.2 模型分析
3.3 个人总结 3.4例题分析
1. 汽车通过绳子拉小船,则() A 、汽车匀速则小船一定匀速 B 、汽车匀速则小船一定加速 C 、汽车减速则小船一定匀速 D 、小船匀速则汽车一定减速
2:如图,汽车拉着重物G ,则()
A 、汽车向左匀速,重物向上加速
B 、汽车向左匀速,重物所受绳拉力小于重物重力 C 、汽车向左匀速,重物所受绳拉力大于于重物重力 D 、汽车向右匀速,重物向下减速
3:如左图,若已知物体A 的速度大小为v A ,求重物B 的速度大小?
4、光滑水平面上有A 、B 两个物体,通过一根跨过定滑轮的轻绳子相连,如右图所示,它们的质量分别为m A 和m B 。当水平力F 拉着A 且绳子与水平方向的夹角为θA =45 ,θB =30 时,A 、B
两物体的速度之比是多少?v A ∶v B =
B
5. 如图2-1-7所示,甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板,丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板.若都在A 处剪断细绳,在剪 断瞬间,关于球的受力情况,下 面说法中正确的是( )
A .甲球只受重力作用 B .乙球只受重力作用
C .丙球受重力和绳的拉力作用 D .丁球只受重力作用
图2-1-7
6. 如图所示,斜面倾角为θ
=30︒,一个重20N 的物体在斜面上 静止不动。弹簧的劲度k=100N/m,原长为10cm ,现在的长度为6cm 。 (1)试求物体所受的摩擦力大小和方向
(2)若将这个物体沿斜面上移6cm ,弹簧仍与物体相连,下端仍固定,物体在斜面上仍静止不动,那么物体受到的摩擦力的大小和方向又如何呢?
7. (2013·江南十校联考) 如图所示,将两根劲度系数均为k 、原长均为L 的轻
弹簧,一端固定于水平天花板上相距为2L 的两点,另一端共同连接一质量为m 的物体,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°。若将物体的质量变为M ,平衡时
M
弹簧与竖直方向的夹角为53°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
,则m 等于( )
99
A . 32 B . 16 33C . 8 D . 48. 如右图所示,有一质量为m 的小球P 与穿过光滑水平板中央小孔O 的轻绳相连,用力拉着绳子另一端使P 在水平板内绕O 做半径为a 、角速度为ω1的匀速圆周运动。求:
a 2
(1)此时P 的速率多大?ω2=2ω1
b
(2)若将绳子从这个状态迅速放松后又拉直,使P 绕O 做半径为b 的匀速圆周运动,
x
从放松到拉直这段过程经过了多长时间?t ==
v 1
(3)P 做半径为b 的圆周运动的角速度ω2?
1
9. 如图2-1所示,两木块的质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态. 现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧. 在这过程中下面木块移动的距离为
A.
m 1g
k 1
B.
m 2g
k 1
C.
m 1g
k 2
D.
m 2g
k 2
图2—1 图2—2
10. 如图3-7-3所示,木块A 与B 用轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三者静置于地面,
当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬时,A 、B 、C 的质量之比是1:2:3.设所有接触面都光滑,木块A 和B 的加速度分别是a A =与a B =
11. 如图3-7-4所示,质量为m 的小球用水平弹簧连接,并用倾角为300的光滑木板AB 托住,使小球恰好处于静止状态. 当AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为 ( ) A. 0
B.
,方向竖直向下
C.
,方向垂直于木板向下
D.
, 方向水平向右
图
3-7-3
图3-7-4
12. 如图3-7-7所示,在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B ,其质量分别为m A 、m B ,弹簧的劲度系数为k , C 为一固定挡板,系统处于静止状态, 现开始用一恒力F 沿斜面方向拉A 使之向上运动,求B 刚要离开C 时A 的加速度a 和从开始到此
时A 的位移d (重力加速度为g ).
13. 如图3-7-14所示,质量为m 1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m 2的物体B 相连,弹簧的劲度系数为k , 物体A 、B 都处于静止状态. 一不可伸长的轻绳一端绕过轻滑轮连接物体A ,另一端连接一轻挂钩.
开始时各
图
3-7-14
段绳都处于伸直状态,物体A 上方的一段绳沿竖直方向. 现给挂钩挂一质量为m 2的物体C 并从静止释放,已知它恰好能使物体B 离开地面但不继续上升. 若将物体C 换成另一质量为(m 1 m 2) 的物体D ,仍从上述初始位置由静止释放,则这次物体B 刚离地时物体D 的速度大小是多少? 已知重力加速度为g