搜索
专题复习三受力分析物体的平衡受力分析时的注意事项1．养成按“一重力，二弹力，三摩擦，四其他”的顺序分析物体受力的习惯．2．明确研究对象(可以是一个点、一个物体或一个系统等)．3．分析弹力、摩擦力这些接触力时，按一定的绕向围绕研究对象一周，对接触面逐一分析，在弹力和摩擦力不确定时，可结合产生条件和受力分析的结果与题中物体状态是否相符来判断．4．区分研究对象所受的力与研究对象对其他物体的作用力．受力分析【典例1】如图3－1所示，A、B两物体均处于静止状态，关于B物体的受力情况，下列叙述正确的是()．图3－1A．受到三个力，也可能受到四个力B．一定受到四个力的作用C．必受到地面的静摩擦力作用D．必受到地面的支持力作用解析B受到重力、绳的拉力、水平向右的摩擦力和地面支持力四个力的作用．由于B受到向右的摩擦力则必受到支持力的作用．答案BCD借题发挥受力分析的基本思路1．如图3－2所示，用力F去拉叠放在一起的两物体A、B，但没有拉动，两物体仍然保持静止状态，则()．图3－2A．B受三个力B．B受两个力C．A受五个力D．A受六个力解析先隔离B为研究对象，如图甲所示(A、B间无摩擦力)，B受重力、支持力，B项对，A项错；再隔离A为研究对象，如图乙所示，A受重力GA，B对A的压力FN1、地面以持力FN2、水平拉力F，地面对A的摩擦力Ff五个力作用，C对，D错．答案BC2．用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体，静止时弹簧伸长量为L.现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L.斜面倾角为30°，如图3－3所示．则物体所受摩擦力()．图3－3A．等于零B．大小为12mg，方向沿斜面向下C．大小为32mg，方向沿斜面向上D．大小为mg，方向沿斜面向上解析设弹簧的劲度系数为k，竖直悬挂时kL＝mg，①将物体放在斜面上时，设摩擦力为Ff，根据物体的平衡条件：kL＋Ff＝2mgsin30°＝mg.②由①②两式得：Ff＝0，选项A正确．答案A共点力作用下物体平衡的一般解题思路静态平衡问题【典例2】如图3－4所示，在倾角为α的斜面上，放一质量为m的小球，小球被竖直的木板挡住，不计摩擦，则球对挡板的压力是()．图3－4A．mgcosαB．mgtanαC.mgcosαD．mg解析法一(正交分解法)：对小球受力分析如图甲所示，小球静止，处于平衡状态，沿水平和竖直方向建立坐标系，将FN2正交分解，列平衡方程为FN1＝FN2sinα，mg＝FN2cosα，可得：球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtanα，所以B正确．法二(力的合成法)：如上图乙所示，小球处于平衡状态，合力为零．FN1与FN2的合力一定与mg平衡，即等大反向．解三角形可得：FN1＝mgtanα，所以，球对挡板的压力FN1′＝FN1＝mgtanα.所以B正确．法三(三角形法则)：如右图所示，小球处于平衡状态，合力为零，所受三个力经平移首尾顺次相接，一定能构成封闭三角形．由三角形解得：FN1＝mgtanα，故挡板受压力FN1′＝FN1＝mgtanα.所以B正确．答案B如图3－5所示，三段不可伸长的细绳，OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，其中OB是水平的，A端、B端固定在水平天花板上和竖直墙上．若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳是()．图3－5A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OC解析OC下悬挂重物，它对O点的拉力等于重物的重力G.OC绳的拉力产生两个效果，使OB在O点受到水平向左的力F1，使OA在O点受到斜向下沿绳子方向的力F2，F1、F2是G的两个分力．由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示，当逐渐增大所挂物体的质量，哪根绳子承受的拉力最大则最先断．从图中可知：表示F2的有向线段最长，F2分力最大，故OA绳子最先断．答案A“动态平衡”是指物体所受的力一部分是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，但变化过程中的每一个定态均可视为平衡状态，所以叫动态平衡，这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．动态平衡问题【典例3】如图3－6所示，两根等长的绳子AB和BC吊一重物静止，两根绳子与水平方向夹角均为60°.现保持绳子AB与水平方向的夹角不变，将绳子BC逐渐缓慢地变化到沿水平图3－6方向，在这一过程中，绳子BC的拉力变化情况是()．A．增大B．先减小，后增大C．减小D．先增大，后减小解析法一图解法对力的处理(求合力)采用合成法，应用合力为零求解时采用图解法(画动态平行四边形法)．作出力的平行四边形，如图甲所示．由图可看出，FBC先减小后增大．法二解析法对力的处理(求合力)采用正交分解法，应用合力为零求解时采用解析法．如图乙所示，将FAB、FBC分别沿水平方向和竖直方向分解，由两方向合力为零分别列出：FABcos60°＝FBCsinθ，FABsin60°＋FBCcosθ＝FB，联立解得FBCsin(30°＋θ)＝FB2，显然，当θ＝60°时，FBC最小，故当θ变大时，FBC先变小后变大．答案B1．如图3－7所示，重为G的小球放在倾角为θ的光滑斜面上，被竖直放置的光滑木板挡住，若将挡板逆时针转动逐渐放低．试分析球对挡板的压力和对斜面的压力如何变化．图3－7解析球受到竖直向下的重力作用，该力总是欲使球向下运动，但由于斜面和挡板的限制，球才保持静止状态．因此，球的重力产生两个效果：使球垂直压紧斜面和使球垂直压紧挡板，所以重力可分解为垂直于斜面方向和垂直于挡板方向的两个分力．在挡板放低的过程中，重力G的大小和方向均不变，垂直斜面的分力G1的方向不变，作出以G为对角线，一条邻边为G1方向的一系列平行四边形，如图所示．由图可知，G1随挡板的降低始终在减小，G2先减小后增大，当G1与G2垂直时，即挡板垂直斜面放置时，G2有最小值为Gsinθ.答案对挡板的压力先减小后增大，对斜面的压力逐渐减小2．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施加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，A对B的作用力为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，截面图如图3－8所示，则在此过程中()．图3－8A．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保持不变解析如图甲所示，球B受到四个力作用，且保持静止，则有F2cosθ＝F＋mg，θ不变．若F缓慢增大，则F2也增大，而F2sinθ＝F1，则F1也增大．对于整体而言，受力分析图如图乙所示，地面对A的摩擦力Ff＝F1，地面对A的支持力FN＝F＋G总，Ff和FN均缓慢增大，所以F3＝FN也缓慢增大，C正确．答案C