1、专练 3 受力分析 物体的平衡 一、单项选择题 1如图 1 所示，质量为 2 kg 的物体 B 和质量为 1 kg 的物体 C 用轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上再将一个质量为 3 kg 的物体 A 轻放在 B 上的一瞬间，弹簧的弹力大小为(取 g10 m/s 2)( )图 1A30 N B0C20 N D12 N答案 C2(2014上海单科， 9)如图 2，光滑的四分之一圆弧轨道 AB 固定在竖直平面内，A 端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力 F 作用下，缓慢地由 A 向 B运动，F 始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为 FN，在运动过程中( )图 2AF 增大，F N 减小 BF
2、减小，F N 减小CF 增大，F N 增大 DF 减小， FN 增大解析 对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件，有：F Nmgcos 和 Fmgsin ，其中 为支持力 FN 与竖直方向的 夹角；当物体向上移动时，变大，故 FN变小，F 变大；故 A 正确，BCD 错误答案 A3(2014贵州六校联考，15)如图 3 所示，放在粗糙水平面上的物体 A 上叠放着物体 B.A 和 B 之间有一根处于压缩状态的弹簧，物体 A、B 均处于静止状态下列说法中正确的是( )图 3AB 受到向左的摩擦力 BB 对 A 的摩擦力向右C地面对 A 的摩擦力向右 D地面对 A 没有摩擦力解析 弹
3、簧被压缩，则弹簧给物体 B 的弹力水平向左，因此物体 B 平衡时必受到 A 对 B 水平向右的摩擦力，则 B 对 A 的摩擦力水平向左，故 A、B 均错误；取 A、B 为一整体，因其水平方向不受外力，则地面 对 A 没有摩擦力作用，故 D 正确， C 错误答案 D4(2014内蒙古包头测评)如图 4 所示，物体 A 置于水平地面上，力 F 竖直向下作用于物体 B 上，A 、B 保持静止，则物体 A 的受力个数为( )图 4A3 B4C5 D6解析 利用隔离法对 A 受力分析，如 图所示A 受到重力 GA，地面 给 A 的支持力 N 地 ，B 给 A 的压力 NBA ，B 给 A 的摩擦力 fB
4、A ，则 A、C、D 错误， B 正确答案 B5(2014广州综合测试 )如图 5 所示，两梯形木块 A、B 叠放在水平地面上，A、B 之间的接触面倾斜A 的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正确的是( )图 5AA、 B 之间一定存在摩擦力作用B木块 A 可能受三个力作用C木块 A 一定受四个力作用D木块 B 受到地面的摩擦力作用方向向右解析 A、 B 之间可能不存在摩擦力作用，木 块 A 可能受三个力作用，选项A、C 错误，B 正确；木块 B 也可能不受地面的摩擦力作用，选项 D 错误答案 B6(2014佛山调研考试 )如图 6 所示是人们短途出行、购物的简便双轮小车，若
5、小车在匀速行驶的过程中支架与水平方向的夹角保持不变，不计货物与小车间的摩擦力，则货物对杆 A、B 的压力大小之比 FAF B为( )图 6A1 B. 1 C 21 D123 3解析 以货物为研究对象进行受力分析，如图所示，利用力的合成法可得 tan 30 ，根据牛 顿第三定律可知FBFAFBF B、F AF A，解得 FAFB 1，选项 B 正确3答案 B7(2014昆明市质量检测)如图 7 所示，两个质量均为 m 的小球用轻质细杆连接静止于内壁光滑的半球形碗内，杆及碗口平面均水平、碗的半径及两小球之间的距离均为 R，不计小球半径，则碗对每个小球的支持力大小为( )图 7A. mg B. mg
6、 C. mg D2mg33 233 3解析 以其中一小球为研究对象，受力情况如图所示根据题意可知 30 ，根据平衡条件可知：F N1 mg，选项 B 正确mgcos 233答案 B8在机械设计中常用到下面的力学原理，如图 8 所示，只要使连杆 AB 与滑块m 所在平面间的夹角 大于某个值，那么，无论连杆 AB 对滑块施加多大的作用力，都不可能使之滑动，且连杆 AB 对滑块施加的作用力越大，滑块就越稳定，工程力学上称为“自锁”现象设滑块与所在平面间的动摩擦因数为 ，为使滑块能“自锁”应满足的条件是( )图 8Atan Bcot Csin D cos 解析 滑块 m 的受力如图所示，建立直角坐 标
7、系，将力F 正交分解，由物体的平衡条件可知：竖直方向有FNmg F sin ，水平方向有 Fcos F fF N.由以上两式解得 Fcos mg Fsin .因为力 F 很大，所以上式可以写成 Fcos F sin 故应满足的条件为 cot ，B 对答案 B二、多项选择题9如图 9 所示，小车 M 在恒力 F 的作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断( )图 9A若地面光滑，则小车一定受三个力的作用B若地面粗糙，则小车一定受四个力的作用C若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用D若小车做加速运动，则小车可能受三个力的作用解析 先分析重力和已知力 F，再分析 弹力由于 F 的竖直分力可能等于
8、重力，因此地面可能对小车无弹力作用，无 弹力也就无摩擦力，A、B 错误；若小车匀速运动，那么水平方向所受摩擦力和 F 的水平分力平衡，这时小车一定受重力、恒力 F、地面的 弹力、摩擦力四个力的作用，C 正确；若小车做加速运动，当地面光滑时，小车可能受重力、恒力 F、地面的弹力三个力作用，D 正确答案 CD10一件行李重为 G，被绳 OA 和 OB 吊在空中， OA 绳和 OB 绳的拉力分别为F1、F 2，如图 10 所示，则( )图 10AF 1、 F2 的合力是 GBF 1、F 2 的合力是 FC行李对绳 OA 的拉力方向与 F1 方向相反，大小相等D行李受到重力 G、OA 绳拉力 F1、O
9、B 的拉力 F2，还有 F 共四个力解析 合力与分力具有等效替代的关系所谓等效是指力 F 的作用效果与其分力 F1、F2 共同作用产生的效果相同 F1 和 F2 的合力的作用效果是把行李提起来，而 G 的作用效果是使行李下落，另外 产生的原因(即性质)也不相同，故 A 错误；F 1 和 F2 的作用效果和 F 的作用效果相同，故 B 正确；行李对绳OA 的拉力与拉行李的力 F1 是相互作用力，等大、反向，不是一个力，故 C 正确；合力 F 是为研究问题方便而假想出来的力， 实际上不存在，应与实际受力区别开来，故 D 错误答案 BC11(2014湖北黄冈质检 )如图 11 所示，用一根不可伸长的
10、轻质细线将小球悬挂在天花板上，现对小球施加一个方向始终垂直细线的拉力 F 将小球缓慢拉起，在小球拉起的过程中，下列判断正确的是( )图 11A拉力 F 一直增大 B拉力 F 先增大后减小C细线的拉力一直减小 D细线的拉力先增大后减小解析 小球在拉起的过程中，设线与竖直方向的夹角为 ，由于 F 与细线垂直，将重力分解可得 Fmgsin ， 逐渐增大，F 逐渐增大，A 正确细线的拉力 FTmgcos ， 逐渐增大，cos 逐渐减小，C 正确答案 AC12倾角为 、质量为 M 的斜面体静止在水平桌面上，质量为 m 的木块静止在斜面体上下列结论正确的是( )图 12A木块受到的摩擦力大小是 mgcos
11、 B木块对斜面体的压力大小是 mgcos C桌面对斜面体的摩擦力大小是 mgsin cos D桌面对斜面体的支持力大小是(Mm)g解析 以木块为研究对象有：F fmgsin ，FNmg cos ，所以 A 错、B 对；以整体为研究对象有：F N(Mm)g，F f0，所以 C 错、D 对答案 BD13(2014四川成都六校检测)如图 13 所示，两个质量均为 m，带电荷量均为q 的小球 A、B，一个固定在 O 点的正下方 L 处，另一个用长为 L 的细线悬挂于 O 点，静止时，细线与竖直方向的夹角为 60，以下说法正确的是( )图 13AO 点处的电场强度的大小为3kqL2BA 在 B 处产生的
12、电场强度为kqL2C细线上的拉力为3kq2L2DB 球所受 A 球的库仑力和线的拉力的合力方向竖直向上解析 由点电荷的场强公式，A 在 O 处或 B 处产生的 电场强度大小均为E1k ，O 点处的电场为 A、B 分别在 O 处产生的 电场的叠加，即qL2E22E 1cos 30 k ，则 A、B 正确；对 B 球，由平衡条件得，B 球所受 A 球3qL2的库仑力和线的拉力的合力方向竖直向上，且细线上的拉力 FT ，则 Dkq2L2正确，C 错误答案 ABD14如图 14 所示，倾角为 的斜劈放置在粗糙水平面上，斜面粗糙，物体 a 放在斜面上一根轻质细线一端固定在物体 a 上，细线绕过两个光滑小
13、滑轮，滑轮 1 固定在斜劈上、滑轮 2 下吊一物体 b，细线另一端固定在 c 上，c 穿在水平横杆上，物体 a 和滑轮 1 间的细线平行于斜面，系统静止物体 a 受到斜劈的摩擦力大小为 Ff1，c 受到横杆的摩擦力大小为 Ff2，若将 c 向右移动少许，a 始终静止，系统仍静止，则( )图 14AF f1 由沿斜面向下改为沿斜面向上，F f2 始终沿横杆向右B细线对 a 和 c 的拉力都将变大CF f1 和 Ff2 都将变大D斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体 c 的摩擦力都将变大解析 将 c 向右移 动少许 ，a 位置不变， 则夹角 将变大，根据力的合成可知细线上的张力将变大，B 正确； 对
14、 c，细线与横杆的夹角减小，又细线对 c 的拉力增大，细线沿杆向左的分力增大，则 c 受到杆的摩擦力 Ff2 将增大， 对a、b、c、斜劈和两个小滑轮整体，可知斜劈受到地面的摩擦力和物体 c 受到横杆的摩擦力等大反向，则斜劈受到地面的摩擦力和横杆受到物体 c 的摩擦力都将变大，D 正确；对 a，不能确定重力沿斜面向下的分力和细线拉力的大小关系，则不能确定 a 受到斜面的摩擦力的大小和方向，A、C 均错答案 BD15如图 15 甲、乙所示，倾角为 的斜面上放置一滑块 M，在滑块 M 上放置一个质量为 m 的物块，M 和 m 相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是( )图 15A图甲中物块
15、 m 受到摩擦力B图乙中物块 m 受到摩擦力C图甲中物块 m 受到水平向左的摩擦力D图乙中物块 m 受到与斜面平行向上的摩擦力解析 对图甲：设 m 受到摩擦力， 则物块 m 受到重力、支持力、摩擦力，而重力、支持力平衡若物体受摩擦力作用，其方向与接触面相切，方向水平，则物体 m 受力将不平衡，与 题中条件矛盾故假设不成立，A、C 错误对图乙：设物块 m 不受摩擦力，由于 m 匀速下滑， m 必受力平衡，若 m 只受重力、支持力作用，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，则假设不成立由受力分析知：m 受到与斜面平行向上的摩擦力，B、D 正确答案 BD方法技巧 计算推理法本专题的题目为受力分析和共点力的平衡问题，结合平衡条件进行分析和推理，即“计算推理法”.根据题给条件，利用有关的物理规律、物理公式或物理原理通过逻辑推理或计算得出正确答案，然后再与备选答案对照做出选择.
