1、 1 枝江一中 2020届物理三基扫描 力 与 物 体 平 衡 一、基础知识 1基本作用力 重力： 由于地球的吸引而使物体复制的力 大小：在高中阶段，近似认为2Gmmmg R 地， 方向竖直向下（指向地心） 。 弹力： 产生条件：接触，有弹性形变 方向： a.垂直接触面 b.绳上弹力沿绳收缩方向 c.杆上弹力可沿杆方向，也可不沿杆方向 大小：对于弹簧，由胡克定律 F=kx 计算。 摩擦力 产生条件：接触且有弹性形变，有相对运动或相对运动趋势，接触面粗糙。 方向：相切于接触面 且与相对运动 或 相对运动趋势方向相反。 大小：滑动摩擦力：一是可以据其效果计算，二是可据摩擦定律 Ff=NFN计算 静
2、摩擦力：只能据其效果计算 2.受力分析 （ 1）分析步骤：按重力（只有一个）、弹力 (是接触力，可以有多个 )、摩擦力 (是接触力，可以有多个 )顺序分析 （ 2） 方法： 据力产生的条件分析 从物体所处状态据反证法分析 据牛顿第三定律分析 整体法、隔离法 分析 3 物体平衡 （ 1） 平衡态：物体加速度为零时，我们称物体处于平衡状态。 即：静止 ;匀速直线运动 ;缓慢 曲线 运动。 （ 2）共点力作用下物体的 平衡条件 ： 物体所受外力的合力为零，即： F 合 =0 二、基本问题 1 受力分析 例 1 (多选 ).如图所示 ， 在恒力 F 作用下 ， a、 b 两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向
3、上运动 ， 则关于它们受力情况的说法正确的是 (AD ) A a 一定受到 4 个力 B b 可能受到 4 个力 C a 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D a 与 b 之间一定有摩擦力 2动态平衡 例 2 如图所示，上表面光滑的半圆柱体放在水平面上，小物块从靠近半圆柱体顶点 O 的A 点，在外力 F 作用下沿圆弧缓慢下滑到 B 点，此过程中 F始终沿圆弧的切线方向且半圆柱体保持静止状态 下列说法中正确的是 （ C ） A半圆柱体对小物块的支持力变大 2 B外力 F 先变小后变大 C地面对半圆柱体的摩擦力先变大后变小 D地面对 半圆柱体的支持力变大 3死结 、 活结问题 例 3： (多选 ).如
4、图所示 ， A、 B 都是重物 ， A 被绕过小滑轮 P 的细线悬挂 ， B 放在粗糙的水平桌面上 ； 小滑轮 P 被一根斜短线系于天花板 上的 O 点 ； O 是三根线的结点 ， bO 水平拉着 B， cO 沿竖直方向拉着弹簧 ； 弹簧 、细线 、 小滑轮的重力和细线与小滑轮间的摩擦力均可忽略 ， 整个装置处于静止状态 .若悬挂小滑轮的斜线 OP 的张力是 20 3 N， 重力加速度 g 10 m/s2， 则下列说法中正确的是 ( AB ) A.弹簧的弹力为 10 N B.A 的质量为 2 kg C.桌面对 B 的摩擦力为 10 N D.OP 与竖直方向的夹角为 60 例 4. (多选 )如
5、图所示 ， 在固定好的水平和竖直的框架上 ， A、 B 两点连接着一根绕过光滑的轻小滑轮的不可伸长的细绳 ， 重物 悬挂于滑轮下 ， 处于静止状态 .若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点 ， 则下列判断正确的是 (BD) A.只将绳的左端移向 A 点 ， 拉力变小 B.只将绳的左端移向 A 点 ， 拉力不变 C.只将绳的右端移向 B 点 ， 拉力变小 D.只将绳的右端移向 B 点 ， 拉力变大 4、临界和极值问题 例 5.如图所示 ， 一球 A 夹在竖直墙与三角劈 B 的斜面之间 ， 三角劈的重力为 G， 劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为 ， 劈的斜面与竖直墙面是光滑的 ， 设劈的最大静摩擦力
6、等于滑动摩擦力 .问 ： 欲使三角劈静止不动 ， 球的重力不能超过多少 ？ 答案 1 G 5自锁问题 例 6.拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具 (如图 ).设拖把头的质量为 m， 拖杆质量可忽略 ；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数 ， 重力加速度为 g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时 ， 沿拖杆方向推拖把 ， 拖杆与竖直方向的夹角为 . (1)若拖把头在地板上匀速移动 ， 求推拖把的力的大小 . (2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为 .已知存在一临界角 0， 若 0， 则不管沿拖杆方向的推力有多大 ， 都不可能使拖把从静止开始运动 .求这
7、一临界角的正 切 tan 0. 答案 (1) sin cos mg (2)tan 0 3 6、实验：验证平行四边形定则 例 7.某同学尝试用橡皮筋等器材验证力的平行四边形定则 ， 他找到两条相同的橡皮筋 (遵循胡克定律 )和若干小重物 ， 以及刻度尺 、 三角板 、 铅笔 、 细绳 、 白纸 、 钉子 ， 设计了如下实验 ： 将两条橡皮筋的一端与细绳连接 ， 结点为 O， 细绳下挂一重物 ， 两橡皮筋的另一端也都连有细绳 .实验时 ， 先将一条橡皮筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子 A 上 ， 另一条橡皮筋任其下垂 ， 如图 12 甲所示 ； 再将另一条橡皮 筋的另一端的细绳固定在墙上的钉子 B
8、 上 ， 如图乙所示 . (1)为完成实验 ， 下述操作中必需的是 _ bce _. a.两橡皮筋的另一端连接的细绳 a、 b 长度要相同 b.要测量橡皮筋的原长 c.要测量图甲和图乙中橡皮筋的长度 d.要记录图甲中结点 O 的位置及过结点 O 的竖直方向 e.要记录图乙中结点 O 的位置及过结点 O 的竖直方向 (2)对该实验 “ 两条相同的橡皮筋 ” 的要求的理解正确的是 _ c _. a.橡皮筋的材料和原长相同即可 b.橡皮筋的材料和粗细相同即可 c.橡皮筋的材料 、 原长和粗细均要相同 三、基本方法 1合成法 例 8： 在如图所示的 A、 B、 C、 D 四幅图中，滑轮本身的重力忽略不
9、计，滑轮的轴 O 安装在一根轻木杆 P 上，一根轻绳 ab 绕过滑轮， a 端固定在墙上， b 端下面挂一个质量都是 m 的重物，当滑轮和重物都静止不动时，图 A、 C、 D 中杆 P 与竖直方向的夹角均为 ，图 B 中杆 P在竖直方向上，假设 A、 B、 C、 D 四幅图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为 FA、 FB、 FC、 FD，则以下判断中正确的是 ( B ) A FA FB FC FD B FD FA FB FC C FA FC FD FB D FC FA FB FD 2正交分解法 例 9： 如图所示，物体 A 的质量 m=3 kg，用两根轻绳 B， C 连接于竖直墙上，要使两绳都能绷
10、直，即物体 A 在如图所示位置保持平衡，现施加一个力 F 作用于物体，力 F 的方向如图所示，若夹角 060 ，求力 F 的大小应满足的条件（取 g=10 m/s） 。 答案： NFN 320310 3相似三角形法 例 10： 如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心 O 的正上方固定一个小定滑轮，细绳 一端拴一小球，小球置于半球面上的 A 点，另一端绕过定滑轮，如图所示 .今缓慢拉绳使小球从 A 点滑向半球顶点（未到顶点），则此过程中，小球对半球的压力大小 N 及细绳的拉力 T 大小的变化情况是 （ C ） A.N 变大， T 变大 B. N 变小， T 变大 4 C.N 不变， T 变小
11、D.N 变大， T 变小 4图解法 例 11、 如图所示 ， 三根细线共系于 O 点 ， 其中 OA 在竖直方向上 ， OB 水平并跨过定滑轮悬挂一个重物 ， OC 的 C 点固定在地面上 ， 整个装置处于静止状态 若 OC 加长并使 C 点左移 ， 同时保持 O 点位置不变 ， 装置仍然保 持静止状态 ， 则细线 OA 上的拉力 FA 和 OC 上的拉力 FC与原先相比是 ( A ) A FA、 FC都减小 B. FA、 FC都增大 C FA 增大 ， FC减小 D FA 减小 ， FC增 5整体法、隔离法 例 12： 如图所示 ， 倾角为 的斜面体 c 置于水平地面上 ， 小物块 b 置于
12、斜面上 ， 通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏 a 连接 ， 连接 b 的一段细绳与斜面平行 .在 a 中的沙子缓慢流出的过程中 ， a、 b、 c 都处于静止状态 ， 则 ( BD ) A.b 对 c 的摩擦力一定减小 B.b 对 c 的摩擦力方向可能平行斜面向上 C.地面对 c 的摩擦力方向一定向右 D.地面对 c 的摩擦力一定减小 典 型 练 习 1.(多选 )下列关于摩擦力的说法中 ， 正确的是 ( CD ) A.作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速 ， 不可能使物体加速 B.作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速 ， 不可能使物体减速 C.作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速 ， 也
13、可能使物体加速 D.作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速 ， 也可能使物体减速 2.(多选 )如图所示 ， 木板 C 放在水平地面上 ， 木板 B 放在 C 的上面 ， 木板 A 放在 B 的上面 ，A 的右端通过轻质弹簧测力计固定在竖直的墙壁 上 ， A、 B、 C 质量相等 ， 且各接触面动摩擦因数相同 ， 用大小为 F 的水平力向左拉动 C， 使它以速度 v 匀速运动 ， 三者稳定后弹簧测力计的示数为 Ff.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 ， 则下列说法正确的是 (ACD ) A.B 对 A 的摩擦力大小为 Ff， 方向向左 B.A 和 B 保持静止 ， C 匀速运动 C.A 保持静止
14、， B 和 C 一起匀速运动 D.C 受到地面的摩擦力大小为 F Ff 3.如图所示为通过轻杆相连的 A、 B 两小球 ， 用两根细线将其悬挂在水平天花板上的 O 点 .已知两球重力均为 G， 轻杆与细线 OA 长均为 L.现用力 F 作用于小球 B 上 (图上 F 未标出 )， 使系统保持静止状态且 A、B 两球在同一水平线上 .则力 F 最小值为 ( A ) A. 22 G B. 2G C.G D.2G 4.如图所示 ， 小车内有一固定光滑斜面 ， 一个小球通过细绳与车顶相连 ， 细绳始终保持竖直 ，关于小球的受力情况 ， 下列说法中正确的是 ( B ) A.若小车静止 ， 绳对小球的拉力可能为零 B.若小车静止 ， 斜面对小球的支持力一定为零 C.若小车向右运动 ， 小球一定受两个力的作用 D.若小车向右运动 ， 小球一定受三个力的作用
