高三物理专题复习(力与物体的平衡)

专题复习：相互作用和物体的平衡一、常见理想模型中弹力比较：类别轻绳轻杆轻弹簧特征轻、软、不可伸长，即绳中各处的张力大小相等轻，不可伸长，亦不可压缩轻，既可被拉伸，也可被压缩，弹簧中各处弹力均相等产生力的方向及特点只能产生拉力，不能产生压力，拉力的方向沿绳子收缩的方向既能产生压力，又能产生拉力，弹力方向不一定沿杆的方向既能产生压力，又能产生拉力，力的方向沿弹簧轴线大小计算运用平衡方程或牛顿第二定律求解运用平衡方程或牛顿第二定律求解除运用平衡方程或牛顿第二定律外，还可应用胡克定律F＝kx求解变化情况弹力可以发生突变弹力只能渐变【典型例题】例1、如图甲所示，小车沿水平面向右做加速直线运动，车上固定的硬杆和水平面的夹角为θ，杆的顶端固定着一个质量为m的小球.当车运动的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力(F1至F4变化)的受力图形(OO′沿杆方向)可能是图乙中的()例2、如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O安装在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，绳与滑轮间的摩擦不计，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向夹角θ＝45°，系统保持平衡.若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化的情况是（）A.只有角θ变小，弹力才变小B.只有角θ变大，弹力才变大C.不论角θ变大或变小，弹力都变大D.不论角θ变大或变小，弹力都不变例3、如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在左墙上，②中的弹簧左端受大小也为F的拉力作用，③中的弹簧左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动，若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有（）A．l2＞l1B．l4＞l3β θ α B C A O C ．l 1＞l 3 D ．l 2＝l 4【复习巩固题】1、（江西师大附中、鹰潭一中2012届高三下学期4月联考）如图所示，将一个质量为m 的球固定在弹性杆AB 的上端，今用测力计沿水平方向缓慢拉球，使杆发生弯曲，在测力角逐渐增大2、（广东省广州市2012届高三3月综合测试理科综合）如图所示，在竖直方向上，两根完全相同的轻质弹簧a 、b ，一端与质量为m 的物体相连接，另一端分别固定。

当物体平衡时，如果（ ）A.a 被拉长，则b 一定被拉长B.a 被压缩，则b —定被压缩C.b 被拉长，则a 定被拉长D.b 被压缩，则a —定被拉长3、（甘肃省兰州一中2013届高三上学期9月月考物理试题）如图所示，质量为m 的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端系在小球上，另一端拴在墙上P 点，开始时弹簧与竖直方向的夹角为θ，现将P 点沿着墙向下移动，则弹簧的最短伸长量为( )A.kmg 2 B.mg k C.3mg 3k D.3mg k 4、（江苏省徐州市2013届高三模底考试物理试题）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 ．滑块可能受到三个力作用B ．弹簧一定处于压缩状态C ．斜面对滑块的支持力大小可能为零D ．斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg 21 5、（上海市徐汇区2012届高三第一次联考）如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O 点，跨过滑轮的细绳连接物块A 、B ，A 、B 都处于静止状态，现将物块B 移至C 点后，A 、B 仍保持静止，下列说法中正确的是（ ） A ．B 与水平面间的摩擦力增大B ．拉B 的绳子的拉力增大C ．悬于墙上的绳所受拉力不变D ．A 、B 静止时，图中α、β、θ三角始终相等二、两种摩擦力的比较摩擦力定义产生条件大小、方向静摩擦力两个有相对运动趋势的物体间的摩擦力①接触面粗糙②接触处有弹力③两物体间有相对运动趋势大小：0<F摩≤F摩m方向：与受力物体相对运动趋势的方向相反滑动摩擦力两相对运动的物体间的摩擦力①接触面粗糙②接触处有弹力③两物体间有相对运动大小：F＝μF N方向：与受力物体相对运动的方向相反【典型例题】例1、在探究摩擦力的实验中，用传感器(其余电路部分未画)水平拉一放在水平桌面上的小木块，如图2－1－15所示，小木块的运动状态与计算机的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)，则通过分析下表可知以下判断中正确的是实验次数小木块的运动状态计算机读数(N)1 静止 2.22 静止 3.43 直线加速 3.84 直线匀速 3.25 直线减速 1.96 静止 1.2A.B．木块受到的最大静摩擦力可能为3.4 NC．在这六次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D．在这六次实验中，木块受到的摩擦力大小各不相同例2、如图所示，物体A、B在力F作用下一起以相同速度沿F方向做匀速运动，关于物体A所受的摩擦力，下列说法正确的是()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，方向与F相同例3、如图甲所示，一物块在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态，当F按图乙所示规律变化时，关于物块与斜面间摩擦力的大小变化的说法中正确的是A．一定增大B．可能一直减小C．可能先减小后增大D．可能一直增大【复习巩固题】1、（四川省绵阳中学2012届高三月考理综卷）如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。

开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力ƒa≠0，b所受摩擦力ƒb=0。

现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）2、（浙江省温州市十校联合体2013届高三上学期期初考试物理试题）如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到水平向右的拉力F的作用下向右滑行，长木板处于静止状态。

已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。

下列说法正确的是（）A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2（m+M）gC．当F＞μ2（m+M）g时，木板与木块之间发生相对运动D．无论怎样改变F的大小，木板都不可能运动3、（云南省玉溪一中2013届高三第一次月考物理试题）如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块ABC，AB边靠在竖直墙面上，∠ABC=α，物块与墙面间的动摩擦因数为μ。

F是垂直于斜面BC的推力，物块沿墙面匀速下滑，则摩擦力的大小为（）A．mg+F cosαB．mg+F sinαC．μmg D．μF cosα4、（浙江省温州市十校联合体2013届高三上学期期初考试物理试题）如图所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上。

先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态。

缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，物块P所受静摩擦力的大小变化情况是A．先减小后增大B．先增大后减小C．一直增大D．保持不变5、（山西省汾阳中学2013届高三上学期第一次月考考试物理试题）如图所示，A、B、C三个物块重均为100N，小球P重40N，作用在物块B的水平力F=20N，整个系统静止，则（）A．A和B之间的摩擦力是20N B．B和C之间的摩擦力是20NC．物块C受6个力作用D．C与桌面间摩擦力为20N三、受力分析1、受力分析的第一步是研究对象的选择方法：整体法与隔离法【典型例题】例1、（全国高考题）跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质量为70kg ，吊板的质量为10kg ，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。

取重力加速度g =10m/s 2，当人以440N 的力拉绳时，人与吊板的加速度a 和人对吊板的压力F 分别为：（ ）A ．a =1.0m/s 2 , F =260NB ．a =1.0m/s 2 , F =330NC ．a =3.0m/s 2 , F =110ND ．a =3.0m/s 2 , F =50N例2、如图所示，质量为M 的小车放在光滑的水平面上。

小车上用细线悬吊一质量为m 的小球，M>m 。

现用一力F 水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a 向右运动时，细线与竖直方向成ａ角，细线的拉力为T ；若用另一力F’水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a’向左运动时，细线与竖直方向也成ａ角，细线的拉力为T’。

则（ ）A. F’>F,T’=TB. F’>F,T’>TC. a’=ａ,T’=TD. a’>ａ,T’=T例3、如图所示滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m 1＝m 2十m 3，这时弹簧秤的读数为T ，若把物体m 2从右边移到左边的物体m 1上，弹簧秤的读数T 将（ ）A.增大；B.B.减小；C.C.不变；D.D.无法判断2、受力分析的注意事项受力分析时要注意以下五个问题：(1)研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去.受力图完成后再进行力的合成和分解，以免造成混乱.(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上.(3)防止“添力”：找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在.(4)防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效办法.(5)受力分析还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向.【典型例题】例1、（云南省建水一中2012届高三10月月考理综卷）用一轻绳将小球P 系于光滑墙壁上的O 点，在墙壁和球P 之间夹有一矩形物块Q ，如图所示。

P 、Q 均处于静止状态，则下列相m 1 m 3m 2Q PO关说法正确的是（ ）A ．P 物体受4个力B ．若绳子变短，Q 受到的静摩擦力将增大C ．Q 受到3个力D ．若绳子变长，绳子的拉力将变小例2、(上海理工大学附属中学2013届高三第一次摸底考试物理试题）如图所示，水平地面上的物体A 在斜向上的拉力F 的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是 （ ）A ．物体A 可能只受到二个力的作用B ．物体A 一定只受到三个力的作用C ．物体A 一定受到了四个力的作用D ．物体A 可能受到了四个力的作用 例3、（云南省玉溪一中2013届高三第一次月考物理试题）如图所示，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BA ．只受重力一个力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例4、（2012年2月济南检测）如图所示，物体A 在竖直向上的拉力F 的作用下能静止在斜面上，关于A 受力的个数，下列说法中正确的是（ ）A ．A 一定受两个力作用B ．A 一定受四个力作用C ．A 可能受三个力作用D ．A 受两个力或者四个力作用四、共点力作用下物体的平衡1、共点力作用下物体的平衡条件物体所受合外力为零，即ΣF ＝0.若采用正交分解法求解平衡问题，则平衡条件应为ΣF x ＝0 ，ΣF y ＝0 .2、共点力平衡条件的推论1.若物体所受的力在同一直线上，则在一个方向上各力的大小之和，与另一个方向各力大小之和相等.2.若物体受三个力作用而平衡时：(1)物体受三个共点力作用而平衡，任意两个力的合力跟第三个力等大反向(合成法).(2)物体受三个共点力作用而平衡，将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的两个分力必定跟另外两个力等大反向(分解法).(3)物体受三个共点力作用而平衡，若三个力不平行，则三个力必共点，此即三力汇交原理.(4)物体受三个共点力作用而平衡，三个力的矢量图必组成一个封闭的矢量三角形.3、共点力平衡问题的几种解法1.力的合成、分解法：对于三力平衡，一般根据“任意两个力的合力与第三个力等大反向”的关系，借助三角函数、相似三角形等手段求解；或将某一个力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力必与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，利用先分解再合成的正交分解法.2.相似三角形法：相似三角形法，通常寻找的是一个矢量三角形与一个结构(几何)三角形相似，这一方法仅能处理三力平衡问题.3.正弦定理法：三力平衡时，三个力可以构成一封闭三角形，若由题设条件寻找到角度A FθF 关系，则可用正弦定理列式求解.4.正交分解法：将各力分别分解到x 轴上和y 轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件⎩⎨⎧=∑=∑00yx F F ，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡，值得注意的是，对x 、y 轴选择时，尽可能使落在x 、y 轴上的力多.被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力.【复习巩固题】1、（2012北京西城期末）如图所示，在水平地面上放着斜面体B ，物体A 置于斜面体B 上。