高中物理受力分析精选习题答案

受力分析专题
二、典型例题
1.
分析满足下列条件的各个物体所受的力，并指出各个力的施力物体.
2.对下列各种情况下的物体A 进行受力分析
1. 对下列各种情况下的物体A 、B 进行受力分析，在下列情况下接触面均不光滑.
（1）沿水平草地滚动的足球 （2）在力F 作用下静止水平面上的物体球 F V （3）在光滑水平面上向右运动的物体球 （4）在力F 作用下行使在路面
上小车
F
V （6）沿粗糙的天花板向右
运动的物体 F>G F
A V （2）沿斜面上滑的物体A （接触面光滑） A V
（1）沿斜面下滚的小球， 接触面不光滑. A V （3）静止在斜面上的物体 A （4）在力F 作用下静止在斜面上的物体A. A F
（5）各接触面均光滑 A （6）
沿传送带匀速上滑的物块A
A
A
F A v A
（11）小球静止时的结点A A
F A
2.对下列各种情况下的A 、B 进行受力分析（各接触面均不光滑）
5、分析下列物体所受的力(竖直面光滑，水平面粗糙)
（5）静止在竖直墙面轻上
的物体A
F
A
（1）A 、
B 同时同速向右行使向 B
A F
F B
A
（2）A 、B 同时同速向右行使向 （10）小球静止时的结点A
A
（7）光滑小球
（3）A 、B 静止 F A B
A
（8）静止
α B
A
（4）均静止
B A (5)均静止 （6）均静止 （7）均静止
(8)静止 A B （9）静止 A B C B
A
五、课后作业：
1、分析各物体的受力情况
（1）随传送带一起匀速运动的物体 （2）随传送带一起由静止向右起动物体
（3）向上运输的物体 （4）向下运输的物体 （5）空中飞行的足球
(6) A 静止且各接触面光滑
(7) 放在斜面上相对斜面静止和向上运动、向下运动的物块
(8)静止的球 （9）人用水平力拉绳，使他与木块一起向右做匀速运动 分析
人和木块的受力
V
A
v
A
A
v
A
∟
2、如图所示，分析电梯上的人受力。

受
力分析 共点力的平衡
1.如图1所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P 连接，P 的斜面与固定挡
板MN 接触且处于静止状态，则斜面体P 此刻所受的外力个数有可能为 ( )
A.2个
B.3个
C.4个
D.5个
解析：若斜面体P 受到的弹簧弹力F 等于其重力mg ，则MN 对P 没有力的作用，如图(a )所示，P 受到2个力，A 对；若弹簧弹力大于P 的重力，则MN 对P 有压力F N ，只有压力F N 则P 不能平衡，一定存在向右的力，只能是MN 对P 的摩擦力F f ，因此P 此时受到4个力，如图(b )所示，C 对.答案：AC
2.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2所示.则物体所受摩擦力 ( ) A.等于零
B.大小为1
2mg ，方向沿斜面向下 C.大小为3
mg ，方向沿斜面向上 v
（2）刚踏上电梯的
瞬间的人
V A
v
（
1）
随电梯匀速 上升上升的人
解析：由题意可知，kL ＝mg ，物体在斜面上静止时，设受到向上的静摩擦力F f ，由平衡条件得kL ＋F f ＝2mg sin θ，可得出F f ＝0，故选A. 答案：A
3.两刚性球a 和b 的质量分别为m a 和m b ，直径分别为d a 和d b (d a ＞d b ).将a 、b 球依次放入一竖直放置、内径为d(d a ＜d ＜d a ＋d b )的平底圆筒内，如图3所示。

设a 、b 两球静止时对圆筒侧面的压力大小分别为F N 1和F N 2，筒底所受的压力大小为F.已知重力加速度大小为g 。

若所有接触都是光滑的，则 ( )
A.F ＝(m a ＋m b )g ，F N 1＝F N 2
B.F ＝(m a ＋m b )g ，F N1≠F N2
C.m a g ＜F ＜(m a ＋m b )g ，F N1＝F N2
D.m a g ＜F ＜(m a ＋m b )g ，F N1≠F N2
解析：对a 和b 整体受力分析如图所示，由平衡条件可知，F ＝(m a ＋m b )g ，F N 1＝F N 2，故A 正确。

4.如图4所示，物块A 放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力
的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因子为 ( ) A.12 B.32 C.22 D.52
解析：由题意可以推断出，当倾角α＝30°时，物体受到的摩擦力是静摩擦力，大小为F f1＝mg sin 30°，当α＝45°时，物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为F f2＝μF N ＝μmg cos 45°，由F f1＝F f2得μ＝22.C 项正确. 答案：C
5.如图5所示，质量为m 的两个球A 、B 固定在杆的两端，将其放入光滑的半圆形碗中，杆的长度
等于碗的半径，当杆与碗的竖直半径垂直时，两球刚好能平衡，则杆对小球的作用力为
( )
A.33mg
B.233mg
C.3
2mg D.2mg
解析：由已知条件知，A 、B 间的杆一定水平，对其中一个小球受力分析，由共点力的平衡知识可得，杆的作用力为F ＝mg tan 30°＝3
3mg ，故选项A 正确. 答案：A
6.如图6所示，A 、B 两木块放在水平面上，它们之间用细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角一样，两木块与水平面间的动摩擦因子相同.先后用水平力F 1和F 2拉着A 、B 一起匀速运动，则( )
解析：取A、B为整体分析可知，F1＝F2＝μ (m A＋m B)g.隔离A物体，应用平衡条件可得F T1sinθ＝μ(m A g－F T1cosθ)，F T2sinθ＝μ (m A g＋F T2cosθ).比较可得F T2＞F T1.故只有B正确. 答案：B
7如图7所示，质量为m的物体用细绳栓住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时(v1＜v2)，绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是()
A.F1＜F2
B.F1＝F2
C.t1＞t2
D.t1＜t2
解析：剪断绳之前，两种情况下物块所受的都是滑动摩擦力，
而滑动摩擦力与相对运动的速度大小无关，则两种情况下物
体受力相同，A错误B正确.剪断绳之后，物体有可能在滑动摩擦力作用下一直做匀加速运动，此情况下运动时间应相同，C、D皆错误.答案：B
8.如图8所示，固定在水平面上的斜面倾角为θ，长方体木块A的质量为M，其PQ面上钉着一枚小钉子，质量为m的小
球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因子为μ，以下说法正确的是()
A.若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为零
B.若木块匀速下滑，则小球对木块的压力为mg sinθ
D.若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为μmg cosθ
解：当木块匀速下滑时，对小球受力分析可求得小球对木块的压力为mg sinθ，B正确；当木块匀加速下滑时，将小球和木块看做一个整体，根据牛顿第二定律可得a＝g sinθ－μg cosθ，选小球为研究对象，可求得小球对木块的压力为μmg cosθ，D正确.答案：BD
9.如图9所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态.则()
A. B受到C的摩擦力一定不为零
B. C受到水平面的摩擦力一定为零
C. 不论B、C间摩擦力大小、方向如何，
水平面对C的摩擦力方向一定向左
D. 水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
解析：隔离B可知当m A g＝m B g sinθ时，B与C之间无摩擦，A错误；将B、C作为一个整体时，由A对B的拉力在水平与竖直两方向上的分力知C正确B错误，而水平面对C的支持力应比B、C的总重力小，D错误. 答案：C
10.如图10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子为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＞tanθ，滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，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2mg sinθ
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mg sinθ
解析：由μ＝tanθ条件可知μmg cosθ＝mg sinθ，即滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，在沿斜面向上的拉力作用下滑块匀速上滑，滑块沿斜面方向合力为零，即拉力F
＝mg sinθ＋μmg cosθ＝
拉
2mg sinθ.C项正确. 答案：C
11.如图11所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因子为μ，且μ＜tanθ，若物体恰好不下滑，则推力F为多少？若物体恰好不上滑，则推力F为多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
解析：因为μ＜tanθ，F＝0时，物体不能静止在斜面上.当物体恰好不下滑时，受力如图甲所示，有
mg sinθ＝F cosθ＋F f，F f＝μF N，F N＝mg cosθ＋F sinθ，解得F＝sinθ－μcosθ
μsinθ＋cosθmg
，当物体恰好不上滑时，
受力如图乙所示，有
mg sinθ＋F f＝F cosθ，F f＝μF N，F N＝mg cosθ＋F sinθ，解得F＝μcosθ＋sinθcosθ－μsinθ
mg.。