高中物理受力分析精选习题

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.

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)

五、课后作业：

1、分析各物体的受力情况

（1）沿水平草地滚动的（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

A

F

（5）各接触面

A

（6）沿传送带匀速

上滑的物块A

A

F

（1）A 静止在竖直A

v

（2）A 沿竖直墙面下滑

A

（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

（11）小球静止时的结点

A

（10）小球静止时的结

A

（4）静止在竖直墙面轻上的物体A

F

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

（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

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

v

（2）刚踏上电梯的

瞬间的人

V

V

A v

（1）随电梯匀速

上升上升的人

A

v

A

A

v

A

∟

此时受到4个力，如图(b )所示，C 对.答案：AC

2.(2008·山东高考)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：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.(2009·海南高考)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.(2010·淄博模拟)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.5

2

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.(2010·黄冈月考)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.

33

mg B.

23

3mg C.

32

mg 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°＝

33

mg ，故选项A 正确. 答案：A

6.(2010·湖南师大附中模拟)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 ( )

A.F 1≠F 2

B.F 1＝F 2

C.F T1＞F T2

D.F T1＝F T2

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.(2010·湖南省三十二校联考)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

C.若木块匀加速下滑，则小球对木块的压力为零

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.(2010·山东省日照市调研)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.(2009·北京高考)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拉＝mg sinθ＋μmg cosθ＝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＋cosθ

mg，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.

12.所受重力G1＝8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2＝100 N 的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，如图12所示，试求：(1)木块与斜面间的摩擦力；(2)木块所受斜面的弹力.

解析：如图甲所示分析P点受力，由平衡条件可得：F A cos37°＝G1，F A sin37°＝F B ，可解得：F B＝6 N，再分析G2的受力情况如图乙所示.

由物体的平衡条件可得：

F f＝G2 sin37°＋F B′cos37°F N＋F B′ sin37°＝G2 cos37°，

F B′＝F B 可求得：F f＝64.8 N ，F N＝76.4 N.

答案：(1)64.8 N，方向沿斜面向上(2)76.4 N，垂直斜面向上

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