（浙江选考）2019年高考物理专题03共点力平衡下的受力分析试题（含解析）.docx

共点力平衡下的受力分析 运动的描述1重力(1)产生：由于地球的吸引而使物体受到的力(2)大小：Gmg.(3)g的特点在地球上同一地点g值是一个不变的常数g值随着纬度的增大而增大g值随着高度的增大而减小(4)方向：竖直向下(5)重心相关因素：物体的几何形状；物体的质量分布位置确定：质量分布均匀的规则物体，重心在其几何中心；对于形状不规则或者质量分布不均匀的薄板，重心可用悬挂法确定2弹力(1)形变：物体形状或体积的变化叫形变(2)弹力定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，会对与它接触的物体产生力的作用产生条件：物体相互接触；物体发生弹性形变(3)胡克定律(a)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。(b)表达式：Fkx。k是弹簧的劲度系数，单位为N/m；k的大小由弹簧自身性质决定。x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。 3.摩擦力（1）定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力（2）产生条件接触面粗糙；接触处有挤压作用；两物体间有相对运动或相对运动的趋势（3）方向：与受力物体相对运动或相对运动趋势的方向相反（4）大小滑动摩擦力：FFN；静摩擦力：0FfFmax. 1弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向常见的弹力方向:2弹力的分析与计算首先分析物体的运动情况，然后根据物体的运动状态，利用共点力平衡的条件或牛顿第二定律求弹力3.静摩擦力的有无及方向的判断方法注意:首先分清所求的是静摩擦力还是滑动摩擦力。(1)假设法(2)状态法根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的方向。(3)牛顿第三定律法利用牛顿第三定律(即作用力与反作用力的关系)来判断。此法关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“相互作用”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。1关于重力，下列说法中正确的是（ ）A 物体所受的重力就是地球对物体的吸引力B 凡在地球表面附近的物体，一定受到重力的作用C 重力的方向一定指向地球的球心D 用细绳将物体竖直向上提起，物体静止时绳子受到的竖直向下的拉力就是物体的重力 【答案】B2.下列仪器中不能直接测量出国际基本单位制中对应的三个力学基本物理量的是（ ）A B C D 【答案】B【解析】试题分析：力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，根据物理量来确定测量的仪器即可解：A、刻度尺能测量长度，而长度是力学基本物理量，故A正确B、弹簧秤测量力，力不是力学基本物理量，故B错误C、天平测量质量，质量是力学基本物理量，故C正确D、秒表测量时间，时间是力学基本物理量，故D正确本题选不能直接测量力学基本物理量的，故选：B【点评】本题要关键知道力学三个基本物理量是哪些，就可以确定需要的工具是什么，比较简单3如图所示，小娜同学右手抓起一篮球，手臂与竖直方向呈30角，当篮球与手臂都静止时，手对篮球的作用力（ ）A方向竖直向上 B方向沿手臂向上C大于篮球的重力 D大于篮球对手的作用力【答案】A考点：受力分析、牛顿第三定律。【名师点睛】根据篮球的受力情况分析篮球的重力和手对篮球的作用力关系，利用牛顿第三定律判断篮球对手的作用力与手对篮球的作用力的关系。 上，关于足球受力分析说法正 确的是A 足球受到重力、弹力、摩擦力B 图中足球没有发生形变C 足球受到的弹力是足球形变产生的D 足球所受的合外力为零【答案】A【点睛】牛顿第二定律的基本应用是研究力与运动的关系，不等于零的合外力产生加速度，加速度改变物体的速度，即改变其运动状态。6如图1是一款可调握力器，可简化为图2通过调节右侧旋钮可令弹簧下悬点在A到B间移动，从而使弹簧初始弹力在0到25N之间变化，已知弹簧下端处于A点，弹簧与水平杆成53，当其调节到B点时，弹簧与水平杆成37，已知AB间长3.5cm，则该弹簧的劲度系数为（）A 800N/m B 900N/m C 1000N/m D 1200N/m【答案】C7如图所示，足球迎面撞上运动员的脸部，下列说法中错误的是A 由于运动员的脸部形变，它对运动员脸部产生弹力B 发生撞击时，足球的形变越明显说明产生弹力越大C 由于足球的形变，它对运动员脸部产生弹力D 足球与运动员脸部之间产生弹力的前提是它们相互接触【答案】A【解析】A项：运动员的脸部形变，则运动员的脸对足球产生弹力，故A错误；B项：发生撞击时，足球的形变越明显说明产生弹力越大，故B正确；C项：根据弹力产生的条件可知：发生形变的物体由于要恢复形变而对与它接触的物体的力的作用，故C正确；D项：由C分析可知D正确。点晴：本题考查弹力产生的条件即发生形变的物体由于要恢复形变而对与它接触的物体的力的作用，这个力叫作弹力。8水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体A相连接，整个系统处于平衡状态现用一竖直向下的力压物体A，使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内下列关于所加力F的大小和运动距离x之间关系图象正确的是（ ）A B C D 【答案】D【解析】开始时物体处于平衡状态，物体受重力和弹力，有：mg=kx1，物体向下匀加速过程，对物体受力分析，受重力、弹簧向上的弹力、推力F，根据牛顿第二定律，有F+mg-F弹=ma，根据胡克定律，有F弹=k（x1+x）=mg+kx，解得F=ma-mg+F弹=ma+kx，故弹力与为x是线性关系，故D正确，ABC错误。9中国书法是一种艺术。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带，该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于行笔过程中各物体的受力情况( )A 毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力B 镇纸受到了向右的静摩擦力C 白纸受到了3个摩擦力D 桌面受到了向右的静摩擦力【答案】D10图示为某同学课桌上整齐摆放的一堆书，中间夹了一本物理课本，其他书对物理课本的压力为10N，已知书与书之间的动摩擦因数为0.25，为了将物理课本水平抽出，该同学提供的拉力至少为( )A 2.5N B 5N C 10N D 15N【答案】B【解析】由于物理课本两面都受到摩擦力，则该同学提供的拉力至少为N=5N，B正确，ACD错误；故选B.11如图所示，一木板B放在水平地面上，木块A放在木板B的上面，木块A的右端通过弹簧测力计固定在竖直墙壁上。用力2F向左拉木板B，使它以速度v匀速运动，这时木块A静止，弹簧测力计的示数为F。下列说法中正确的是A 木板B受到的滑动摩擦力等于FB 地面受到的滑动摩擦力等于FC 若木板B以2v的速度运动，木块A受到的滑动摩擦力等于2FD 若用力4F拉木板B，地面受到的滑动摩擦力等于2F【答案】B如图所示：A受力平衡，故A受B的及地面的摩擦力大小为2F，故A错误；由于B向左作匀速直线运动，则2F=fB+f地，则f地=2F-fB=F，根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力大小等于F，故B正确；滑动摩擦力大小与相对速度无关，故木板B以2v的速度匀速运动时，A与B间压力不变，摩擦因数不变，故摩擦力大小不变，故C错误；若用4F的力拉木板B，B开始加速，但是A与B间压力不变，摩擦因数不变，故摩擦力大小不变，木块A受摩擦力大小仍为F，故D错误；故选：B考点：物体的平衡；滑动摩擦力. 力的合成与分解1合力与分力(1)定义：如果一个力产生的效果跟几个共点力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。(2)关系：合力和分力是等效替代的关系。2共点力作用在物体的同一点，或作用线的延长线交于一点的力。3力的合成(1)定义：求几个力的合力的过程。(2)运算法则平行四边形定则：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。三角形定则：把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法。图14力的分解(1)定义：求一个已知力的分力的过程。(2)遵循原则：平行四边形定则或三角形定则。(3)分解方法：按力产生的效果分解；正交分解。 【点评】本题关键是明确物体的受力情况，然后根据平衡条件列式分析，选项D涉及摩擦自锁现象，不难7如图所示，一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起，受到老师的表扬下列说法正确的是（ ） A 石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力B 石块b对a的支持力一定等于a受到的重力C 石块c受到水平桌面向左的摩擦力D 石块c对b的作用力一定竖直向上【答案】D【解析】石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故AB错误；以三块作为整体研究，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；选取ab作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与其重力平衡，则块c对b的作用力一定竖直向上，故D正确；故选：D【点睛】考查整体法与隔离法的运用，掌握平衡条件的应用，注意平衡力与相互作用力的区别，注意c对b的作用力是支持力与摩擦力的合力. 共点力的平衡1受力分析(1)概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析(2)受力分析的一般顺序先分析重力，然后分析接触力(弹力、摩擦力)，最后分析其他力(电磁力、浮力等)2共点力作用下物体的平衡(1)平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态(2)共点力的平衡条件：F合0或者3共点力平衡的几条重要推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反(3)多力平衡：如果物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小相等，方向相反共点力平衡要点：1整体法和隔离法：当分析相互作用的两个或两个以上的物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法。对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。2动态平衡分析方法：方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件力的三角形法对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量图平移使三力组成一个首尾依次相接的矢量三角形，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力3临界、极值问题：（1）两接触物体脱离与不脱离的临界条件是相互作用力为0（主要体现为两物体间的弹力为0）；（2）绳子断与不断的临界条件为绳中张力达到最大值；（3）绳子绷紧与松驰的临界条件为绳中张力为0；（4）存在摩擦力作用的两物体间发生相对滑动或相对静止的临界条件为静摩擦力达到最大；（5）由平衡条件列方程，物理量在数学上有极值（如三角函数）。 1如图所示，将一长方形木块锯开为A、B两部分后，静止放置在水平地面上。则AA受到两个力作用BB受到五个力作用CA对B的作用力方向垂直于它们的接触面向下DA对B的作用力方向竖直向下【答案】D2. 将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图1 所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线OA与竖直方向的夹角保持30，则F的最小值为()图1 A.mg Bmg C.mg D.mg【答案】B【解析】以a、b为整体，整体受重力2mg、悬绳OA的拉力FT及拉力F三个力而平衡，如图所示，三力构成的矢量三角形中，当力F垂直于悬绳拉力FT时有最小值，且最小值F2mgsin mg，B项正确。3.如图2所示，重为mg的水桶用细绳悬挂在门楣上，一人将水桶拉起使细绳与竖直方向的夹角为30且细绳绷紧，则人对水桶施加的作用力可能为()图 2A.mg B.mgC.mg D.mg【答案】AD4如图所示，在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块，图中木块倾角为，木块与水平面间动摩擦因数为，木块所受重力为G，现用一水平恒力F推木块，使木块由静止开始向左运动，则木块所受的摩擦力大小为()A FB C GD (Gsin Fcos )【答案】C【解析】木块在竖直方向上平衡，有：N=G，则木块所受的摩擦力f=N=G，因为物块不是做匀速运动，所以f与F不等，故C正确，ABD错误。5如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止现用力F沿斜面向上推A，但AB并未运动下列说法正确的是（ ）A A、B之间的摩擦力的大小一定不变B A、B之间的摩擦力一定变小C 墙对的B的静摩擦力一定竖起向下D 弹簧弹力一定不变【答案】CD6.某电视台每周都有棋类节目，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是（）A 小棋子共受三个力作用B 棋子对棋盘的压力大小等于重力C 磁性越强的棋子所受的摩擦力越大D 质量不同的棋子所受的摩擦力不同【答案】D考点：物体的弹性和弹力；弹性形变和范性形变【名师点睛】此题主要考查学生对二力平衡条件及其应用的理解和掌握，特别注意是摩擦力与重力相平衡，难度不大。1（浙江2017选考）重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下，以下说法正确的是A 在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变B 自卸车车厢倾角越大，石块与车厢的动摩擦因数越小C 自卸车车厢倾角变大，车厢与石块间的正压力减小D 石块开始下滑时，受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力【答案】C综上所述本题答案是：C。 9（2016届浙江省舟山市定海一中高三期中）如图甲所示为杂技表演的安全网示意图，网绳的结构为正方格形，O、a、b、c、d为网绳的结点，安全网水平张紧后，若质量为m的运动员从高处落下，并恰好落在O点上，该处下凹至最低点时，网绳dOe，bOg均成120向上的张角，如图乙所示若此时O点受到的向下的冲击力大小为F，则此时O点周围每根网绳承受的力的大小为（ ）A F B C F+mg D 【答案】B【点评】本题应注意绳子张力的特点，同一根绷紧的绳，其上的各部分张力相等；两个大小相等的力若其夹角为120，则合力与分力大小相等10（2016届浙江省杭州市萧山中学高三期中）如图所示，在野营时需要用绳来系住一根木桩细绳OA、OB、OC在同一平面内两等长绳OA、OB夹角是90绳OC与竖直杆夹角为60，绳CD水平，如果绳CD的拉力等于100N，那么OA、OB的拉力等于多少时才能使得桩子受到绳子作用力方向竖直向下？（ ）A 50N B 100N C N D N【答案】C【解析】试题分析：要使桩子受到绳子作用力方向竖直向下，则绳子OC与CD的合力竖直向下；点O平衡，则绳子OA和OB的合力与OC对O的拉力和合力平衡；根据平行四边形定则作图分析即可解：要使桩子受到绳子作用力方向竖直向下，则绳子OC与CD的合力竖直向下，如图：根据平行四边形定则，有：=N点O平衡，对其受力分析，如图：根据平衡条件，结合对称性，有：=N故选：C【点评】本题关键是灵活选择研究对象，然后根据共点力平衡条件并运用整体法分析，不难11如图，有一轻圆环和插栓，在甲、乙、丙三个力作用下平衡时，圆环紧靠着插栓。不计圆环与插栓间的摩擦，若只调整两个力的大小，欲移动圆环使插栓位于圆环中心，下列说法正确的是（ ）A 增大甲、乙两力，且甲力增加较多 B 增加乙、丙两力，且乙力增加较多C 增加甲、丙两力，且甲力增加较多 D 增加乙、丙两力，且丙力增加较多【答案】C【解析】试题分析：由题意可知，圆环将竖直向上运动，因此同时增加甲、丙两力，则会出现向乙反向运动，若要使插栓位于圆环中心，圆环必须偏向左，则甲力增加较多，这样才能使插栓位于中心，故C正确，ABD错误；故选C.考点：力的平衡【名师点睛】此题考查力的合成法则，解题时要理解平衡条件的应用，注意使插栓位于圆环中心，是解题的突破口；此题立意新颖，意在考查学生利用物理知识解决实际问题的能力。12（2016届浙江绍兴第一中学高三上期期中）如图所示，工作人员将小车和冰球推进箱式吊车并运至大型冰雕顶部安装，先后经历了向右匀速、向右匀减速、向上匀加速、向上匀减速直线运动四个过程。冰球与水平底板和右侧斜挡