物理二轮复习：受力分析与物体平衡

1、专题1 第1讲受力分析与物体平衡1(2011·北京重点中学模拟)质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，如图所示则它们的大小关系是()AF1>F2>F3BF1>F3>F2CF3>F1>F2 DF2>F1>F3答案C解析三个共点力F1、F2、F3平衡，则三个力首尾相连组成一个封闭三角形，力的矢量图如图所示，由数学知识可知，选项C正确2(2011·大连模拟)如图所示，A和B两物块的接触面是水平的，A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过程中B的受力个数为()A3B4C5D6答案B解析A与B相对静止一起沿斜面

2、匀速下滑，可将二者当作整体受力分析，再对B受力分析，可知B受到的力有：重力GB，A对B的压力，斜面对B的支持力和摩擦力，选项B正确3(2011·合肥模拟)如图所示，两个完全相同的质量分布均匀的光滑小球，静止在内壁光滑的半球形碗底，两球之间相互作用力的大小为F1，小球对碗的压力大小均为F2，若两小球质量不变，而半径均减小为原来的一半，则()AF1和F2均变大 BF1和F2均变小CF1变大，F2变小 DF1变小，F2变大答案B解析对左边小球进行受力分析如图所示，则F1Gtan，F2，若两小球半径均减小，则减小，则F1和F2均变小，选项B正确4(2011·皖南八校模拟)将四块相同

3、的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角为30°，假定石块间的摩擦力可以忽略不计，则第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比为()A1/2 B./2C./3 D.答案B解析对第1块石块进行受力分析如图所示，第1块石块受三个力的作用而处于平衡状态，这三个力分别为G、F21、F31，由几何关系知：sin60°5(2011·佛山模拟)质量为m的体操运动员，双手握住单杠，双臂竖直，悬吊在单杠下，当他增大双手间距离时()A每只手臂的拉力将减小B每只手臂的拉力可能等于mgC每只手

4、臂的拉力一定小于mgD两只手臂的拉力总是大小相等、方向相反答案B解析将运动员受力分析如图所示，两只手臂的拉力总是大小相等，但方向都沿手臂向上，选项D错误；由平衡条件可知，2T·cosmg，解得T，当他增大双手间距离时，角增大，每只手臂的拉力将增大，选项A错误；当60°时，Tmg，当0°60°，T<mg，当60°<<90°时，T>mg，选项B正确而C错误6(2011·江苏)如图所示，倾角为的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦现将质量分别为M

5、、m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等在角取不同值的情况下，下列说法正确的有()A两物块所受摩擦力的大小总是相等B两物块不可能同时相对绸带静止CM不可能相对绸带发生滑动Dm不可能相对斜面向上滑动 答案AC解析由于绸带的质量不计，若两物块对其摩擦力大小不相等，那么绸带将获得无限大的加速度，因此是不可能的，所以选项A正确；若两物块同时相对绸带滑动，两物块对绸带的滑动摩擦力不相等，绸带要获得无限大的加速度，这是不可能的，但两物块可同时相对绸带静止，而绸带是运动的，由于绸带的质量不计，设两物块同时相对绸带静止，对M：Mg

6、sinfma，对m：fmgsinma，Mgsinmgsin(Mm)a，由以上三式解得：ff，可见这时两物块对绸带的静摩擦力大小相等，选项B错误；M若相对绸带发生滑动，不论m静止还是运动，M对绸带的摩擦力一定大于m对绸带的摩擦力，绸带会获得无限大的加速度，这是不可能的，选项C正确因M>m，m可以沿斜面向上滑动，选项D错误综上选项A、C正确7(2011·东北师大附中模拟)一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)，如图所示，现用水平力F作用于物体B上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止则下列说法正确

7、的是()A在缓慢拉开B的过程中，水平力F不变B斜面体所受地面的支持力一定不变C斜面体对物体A作用力的合力变大D物体A所受斜面体的摩擦力一定变大答案B解析对物体B受力分析如图所示，则Fmg·tan，Tmg/cos，增大，F随之增大，选项A错误；对整体，FFf地，FNM总g，选项B正确；物体A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向，故物体A所受斜面体的摩擦力的大小变化情况无法确定，斜面对物体A作用力的合力情况也无法确定，选项C、D均错8(2011·济南模拟)如图所示，三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重

8、物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为()Amg B.mgC.mg D.mg答案C解析对C点进行受力分析，由平衡条件可知，绳CD对C点的拉力FCDmgtan30°，对D点进行受力分析，绳CD对D点的拉力F2FCDmgtan30°，F1方向一定，则当F3垂直于绳BD时，F3最小，由几何关系可知，F3FCDsin60°mg，选项C正确9(2011·金华模拟)如图所示的四个图中，AB、BC均为轻质杆，各图中杆的A、B端都通过铰链与墙连接，两杆都在B处由铰链连接，且系统均处于静止状态现用等长的轻绳来代替轻杆，能保持平衡的是()A图中的AB杆可以用轻绳

9、代替的有甲、乙、丙B图中的AB杆可以用轻绳代替的有甲、丙、丁C图中的BC杆可以用轻绳代替的有乙、丙、丁D图中的BC杆可以用轻绳代替的有甲、乙、丁答案B解析因为各图中杆的A、B端都通过铰链与墙连接，故轻杆是“自由杆”，杆中的力一定沿杆，若能用轻绳代替则杆对B点要产生拉力，四个图中AB杆、BC杆对“B点”的作用力如图所示，AB杆是拉力的是图甲、丙、丁，BC杆是拉力的只有图丙，因为绳对作用点只能产生拉力，故只有选项B正确10(2011·江南十校模拟)一倾角为30°的斜劈放在水平地面上，一物体沿斜劈匀速下滑现给物体施加如图所示力F，F与竖直方向夹角为30°，斜劈仍静止，则

10、此时地面对斜劈的摩擦力()A大小为零 B方向水平向右C方向水平向左 D无法判断大小和方向答案A解析设物体质量为m，斜劈的质量为M，开始时物体沿斜劈匀速下滑，物体共受三个力的作用，分别为重力(mg)、支持力(mgcos30°)、摩擦力(mgcos30°)，由平衡条件可知，支持力与摩擦力的合力竖直向上，大小等于mg；对斜劈进行受力分析如图所示，斜劈共受四个力的作用，分别为重力(Mg)、地面对斜劈的支持力(F地)、物体对斜劈的压力(FNmgcos30°)、物体对斜劈的摩擦力(Ffmgcos30°)，则物体对斜劈的压力与物体对斜劈的摩擦力的合力竖直向下，大小等于

11、mg，因此地面对斜劈摩擦力为0，即mgcos30°mgsin30°；现给物体施加与竖直方向成30°角的力F，F可分解为垂直于斜面压物体的力F1和沿斜面向下的力F2，(mgF1)cos30°(mgF1)sin30°，F2的作用仅为给物体提供加速度，故斜劈在水平方向不受摩擦力，A正确11一个大人与一个小孩分别在河的两边，沿河岸拉一条船前进，大人的拉力为400N，方向如图所示(未画出小孩的拉力方向)，要使船在河中央平行河岸行驶，求小孩对船施加的最小力的大小和方向答案200N，垂直于河中心线解析为使船沿河中央平行河岸行驶，必须使大人与小孩的合力沿河中央

12、方向，如图所示，根据力的三角形将F2的“箭尾”与F1的“箭头”相连，只要F2的“箭头”落在河的中心线上，F1、F2的合力F的方向就沿河中央方向与两岸平行，故可画出多个F2对应着多个F，但只有F2垂直于河中心线时，F2才取最小值，此时FminF1sin30°200N.12跳伞运动员是靠降落伞安全着地的假设降落伞全部打开时所受的阻力跟速度平方成正比(比例系数k20N·s2/m2)，某跳伞运动员和伞的总质量为72kg，若他从很高处全部打开降落伞后落地时的速度跟他不用降落伞从高度h处自由下落落地时的速度大小相等，试求h(不用降落伞下落时空气阻力不计)答案1.8m解析跳伞运动员落地时

13、的速度v就是伞全部张开下落过程中的最大速度，这时他所受的合力为零mgFf0由题意：Ffkv2即mgkv20所以v2运动员不用降落伞，从h高处自由下落，v22gh由式和式得hm1.8m131999年，中国首次北极科学考察队乘坐我国自行研制的“雪龙”号科学考察船对北极地区海域进行了全方位的卓有成效的科学考察，这次考察获得了圆满的成功，并取得了一大批极为珍贵的资料“雪龙”号科学破冰船不仅采用特殊的材料，而且船体的结构也应满足一定的条件 ，以对付北极地区的冰层与冰块，它是靠本身的重力压碎周围的冰块，同时又能将碎冰块挤向船底，如果碎冰块仍挤在冰层与船帮之间，船帮由于受巨大的侧压力而可能解体为此，如图所示，船帮与竖直面之间必须有一倾角，设船体与冰块间的动摩擦因数为，试问使压碎的冰块能被挤向船底，角应满足什么条件？答案>arctan解析如图所示，以碎冰块为研究对象，FN为船体对冰块的挤压力，F1为冰层对冰块的压力，F2为冰块与船体的摩擦力由于FN、F1和F2都很巨大，碎冰块的重力和浮力相对而言又很小，可以忽略不计(或将碎冰块重力和浮力视为相等平衡，相互抵消)要使碎冰块能挤向船底，则应有F1sin>