专练强化Ⅱ 受力分析（解析版）

强化训练Ⅱ受力分析知识点一、受力分析中存在的问题1．研究对象不明确，分析错误学生在进行力学学习中，往往把施力对象和受力对象相混淆。原因在于学习时，老师在课堂教学中会总结成“一个物体既是施力对象，同时还是受力对象”。这一总结并无差错，但往往会让学生在进行物体受力分析时产生较大困惑。例如:静止于水平面的一个物体A，请作出其受力情况(如图):受力方向判断不准确，分析错误重力：始终竖直向下压力：垂直于受力面，且指向受力面浮力：始终竖直向上摩擦力：与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反3．主观臆断受力，分析错误例如:物体A沿着某个斜面往下滑动，请作出其滑动中的受力情况(如图)：4．分析步骤不当，分析错误对于初中学生而言，虽然对重力、弹力、摩擦力等力的概念和内容有较好掌握，但在进行物体受力分析时，总会无从下手，不知道先分析哪个力，再分析哪个力，缺乏条理性，如此就会导致少一些受力或多出受力。知识点二、受力分析的常用方法1．整体法和隔离法整体法：将相对静止的物体作为一个整体来分析。隔离法：将研究对象与周围物体分隔开来分析。整体法隔离法概念将几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力注意问题分析整体周围其他物体对整体的作用，而不画整体内部物体间的相互作用。分析它受到周围其他物体对它的作用力（1）A和地面之间有摩擦力吗？大小多少？方向如何？（整体法）有，大小为F，方向向右（2）A和B之间有摩擦力吗？大小多少？方向如何？（隔离法）没有，AB相对静止AABF=10N（图中A、B均静止）A和地面之间有摩擦力吗？大小多少？方向如何？（整体法）有，大小为F，方向向右A和B之间有摩擦力吗？大小多少？方向如何？（隔离法）有，大小为F，方向向右AABF=10N（图中A、B均静止）2．假设法在未知某力是否存在时，可先对其作出存在或不存在的假设，然后再就该力存在与不存在对物体运动状态所产生影响来判断该力是否存在。一般用来判断弹力和静摩擦力的有无。AABF（图中A、B均静止）结合物体的运动状态（如平衡状态）和力的作用的相互性进行分析。例知识点三、受力分析的一般步骤1．明确研究对象，即明确要分析的是哪个物体的受力情况。在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题简洁的得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（即研究对象所受的力），而不分析研究对象施予外界的力。隔离研究对象，将研究对象从周围的物体中隔离出来，并分析周围有哪些物体对研究对象施加了力的作用．ABCAABCAGAFAGBFA′FBBGCFCFB′C3．养成按步骤分析力的习惯，这是防止漏力的有效措施．（1）重力一定有：作用点在物体的重心；（2）弹力看四周：看研究对象与跟其他物体有几个接触点（面），某个点（面）若有挤压，则画出弹力；（3）摩擦力看接触面：注意有弹力的接触面如果是不光滑的，并且有相对运动或相对运动的趋势时，则画出摩擦力；（4）其他外力。对初中物体受力分析步骤进行了一个总结，即“一个中心，四个基本点”。具体而言，就是要明确研究对象，以此为核心，如果研究对象都是错误的，那么受力分析也是错误的；按照“一重二弹三摩擦四其他”的基本步骤对四个基本受力点进行分析。4．画完力后再做检查．（1）检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在。注意寻找施力物体是防止多力的有效措施。（2）分析一下分析的结果能否使物体处于题目中所给的状态，否则必然发生了多力或漏力的现象。考向一受力分析作图1．（2023秋•镇海区校级期中）用力的示意图，在图中画出放在斜面上的物体B受到的重力，物体对斜面C的压力，物体B受到的摩擦力。【解答】解：过物体的重心作竖直向下的力，即重力；过重心作沿斜面向上的力，即摩擦力；物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处，过此点与斜面垂直向下的力，即为压力，如下图：2．（2023秋•慈溪市校级期中）如图所示，用绳子竖直悬挂一个小球，将一斜面物块慢慢靠近小球，并刚好与之接触（绳子仍然竖直，且小球静止）。请作出小球此时所受力的示意图。【解答】解：将一斜面物块慢慢靠近小球，并刚好与之接触，绳子仍然竖直，且小球静止，此时斜面对小球的支持力为0；小球在竖直方向上受到重力和绳子的拉力两个力的作用，且二力是一对平衡力；重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上，作用点画在小球的重心上，如图所示：3．（2023秋•宁海县期中）如图所示，一个工件与传送带一起以0.3m/s的速度水平向右匀速运动，不计空气阻力，请在图中画出工件受力的示意图。【解答】解：物体受到两个力的作用：重力G和支持力F，作用点都在重心，重力的方向竖直向下，支持力的方向向上，如图所示。4．（2023春•绍兴期中）如图所示中是一辆在水平地面上向左做匀速直线运动的小车，在其支架的杆上固定一个质量为m的小球，作出小球所受力的示意图。【解答】解：小球静止在杆子的底端，随小车一起做匀速直线运动，所以小球处于平衡状态，受到平衡力的作用。在竖直方向上，小球受到竖直向下的重力，根据二力平衡的条件可知，必然有一个力来平衡这个重力，所以可以确定杆子给小球一个竖直向上的力。且F＝G＝mg，由于小球的周围没有其他的物体，而力不能离开物体而存在，所以可以确定小球不再受其它的力，如图所示：5．（2022秋•江北区校级期中）如图所示，有A、B、C三个相同材质的长方体物块相互叠放，在F＝10N的拉力作用下沿水平地面向右做匀速直线运动，请用力的示意图画出物块A的受力情况。【解答】解：A受竖直向下的重力、B对A的支持力，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一个物体上，是一对平衡力，作用点可以画在物体A的重心上，支持力方向竖直向上，重力方向竖直向下，如图所示：6．（2022春•临海市期末）气球与黑色小球一起沿MN做匀速直线运动，请在图中用力的示意图表示黑色小球受到的力。【解答】解：因为气球与黑色小球一起沿MN做匀速直线运动，处于平衡状态，受平衡力，所以黑色小球不受阻力，只受重力G、拉力F这两个力。重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上，二力大小相等，作用点都画在黑色小球的重心，如图所示：7．（2022秋•慈溪市校级月考）如图所示，商场的电梯匀速向上运动，站在电梯上相对电梯静止的人受到的重力G＝600N；请你在图中画出此人受到的力的图示。【解答】解：人受竖直向下的重力G，竖直向上的支持力F，人相对于做匀速直线运动的电梯静止，人处于平衡状态，以重心为起点，作重力G与支持力F的示意图，如图所示：8．（2023秋•镇海区校级期中）如图所示，A、B两个物体叠放在粗糙的水平地面上，在拉力F的作用下物体A、B一起向右做匀速直线运动，请作出物体B受到地面的摩擦力f1和物体A对它的摩擦力f2的示意图。（图中黑点为物体B的重心）【解答】解：A、B叠放在粗糙的水平地面上，在拉力F作用下一起向右匀速直线运动，B受到水平地面对它水平向左的摩擦力f1，作用点可标在B的重心上；A与B接触部分是斜面，所以A相对B有向下运动的趋势，故A受到B对它沿斜面向上的摩擦力；根据力的作用是相互的，A对B的摩擦力f2沿斜面下，作用点在B与A的接触面上。如图所示：。考向二平衡法求力的大小9．（2023春•余杭区月考）在平直的路面上，一个人沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动，则小车所受阻力的大小和方向分别为（）A．20N，向西 B．20N，向东 C．150N，向西 D．150N，向东【解答】解：沿水平方向用20N的力推一辆重为150N的小车匀速向西运动，小车受到的推力和摩擦力是一对平衡力，其大小相等、方向相反，所以小车所受阻力的大小和方向分别是20N，向东。故ACD错误；B正确。故选：B。10．（2023春•玉环市期末）用测力计两次拉动同一物体竖直向上做匀速直线运动，物体两次运动的速度分别为1米/秒和2米/秒，两次测力计的示数分别为F1和F2，则（）A．F1＝F2 B．F1＝2F2 C．F2＝2F1 D．F2＝0.5F1【解答】解：物体受竖直向下的重力G，竖直向上的拉力F，做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F1＝G，F2＝G，所以F1＝F2，故选：A。11．（2023秋•乐清市月考）如图所示，在两个大小相等的力F1和F2的作用下，质量为m的木块可在两长板之间以v的速度匀速向下滑落，如果保持两力F1和F2的大小方向不变，能使木块m以3v的速度匀速向上滑动，那么木块向上的推力应是（）A．F1+F2 B．mg C．2mg D．3mg【解答】解：木块的受到的重力为：G＝mg，在竖直方向，当木块在两个力的作用下匀速下滑时，由二力平衡条件可知：重力和摩擦力是平衡力，所以，木块受到的摩擦力大小为f＝G＝mg，方向为：竖直向上；当木块在两个力的作用下匀速上升时，由二力平衡条件可知：向上的推力与物体向下的重力、向下摩擦力的合力是平衡力，F＝G+f′由影响滑动摩擦大小的因素可知：匀速向上和匀速向下运动时，两个对物体的压力、接触面的粗糙程度不变；所以f＝f′，则F＝G+f＝2G＝2mg。故选：C。12．（2023•宁波模拟）水平面上叠放着A，B两个物体，在水平方向力F1和F2的作用下，以共同的速度v一起向右匀速运动，已知F1＝10N，F2＝6N，那么物体A、B和地面之间的摩擦力大小和方向的有关说法正确的是（）A．A对B的摩擦力为10N，向右 B．B对地面的摩擦力为4N，向左 C．A受到摩擦力为4N，向左 D．地面对B的摩擦力为6N，向左【解答】解：A相对于B保持静止状态，水平方向上A受到拉力F1和摩擦力作用，摩擦力和拉力是一对平衡力，拉力F1是10N，A受到B的摩擦力是10N．故C错误；根据物体间力的作用是相互的，A受到B的摩擦力水平向左，大小是10N，所以B上表面受到A的摩擦力水平向右，大小是10N．故A正确；物体B进行匀速直线运动，水平方向上受到A对B水平向右的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2，这三个力是平衡力，所以地面对B水平向左的摩擦力与水平向左的拉力F2之和等于A对B水平向右的摩擦力，所以B下表面受到地面的摩擦力大小为10N﹣6N＝4N，方向向左。故D错误；因为物体间力的作用是相互的，B对地面的摩擦力与地面对B的摩擦力大小相等，方向相反，即B对地面的摩擦力为4N，方向向右，故B错误。故选：A。13．（2023•杭州模拟）两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上，容器内装有深度相同的同种液体，如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动，速度分别为ʋ和2ʋ，下列关系正确的是（）A．F1＝F2 B．F1＜F2 C．F1＞F2 D．无法判断【解答】解：容器质量相同，内装液体的种类相同，但据图能看出乙中液体的体积大，所以据m＝ρV可知，乙容器中的液体质量大，所以乙容器对桌面的压力大，故在接触面粗糙程度相同时，乙容器与桌面的摩擦力大，故F1＜F2。故选：B。14．（2023春•上城区校级期末）如图所示，在两块相同的竖直木板间，有质量均为m的四块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则左边木板对第一块砖的摩擦力为2mg，第二块砖对第三块砖的摩擦力为0。【解答】解：先把四块砖看作一个整体：四块砖的总重力是4mg，两边的压力F相同，两边受到的摩擦力也相同，根据平衡力知识，向下的重力4mg与两边的摩擦力之和相等；故两边的砖块1和4各受到2mg的摩擦力作用，且方向竖直向上；对于第一块砖（1号）：受到木板A向上的摩擦力作用，大小为2mg；自身向下的重力作用，大小为mg；根据平衡力知识，它（1号）还受到2号砖对它向下的摩擦力作用，大小为mg；根据力的作用是相互的，1号砖对2号砖的摩擦力大小为mg，方向向上；对于第二块砖（2号）：已经受到了两个力的作用，分别是：自身向下的重力mg、1号砖对它（2号）的向上的摩擦力mg，这两个力正好是一对平衡力；故2号砖不再受其它力，即2号砖和3号砖之间没有力的作用；第二块砖对第三块砖的摩擦力大小也就为0；故答案为：2mg；0。15．（2022春•义乌市期末）气球下吊着一个盛有沙袋的吊篮共重G，气球以速度v匀速下降，受到空气浮力为F，现在要想使气球以同一速度v匀速上升必须从气球的吊篮中抛出多重的沙袋（设气球上升和下降时所受空气的浮力和阻力大小均不变）（）A．G﹣F B．2（G﹣F） C．G﹣2F D．空气阻力不知，无法计算【解答】解：匀速竖直下降，气球受竖直向下的重力，竖直向上的浮力及阻力，所以空气阻力f＝G﹣F；匀速竖直上升时，空气阻力大小不变，方向竖直向下，重力和阻力的和等于浮力则f+G′＝F，因此可得抛出后的物体的重G′＝F﹣f＝F﹣（G﹣F）＝2F﹣G．抛出的物重为G″＝G﹣G′＝G﹣（2F﹣G）＝2（G﹣F）故选：B。16．（2022秋•象山县校级期中）校运动会爬杆比赛，小明第一个爬到杆顶。如图所示，小明紧紧握住杆子保持静止，此时他受到的摩擦力为f1；片刻后，小明适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下，此时他受到摩擦力为f2，则（）A．f1竖直向上，f2竖直向上，f1＞f2 B．f1竖直向上，f2竖直向上，f1＝f2 C．f1竖直向上，f2竖直向下，f1＞f2 D．f1竖直向上，f2竖直向下，f1＝f2【解答】解：小明紧紧握住杆子保持静止时，其重力与静摩擦力平衡，由二力平衡条件可知：fl的方向竖直向上，且f1＝G；匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则f2的方向竖直向上，且f2＝G，所以f1＝f2．故B正确。故选：B。17．（2022秋•余姚市校级期中）如图所示，第一次甲单独用50N的力推墙。第二次甲推墙的力不变，乙用30N的力向左推甲。前后两次，人均未运动。则下列说法错误的是（）A．第二次推时，甲受到地面20N的摩擦力，方向向左 B．在两幅图中，墙壁都受到50N的推力 C．乙受到地面30N的摩擦力，方向向左 D．第二次推时，墙壁受到80N的推力【解答】解：A、第二次推时，甲受到墙壁向右的50N的推力，乙向左的推力30N，还受到摩擦力的作用，这三个力平衡，故地面对甲的摩擦力为20N，方向向左，故A正确。B、在两幅图中，墙壁都受到甲的推力的作用，甲的推力50N，故B正确；C、乙推甲的力为30N，根据物体间力的作用是相互的，甲推乙的力为30N，由于乙静止不动，故推力与摩擦力是一对平衡力，受到地面30N的摩擦力，方向向左，故C正确；D、第二次推时，墙壁受到甲的推力的作用，为50N，故D错误。故选：D。18．（2022春•江干区校级月考）如图所示，水平地面上放置相同材料制成的四个木块，其中两个质量为m的木块间用不可伸长的水平轻绳相连，下面两个木块质量分别为2m和3m。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使四个木块一同水平向右匀速运动，则（）A．质量为3m的木块与地面间的摩擦力为4F7B．质量为2m的木块与地面间的摩擦力为F2C．轻绳对m的拉力为F7D．轻绳对m的拉力为F【解答】解：四个木块水平向右匀速运动，把四个木块当作一个整体，水平向右的拉力为F和总摩擦力f总平衡，所以f总＝F；图中四个木块对地面的压力：F总压＝G总＝（m+m+2m+3m）g＝7mg，右边2个木块对对地面的压力：F右压＝（m+3m）g＝4mg，左边2个木块对对地面的压力：F左压＝（m+2m）g＝3mg，因为接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力与压力成正比，所以，右边质量为3m的木块与地面间的摩擦力为：f1=4mg7mg×f左边质量为2m的木块与地面间的摩擦力为：f2=3mg7mg×f把质量为m的木块和质量为2m的木块上看作一个整体，整体向右匀速运动，所以轻绳对m的拉力和质量为2m的木块与地面间的摩擦力相等，即F绳＝f2=3F7，故A正确，B、C、故选：A。考向三摩擦力方向突变问题19．（2023秋•余姚市校级月考）如图所示，水平桌面的右端固定一定滑轮，轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上重力为4N的木块相连。当小盘内放重为1N的砝码时，木块未被拉动，这时木块受到的摩擦力为1N；当小盘内放重为2N的砝码时，木块正好向右做匀速直线运动：当小盘内放上重为2.5N的砝码时，木块向右加速运动，这时木块受到的摩擦力为2N，木块的运动状态会（“会”或“不会”）改变（不计绳重及绳与滑轮的摩擦）。【解答】解：（1）当小盘内放重为1N的砝码时，木块未被拉动，此时木块所受到的摩擦力和木块向右的拉力是一对平衡力，此时木块向右的拉力F＝G＝1N，故摩擦力f＝F＝1N；（2）当小盘内放重为2N的砝码时，木块正好向右做匀速直线运动时，此时木块所受到的摩擦力和木块向右的拉力也是一对平衡力，此时木块受到的摩擦力f′＝F′＝G′＝2N；（3）当小盘内放上重为2.5N的砝码时，木块向右加速运动，又压力不变，接触面的粗糙程度不变，所受摩擦力也不变仍为2N，所以物体做加速运动，这时木块运动状态会改变。故答案为：1；2；会。20．（2023春•长兴县校级期末）如图甲所示，重量为5N的正方形铁块，被水平吸引力吸附在足够大的竖直磁性平板上处于静止状态，这时铁块受到的摩擦力大小为5N；若对铁块施加一个竖直向下的拉力F＝2N的作用，铁块将沿着该平板匀速向下运动，如图乙，此时铁块受到的摩擦力大小为7N．若对铁块施加一个竖直向上的力，使铁块匀速向上运动，则施加的力为12N。【解答】解：甲图中，铁块处于静止状态，受到平衡力作用，即重力等于静摩擦力。则有f静＝G＝5N。如图乙，铁块将沿着该平板匀速向下运动，铁块受到平衡力作用，具体受力：竖直向上的滑动摩擦力f滑、重力G、拉力F下。则有：f滑＝G+F下＝5N+2N＝7N。若拉动铁块竖直向上匀速直线运动时，受到平衡力作用，F上＝G+f滑，由于压力和粗糙程度不变，所以受到的滑动摩擦力不变。所以向上的拉力为：F上＝G+f滑＝5N+7N＝12N。故答案为：5；7；12。21．（2015•杭州）如图所示，一个木块在光滑水平面上以v0的速度做匀速直线运动，冲上粗糙斜面后最终静止在A点。以下关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是（）A．木块在斜面上受到的摩擦力始终不变 B．木块在A点时受到的摩擦力大小等于木块的重力 C．木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下 D．木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变【解答】解：A、木块在斜面上运动时，压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，当木块在斜面上静止时，所受的摩擦力为静摩擦力，大小与滑动时的摩擦力不相等，故A错误；B、静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力，而木块在A点时受到的摩擦力大小不等于木块的重力，故B错误；C、摩擦力的方向与物体运动方向或运动趋势的方向相反，物体静止在斜面上有沿斜面下滑的趋势，因此摩擦力的方向沿斜面向上，故C错误。D、木块冲上粗糙斜面的过程中，摩擦力沿斜面向下，当静止在斜面上有沿斜面下滑的趋势，因此摩擦力的方向沿斜面向上，故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变，故D正确。故选：D。22．（2023•苍南县模拟）小明经常与同学进行爬杆比赛，图乙是小明向上爬的速度与时间的关系图，图丙是他所受摩擦力随时间变化的关系图，但漏画了一部分，若将之补充完整，下列选项正确的是（）A．B． C． D．【解答】解：由题意知，人爬杆时受到了竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f这两个力的作用，由图乙可知：0～t1时间内，人加速向上运动，所以f＞G；t1～t2时间内人在做匀速直线运动，所