《第二章 研究物體間的相互作用第一單元 力的基本概忥第1課時 力 重力和彈力》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第二章 研究物體間的相互作用第一單元 力的基本概忥第1課時 力 重力和彈力（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二章 研究物體間的相互作用 第一單元 力的基本概念 第1課時 力 重力和彈力 即學即用 1.甲、乙兩拳擊運動員競技,甲一拳擊中乙的肩部,觀眾認為,甲運動員（拳頭）是施力物體,乙運動員（肩部）是受力物體,但在甲一拳打空的情況下,下列說法中準確的是 （ ） A.這是一種只有施力物體,沒有受力物體的特殊情況 B.即使乙避開了甲的拳頭,但乙仍受到甲的作用力 C.甲的拳頭、胳膊與自身軀干構成相互作用的物體 D.以上說法都不準確 答案 C 要點二 重力 即學即用 2.設想地球是質(zhì)量分布均勻的球體,同一物體分別位于赤道、北極和北緯60上

2、某一位置時,物體所受萬有引力和重力依次是F1、F2、F3和G1、G2、G3,試比較F1、F2、F3和G1、G2、G3的大小關系. 答案 F1=F2=F3 G1

3、 答案 B 5.（2009泰安質(zhì)檢）如圖所示，A、B兩均勻直桿上端分別用細線懸掛于天花板上，下端 擱置在水平地面上，處于靜止狀態(tài)，懸掛A桿的繩傾斜，懸掛B桿的繩恰好豎直，則關于 兩桿的受力情況，下列說法中準確的有 （ ） A.A、B桿都受三個力作用 B.A、B桿都受四個力作用 C.A桿受三個力,B桿受四個力 D.A桿受四個力,B桿受三個力 答案 D 題型1 重力概念的理解 【例1】關于重力的大小,下列說法中準確的是 （ ） A.物體的重力大小總是恒定的 B.同一地點,物體的重力與物體的質(zhì)量成正

4、比 C.物體落向地面時受到的重力大于它靜止時所受到的重力 D.物體的重力總等于它對豎直測力計的拉力 答案 B 題型2 彈力有無及方向判斷 【例2】如圖所示,用輕質(zhì)細桿連接的A、B兩物體正沿著傾角為θ的斜面勻速下滑,已知斜 面的粗糙水準是均勻的,A、B兩物體與斜面的接觸情況相同.試判斷A和B之間的細桿上 是否有彈力.若有彈力,求出該彈力的大小;若無彈力,請說明理由. （1）A、B處于什么運動狀態(tài)?“輕質(zhì)細桿”意味著什么? 答 A、B一起勻速下滑,處于平衡狀態(tài).“輕質(zhì)細桿”意味著它是理想桿,即質(zhì)量不計,不可伸長,不可壓縮,物體對它的作用力既能夠是拉力,也能夠是壓力,且內(nèi)部

5、彈力處處相等,一旦外力撤銷,桿內(nèi)部彈力立即消失. （2）細桿上彈力的有無可否由彈力的產(chǎn)生原因或直接用整體法實行判斷? 答 不能夠,因為細桿形變與否是無法直接判斷的. 不能夠直接用整體法實行判斷,若視A、B為整體,則可能存有的彈力為整體的內(nèi)力,這在整體法的分析中是無法求解的. （3）若以上方法都不能判斷細桿上彈力的有無,那么你還能想出其他辦法嗎? 答 因為桿的形變情況未知,能夠采用假設法的分析方法.例如：假設桿處于拉伸狀態(tài),則A受到桿向上的彈力,若桿 實際處于壓縮狀態(tài),則求出的彈力將為負值;若桿實際上沒有形變,求出的彈力將為零. （4）假設細桿處于拉伸狀態(tài),試用隔離法畫出A、

6、B物體的受力分析圖. 答 如下圖甲、乙所示 （5）若取A、B為整體,試作出整體的受力分析圖,并求出物體與斜面間的動摩擦因數(shù). 答 如右圖所示 根據(jù)受力分析圖,對A、B整體： （mA+mB）gsinθ=f （mA+mB）gcosθ=N 又f=μN 由以上各式解得：μ=tanθ （6）細桿對A物體和B物體的彈力為多大? 答 根據(jù)圖甲的受力分析圖,對A： mAgsinθ=fA+T mAgcosθ=NA 又fA=μNA,μ=tanθ 由以上各式解得：T=mAgsinθ-μmAgcosθ=0 根據(jù)圖乙的受力分析圖,對B： mBgsinθ+T′=fB m

7、Bgcosθ=NB 又fB=μNB,μ=tanθ 由以上各式解得：T′=μmBgcosθ-mBgsinθ=0 故可知細桿沒有彈力. 答案 無彈力 題型3 胡克定律的應用 【例3】如圖所示,勁度系數(shù)為k2的輕彈簧乙豎直固定在桌面上,上端連一質(zhì)量為m的物塊;另 一勁度系數(shù)為k1的輕彈簧甲固定在物塊上.現(xiàn)將彈簧甲的上端A緩慢向上提,當提到乙彈 簧的彈力大小恰好等于mg時,求A點上提的高度? 答案 當乙處于壓縮狀態(tài)時,A點上升高度h=;當乙處于伸長狀態(tài)時,A點上升高度h= 題型4 彈簧模型 【例4】一質(zhì)量為50 kg的男孩在距離河流40 m高的橋上做“蹦極跳”, 原長長

8、度AB為14 m的彈性繩一端縛著他的雙腳,另一端則固定在橋上 的A點,如圖（a）所示,然后男孩從橋面下墜直至貼近水面的最低點D. 男孩的速率v跟下墜的距離h的變化關系如圖（b）所示,假定繩在整個 運動過程中遵守胡克定律（不考慮空氣阻力、男孩的大小和繩的質(zhì)量,g取10 m/s2）.求: （1）當男孩在D點時,繩所儲存的彈性勢能. （2）繩的勁度系數(shù)是多少? （3）討論男孩在AB、BC和CD期間運動時作用于男孩的力的情況. 答案 （1）2104 J （2）62.5 N/m （3）由題圖（b）可知,AB段是一條傾斜的直線,男孩僅受重力作用;BC段男孩受重力和繩的拉力作用,且

9、重力大于拉力;CD段男孩受重力和繩的拉力作用,且重力小于拉力. 1.關于力的概念,下列說法正確的是 （ ） A.力是使物體產(chǎn)生形變和改變物體運動狀態(tài)的原因 B.一個力必定聯(lián)系著兩個物體,其中每個物體既是受力物體又是施力物體 C.只要兩個力的大小相同,它們產(chǎn)生的效果一定相同 D.兩個物體之間的相互作用力可以是不同性質(zhì)的力 答案 AB 2.（1）如圖甲所示,光滑但質(zhì)量分布不均的小球的球心在O,重心在P,靜止在豎直墻和桌邊之間.試畫出小球所受彈力. （2）圖乙中,AC為豎直墻面,AB為均勻橫梁,其重力為G,處于水平位置.BC為

10、支持橫梁的輕桿,A、B、C三處均用鉸鏈連接.試畫出橫梁B端所受彈力的方向. 答案 如下圖所示 3.（2009濟南模擬）如圖所示,兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2,兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別 為k1和k2,上面的木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接）,整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài).現(xiàn)緩慢地 向上提上面的木塊,直到它剛離開上面的彈簧,求這個過程中下面木塊移動的距離. 答案 4.如圖所示,小車上固定一根折成θ角的折桿,桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球,試分析下 列情況下,桿對球的作用力. （1）小車靜止. （2）小車以加速度a水平向右運動. 答案 （1）mg,方向豎直向上 （

11、2）,方向與豎直方向夾角為arctan 第2課時 摩擦力 要點一 滑動摩擦力 子 即學即用 1.如圖所示,將質(zhì)量m=5 kg的木板置于水平桌面上,將其右端三分之一長推出桌子邊緣,木板 與桌面間的動摩擦因數(shù)為,試求欲將木板推回桌面所需施加的最小水平推力（g取10 m/s2）. 答案 N 2.關于滑動摩擦力,下列說法正確的是 （ ） A.受滑動摩擦力的物體一定是運動的 B.滑動摩擦力一定阻礙物體的運動 C.滑動摩擦力一定與物體的運動方向相反 D.兩物體之間有滑動摩擦力,則兩物體間一定存在彈力 答案 D 要點二 靜摩

12、擦力 即學即用 3.（2009杭州模擬）如圖所示,一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力,即F1、 F2和摩擦力的作用,木塊處于靜止狀態(tài).其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,則木塊在水平方 向受到的合力為 （ ） A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右 C.2 N,方向向左 D.零 答案 D 題型1 摩擦力大小的計算 【例1】如圖所示,質(zhì)量為mA的物塊A靜止在質(zhì)量為mB的木板B上,若A與B之間的動摩擦 因數(shù)為μ.試分析下列各種情景中A、B間和B與地面間相互作用的摩擦力大小. 情景Ⅰ:若一

13、水平向右的外力F作用于B上,使A、B一起向右做勻速直線運動. 情景Ⅱ:若水平向右的外力F作用于A上,如圖a所示,使A在B上做勻速直線運動,且B始終靜止. a b 情景Ⅲ:若水平向右的外力F作用于A上,如圖b所示,使A、B一起向右做勻速直線運動. 答案 情景Ⅰ:0、F 情景Ⅱ:μmAg、μmAg 情景Ⅲ:F、F 題型2 靜摩擦力方向的判斷 【例2】指明物體A在以下四種情況下所受的靜摩擦力的方向. （1）物體A靜止于斜面上,如圖甲所示. （2）物體A受到水平拉力F作用而仍靜止在水平面上,如圖乙所

14、示. （3）物體A放在車上,在剎車過程中A相對于車廂靜止,如圖丙所示. （4）物體A在水平轉臺上,隨轉臺一起勻速轉動,如圖丁所示. 答案 （1）沿斜面向上 （2）水平向左 （3）水平向左 （4）總指向圓心 題型3 滑動摩擦力方向的判定 【例3】如圖所示,在傾角θ=30的粗糙斜面上放一物體,重力為G,現(xiàn)在用與斜面底邊平行 的力F=G/2推物體,物體恰能在斜面上斜向下勻速直線運動,則物體與斜面之間的動摩擦 因數(shù)是多少? 答案 題型4 生活物理 【例4】一般家庭的門上都安裝一種暗鎖,這種暗鎖由外殼A、骨架B、彈簧C（勁度系數(shù)為k）、鎖舌D（傾斜角θ =

15、45）、鎖槽E,以及連桿、鎖頭等部件組成,如圖甲所示.設鎖舌D與外殼A和鎖槽E之間的動摩擦因數(shù)均為μ 且受到的最大靜摩擦力f=μN（N為正壓力）.有一次放學后,當某同學準備鎖門時,他加最大力時,也不能將門關 上（此種現(xiàn)象稱為自鎖）,此刻暗鎖所處的狀態(tài)如圖乙所示,P為鎖舌D與鎖槽E之間的接觸點,彈簧由于被壓縮而縮短了x,求: （1）鎖舌D與鎖槽E之間的正壓力的大小. （2）在正壓力很大的情況下,仍然能夠滿足自鎖條件,則μ至少要多大? 答案 （1） （2）0.414 1.卡車上裝著一只始終與它相對靜止的集裝箱,不計空氣阻力,下列說法正確的是 （

16、） A.當卡車開始運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動 B.當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動 C.當卡車勻速運動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零 D.當卡車制動時,卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零 答案 AC 2.（2009濰坊質(zhì)檢）長直木板的上表面的一端放置一個鐵塊,木板放置在水平面上,將放 置鐵塊的一端由水平位置緩慢地向上抬起,木板另一端相對水平面的位置保持不變,如圖 所示.鐵塊受到的摩擦力f隨木板傾角α變化的圖線可能正確的是（設最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大?。? （ ） 答案 C 3

17、.如圖所示,位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連,從滑輪 到P和到Q的兩段繩都是水平的,已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦 因數(shù)都是μ,兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計.若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動,則F的大小為 （ ） A.4μmg B.3μmg C.2μmg D.μmg 答案 A 4.某同學在做測定木板的動摩擦因數(shù)的實驗時,設計了兩種實驗方案: 方案A:木板水平固定,通過彈簧秤水平拉動木塊,如圖（a）所示; 方案B:木塊固定

18、,通過細線水平拉動木板,如圖（b）所示. （1）上述兩種方案中,你認為更合理的方案是 ,原因是 . （2）該實驗中應測量的物理量是 . （3）除了實驗必需的彈簧秤、木板、木塊、細線外,該同學還準備了質(zhì)量為200 g的配重若干個.該同學在木塊上加放配重,改變木塊對木板的正壓力（g=10 m/s2）,并記錄了5組實驗數(shù)據(jù),如下表所示: 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 配重（個數(shù)） 0 1 2 3 4 彈簧秤讀數(shù)（N） 0.50 1.00 1.50 1.80

19、 2.50 測木塊重（N） 2.00 請根據(jù)上述數(shù)據(jù)在圖給出的坐標紙上作出木塊所受摩擦力和壓力的關系圖象;由圖象可測出木板和木塊間的動摩 擦因數(shù)是 . 答案 （1）B 不受木板如何運動的限制（或摩擦力的測量更方便、準確） （2）木塊的重力、每次拉木板時木塊和木板間的摩擦力 （3）圖象如右 0.25 1.如圖所示,一被吊著的空心的均勻球殼內(nèi)裝滿了細沙,底部有一閥門,打開閥門讓細 沙慢慢流出的過程中,球殼與球殼內(nèi)剩余細沙組成的系統(tǒng)的重心將會 （ ） A.一直下降

20、 B.一直不變 C.先下降后上升 D.先上升后下降 答案 C 2.如圖所示,一根彈性桿的一端固定在傾角為30的斜面上,桿的另一端固定 一個重量是2 N的小球,小球處于靜止狀態(tài)時,彈性桿對小球的彈力 （ ） A.大小為2 N,方向平行于斜面向上 B.大小為1 N,方向平行于斜面向上 C.大小為2 N,方向垂直于斜面向上  D.大小為2 N,方向豎直向上 答案 D 3.如圖所示,物體A、B疊放在物體C上,水平力F作用于A,使A、B、C一

21、起共同勻速運動,各接觸面間的摩擦力的情況是 （ ） A.A對C有向左的摩擦力 B.C對B有向左的摩擦力 C.物體C受到三個摩擦力作用 D.C對地有向右的摩擦力 答案 A 4.（2009蘇州模擬）實驗室常用的彈簧秤如圖甲所示,連接有掛鉤的拉桿與 彈簧相連,并固定在外殼一端O上,外殼上固定一個圓環(huán),可以認為彈簧秤 的總質(zhì)量主要集中在外殼（重力為G）上,彈簧和拉桿的質(zhì)量忽略不計,現(xiàn)將 該彈簧秤以兩種方式固定于地面上,如圖乙、丙所示,分別用恒力F0豎直 向上拉彈簧秤,靜止時彈簧秤的讀數(shù)為

22、 （ ） A.乙圖讀數(shù)F0-G,丙圖讀數(shù)F0+ G B.乙圖讀數(shù)F0+G,丙圖讀數(shù)F0- G C.乙圖讀數(shù)F0,丙圖讀數(shù)F0-G D.乙圖讀數(shù)F0-G,丙圖讀數(shù)F0 答案 D 5.如圖是力學中的三個實驗裝置,這三個實驗共同的物理思想方法是（M為平面鏡） （ ） A.控制變量的方法 B.放大的思想方法 C.比較的思想方法 D.猜想的思想方法 答案 B 6.如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在水平放置的鋼板C上,與鋼板的動摩擦因數(shù)為μ

23、,由于 光滑導槽A、B的控制,物體只能沿水平導槽運動.現(xiàn)使鋼板以速度v1向右運動,同時 用力F沿導槽的方向拉動物體使物體以速度v2沿導槽運動,則F的大小為 （ ） A.等于μmg B.大于μmg C.小于μmg D.不能確定 答案 C 7.如圖所示,在μ=0.1的水平桌面上向右運動的物體,質(zhì)量為20 kg,在 運動過程中,還受到一個方向向左的大小為10 N的拉力作用,則物 體受到的滑動摩擦力為（g=10 N/kg） （ ） A.10 N,向右 B.10 N,向左

24、 C.20 N,向右 D.20 N,向左 答案 D 8.（2009黃崗模擬）在探究摩擦力的實驗中,用彈簧測力計水平拉一放在水平桌面上的小木塊,小木塊的運動狀態(tài)和彈簧測力計的讀數(shù)如下表所示（每次實驗時,木塊與桌面的接觸面相同）,則由下表分析可知 （ ） 實驗次數(shù) 小木塊的運動狀態(tài) 彈簧測力計讀數(shù)（N） 1 靜止 0.3 2 靜止 0.5 3 直線加速 0.6 4 勻速直線 0.4 5 直線減速 0.2 A.木塊受到的最大摩擦力為0.6 N B.木塊受到的最大靜摩擦力可能為0.5 N C.在這五次實驗中,木塊受到的摩

25、擦力大小有三次是相同的 D.在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小各不相同 答案 BC 9.如圖所示,甲、乙、丙三個物體質(zhì)量相同,與地面間的動摩擦因數(shù)相同,受 到三個大小相同的作用力F.它們受到的摩擦力的大小關系是 （ ） A.三者相同  B.乙最大 C.丙最大 D.已知條件不夠,無法判斷 答案 D 10.如圖所示,勻強電場方向與傾斜的天花板垂直,一帶正電的物體在天花板 上處于靜止狀態(tài),則下列判斷正確的是

26、 （ ） A.天花板與物體間的彈力一定不為零 B.天花板對物體的摩擦力可能為零 C.物體受到天花板的摩擦力隨電場強度E的增大而增大 D.逐漸增大電場強度E的過程中,物體將始終保持靜止 答案 AD 11.如圖所示,板A的質(zhì)量為m,滑塊B的質(zhì)量為2m,板A用繩拴住,繩與斜面 平行,滑塊B沿傾角為α的斜面在A板的中間一段勻速下滑,若A、B之間 以及B與斜面間的動摩擦因數(shù)相同,求動摩擦因數(shù)μ. 答案 12.如圖所示,帶斜面的小車在水平地面上,斜面傾角為θ,緊靠斜面有一質(zhì) 量為m的光滑球,試確定在下列狀態(tài)下斜面對小球的彈力. （1）小車向右勻速運動. （2）小車

27、向右以加速度a（a

28、將書分成32份,力F應為多大？ （2）該書的頁數(shù). （3）該書任意兩張紙之間的動摩擦因數(shù)為多少？ 答案 （1）94.5 N （2）64頁 （3）0.3 第二單元 力的合成與分解、受力分析 第3課時 力的合成與分解 要點一 力的合成 即學即用 1. 從正六邊形ABCDEF的一個頂點向其他5個頂點作用著5個力F1、F2、F3、F4、F5, 如圖所示.已知F1=10 N,具體各力的大小跟對應的邊長成正比,這5個力的合力大小 為 N. 答案 60 要點二 力的分解 即學即用 2.將一個20 N的力進行分解,其

29、中一個分力的方向與這個力成30角,試討論: （1）另一個分力的大小不會小于多少? （2）若另一個分力大小是,則已知方向的分力大小是多少? 答案 （1）10 N （2）或 3. 如圖所示,用繩AC與BC吊起一重100 N的物體,兩繩AC、BC與豎 直方向的夾角分別為30和45,求:繩AC和BC對物體的拉力大小. 答案 題型1 根據(jù)力的實際效果分解 【例1】如圖所示,輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上,桿與墻的夾角為30.另一端通過 輕質(zhì)細繩EG拉住,EG與墻的夾角為60,輕桿的G點用細繩GF拉住一質(zhì)量為m的物體 A.試求細繩EG的張力大小. 答案 mg

30、 題型2 用圖解法分析力的最小值 【例2】如圖所示,用長為L的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球,對小球再施加一個力,使繩和豎直 方向成β角并繃緊,小球處于靜止狀態(tài),此力最小為 （ ） A.mgsinβ B. mgcosβ  C. mgtanβ D. mgcotβ 答案 A 題型3 力的合成與分解問題中的圖象處理 【例3】合力F與兩個共點力F1、F2之間的夾角θ的關系如圖所示（兩個共點力F1、F2 大小不變）,則合力F大小的變化范圍是多少? 答

31、案 1 N≤F≤7 N 題型4 情景建模 【例4】 “雪龍”號科學考察船不僅采用特殊的材料,而且船體的結構也應滿足一定的條件,以對付 南極地區(qū)的冰塊與冰層,它是靠本身的重力壓碎周圍的冰塊,同時又將碎 冰塊擠向船底.如果碎冰塊仍擠在冰層與船體之間,船體由于受巨大的側 壓力而可能解體.為此,船體與鉛垂面之間必須有一傾斜角θ,如圖所示. 設船體與冰塊間的動摩擦因數(shù)為μ,試問使壓碎的冰塊能被擠向船底,θ角應滿足什么條件? 答案 θ≥arctanμ 1.如圖所示,作用在物體上的同一平面內(nèi)的四個共點力合力為零,若其中F2、F3、 F4大小和方向保持不變, F1逆時針方向轉過90

32、,而大小保持不變,則此物體所 受的合力大小為 （ ） A.F1 B.2 F2 C. F1 D.F1 答案 A 2.作用在一個物體上的兩個共點力的合力的大小隨兩力之間的角度變化的關系如圖所 示,則有 （ ） A.這兩個力的合力的最大值為30 N B.這兩個力的合力的最小值為10 N C.由該圖象可確定兩個分力大小值 D.只能確定兩分力

33、值的范圍,不能確定具體值 答案 ABC 3.如圖所示,重力為500 N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重200 N的物體,當繩與 水平面成60角時,物體靜止,不計滑輪與繩的摩擦,求地面對人的支持力和摩擦力. 答案 326.8 N 100 N 4.有一種機械裝置,叫做“滾珠式力放大器”,其原理如圖所示,斜面A 可以在水平面上滑動,斜面B以及物塊C都是被固定的,它們均由鋼 材制成,鋼珠D置于A、B、C之間,當用水平力F推斜面A時,鋼珠 D對物塊C的擠壓力F′就會大于F,故稱為“滾珠式力放大器”.如果斜面A、B的傾角分別為α、β,不計一切摩擦力以及鋼珠D自身的重力,求這一裝置的

34、力放大倍數(shù)（即F′與F之比）. 答案 1+cot αcot β 第4課時 專題:受力分析 要點一 受力分析的研究對象 1.在粗糙水平面上放著一個三角形木塊abc,在它的兩個粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和m2的兩個物體, m1>m2,如圖所示,若三角形木塊和兩物體都是靜止的.則粗糙水平面對三角形木塊 （ ）  A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右 B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左 C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能確定,因m1、m2、θ1、θ2的數(shù)值均未給出 D.以上結論均不對 答案 D 要點

35、二 受力分析的步驟 2.一球被輕繩斜掛著靠在墻上處于靜止狀態(tài),如圖所示,則此時球受到的力有 ( ) A.重力、繩子的拉力、墻對球的支持力 B.重力、繩子的拉力、球?qū)Φ膲毫? C.重力、繩子的拉力、墻對球的支持力和靜摩擦力 D.重力、繩子的拉力、球?qū)Φ膲毫挽o摩擦力 答案 C 【例1】如圖所示,豎直平面內(nèi)放有一表面光滑的直角桿,桿的水平部分和豎直部分套有質(zhì) 量均為m的可自由移動的小環(huán)M和N,M、N之間通過細線連接.在M環(huán)上施加一水平 拉力F使M環(huán)緩慢向右移動,試分析在M環(huán)緩慢移動的過程中細線的張力及水平拉 力F的變化情況. 答案 細線的

36、張力和水平拉力均增大 【例2】用兩段輕質(zhì)細線OA、BC把兩質(zhì)量均為m的小球懸掛起來.如圖所示,現(xiàn)對a持續(xù) 施加一個水平向左的恒力F,同時對小球b持續(xù)施加一個水平向右的同樣大小的恒力F,最 后系統(tǒng)重新達到平衡.若F=mg,試畫出系統(tǒng)重新平衡時的位置. 答案 如下圖所示 【例3】如圖所示,A物體的上表面水平,它與B物體保持相對靜止,一起沿著斜面勻速 下滑,試分析A的受力情況. 答案 如下圖所示 【例4】如圖所示,在地面附近豎直平面內(nèi),空間有沿水平方向垂直于紙面向里的勻強磁 場,磁感應強度大小為B.同時存在著水平向左的勻強電場.場強大小為E,一個帶正電

37、 的油滴經(jīng)圖中A點,始終沿與水平方向成30角斜向下做直線運動,從C點打出有界 的電磁場.求油滴運動的速率的大小. 答案 1.如圖所示,小車M在恒力作用下,沿水平地面做直線運動,由此可判斷 ( ) A.若地面光滑,則小車一定受三個力作用 B.若地面粗糙,則小車可能受三個力作用 C.若小車做勻速運動,則小車一定受四個力作用 D.若小車做加速運動,則小車可能受三個力作用 答案 CD 2.將某均勻的長方體鋸成如圖所示的A、B兩塊后,放在水平桌面上并對 放在一起,現(xiàn)用水平力F推B 物體,使A、B整體仍保持矩形沿F方向 勻速運動,則

38、 ( ) A.物體A在水平方向上受兩個力的作用,且合力為零 B.物體A在水平方向上受三個力的作用,且合力為零 C.B對A的作用力方向與F方向相同 D.B對A的壓力等于桌面對A的摩擦力 答案 BC 3.（2008上海模擬）如圖所示,用拇指、食指捏住圓規(guī)的一個針腳,另一個有鉛 筆芯的腳支撐在手掌心位置,使OA水平,然后在外端掛上一些不太重的物品, 這時針腳A、B對手指和手掌均有作用力,對這兩個作用力方向的判斷,下列各 圖中大致正確的是

39、 ( ) 答案 C 4.如圖所示,(a)圖中水平橫梁AB的A端通過鉸鏈連在墻上,橫梁可繞A端上下轉動,輕繩BC系在B端,并固定于 墻上C點,B端掛質(zhì)量為m的物體.(b)圖中水平橫梁的一端A插入墻內(nèi),另一端裝有一滑輪,輕繩的一端固定在墻上,另一端跨過滑輪后掛質(zhì)量也為m的物體.求兩水平橫梁作用力的大小. 答案 mg mg 1.（2009鹽城模擬）如圖所示,A、B、C三個物體疊放在桌面上,在A的上面再加一個向 下的作用力F,則C物體受到豎直向下的作用力除了自身的重力之外還有 ( ) A.1個力

40、 B.2個力  C.3個力  D.4個力 答案 A 2.將一個力F分解為兩個分力F1和F2,則下列說法中正確的是 ( ) A. F是物體實際受到的力 B. F1和F2兩個分力在效果上可以取代力F C.物體受到F1、F2和F三個力的作用 D. F是F1和F2的合力 答案 ABD 3.如圖所示,物塊在力F作用下向右沿水平方向勻速運動,則物塊受到的摩擦力f 與拉力F的合力方向應該是 ( ) A.水平向右

41、 B.豎直向上 C.向右偏上 D.向左偏上 答案 B 4.如圖所示,在傾角為θ的固定光滑斜面上,質(zhì)量為m的物體受外力F1和F2的作用, F1方 向水平向右, F2方向豎直向上.若物體靜止在斜面上,則下列關系正確的是 ( ) A. F1sin θ+ F 2cos θ=mgsin θ, F2≤mg B.F1cos θ+ F2sin θ=mgsin θ, F2≤mg C.F1sin θ- F2cos θ=mgsin θ, F2≤mg D.F1cos θ-

42、 F2sin θ=mgsin θ, F2≤mg 答案 B 5.用兩輛拖拉機拉一輛陷入泥坑的卡車,如圖所示,其中一輛拖拉機沿 與卡車前進方向成45角,用大小為1.414103 N的力拉卡車,另一 輛沿與卡車前進方向成30角,用大小為2103 N的力拉卡車,卡車 開動提供的動力是4103 N.三車同時工作,剛好使卡車脫離泥坑,則卡車受到的阻力約為 （ ） A.8.2103 N B.6.0103 N C.5.6103 N

43、 D.6.7103 N 答案 D 6.（2009青島質(zhì)檢）如圖所示,輕繩的兩端分別系在圓環(huán)A和小球B上,圓環(huán)A套在 粗糙的水平直桿MN上.現(xiàn)用水平力F拉著繩子上的一點O,使小球B從圖中實線位 置緩慢上升到虛線位置,但圓環(huán)A始終保持在原位置不動.則在這一過程中,環(huán)對桿的 摩擦力f和環(huán)對桿的壓力N的變化情況是 （ ） A. f不變, N不變 B. f增大, N不變 C.f增大, N減小 D. f不變,N減小 答案 B 7.如

44、圖所示,一小蟲在半徑為R的半球形碗內(nèi)沿碗面緩慢向上爬,假定小蟲與碗 之間動摩擦因數(shù)是μ,小蟲與球心的連線和豎直方向夾角為α,則下列有關說 法正確的是 （ ） A.小蟲可以沿碗爬到碗的頂端 B.小蟲沿碗爬到的位置和動摩擦因數(shù)有關,最高點滿足tan α=μ C.小蟲沿碗爬到的位置和動摩擦因數(shù)有關,最高點滿足sin α=μ D.條件不足,無法判斷小蟲能爬到的具體位置 答案 B 8.在建筑工地上有時需要將一些建筑材料由高處送到低處,為此工人們設計了一種 如圖所示的簡易滑軌:兩根圓柱形木桿A

45、B和CD相互平行,斜靠在豎直墻壁上,把 一摞弧形瓦放在兩木桿構成的滑軌上,瓦將沿滑軌滑到低處.在實驗操作中發(fā)現(xiàn)瓦 滑到底端時速度較大,有時會摔碎,為了防止瓦被損壞,下列措施中可行的是 （ ） A.增多每次運送瓦的塊數(shù) B.減少每次運送瓦的塊數(shù) C.增大兩桿之間的距離 D.減小兩桿之間的距離 答案 C 9.（2009日照一中月考）用繩AC和BC吊起一重物處于靜止狀態(tài),如圖所示.若AC能 承受的最大拉力為150 N,BC能承受的最大拉力為105 N.那么,下列正確的說法是 （ ） A.當重物的

46、重力為150 N時，AC、BC都不斷，AC拉力比BC拉力大 B.當重物的重力為150 N時,AC、BC都不斷，AC拉力比BC拉力小 C.當重物的重力為175 N時，最終AC不斷，BC斷  D.當重物的重力為175 N時，最終AC、BC都會斷 答案 AD 10.如圖所示,一個半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O是球心,碗的內(nèi)表面光滑. 一根輕質(zhì)桿的兩端固定有兩個小球,質(zhì)量分別是m1、m2.當它們靜止時, m1、m2 與球心的連線跟水平面分別成60角、30角,則碗對兩小球的彈力F1、F2大小 之比是

47、 （ ） A.1∶2 B.∶1 C.1∶ D. ∶2 答案 B 11.如圖所示,輕繩AB總長為l,用輕滑輪懸掛重為G的物體.繩能承受的最大拉 力是2G,將A端固定,將B端緩慢向右移動d而使繩不斷,求d的最大值. 答案 12.一種簡易“千斤頂”,如圖所示,一豎直放置的T形輕桿由于光滑限制套管P的 作用,只能使之在豎直方向上運動.若輕桿上端放一質(zhì)量M=100 kg的物體,輕桿的下端通 過一與桿固定連接的小輪放在傾角θ=37的斜面體上,并將斜面體放在光滑水平面上. 現(xiàn)沿水平方向?qū)π泵骟w施

48、以推力F,為了能將重物頂起,F最小為多大？（小輪與斜面 體的摩擦和質(zhì)量不計,g=10 m/s2） 答案 750 N 13.（2009泰安質(zhì)檢）如圖所示,某同學在地面上拉著一個質(zhì)量為m=30 kg的箱子勻速 前進,已知箱與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,拉力F1與水平面的夾角為θ=45,g= 10 m/s2.求: （1）繩子的拉力F1為多少? （2）該同學能否用比F1小的力拉著箱子勻速前進?如果能,請求出拉力的最小值;若不能,請說明理由. 答案 （1） N （2）能 Fmin= N 第三單元 共點力作用下物體的平衡 第5課時 共點力作用下物體的平衡

49、要點一 物體平衡的基本概念 1.重為G的均質(zhì)桿一端放在粗糙的水平面上,另一端系在一條水平繩上,桿與水 平面成α角,如圖所示,已知水平繩中的張力大小F1,求地面對桿下端的作用 力大小和方向. 答案 方向與地面夾角β=arctan 要點二 平衡問題的解決辦法 2.如圖所示,重物的質(zhì)量為m,輕細線AO和BO的A、B端是固定的,平衡時 AO是水平的,BO與水平面的夾角為θ,AO的拉力F1和BO的拉力F2的大 小是 （ ） A. F2=mgcos θ

50、  B. F1= mgcot θ C.F2= mgsin θ  D. F2= 答案 BD 題型1 收尾速度問題 【例1】當物體從高空下落時,空氣阻力隨速度的增大而增大,因此經(jīng)過一段距離后將勻速下落,這個速度稱為此物體下落的終極速度.已知球形物體速度不大時所受的空氣阻力正比于速度v,且正比于球半徑r,即阻力f=krv,k是比例系數(shù),對于常溫下的空氣,比例系數(shù)k=3.410-4 Ns/m2.已知水的密度ρ=1.0103 kg/m3,取重力加速度g= 10 m/

51、s2,試求半徑r=0.10 mm的球形雨滴在無風情況下的終極速度vT.（結果取兩位有效數(shù)字） 答案 1.2 m/s 題型2 整體法和隔離法在平衡中的應用 【例2】 如圖所示,質(zhì)量為m1=5 kg的滑塊置于一粗糙的斜面上,用一平行 于斜面的大小為30 N的力F推滑塊,滑塊沿斜面向上勻速運動,斜面體質(zhì) 量m2=10 kg,且始終靜止,取g=10 m/s2,求: （1）斜面對滑塊的摩擦力. （2）地面對斜面體的摩擦力和支持力. 答案 （1）5 N （2） N 135 N 題型3 平衡問題中的正交分解法 【例3】如圖所示,位于傾角為θ的斜面上的物體B由跨過定滑

52、輪的輕繩與物塊A相連. 從滑輪到A、B的兩段繩都與斜面平行.已知A與B之間及B與斜面之間的動摩擦因 數(shù)均為μ,兩物塊質(zhì)量分別為mA和mB,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計.若用一沿斜面向下的力F拉B使它做勻速直線運動,試求該拉力的大小以及繩對A的拉力大小. 答案 （3mA+mB）μgcosθ+（mA-mB）gsin θ mAgsinθ+μmAgcos θ 題型4 空間建模 【例4】 設在地面上方的真空室內(nèi),存在勻強電場和勻強磁場,已知電場強度和磁感應強度的方向是相同的,電場強度的大小E=4.0 V/m,磁感應強度的大小B=0.15 T.今有一帶負電的質(zhì)點以v=20 m/s

53、的速度在此區(qū)域內(nèi)沿垂直場強方向做勻速直線運動,求帶電質(zhì)點的電荷量與質(zhì)量之比q/m以及磁場的所有可能方向（角度可用反三角函數(shù)表示）. 答案 1.96 C/kg,沿著與重力方向成夾角θ=arctan 0.75斜向下方的一切方向 1.如圖所示,一個質(zhì)量為m=2.0 kg的物體,放在傾角為θ=30的斜面上靜 止不動.若用豎直向上的力F=5.0 N提物體,物體仍靜止,下述結論正確 的是 （ ） A.物體受到的合外力減小5.0 N

54、 B.物體受到的摩擦力減小5.0 N C.斜面受到的壓力減小5.0 N D.物體對斜面的作用力減小5.0 N 答案 D 2.如圖所示,兩光滑板AO、BO與水平面夾角都是60,一輕質(zhì)細桿水平放在其間,用豎直 向下的力F作用在輕桿中間,桿對兩板的壓力大小為 . 答案 F 3.測定患者的血沉,在醫(yī)學上有助于醫(yī)生對病情作出判斷,設血液是由紅血球和血漿組成的懸浮液.將此懸浮液放進豎直放置的血沉管內(nèi),紅血球就會在血漿中勻速下沉,其下沉速率稱為血沉.某人的血沉v的值大約是1

55、0 mm/h.如果把紅血球近似看作是半徑為R的小球,且認為它在血漿中下沉時所受的粘滯阻力為f=6πηRv.在室溫下η≈1.810-3 Pas.已知血漿的密度ρ0≈1.3103 kg/m3,紅血球的密度ρ≈1.3103 kg/m3.試由以上數(shù)據(jù),估算紅血球半徑的大小R= m.（結果取一位有效數(shù)字即可） 答案 310-6 4.在機械設計中經(jīng)常用到下面的力學原理.如圖所示,只要使連桿AB與滑塊m所在平面間 的夾角θ大于某個值,那么,無論連桿AB對滑塊施加多大的作用力,都不可能使之滑動,且 連桿AB對滑塊施加的作用力越大,滑塊就越穩(wěn)定,工程力學上稱之為“自鎖”

56、現(xiàn)象.為使滑 塊能“自鎖”,θ應滿足什么條件?（設滑塊與所在平面間的動摩擦因數(shù)為μ） 答案 θ≥arccotμ 第6課時 專題:平衡問題特例 要點一 動態(tài)平衡問題 1.如圖所示,一個重為G的勻質(zhì)球放在光滑斜面上,斜面傾角為α,在斜面上有 一光滑的不計厚度的木板擋住球,使之處于靜止狀態(tài).今使板與斜面的夾角 β緩慢增大,問:在此過程中,斜面和擋板對球的壓力F1和F2大小如何變化? 答案 F1減小, F2先減小后增大 2.如圖所示,小船用繩索拉向岸邊,設船在水中運動時所受水的阻力不變, 那么小船在勻速靠岸過程中,下面說法哪些是正確的 （

57、 ） A.繩子的拉力F不斷增大  B.繩子的拉力F不變 C.船所受的浮力不斷減小 D.船所受的浮力不斷增大 答案 AC 3.（2009宣武區(qū)模擬）如圖所示,質(zhì)量均可忽略的輕繩與輕桿承受彈力的 最大值一定,A端用鉸鏈固定,滑輪在A點正上方（滑輪大小及摩擦均可不計）, B端吊一重物G.現(xiàn)將繩的一端拴在桿的B端,用拉力F將B端緩慢上拉（均 未斷）,在AB桿達到豎直前,以下分析正確的是 （ ） A.繩子越來越容易斷 B.繩子越來越不容易斷 C

58、.AB桿越來越容易斷 D.AB桿越來越不容易斷 答案 B 要點二 平衡中的臨界與極值問題 4.如圖所示,能承受最大拉力為10 N的細線OA與豎直方向成45角,能承受最大拉力為5 N的 細線OB水平,細線OC能承受足夠的拉力,為使OA、OB均不被拉斷,OC下端所懸掛物體的重 力最大是多少? 答案 5 N 5.（2009溫州質(zhì)檢）木箱重為G,與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,用斜向上的力F拉木 箱,使之沿水平地面勻速前進,如圖所示.問角α為何值時拉力F最小?這個最小值為 多大? 答案 α=arctan μ 6.如圖所示,質(zhì)量為m的

59、球,放在傾角為α的光滑斜面上,試分析擋板AO與 斜面間的傾角β多大時,AO所受壓力最小? 答案 β=90 mgsin α 【例1】 如圖所示,物體的質(zhì)量為2 kg,兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上, 另一端系于物體上,在物體上另施加一個方向與水平線成θ=60的拉力F,若要使 兩繩都能伸直,求拉力F的大小范圍. 答案 ≤F≤ 【例2】如圖所示,將一球形物體夾在豎直墻AC與木板BC之間,已知各接觸面均光滑, 將球?qū)Φ膲毫τ肗1表示,球?qū)δ景宓膲毫τ肗2表示.現(xiàn)將木板以C端為軸緩慢地 轉至水平位置的過程中,下列說法中正確的是 （ ） 

60、A. N1和N2都增大 B.N1和N2都減小 C.N1增大, N2減小 D.N1減小, N2增大 答案 B 【例3】 有一只小蟲重為G,不慎跌入一個碗中,如圖所示.碗內(nèi)壁為一半徑 為R的球殼的一部分,其深度為D.碗與小蟲腳間的動摩擦因數(shù)為μ,若小 蟲可以緩慢順利地爬出碗口而不會滑入碗底.試問D的最大值為多少?（最 大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大?。? 答案 【例4】 在食品加工過程中,有的物料需要壓片操作,就要用到壓片機,如圖所 示,兩個直徑相同的壓輥相對回轉,厚度為h1的面團被

61、壓后的厚度為h2,絕對 下壓量Δh=h1-h2,壓輥直徑為D,面團與壓輥間的動摩擦因數(shù)為μ,要保證面 團順利進入兩個壓輥之間,必須滿足怎樣的導入條件（μ與D以及Δh之間 的關系）,機器才能正常工作,不會發(fā)生“反料”現(xiàn)象? 答案 μ≥ 1.（2009泰安質(zhì)檢）如圖是給墻壁粉刷涂料用的“涂料滾”的示意圖.使用時,用 撐竿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩緩滾動,把涂料均勻地粉刷到墻上.撐竿 的重量和墻壁的摩擦均不計,而且撐竿足夠長,粉刷工人站在離墻壁一定距離處 緩緩上推涂料滾,該過程中撐竿對涂料滾的推力為F1、涂料滾對墻壁的壓力為F2 將如何變化

62、 （ ） A. F1增大, F2減小 B.F1減小, F2增大 C.F1、F2均增大 D.F1、F2均減小 答案 D 2.如圖所示,兩個完全相同的球,重力大小均為G,兩球與水平地面間的動摩擦因數(shù) 都為μ,且假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,一根輕繩兩端固結在兩個球上,在 繩的中點施加一個豎直向上的拉力,當繩被拉直后,兩段繩間的夾角為α.問當F 至少為多大時,兩球?qū)l(fā)生滑動? 答案 3.如圖所示,一個重22

63、5 N的物體G由OA和OB兩根繩子拉著,繩OB始終保持沿水平方 向.已知兩根繩子能承受的最大拉力均為 N,為了保持繩子不被拉斷,繩子OA 與豎直方向的夾角α的最大值應為多少? 答案 30 4.如圖所示,兩根相同的橡皮繩OA、OB,開始夾角為0,在O點處打結吊一重 G=50 N的物體后,結點O剛好位于圓心. （1）將A、B分別沿圓周向兩邊移至A′、B′,使∠AOA′=∠BOB′=60. 欲使結點仍在圓心處,則此時結點處應掛多重的物體? （2）若將橡皮繩換成無明顯彈性的輕繩,結點仍在圓心O,在結點處仍掛重G=50 N的重物,并保持左側輕繩在OA′ 不動,緩慢將右側輕繩從OB′

64、沿圓周移動,當右側輕繩移動到什么位置時右側輕繩OB′中的拉力最小?最小值是多少? 答案 （1）25 N （2）當右側輕繩OB′移動到與左側輕繩垂直時,右側輕繩OB′中的拉力最小 N 1.表面光滑、半徑為R的半球固定在水平地面上,球心O的正上方O′處有一無 摩擦定滑輪,輕質(zhì)細繩兩端各系一個小球掛在定滑輪上,如圖所示.兩小球平衡 時,若滑輪兩側細繩的長度分別為L1=2.4R和L2=2.5R,則這兩個小球的質(zhì)量之 比m1∶m2為（不計球的大?。? （ ） A.24∶1

65、 B.25∶1 C.24∶25 D.25∶24 答案 D 2.（2009中山模擬）如圖所示,一個質(zhì)量為m的小物體靜止在固定的、半徑 為R的半圓形槽內(nèi),距最低點高為R/2處,則它受到的摩擦力大小為 （ ） A. B. C. D. 答案 B 3.細線AO和BO下端系一個物體P,細線長AO>BO,A、B兩個端點在同一水平線 上.開始時兩線剛好繃直,BO線處于豎直方向,如圖所示,細線AO、BO的拉力設 為FA和FB,保持端點A、B在同一水平線上,A點不

66、動,B點向右移動;使A、B逐漸 遠離的過程中,物體P靜止不動,關于細線的拉力FA和FB的大小隨AB間距離變化的情況是 （ ） A. FA隨距離增大而一直增大 B.FA隨距離增大而一直減小 C.FB隨距離增大而一直增大 D.FB隨距離增大而一直減小 答案 A 4.如圖所示,木棒AB可繞B點在豎直平面內(nèi)轉動,A端被繞過定滑輪吊有重 物的水平繩和繩AC拉住,使棒與地面垂直,棒和繩的質(zhì)量及繩與滑輪的摩 擦均可忽略,如果把C端拉至離B端的水平距離遠一些的C′點,AB仍沿 豎直方向,裝置仍然平衡,那么AC繩受的張力F1和棒受的壓力F2的變化是 （ ） A. F1和F2均增大 B.F1增大,F2減小 C.F1減小, F2增大 D.F1和F2均減小