高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題三 受力分析 共點(diǎn)力的平衡

專題三 受力分析 共點(diǎn)力的平衡考綱解讀章內(nèi)容考試要求說明必考加試牛頓運(yùn)動(dòng)定律共點(diǎn)力平衡條件及應(yīng)用cc1.只要求解決同一平面內(nèi)的共點(diǎn)力平衡問題.2.不要求用正弦定理、余弦定理、相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例等方法求解共點(diǎn)力的平衡問題.一、受力分析1.定義：把指定物體(研究對(duì)象)在特定的物理環(huán)境中受到的所有外力都找出來，并畫出受力示意圖的過程.2.受力分析的一般順序：(1)首先分析場力(重力、電場力、磁場力).(2)其次分析接觸力(彈力、摩擦力).(3)最后分析其他力.二、共點(diǎn)力的平衡1.平衡狀態(tài)：物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).2.共點(diǎn)力的平衡條件：F合0或者3.平衡條件的推論：(1)二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小相等，方向相反.(2)三力平衡：如果物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小相等，方向相反，并且這三個(gè)力的矢量可以形成一個(gè)封閉的矢量三角形.(3)多力平衡：如果物體在多個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，其中任何一個(gè)力與其余幾個(gè)力的合力大小相等，方向相反.1.(2016浙江10月學(xué)考3)中國女排在2016年奧運(yùn)會(huì)比賽中再度奪冠.圖1為比賽中精彩瞬間的照片，此時(shí)排球受到的力有()圖1A.推力B.重力、推力C.重力、空氣對(duì)球的作用力D.重力、推力、空氣對(duì)球的作用力答案C解析圖中排球受到的力是：重力、空氣對(duì)球的阻力，所以答案為C.此刻人手與球并沒有接觸，所以沒有推力，所以選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò).2.如圖2所示，靜止在斜面上的物體，受到的作用力有()圖2A.重力、支持力B.重力、支持力、摩擦力C.重力、支持力、下滑力、摩擦力D.重力、壓力、下滑力、摩擦力答案B解析物體僅受重力、支持力和摩擦力三個(gè)力作用，下滑力只是重力沿斜面向下的分力的叫法，壓力是斜面受力，故應(yīng)選B.3.(2016紹興市9月選考)2016年8月14日里約奧運(yùn)會(huì)羽毛球男單最后一輪小組賽中，中國選手林丹以20輕取對(duì)手.在其中一個(gè)回合的對(duì)拍期間，林丹快速扣殺的羽毛球在飛行中受到的力有()A.重力 B.重力、擊打力C.重力、空氣阻力 D.重力、空氣阻力、擊打力答案C解析羽毛球在飛行中受到重力作用，與羽毛球接觸的物體只有空氣，所以還受空氣阻力，而球拍與球已不接觸，所以不受擊打力，故C正確.4.如圖3所示，光滑斜面的傾角為，質(zhì)量為m的物體在平行于斜面的輕質(zhì)彈簧作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，則彈簧的彈力大小為()圖3A.mgB.mgsin C.mgcos D.mgtan 答案B5.(2016惠州市高三調(diào)研考試)如圖4所示，三根相同的繩子末端連接于O點(diǎn)，A、B端固定，C端受一水平力F，當(dāng)F逐漸增大時(shí)(O點(diǎn)位置保持不變)，最先斷的繩子是()圖4A.OA繩 B.OB繩C.OC繩 D.三繩同時(shí)斷答案A解析對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，受三根繩子的拉力，根據(jù)平衡條件的推論得，水平和豎直兩繩拉力的合力與OA繩的拉力等大反向，作出平行四邊形，解得三根繩中OA繩的拉力最大，在水平拉力逐漸增大的過程中，OA繩先達(dá)到最大值，故OA繩先斷，A項(xiàng)正確.6.(2016臺(tái)州市9月選考)余伯在水庫中釣獲一尾大頭魚，當(dāng)魚線拉著大頭魚在水中向左上方勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，如圖5所示，魚受到水的作用力方向可能是()圖5A.豎直向下 B.水平向左C.水平向右 D.沿魚線方向答案C解析因魚在水中向左上方勻速運(yùn)動(dòng)，魚受的合力為零.魚共受三個(gè)力作用：重力、線的拉力和水的作用力.對(duì)于A項(xiàng)，魚受力圖如圖甲，三力合力不可能為0，A項(xiàng)不可能；對(duì)B項(xiàng)，魚受力圖如圖乙，三力合力不可能為0，B項(xiàng)不可能；對(duì)于C項(xiàng)，魚受力圖如圖丙，三力合力可能為0，C項(xiàng)可能；對(duì)于D項(xiàng)，三力合力不可能為0，D項(xiàng)不可能.受力分析1.受力分析的四個(gè)方法(1)假設(shè)法：在受力分析時(shí)，若不能確定某力是否存在，可先對(duì)其做出存在的假設(shè)，然后根據(jù)分析該力存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響來判斷該力是否存在.(2)整體法：將加速度相同的幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體作為一個(gè)整體進(jìn)行受力分析的方法.(3)隔離法：將所研究的對(duì)象從周圍的物體中分離出來，單獨(dú)進(jìn)行受力分析的方法.(4)動(dòng)力學(xué)分析法：對(duì)加速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析時(shí)，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行分析求解的方法.2.受力分析的四個(gè)步驟(1)明確研究對(duì)象：確定受力分析的物體，研究對(duì)象可以是單個(gè)物體，也可以是多個(gè)物體的組合.(2)隔離物體分析：將研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來，進(jìn)而分析周圍有哪幾個(gè)物體對(duì)它施加了力的作用(重力彈力摩擦力其他力).(3)畫出受力示意圖，準(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向.(4)檢查分析結(jié)果：檢查畫出的每一個(gè)力能否找出它的施力物體，檢查分析結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給的物理狀態(tài).例1畫出圖6中物體A所受力的示意圖，并寫出力的名稱和施力物體：(1)物體A靜止，接觸面光滑；(2)A沿粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接觸面光滑，A靜止.圖6答案見解析解析(1)物體A受重力G、推力F、支持力FN、墻壁對(duì)A向左的彈力FN，施力物體分別是地球、推A的物體、水平面、墻壁；(2)物體A受豎直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力FN、沿斜面向下的滑動(dòng)摩擦力Ff，施力物體分別是地球、斜面、斜面；(3)物體A受重力G、支持力FN、滑動(dòng)摩擦力Ff，施力物體分別是地球、水平面、水平面；(4)物體A受重力G、拉力F、彈力FN，施力物體分別是地球、繩子、墻壁.受力分析的三個(gè)常用判據(jù)1.條件判據(jù)：不同性質(zhì)的力產(chǎn)生條件不同，進(jìn)行受力分析時(shí)最基本的判據(jù)是根據(jù)其產(chǎn)生條件.2.效果判據(jù)：有時(shí)候是否滿足某力產(chǎn)生的條件是很難判定的，可先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，再運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律判定未知力，也可應(yīng)用“假設(shè)法”.(1)物體平衡時(shí)必須保持合外力為零.(2)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)必須保持合力方向沿加速度方向，合力大小滿足Fma.(3)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)必須保持合外力大小恒定，滿足Fm，方向始終指向圓心.3.特征判據(jù)：在有些受力情況較為復(fù)雜的情況下，我們根據(jù)力產(chǎn)生的條件及其作用效果仍不能判定該力是否存在時(shí)，可從力的作用是相互的這個(gè)基本特征出發(fā)，通過判定其反作用力是否存在來判定該力.變式題組1.如圖7所示，A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上，A、B間接觸面光滑.在水平推力F作用下兩物體一起加速運(yùn)動(dòng)，物體A恰好不離開地面，則物體A的受力個(gè)數(shù)為()圖7A.3 B.4C.5 D.6答案A解析恰好不離開地面，即A與地面無作用力，故A受重力、推力F和B對(duì)A的作用力，共三個(gè)力，A正確.2.(2016紹興一中期末測試)如圖8所示，一物體放在水平傳送帶上，物體隨傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于物體的受力情況，下列說法正確的是()圖8A.物體受到重力、彈力和摩擦力的作用B.物體受到重力和彈力的作用C.物體受到摩擦力的方向水平向左D.物體受到摩擦力的方向水平向右答案B解析物體在豎直方向受重力和向上的彈力(支持力)作用，假設(shè)水平方向受向左(或向右)的摩擦力作用，與物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)矛盾，假設(shè)錯(cuò)誤，所以物體不受摩擦力作用，選項(xiàng)B正確.3.在水平桌面上疊放著木塊P和Q，用水平力F推Q，使P、Q兩木塊一起沿水平桌面勻速滑動(dòng)，如圖9所示，以下說法中正確的是()圖9A.P受三個(gè)力，Q受六個(gè)力B.P受四個(gè)力，Q受六個(gè)力C.P受二個(gè)力，Q受五個(gè)力D.以上答案均不正確答案C解析分析木塊P的受力：受豎直方向的重力和支持力的作用；木塊Q受重力、地面的支持力、P木塊的壓力、水平推力和地面對(duì)Q的摩擦力.平衡條件的應(yīng)用1.平衡中的研究對(duì)象選取(1)單個(gè)物體；(2)能看成一個(gè)物體的系統(tǒng)；(3)一個(gè)結(jié)點(diǎn).2.處理平衡問題的常用方法方法內(nèi)容合成法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，則任意兩個(gè)力的合力一定與第三個(gè)力等大、反向效果分解法物體受三個(gè)共點(diǎn)力的作用而平衡，將某一個(gè)力按力的效果分解，則其分力和其他兩個(gè)力滿足平衡條件正交分解法物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，將物體所受的力分解為相互垂直的兩組，每組力都滿足平衡條件3.應(yīng)用平衡條件解題的步驟(1)選取研究對(duì)象：根據(jù)題目要求，選取一個(gè)平衡體(單個(gè)物體或系統(tǒng)，也可以是結(jié)點(diǎn))作為研究對(duì)象.(2)畫受力示意圖：對(duì)研究對(duì)象按受力分析的順序進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖.(3)建立坐標(biāo)系：選取合適的方向建立直角坐標(biāo)系.(4)列方程求解：根據(jù)平衡條件列出平衡方程，解平衡方程，對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.例2如圖10，一小球放置在木板與豎直墻面之間.設(shè)墻面對(duì)球的彈力大小為FN1，球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镕N2.以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸，將木板從圖示位置開始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置.不計(jì)摩擦，在此過程中()圖10A.FN1始終減小，F(xiàn)N2始終增大B.FN1始終減小，F(xiàn)N2始終減小C.FN1先增大后減小，F(xiàn)N2始終減小D.FN1先增大后減小，F(xiàn)N2先減小后增大答案B 解析甲方法一(解析法)如圖甲所示，由平衡條件得FN1FN2隨逐漸增大到90，tan 、sin 都增大，F(xiàn)N1、FN2都逐漸減小，所以選項(xiàng)B正確.方法二(圖解法)對(duì)球受力分析如圖乙所示，球受3個(gè)力，分別為重力G、墻對(duì)球的彈力FN1和木板對(duì)球的彈力FN2.乙當(dāng)木板逐漸轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，球始終處于平衡狀態(tài)，即FN1與FN2的合力F始終豎直向上，大小等于球的重力G，如圖所示.由圖可知，F(xiàn)N1的方向不變，大小逐漸減小，F(xiàn)N2的方向發(fā)生變化，大小也逐漸減小，故選項(xiàng)B正確.解決動(dòng)態(tài)平衡問題的兩種方法變式題組4.在如圖11所示的A、B、C、D四幅圖中，滑輪本身的重力忽略不計(jì)，滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上，一根輕繩ab繞過滑輪，a端固定在墻上，b端下面都掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，當(dāng)滑輪和重物都靜止不動(dòng)時(shí)，圖A、C、D中桿P與豎直方向的夾角均為，圖B中桿P在豎直方向上，假設(shè)A、B、C、D四幅圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD，則以下判斷中正確的是()圖11A.FAFBFCFD B.FDFAFBFCC.FAFCFDFB D.FCFAFBFD答案B解析設(shè)滑輪兩邊細(xì)繩的夾角為，對(duì)重物進(jìn)行受力分析，可得繩子拉力等于重物重力mg，滑輪受到的木桿彈力F等于細(xì)繩拉力的合力，即F2mgcos ，由夾角關(guān)系可得FDFAFBFC，選項(xiàng)B正確.5.如圖12所示，一光滑半圓形碗固定在水平面上，質(zhì)量為m1的小球用輕繩跨過碗口并連接質(zhì)量分別為m2和m3的物體，平衡時(shí)碗內(nèi)小球恰好與碗之間沒有彈力，兩繩與水平方向夾角分別為53、37，則m1m2m3的比值為(已知sin 530.8，cos 530.6)()圖12A.543 B.435C.345 D.534答案A解析小球m1受力如圖所示，由三力平衡的知識(shí)可知，F(xiàn)T2、FT3的合力大小等于m1g，方向豎直向上，F(xiàn)T2m1gsin 53m2g，F(xiàn)T3m1gcos 53m3g，解得m1m2m3543，選項(xiàng)A正確.6.(2016臺(tái)州模擬)如圖13所示，質(zhì)量為M的楔形物塊靜置在水平地面上，其斜面的傾角為.斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊，小物塊與斜面之間存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉小物塊，使之勻速上滑.在小物塊運(yùn)動(dòng)的過程中，楔形物塊始終保持靜止.則地面對(duì)楔形物塊的支持力的大小為()圖13A.(Mm)gB.(Mm)gFC.(Mm)gFsin D.(Mm)gFsin 答案D解析沿斜面勻速上滑的小物塊和楔形物塊都處于平衡狀態(tài)，可將二者看做一個(gè)處于平衡狀態(tài)的整體，由豎直方向受力平衡可得：(Mm)gFNFsin ，解得FN(Mm)gFsin .平衡中的臨界與極值問題1.臨界問題當(dāng)某物理量變化時(shí)，會(huì)引起其他幾個(gè)物理量的變化，從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”，在問題的描述中常用“剛好”“剛能”“恰好”等語言敘述.2.極值問題平衡物體的極值，一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題.3.解決動(dòng)態(tài)平衡、臨界與極值問題的常用方法(1)解析法：利用物體受力平衡寫出未知量與已知量的關(guān)系表達(dá)式，根據(jù)已知量的變化情況來確定未知量的變化情況，利用臨界條件確定未知量的臨界值.(2)圖解法：根據(jù)已知量的變化情況，畫出平行四邊形的邊角變化，確定未知量大小、方向的變化，確定未知量的臨界值.例3如圖14所示，能承受最大拉力為10 N的細(xì)線OA與豎直方向成45角，能承受最大拉力為5 N的細(xì)線OB水平，細(xì)線OC能承受足夠大的拉力，為使OA、OB均不被拉斷，OC下端所懸掛物體的最大重力是多少？圖14答案5 N解析取O點(diǎn)為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，假設(shè)OB不會(huì)被拉斷，且OA上的拉力先達(dá)到最大值，即F1max10 N，根據(jù)平衡條件有F2F1maxsin 4510 N7.07 N由于F2大于OB能承受的最大拉力，所以在物重逐漸增大時(shí)，細(xì)線OB先被拉斷.再假設(shè)OB線上的拉力剛好達(dá)到最大值(即F2max5 N)，處于將被拉斷的臨界狀態(tài)，根據(jù)平衡條件有F1sin 45F2max，F(xiàn)1cos 45F3再選物體為研究對(duì)象，根據(jù)平衡條件有F3Gmax.以上三式聯(lián)立解得懸掛物體的最大重力為GmaxF2max5 N.臨界與極值問題的分析技巧1.求解平衡中的臨界問題和極值問題時(shí)，首先要正確地進(jìn)行受力分析和變化過程分析，找出平衡中的臨界點(diǎn)和極值點(diǎn).2.臨界條件必須在變化中尋找，不能停留在一個(gè)狀態(tài)來研究臨界問題，而是要把某個(gè)物理量推向極端，即極大或極小，并依此作出科學(xué)的推理分析，從而給出判斷或?qū)С鼋Y(jié)論.變式題組7.(多選)某學(xué)習(xí)小組為了體驗(yàn)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力的臨界狀態(tài)，設(shè)計(jì)了如圖15所示的裝置，一位同學(xué)坐在長直木板上，讓長直木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角變大)，另一端不動(dòng)，則該同學(xué)受到支持力FN、合外力F合、重力沿斜面方向的分力G1、摩擦力Ff隨角度的變化關(guān)系圖中正確的是()圖15答案ACD解析重力沿斜面方向的分力G1mgsin ，C正確；支持力FNmgcos ，A正確；該同學(xué)滑動(dòng)之前，F(xiàn)合0，F(xiàn)fmgsin ，滑動(dòng)后，F(xiàn)合mgsin mgcos ，F(xiàn)fmgcos ，考慮到最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力的情況，可知B錯(cuò)誤，D正確.8.如圖16所示，三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點(diǎn)，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2l.現(xiàn)在C點(diǎn)上懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點(diǎn)上可施加的力的最小值為()圖16A.mgB.mgC.mgD.mg答案C解析分析結(jié)點(diǎn)C的受力如圖甲所示，由題意可知，繩CA與豎直方向間夾角為30，則可得：FDmgtan mg，再分析結(jié)點(diǎn)D的受力如圖乙所示，由圖可知，F(xiàn)D與FD大小相等且方向恒定，F(xiàn)B的方向不變，當(dāng)在D點(diǎn)施加的拉力F與繩BD垂直時(shí)，拉力F為最小，即FFDcos 30mg，C正確.1.(2016紹興市聯(lián)考)一個(gè)木箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平地面滑動(dòng)，有四位同學(xué)作出它的受力情況如圖所示，其中正確的是()答案A解析在光滑水平地面上滑動(dòng)的木箱，一定受豎直向下的重力G、豎直向上的支持力FN、水平方向的拉力F，但不受摩擦力作用，故A正確.2.如圖1所示，甲、乙、丙三個(gè)物體疊放在水平面上，用水平力F拉位于中間的物體乙，它們?nèi)员３朱o止?fàn)顟B(tài)，三個(gè)物體的接觸面均為水平，則乙物體受力的個(gè)數(shù)為()圖1A.3個(gè) B.4個(gè)C.5個(gè) D.6個(gè)答案C解析由甲物體受力平衡可知，甲、乙之間不存在相互作用的摩擦力；以甲、乙系統(tǒng)為研究對(duì)象，水平方向受力平衡得，乙、丙的接觸面間存在相互作用的摩擦力；乙還受重力、甲的壓力、丙對(duì)乙的支持力和水平拉力F，故乙受5個(gè)力的作用，C正確.3.如圖2所示，靜止在水平地面上裝滿水的純凈水桶總質(zhì)量為16 kg，現(xiàn)有某同學(xué)用60 N的力豎直向上提水桶，則下列說法正確的是()圖2A.此時(shí)水桶的重力為100 NB.此時(shí)水桶對(duì)地面的壓力為60 NC.此時(shí)水桶受到合力大小為100 ND.此時(shí)水桶受到的合力一定為零答案D4.(2016諸暨市聯(lián)考)如圖3所示，用相同的彈簧測力計(jì)將同一個(gè)重物m，分別按甲、乙、丙三種方式懸掛起來，讀數(shù)分別是F1、F2、F3、F4，已知30，則有()圖3A.F4最大B.F3F2C.F2最大D.F1比其他各讀數(shù)都小答案C解析由平衡條件可知：F1mgtan ，F(xiàn)2cos mg,2F3cos mg，F(xiàn)4mg，因此可知F1mg，F(xiàn)2mg，F(xiàn)3mg，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確.5.(多選)如圖4所示，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30的粗糙斜面上，一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn)，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30，則()圖4A.彈簧一定處于壓縮狀態(tài)B.滑塊可能受到三個(gè)力作用C.斜面對(duì)滑塊的支持力不能為0D.斜面對(duì)滑塊的摩擦力的大小等于mg答案BC6.(2016湖州聯(lián)考)三段不可伸長的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，均為200 N，它們共同懸掛一重物，如圖5所示，其中OB是水平的，A端、B端固定，30.則O點(diǎn)懸掛的重物G不能超過()圖5A.100 N B.173 NC.346 N D.200 N答案A7.如圖6所示，傾角為30的斜面體放在水平地面上，一個(gè)重為G的球在水平力F的作用下，靜止于光滑斜面上，此時(shí)水平力的大小為F；若將力F從水平方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)過某一角度后，仍保持F的大小不變，且小球和斜面體依然保持靜止，此時(shí)水平地面對(duì)斜面體的摩擦力為Ff，那么F和Ff的大小分別是()圖6A.FG，F(xiàn)fG B.FG，F(xiàn)fGC.FG，F(xiàn)fG D.FG，F(xiàn)fG答案D解析根據(jù)題意可知，水平力F沿斜面向上的分力Fcos Gsin ，所以FGtan ，解得FG；力F轉(zhuǎn)過某一角度后，根據(jù)題意可知，力F沿斜面向上的分力與小球重力沿斜面向下的分力仍相等，則力F轉(zhuǎn)過的角度60，此時(shí)把小球和斜面體看成一個(gè)整體，水平地面對(duì)斜面體的摩擦力和力F的水平分力等大，即FfFcos G.8.(2016溫州8月選考)如圖7所示，質(zhì)量為m的正方體和質(zhì)量為M的正方體放在兩豎直墻和水平面間，處于靜止?fàn)顟B(tài).m和M的接觸面與豎直方向的夾角為，重力加速度為g，若不計(jì)一切摩擦，下列說法正確的是()圖7A.水平面對(duì)正方體M的彈力大小大于(Mm)gB.水平面對(duì)正方體M的彈力大小為(Mm)gcos C.墻面對(duì)正方體m的彈力大小為mgtan D.墻面對(duì)正方體M的彈力大小為答案D解析由于兩墻面豎直，對(duì)M和m整體受力分析可知，地面對(duì)M的彈力大小等于(Mm)g，A、B錯(cuò)誤；在水平方向，墻對(duì)M和m的彈力大小相等、方向相反，隔離物體m受力分析如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則可得m受到的墻對(duì)它的彈力大小為，所以M受到墻面的彈力大小也為，C錯(cuò)誤，D正確.9.(2016臺(tái)州模擬)如圖8所示，一小球在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮一切摩擦，如果把豎直擋板由豎直位置緩慢繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)至水平位置，則此過程中球?qū)醢宓膲毫1和球?qū)π泵娴膲毫2的變化情況是()圖8A.F1先增大后減小，F(xiàn)2一直減小B.F1先減小后增大，F(xiàn)2一直減小C.F1和F2都一直減小D.F1和F2都一直增大答案B解析小球受力如圖甲所示，因擋板是緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，所以小球處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，此三力(重力、斜面支持力、擋板彈力)組成矢量三角形的變化情況如圖乙所示(重力大小、方向均不變，斜面對(duì)其支持力方向始終不變)，由圖可知此過程中斜面對(duì)小球的支持力不斷減小，擋板對(duì)小球彈力先減小后增大，再由牛頓第三定律知B正確.10.如圖9所示，用與水平面成角的推力F作用在物塊上，隨著逐漸減小直到水平的過程中，物塊始終沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng).關(guān)于物塊受到的外力，下列判斷正確的是()圖9A.推力F先增大后減小B.推力F一直減小C.物塊受到的摩擦力先減小后增大D.物塊受到的摩擦力一直不變答案B解析對(duì)物塊受力分析，建立如圖所示的坐標(biāo)系.由平衡條件得，水平方向Fcos Ff0，豎直方向FN(mgFsin )0，又FfFN，聯(lián)立可得F，F(xiàn)f(mgFsin )，可見，當(dāng)減小時(shí)，F(xiàn)、Ff一直減小，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤.11.(2013新課標(biāo)全國卷15)如圖10，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上.若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F20).由此可求出()圖10A.物塊的質(zhì)量B.斜面的傾角C.物塊與斜面間的最大靜摩擦力D.物塊對(duì)斜面的正壓力答案C解析當(dāng)拉力為F1時(shí)，物塊有沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的趨勢，受到沿斜面向下的靜摩擦力，則F1mgsin fm.當(dāng)拉力為F2時(shí)，物塊有沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的趨勢，受到沿斜面向上的靜摩擦力，則F2fmmgsin ，由此解得fm.12.(2016嘉興模擬)如圖11所示，人和物體處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，人和物體仍保持靜止.不計(jì)繩與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是()圖11A.繩的拉力變大B.人所受的合力增大C.地面對(duì)人的摩擦力增大D.人對(duì)地面的壓力減小答案C解析物體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以繩子對(duì)物體的拉力始終等于mg，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；人保持靜止?fàn)顟B(tài)，合力為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)人受力分析并正交分解如圖所示，由平衡條件得FNmgsin Mg，F(xiàn)fmgcos ，當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，將變小，F(xiàn)f會(huì)變大，F(xiàn)N也將變大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.13.如圖12所示，位于豎直側(cè)面的物體A的質(zhì)量mA0.2 kg，放在水平面上的物體B的質(zhì)量mB1.0 kg，繩和滑輪間的摩擦不計(jì)，且繩的OB部分水平，OA部分豎直，A和B恰好一起勻速運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2.圖12(1)求物體B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)如果用水平力F向左拉物體B，使物體A和B做勻速運(yùn)動(dòng)需多大的拉力？答案(1)0.2(2)4 N解析(1)因物體A和B恰好一起勻速運(yùn)動(dòng)，所以物體A、B均處于平衡狀態(tài).由平衡條件得對(duì)A：FTmAg0對(duì)B：FTFN0FNmBg0解得：0.2(2)如果用水平力F向左拉物體B，使物體A和B做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)水平繩的拉力與滑動(dòng)摩擦力的大小均不變，對(duì)物體B由平衡條件得FFTFN0解得：F4 N.14.(2016金華十校模擬)如圖13所示，某同學(xué)用大小為5 N、方向與豎直黑板面成53的力將黑板擦沿黑板表面豎直向上緩慢推動(dòng)，黑板擦無左右運(yùn)動(dòng)趨勢.已知黑板的規(guī)格為4.51.5 m2，黑板的下邊緣離地的離度為0.8 m，黑板擦(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為0.1 kg，g10 m/s2，sin 530.8.圖13(1)求黑板擦與黑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)她擦到離地高度2.05 m時(shí)，黑板擦意外脫手沿黑板面豎直向下滑落，求黑板擦砸到黑板下邊緣前瞬間的速度大小.答案(1)0.5(2)5 m/s解析(1)對(duì)黑板擦受力分析如圖所示：水平方向：Fsin FN豎直方向：Fcos mgFf另有：FfFN聯(lián)立可得：0.5(2)由受力分析可知：黑板擦脫手后做自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體：v22gh代入數(shù)據(jù)可得：v5 m/s