1.受力分析的四個(gè)步驟
2.受力分析的四種方法
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
隔離法:將所研究的對(duì)象從周?chē)奈矬w中分離出來(lái),單獨(dú)進(jìn)行受力分析
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)其作出存在的假設(shè),然后分析該力存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響來(lái)判斷該力是否存在
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

1.疊石平衡藝術(shù)是一種不使用任何粘合劑或繩索,將石頭堆成奇特的造型的藝術(shù)。如圖所示,水平地面上疊放著兩個(gè)石塊,均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知與之間接觸面的切線不水平,與水平地面沒(méi)有接觸,下列說(shuō)法正確的是( )
A.共受到4個(gè)力的作用B.對(duì)的摩擦力沿切線向下
C.地面對(duì)的摩擦力水平向右D.地面對(duì)的支持力小于和所受的重力之和

2.下面對(duì)于物體的受力情況描述正確的是( )
A.圖(1)光滑球靜止在兩夾板之間,小球受到兩夾板的彈力作用
B.圖(2)豎直細(xì)線懸掛光滑小球在斜面上靜止,斜面對(duì)小球可能有彈力
C.圖(3)A、B物體保持相對(duì)靜止向右勻速,A、B間摩擦力與F大小相等
D.圖(4)對(duì)木塊施加一沿斜面向上的拉力,木塊靜止,斜面對(duì)木塊可能沒(méi)有摩擦力
變式
3.A、B兩物體在力F的作用下沿豎直墻體向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),如圖所示。下列關(guān)于A、B兩物體受力情況說(shuō)法正確的是( )
A.物體A受到墻面對(duì)其的彈力與摩擦力B.物體A受到5個(gè)力的作用
C.物體B受到3個(gè)力的作用D.物體A、B之間無(wú)摩擦力
變式
4.如圖所示,某同學(xué)參加學(xué)校集體勞動(dòng),先后用斜向上和斜向下的力去推水平地面上的木箱,兩次推力的大小均為 F,方向與水平面的夾角均為θ,兩次均未推動(dòng)木箱,關(guān)于這兩種情況,下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩種情況下木箱所受的合外力不同
B.兩種情況下木箱受到地面的支持力相等
C.兩種情況下木箱受到地面的摩擦力相等
D.兩種情況下木箱都只受重力、拉力和摩擦力的作用
處理靜態(tài)平衡問(wèn)題的常用方法總結(jié)

5.如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體A放在粗糙水平面上,用輕繩拴住質(zhì)量為m的小球B置于斜面上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),已知斜面傾角及輕繩與豎直方向夾角均為θ=30°.不計(jì)小球與斜面間的摩擦,則( )
A.輕繩對(duì)小球的作用力大小為
B.斜面對(duì)小球的作用力大小為
C.斜面體與水平面間的摩擦力大小為
D.斜面體對(duì)水平面的壓力大小為

6.如圖甲所示,輕桿OB可繞B點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),另一端O點(diǎn)用細(xì)繩OA拉住,固定在左側(cè)墻壁上,質(zhì)量為m的重物用細(xì)繩OC懸掛在輕桿上的O點(diǎn),OA與輕桿的夾角∠BOA=30°,輕桿OB水平。圖乙中水平輕桿OB一端固定在豎直墻壁上,另一端O裝有小滑輪,用一根細(xì)繩跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量為m的重物,圖中∠BOA=30°。則:

(1)圖甲、乙中細(xì)繩OA的拉力各是多大?
(2)圖甲中輕桿受到的彈力是多大?
(3)圖乙中輕桿對(duì)滑輪的作用力是多大?
(4)通過(guò)該題總結(jié)兩種(固定桿和可動(dòng)桿)輕桿上的彈力特點(diǎn)。

7.用繩AC和BC吊起一重物處于靜止?fàn)顟B(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105N。那么,下列正確的說(shuō)法是( )
A.當(dāng)重物的重力為150N時(shí),開(kāi)始瞬間AC、BC都不斷,AC拉力比BC拉力大
B.當(dāng)重物的重力為150N時(shí),開(kāi)始瞬間AC、BC都不斷,AC拉力比BC拉力小
C.當(dāng)重物的重力為175N時(shí),開(kāi)始瞬間AC不斷,BC剛好斷
D.當(dāng)重物的重力為175N時(shí),開(kāi)始瞬間AC斷,BC也斷
變式
8.如圖所示, 一傾角為53°質(zhì)量為M=5kg的斜面體A 置于水平面上,在斜面體和豎直墻面之間放置一質(zhì)量為m=6kg的光滑小球B,斜面體A受到水平向右的推力F,使A 、B系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知斜面體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,sin53°=0.8,cs53°=0.6,重力加速度g 取 10m/s2 。求 :
(1)小球B 受到斜面體A彈力N1的大小和受到墻面彈力N2的大??;
(2)地面對(duì)斜面體A支持力N的大小;
(3)水平向右的推力F的最小值。
變式
9.圖甲中輕桿的端固定在豎直墻壁上,另一端光滑,一端固定在豎直墻壁點(diǎn)的細(xì)線跨過(guò)端系一質(zhì)量為的重物,水平;圖乙中輕桿可繞點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),另一端光滑;一端固定在豎直墻壁點(diǎn)的細(xì)線跨過(guò)端系一質(zhì)量也為的重物。已知圖甲中,重力加速度為g,以下說(shuō)法正確的是( )
A.圖甲輕桿中彈力大小為
B.圖乙輕桿中彈力大小為
C.圖甲中輕桿中彈力與細(xì)線中拉力的合力方向一定沿豎直方向
D.圖乙中繩子對(duì)輕桿彈力可能不沿桿
變式
10.如圖所示,能承受最大拉力均為100N的三段輕繩AO、BO、CO系于O點(diǎn),質(zhì)量為的物體系于C端,AO與水平頂板間的夾角為,BO水平,A、B點(diǎn)固定,物體靜止不動(dòng),然后在物體上作用一個(gè)豎直向下、大小從零逐漸增大的外力。g取。求:
(1)外力作用前,AO繩拉力大小;
(2)判斷AO、BO、CO哪根繩先斷;
(3)為保證所有繩都不斷,所加外力的最大值。

解決動(dòng)態(tài)平衡常用方法
1.解析法
如果物體受到多個(gè)力的作用,可進(jìn)行正交分解,利用解析法,建立平衡方程,找函數(shù)關(guān)系,根據(jù)自變量的變化確定因變量的變化.還可由數(shù)學(xué)知識(shí)求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值
2.圖解法
物體受三個(gè)力平衡:一個(gè)力恒定、另一個(gè)力的方向恒定時(shí)可用此法.由三角形中邊長(zhǎng)的變化知力的大小的變化,還可判斷出極值.
例:擋板P由豎直位置繞O點(diǎn)逆時(shí)針向水平位置緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)小球受力的變化.(如圖)
2.相似三角形法
物體受三個(gè)力平衡:一個(gè)力恒定、另外兩個(gè)力的方向同時(shí)變化,當(dāng)所作“力的矢量三角形”與空間的某個(gè)“幾何三角形”總相似時(shí)用此法(如圖)

11.如圖所示,A是一均勻小球,B是一圓弧形滑塊,最初A、B相切于圓弧形滑塊的最低點(diǎn),一切摩擦均不計(jì),開(kāi)始B與A均處于靜止?fàn)顟B(tài),用一水平推力F將滑塊B向右緩慢推過(guò)一段較小的距離,在此過(guò)程中( )
A.墻壁對(duì)球的彈力不變B.滑塊對(duì)球的彈力增大
C.地面對(duì)滑塊的彈力增大D.推力F減小

12.如圖所示,有一質(zhì)量不計(jì)的桿AO,長(zhǎng)為R,可繞A自由轉(zhuǎn)動(dòng)。用繩在O點(diǎn)懸掛一個(gè)重為G的物體,另一根繩一端系在O點(diǎn),另一端系在圓弧形墻壁上的C點(diǎn)。當(dāng)點(diǎn)C由圖示位置逐漸向上沿圓弧CB移動(dòng)過(guò)程中(保持OA與墻面夾角θ不變),OC繩所受拉力的大小變化情況是( )
A.逐漸減小B.逐漸增大
C.先減小后增大D.先增大后減小

13.粗糙水平地面上有一質(zhì)量為M、傾角為的粗糙楔形物體C,斜面上有一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊B,B與一輕繩連接,且繞過(guò)一固定在天花板上的定滑輪,另一端水平與一結(jié)點(diǎn)連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,右上方有一拉力F,初始夾角,如圖所示?,F(xiàn)讓拉力F順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)且保持大小不變,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程B、C始終保持靜止。已知B與滑輪間的細(xì)繩與斜面平行,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是( )
A.拉力F一直減小B.B、C間的摩擦力先增大再減小
C.物體C對(duì)地面的壓力先增大再減小D.物體C對(duì)地面的摩擦力的最大值為

14.如圖所示,兩根輕繩一端系于結(jié)點(diǎn)O,另一端分別系于豎直固定環(huán)上的A、B兩點(diǎn),O點(diǎn)下面懸掛一物體,繩水平,拉力大小為,繩與夾角,拉力大小為.將兩繩同時(shí)緩慢沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)并保持兩繩之間的夾角始終不變,且物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài).則在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.逐漸增大B.先增大后減小
C.逐漸減小D.先減小后增大

15.如圖所示,粗糙水平面上放有截面為圓周的柱狀物體A,A與墻面之間放一光滑的圓柱形物體B,對(duì)A施加一個(gè)水平向左的力F,使A緩慢地向左移動(dòng)少許,在這一過(guò)程中( )
A.墻壁對(duì)B的彈力先減小后增大B.A對(duì)B的彈力一直增大
C.A受到的摩擦力一直增大D.A受到的地面支持力不變

16.如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)的最高點(diǎn)有一個(gè)光滑的小孔。質(zhì)量為m的小球套在圓環(huán)上,一根細(xì)線的下端系著小球,上端穿過(guò)小孔用手拉住?,F(xiàn)拉動(dòng)細(xì)線,使小球沿圓環(huán)緩慢上移,在移動(dòng)過(guò)程中,手對(duì)細(xì)線的拉力F和圓環(huán)對(duì)小球的彈力FN的大小變化情況是( )
A.F不變,F(xiàn)N增大B.F不變,F(xiàn)N減小
C.F減小,F(xiàn)N不變D.F增大,F(xiàn)N減小

17.如圖所示,晾曬衣服的繩子兩端分別固定在兩根豎直桿上的A、B兩點(diǎn),繩子的質(zhì)量及繩與衣架掛鉤間摩擦均忽略不計(jì),衣服處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.僅將B點(diǎn)移到位置時(shí),繩子張力變大
B.僅將B點(diǎn)移到位置時(shí),繩子張力不變
C.B點(diǎn)在桿上位置不動(dòng),僅將右側(cè)桿平移到虛線位置時(shí),繩子張力變大
D.B點(diǎn)在桿上位置不動(dòng),僅將右側(cè)桿平移到虛線位置時(shí),繩子張力變小

18.粗糙水平地面上有一質(zhì)量為M、傾角為的粗糙楔形物體C,斜面上有一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊B,B與一輕繩連接,且繞過(guò)一固定在天花板上的定滑輪,另一端水平與一結(jié)點(diǎn)連接一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,右上方有一拉力F,初始夾角,如圖所示。現(xiàn)讓拉力F順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)且保持大小不變,轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程B、C始終保持靜止。已知B與滑輪間的細(xì)繩與斜面平行,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是( )
A.拉力F一直減小B.B、C間的摩擦力先增大再減小
C.物體C對(duì)地面的壓力先增大再減小D.物體C對(duì)地面的摩擦力的最大值為
一、輕桿連接體模型及其求解方法歸納
二、斜劈無(wú)外力平衡模型總結(jié)
三、斜劈加外力平衡模型總結(jié)

19.將一個(gè)半球體置于粗糙水平地面上,半球的正上端有一光滑的小滑輪,柔軟光滑的輕繩繞過(guò)滑輪,兩端分別系有質(zhì)量為m1=0.4kg、m2=0.2kg的物體A、B(兩物體和滑輪均可看成質(zhì)點(diǎn),故可認(rèn)為輕繩與半球體表面處處平行)時(shí),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),裝置的截面圖如圖所示。已知此時(shí)A與半球的球心O的連線與水平線的夾角θ=53°,B與半球的球心O的連線與水平線的夾角α=37°,B與斜面之間光滑,其他條件不變,取g=10m/s2,則(sin37°=0.6,cs37°=0.8)( )
A.輕繩中的拉力大小為1.2NB.半球體對(duì)B的支持力大小為1.6N
C.A受到的摩擦力大小為0.8ND.地面對(duì)半球體的摩擦力為零

20.如圖所示,木板C放在水平地面上,木板B放在C的上面,木板A放在B的上面,A的右端通過(guò)輕質(zhì)彈簧秤固定在豎直的墻壁上,A、B、C質(zhì)量相等,且各接觸面動(dòng)摩擦因數(shù)相同,用大小為F的力向左拉動(dòng)C,使它以速度v勻速運(yùn)動(dòng),三者穩(wěn)定后彈簧秤的示數(shù)為則下列說(shuō)法正確的是( )
A.B對(duì)A的摩擦力大小為T(mén),方向向左B.A和B保持靜止,C勻速運(yùn)動(dòng)
C.A保持靜止,B和C一起勻速運(yùn)動(dòng)D.C受到地面的摩擦力大小為

21.如圖所示,a、b兩個(gè)小球穿在一根光滑的固定桿上,并且通過(guò)一條細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接.已知b球質(zhì)量為m,桿與水平面的夾角為30°,不計(jì)所有摩擦.當(dāng)兩球靜止時(shí),Oa段繩與桿的夾角也為30°,Ob段繩沿豎直方向,則a球的質(zhì)量為
A.B.C.D.2m

22.如圖所示,木板B放在粗糙的水平面上,木塊A放在B的上面,A的右端通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕繩固定在豎直墻上,用水平恒力F向左拉動(dòng)B,使其以速度v做勻速運(yùn)動(dòng),此時(shí)繩水平且拉力大小為T(mén)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.繩上拉力T與水平恒力F大小相等
B.若木板B以速度勻速運(yùn)動(dòng),則拉力大于F
C.木板B受到一個(gè)靜摩擦力,一個(gè)滑動(dòng)摩擦力,二者合力大小等于F
D.木塊A受到的摩擦力大小等于T
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)力大小相等,方向相反
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)以上力的作用而平衡,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
力的三
角形法
對(duì)受三個(gè)力作用而平衡的物體,將力的矢量圖平移使三個(gè)力組成一個(gè)首尾依次相接的矢量三角形,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學(xué)知識(shí)求解未知力
受力分析
力的矢量三角形和邊的三角形相似
比例
【問(wèn)題】如圖,求m1:m2大小?
方法一、正弦定理法
方法二、力乘力臂法
方法三、重心法
對(duì)m1、m2受力分析,三力平衡可構(gòu)成矢量三角形,根據(jù)正弦定理有,
對(duì)m1:
對(duì)m2:
根據(jù)等腰三角形有:θ1=θ2
聯(lián)立解得m1gsinα=m2gsinβ
∴m1:m2=sinβ:sinα
以整體為研究對(duì)象,以圓心為轉(zhuǎn)動(dòng)軸,兩圓弧的支持力的力臂均為零,輕桿彈力的力臂相等,力乘以力臂等值反向。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)平衡知:動(dòng)力乘以動(dòng)力臂等于阻力乘以阻力臂,即m1g·Rsinα=m2g·Rsinβ。
∴m1:m2=sinβ:sinα
以整體為研究對(duì)象,整體受重力和兩圓弧的支持力,根據(jù)三力平衡必共點(diǎn),因此整體的重心必過(guò)圓心正下方。所以有m1·Rsinθ1=m2·Rsinθ2,∴m1:m2=sinβ:sinα
參考答案:
1.B
【詳解】A.根據(jù)受力平衡可知,受到重力、支持力和摩擦力3個(gè)力的作用,故A錯(cuò)誤;
B.以為對(duì)象,受力平衡可知,受到的摩擦力沿切線向上,則對(duì)的摩擦力沿切線向下,故B正確;
CD.以、為整體,根據(jù)受力平衡可知,地面對(duì)的摩擦力為0,地面對(duì)的支持力等于和所受的重力之和,故CD錯(cuò)誤。
故選B。
2.D
【詳解】A.如圖(1)光滑球靜止在兩夾板之間,只有下板有彈力,若上板也有彈力,小球不能靜止,故A錯(cuò)誤;
B.如圖(2)用豎直細(xì)線將光滑小球吊起,擱在斜面上,繩子處于豎直,根據(jù)平衡條件知,繩的拉力和重力等大反向,斜面沒(méi)有彈力,故B錯(cuò)誤;
C.如圖(3)A、B兩物體疊放,在水平外力F的作用下共同做勻速直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件可知,A物體重力和支持力平衡,A、B間無(wú)摩擦力,故C錯(cuò)誤;
D.如圖(4)某人對(duì)木塊施加一沿粗糙斜面向上的拉力作用,木塊保持靜止不動(dòng),若拉力與重力分力的大小相等,斜面對(duì)木塊沒(méi)有摩擦力,故D正確。
故選D。
3.C
【詳解】A.若物體A受到墻面對(duì)其的彈力,則水平方向不能平衡,可知物體A不受墻壁的彈力,則也不受摩擦力作用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.物體A受到重力、力F、物塊B的壓力和摩擦力共4個(gè)力的作用,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.物體B受到重力、A對(duì)B的支持力和摩擦力共3個(gè)力的作用,選項(xiàng)C正確;
D.物體B相對(duì)A有向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),則物體A、B之間有靜摩擦力,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
4.C
【詳解】A.兩次均未推動(dòng)木箱,所以?xún)煞N情況下木箱所受的合外力都為零,故A錯(cuò)誤;
BC.推力斜向上時(shí),由平衡可知
推力斜向下時(shí),由平衡可知
可得,兩種情況下木箱受到地面的支持力不同相等,木箱受到地面的摩擦力相等,故B錯(cuò)誤,C正確;
D.根據(jù)受力分析可知,兩種情況下木箱都受重力、支持力、拉力和摩擦力的作用,故D錯(cuò)誤。
故選C。
5.C
【詳解】AB.以B球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力情況,如圖甲所示:
根據(jù)平衡條件,水平方向

則豎直方向
解得輕繩對(duì)小球的作用力大小為
斜面對(duì)小球的作用力大小為
故AB錯(cuò)誤;
CD.以B球和斜面整體為研究對(duì)象,分析受力情況,如圖乙所示
則有

根據(jù)牛頓第三定律可知,斜面體對(duì)地面的作用力大小也是;根據(jù)
可得
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
6.(1),
(2)
(3)
(4)見(jiàn)解析
【詳解】(1)圖甲、乙中O點(diǎn)的受力如圖所示

圖甲中,根據(jù)受力平衡可知細(xì)繩OA的拉力大小為
圖乙中,滑輪上下兩側(cè)繩子拉力大小相等,則細(xì)繩OA的拉力大小為
(2)圖甲中,輕桿為動(dòng)桿,桿的彈力方向沿桿,以O(shè)點(diǎn)為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可得
可知輕桿受到的彈力大小為。
(3)圖乙中,以滑輪為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可得
可知輕桿對(duì)滑輪的作用力大小為。
(4)由圖甲可知,當(dāng)輕桿為動(dòng)桿時(shí),輕桿上的彈力方向沿桿;由圖乙可知,當(dāng)輕桿為固定桿時(shí),輕桿上的彈力方向不一定沿桿。
7.AC
【詳解】AB.取C點(diǎn)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析如圖所示
當(dāng)重物的重力為150N時(shí),AC拉力為
BC拉力為
可知,當(dāng)重物的重力為150N時(shí),AC、BC都不斷,且AC拉力比BC拉力大,故A正確,B錯(cuò)誤。
CD.當(dāng)重力為175N時(shí),假設(shè)繩子不斷時(shí),AC拉力為
BC拉力為
所以AC不斷,BC繩剛好斷,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
8.(1),
(2)
(3)
【詳解】(1)對(duì)B球受力分析,受重力mg,A的彈力N1,墻面的彈力N2,受力如圖所示
根據(jù)平衡條件有

解得
,
(2)系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài),對(duì)系統(tǒng)根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知,豎直方向有
(3)水平向右的外力最小(設(shè)為Fmin)時(shí),斜面體可能有向左運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),由于
則有
解得
9.AC
【詳解】A.由于圖甲輕桿為“定桿”,其O端光滑,可以視為活結(jié),兩側(cè)細(xì)線中拉力大小相等,都等于,由力的平衡條件可知,圖甲輕桿中彈力大小為
故A正確;
BD.圖乙中輕桿可繞點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),為“動(dòng)桿”,另一端光滑,可以視為活結(jié),兩側(cè)細(xì)線中拉力相等,“動(dòng)桿”中彈力方向一定沿“動(dòng)桿”方向,“動(dòng)桿”中彈力大小等于兩側(cè)細(xì)線中拉力的合力大小,兩細(xì)線夾角不確定,則輕桿中彈力大小無(wú)法確定,故BD錯(cuò)誤;
C.根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,圖甲中輕桿彈力與細(xì)線OB中拉力的合力方向一定與豎直細(xì)繩的拉力方向相反,即豎直向上,故C正確。
故選AC。
10.(1);(2)AO繩先斷;(3)
【詳解】(1)外力作用前,以物體為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可知,OC繩拉力大小為
以O(shè)點(diǎn)為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可知AO繩拉力大小
(2)在物體上作用一個(gè)豎直向下、大小從零逐漸增大的外力,以物體為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可知,OC繩拉力大小為
以O(shè)點(diǎn)為對(duì)象,根據(jù)受力平衡可得
,
則有
可知AO繩先斷。
(3)為保證所有繩都不斷,則有
解得所加外力的最大值為
11.B
【詳解】AB.對(duì)小球受力分析,小球受到重力、滑塊的彈力和墻壁的彈力,如圖所示
重力的大小和方向都不變,墻壁的彈力方向不變?;瑝K的彈力和墻壁的彈力的合力不變,大小等于重力,由圖可知,滑塊對(duì)球的彈力在增大,墻壁對(duì)球的彈力在增大,A錯(cuò)誤,B正確;
CD.對(duì)滑塊和小球整體進(jìn)行受力分析,整體受重力、支持力、墻壁的彈力及推力,豎直方向上滑塊和小球的重力大小等于地面對(duì)滑塊的彈力,滑塊和小球的重力都不變,所以地面對(duì)滑塊的彈力不變,水平方向上推力F大小等于墻壁對(duì)球的彈力,所以推力F增大,CD錯(cuò)誤。
故選B。
12.C
【詳解】對(duì)物體受力分析,物體受力平衡,則拉力等于重力G;故豎直繩的拉力不變;再對(duì)O點(diǎn)分析,O受繩的拉力、OA的支持力及OC的拉力而處于平衡;受力分析如圖所示
將F和OC繩上的拉力合成,其合力與G大小相等,方向相反,則在OC繩上移的過(guò)程中,平行四邊形的對(duì)角線保持不變,平行四邊形發(fā)生圖中所示變化,則由圖可知OC繩的拉力先減小后增大,在圖中D點(diǎn)時(shí)拉力最小。
故選C。
13.AB
【詳解】A.對(duì)題圖右側(cè)結(jié)點(diǎn)處受力分析,α角大小不變,可以使用輔助圓方法判斷力的動(dòng)態(tài)變化情況,如圖所示
通過(guò)分析可得繩子拉力先增大再減小,拉力F一直減小,故A正確;
B.初始狀態(tài),對(duì)A分析可得繩子拉力大小為
對(duì)B分析,可發(fā)現(xiàn)
即一開(kāi)始B與C間的靜摩擦力為零,故當(dāng)繩子拉力從先增大再減小到,B、C間的靜摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再減小,故B正確;
C.將B、C看成整體,豎直方向有
由于先增大再減小,故先減小再增大,即物體C對(duì)地面的壓力先減小再增大,故C錯(cuò)誤;
D.將B、C看成整體,水平方向上有
當(dāng)最大時(shí),即此時(shí)F水平,對(duì)A分析可計(jì)算得
所以
則物體C對(duì)地面的摩擦力的最大值為,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
14.BC
【詳解】A.如圖所示
作出,矢量三角形,由正弦定理可知
在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,兩段繩子的夾角不變,則始終為,而會(huì)從逐漸減小,會(huì)從逐漸增大,且最后大于,從而根據(jù)正弦值的變化可知,先增大后減小,一直減小,故B正確,C正確。
故選BC。
15.D
【詳解】AB.對(duì)B物體受力分析,受到重力mg、A物體對(duì)B物體的支持力N′和墻壁對(duì)B物體的支持力N,如圖甲所示當(dāng)A物體向左移動(dòng)后,A物體對(duì)B物體的支持力N′的方向不斷變化,根據(jù)平衡條件結(jié)合合成法可以知道:A物體對(duì)B物體的支持力N′和墻壁對(duì)B物體的支持力N都在不斷減小,故AB錯(cuò)誤;
CD.對(duì)A和B整體受力分析,受到總重力G、
地面支持力FN,推力F和墻壁的彈力N,地面的摩擦力f,如圖乙所示,根據(jù)平衡條件有
F=N+f
FN=G
地面的支持力不變,墻壁對(duì)B物體的支持力N不斷減小
f=F-N
由于不知F如何變化,f可能減小,也可能增大,還可能不變,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
16.C
【詳解】小球沿圓環(huán)緩慢上移可看成小球始終受力平衡,對(duì)小球進(jìn)行受力分析,受力示意圖如圖所示
由圖可知,即
當(dāng)A點(diǎn)上移時(shí),半徑不變,AB長(zhǎng)度減小,故F減小,F(xiàn)N不變,C正確。
故選C。
17.BD
【詳解】ABCD.分步解析
第一步:懸點(diǎn)上下移動(dòng)時(shí),判斷繩與桿的夾角變化。
對(duì)掛鉤受力分析,如圖所示,懸點(diǎn)從B移到時(shí),有
和均等于繩長(zhǎng),故
繩與桿的夾角不變,同理可知,B點(diǎn)移到位置,繩與桿的夾角也不變。
第二步:右側(cè)桿向左移動(dòng)時(shí),判斷繩與桿的夾角變化。
B點(diǎn)在桿上的位置不動(dòng),僅將右側(cè)桿移動(dòng)到虛線位置時(shí),角度變小。
第三步:根據(jù)平衡條件分析繩子張力變化。
根據(jù)平衡條件,有
僅將懸點(diǎn)上下移動(dòng),不變,繩子張力T不變,A錯(cuò)誤,B正確;僅將右側(cè)桿向左平移,變小,繩子張力T變小,C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD。
18.AB
【詳解】A.對(duì)題圖右側(cè)結(jié)點(diǎn)處受力分析,α角大小不變,可以使用輔助圓方法判斷力的動(dòng)態(tài)變化情況,如圖所示
通過(guò)分析可得繩子拉力先增大再減小,拉力F一直減小,故A正確;
B.初始狀態(tài),對(duì)A分析可得繩子拉力大小為
對(duì)B分析,可發(fā)現(xiàn)
即一開(kāi)始B與C間的靜摩擦力為零,故當(dāng)繩子拉力從先增大再減小到,B、C間的靜摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再減小,故B正確;
C.將B、C看成整體,豎直方向有
由于先增大再減小,故先減小再增大,即物體C對(duì)地面的壓力先減小再增大,故C錯(cuò)誤;
D.將B、C看成整體,水平方向上有
當(dāng)最大時(shí),即此時(shí)F水平,對(duì)A分析可計(jì)算得
所以
則物體C對(duì)地面的摩擦力的最大值為,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
19.CD
【詳解】AB.兩物體的受力示意圖如圖所示,對(duì)B有
T2=m2gcsα=1.6N
FN2=m2gsinα=1.2N
選項(xiàng)AB均錯(cuò)誤;
C.對(duì)A有
T1+f1=m1gcsθ=2.4N
T1=T2A受到的摩擦力大小為
f1=F1-T1=0.8N
選項(xiàng)C正確;
D.對(duì)兩物體及半球體整體進(jìn)行受力分析,由整體受力平衡知,地面對(duì)半球體的摩擦力為零,選項(xiàng)D正確。
故選CD。
20.ACD
【詳解】試題分析:對(duì)物體A受力分析可知,彈簧對(duì)A有向右的拉力T,則B對(duì)A有向左的摩擦力T,選項(xiàng)A正確;C對(duì)B的摩擦力為,大于A對(duì)B的最大靜摩擦力,則B相對(duì)A滑動(dòng),B 和C 一起勻速運(yùn)動(dòng),A靜止,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;對(duì)ABC的整體可知,C 受到地面的摩擦力大小為F-T,選項(xiàng)D正確;故選ACD.
考點(diǎn):物體的平衡;摩擦力
21.A
【分析】分別對(duì)a、b兩球分析,運(yùn)用合成法,用T表示出a、b兩球的重力,同一根繩子上的拉力相等,即繩子對(duì)a、b兩球的拉力是相等的.
【詳解】分別對(duì)a、b兩球分析,運(yùn)用合成法,如圖:
根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,得:T=mbg;(根據(jù)正弦定理列式);故mb:ma=tan300:1,則ma=m;故BCD錯(cuò)誤,A正確;故選A.
22.D
【詳解】A.以AB整體為研究對(duì)象,分析受力情況:水平方向受到:水平向左的拉力F、繩子水平向右的拉力T和地面對(duì)B水平向右的滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)平衡條件得知,繩上拉力T小于水平恒力F,故A錯(cuò)誤;
B.若木板B以2v勻速運(yùn)動(dòng),AB受力情況都沒(méi)有變化,則拉力F也不變。故B錯(cuò)誤;
C.木板B受到兩個(gè)滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)平衡條件,合力大小等于F,方向水平向右,故C錯(cuò)誤;
D.A、B間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),木塊A受到的是滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)平衡條件,大小等于T。故D正確。
故選D。

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