1、2020-2021 年高考物理一轮复习核心考点专题年高考物理一轮复习核心考点专题 6 受力分析受力分析 共点力的平衡共点力的平衡 知识一知识一 受力分析受力分析 1把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来，并画出受力示意图示意图的过程 2一般步骤 受力分析口诀：受力分析口诀：地球周围有重力，绕物一周找弹力看看是否有摩擦，其他外力细分析分力合力不重复， 只画受力弃施力 知识二知识二 共点力的平衡共点力的平衡 1平衡状态 物体处于静止静止状态或匀速直线运动匀速直线运动状态 2平衡条件 F合0 或者 Fx0， Fy0. 如图甲和乙所示，小球静止不动，物块匀速运动 则小球 F合0
2、； 物块 Fx0，Fy0. 3平衡条件的推论 (1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等相等，方向相反相反 (2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力的合力大小相相 等等，方向相反相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形三角形 (3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外几个力的合力大小相相 等等，方向相反相反 (4)处理平衡问题的常用方法 方法 内容 合成法 物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小 相等，方向相反 效果分解法 物体受三个共点力
3、的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和 其他两个力分别平衡 正交分解法 物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力沿两个相互垂直 的方向分解，物体在任一方向上的合力都为 0 合成法 效果分解法 正交分解法 对点练习对点练习 1. 如图所示，物块 a、b 质量分别为 2m、m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力 F 作用下，两物块均 处于静止状态，则 ( ) A物块 b 受四个力作用 B物块 b 受到的摩擦力大小等于 2mg C物块 b 对地面的压力大小等于 mg D物块 a 受到物块 b 的作用力水平向右 【答案】B 【解析】物块 a 受重力、墙壁的弹力、物块 b 的水
4、平弹力和物块 b 的竖直向上的摩擦力作用而静止，所以 物块 a 受到物块 b 的作用力是斜向右上方的，D 错误；物块 b 受重力、地面的支持力、物块 a 的水平弹力、 物块 a 的竖直向下的摩擦力及外力 F 作用而静止，A 错误；物块 a 竖直方向上受重力和摩擦力保持平衡， 所以物块 a 受到的摩擦力大小等于 2mg，故物块 b 受到的摩擦力大小也为 2mg, B 正确；由整体法可知物块 b 对地面的压力大小等于 3mg，C 错误 2. 如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演已知独轮车和演员的总质量为 60 kg，两侧钢索 的夹角为 120 ，钢索所能承受的最大拉力为 2 000 N
5、，g 取 10 m/s2.当独轮车和演员在图示位置静止不动时， 钢索对独轮车的作用力大小为( ) A600 N B1 200 N C2 000 N D4 000 N 【答案】A 【解析】选独轮车和演员整体为研究对象，进行受力分析，受重力 G 和钢索的作用力 F，由平衡条件可知， FG600 N，所以选项 A 正确 3. 如图所示，在粗糙水平面上放一斜面体 a，有一物体 b 在斜面上刚好匀速下滑，现在 b 上施加沿斜面向 下的力 F，使 b 沿斜面加速下滑，则( ) Aa 保持静止，且没有相对水平面运动的趋势 Ba 保持静止，但有相对水平面向右运动的趋势 Ca 保持静止，但有相对水平面向左运动的
6、趋势 D因未给出所需数据，无法判断 a 是否运动或有无运动趋势 【答案】A 【解析】未施加力 F 时，若以 b 为研究对象，由平衡条件知，b 所受支持力和摩擦力的合力方向竖直向上， 大小等于 b 的重力，因此 b 对 a 的压力和摩擦力的合力方向竖直向下，a 没有相对水平面运动的趋势施加 沿斜面向下的力 F 后，斜面体所受各力均未发生变化，故 a 仍保持静止状态，且没有相对水平面运动的趋 势，即选 A. 4. 如图，小球系在细绳的一端，放在倾角为 的光滑斜面上，用力将斜面在水平桌面上缓慢向左移动，使 小球缓慢上升(最高点足够高)，那么在斜面运动的过程中，细绳的拉力将( ) A先增大后减小 B先
7、减小后增大 C一直增大 D一直减小 【答案】B 【解析】将斜面在水平桌面上缓慢地向左推移，小球始终处于平衡状态，受力分析并合成如图所示，由平 衡条件得合力 FG，即支持力 FN和拉力 FT的合力大小和方向均不发生变化，当斜面在水平桌面上缓慢地 向左推移时，细线与竖直方向的夹角逐渐变大，FT的方向发生变化，画出平行四边形如图所示，由图可看 出，拉力先减小后增大，支持力一直在增大，选项 B 正确 5. 如图所示，物体 A 和 B 叠放在固定光滑斜面上，A、B 的接触面与斜面平行，当 A、B 以相同的速度沿 斜面向上运动时，关于物体 A 的受力个数，正确的 是 ( ) A.2 B.3 C.4 D.5
8、 【答案】B 【解析】由于 A、B 一起运动，加速度相同，没有相对运动趋势，故没有摩擦力。物体 A 受到重力、支持 力、压力共 3 个力，选项 B 正确。 6. “阶下儿童仰面时，清明妆点正堪宜。游丝一断浑无力，莫向东风怨别离。”这是红楼梦中咏风筝的 诗，风筝在风力 F、线的拉力 T 以及重力 G 的作用下，能够高高地飞在蓝天上。关于风筝在空中的受力可 能正确的是 ( ) 【答案】A 【解析】在 B、C、D 三个受力图中，合力不可能为零，不能处于平衡状态，只有 A 图，在三个力的作用下 能处于平衡状态，故 A 正确，B、C、D 错误。 7. 如图所示，乙烷球棍模型是由 6 个氢原子球和 2 个
9、碳原子球组成，其中，下层的 3 个氢原子与碳原子之 间用铰链轻杆连接，碳氢键与碳碳键间的夹角为 120 ，各层碳氢键间的夹角为 120 ，已知，每个氢原子模 型球的质量为 m0，每个碳原子模型球的质量为 3m0，共价键的质量不计。若假设碳碳键的张力和底层碳氢 键的张力分别为 F1、F2，则关于 F1、F2的值正确的是 ( ) A.F1=6m0g，F2=9m0g B.F1=9m0g，F2=4m0g C.F1=6m0g，F2=6m0g D.F1=4m0g，F2=9m0g 【答案】C 【解析】将上层看作一个整体，整体受到重力和碳碳键的张力，故 F1=6m0g，对下层碳原子分析，根据力的 平衡条件可得
10、 3F2cos 60 =9m0g，解得 F2=6m0g，选项 C 正确。 8. 如图所示，一只松鼠沿着较粗均匀的树枝从右向左缓慢爬行，在松鼠从 A 运动到 B 的过程中，下列说法 正确的是 ( ) A.松鼠对树枝的弹力保持不变 B.松鼠对树枝的弹力先减小后增大 C.松鼠对树枝的摩擦力先减小后增大 D.树枝对松鼠的作用力先减小后增大 【答案】C 【解析】设树枝的切线与水平方向的夹角为 ，松鼠所受的弹力 N=mgcos，从 A 到 B 的过程中， 先减小 后增大，则弹力先增大后减小，选项 A、B 错误；松鼠所受的摩擦力 f=mgsin，从 A 到 B 的过程中， 先 减小后增大，则摩擦力先减小后增
11、大，选项 C 正确；树枝对松鼠的作用力与松鼠的重力等大反向，所以树 枝对松鼠的作用力大小不变，选项 D 错误。 9. 如图所示，A、B、C 三个物块重力均为 100 N，小球 P 重 40 N，作用在物块 B 上的水平力 F=20 N，整个 系统静止，不计绳子质量，下列说法正确的是( ) A.物块 C 受 6 个力作用 B.A 和 B 之间的摩擦力是 20 N C.B 和 C 之间的摩擦力是 20 N D.C 与桌面间的摩擦力是 40 N 【答案】AC 【解析】水平绳子对 C 的拉力 F1=GP=40 N；A 与 B 之间没有摩擦力，C 对 B 的摩擦力向右， 大小为 20 N，则 B 对 C
12、 的摩擦力大小为 20 N，向左，那么桌面对 C 的摩擦力大小也为 20 N， 向左，C 受重力、B 对 C 的压力、桌面对 C 的支持力、绳子的拉力、桌面对 C 的摩擦力、B 对 C 的摩擦力，共受 6 个力，故本题选 A、C。 10. 如图所示，物块 A 和滑环 B 用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环 B 套在与竖直方向成 =37 的粗细均匀的固定杆上，连接滑环 B 的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，滑环 B 恰好不能下滑，滑环和杆 间的动摩擦因数 =0.4，设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块 A 和滑环 B 的质量之比为 ( ) A. B. C. D. 【答案】C 【
13、解析】设物块 A 和滑环 B 的质量分别为 m1、m2，若杆对 B 的弹力垂直于杆向下，因滑环 B 恰好不能下 滑，则由平衡条件有 m2gcos =(m1g-m2gsin )，解得 = ；若杆对 B 的弹力垂直于杆向上，因滑环 B 恰 好不能下滑，则由平衡条件有 m2gcos =(m2gsin -m1g)，解得 =- (舍去)。综上选项 C 正确。 11. 如图所示，质量 M=1 kg 的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量 m=0.5 kg 的小球相连，今用跟水平 方向成 60 角的力 F=5 N 拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中木块、小球的相对位置保持不 变，取 g=10 m/s2。在运动过程中，求： (1)轻绳与水平方向的夹角 。 (2)木块与水平杆间的动摩擦因数 。 【答案】(1)30 (2) 【解析】(1)小球处于平衡状态， 其所受合力为零。以小球为研究对象分析受力如图甲所示，由平衡条件得， 水平方向 Fcos60 -Tcos=0，竖直方向 Fsin60 -Tsin-mg=0，解得 =30。 (2)以木块和小球整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得，水平方向有 Fcos 60 -N=0，竖直 方向有 Fsin 60 +N-mg-Mg=0，解得 = 。
