物体的受力分析专题练习单选题1.如图所示,物体B的上表面水平,当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时,斜面保持静止不动,则下列判断正确的是(?) ?物体B的上表面一定是粗糙的B.?物体B,C都只受4个力作用C.?物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右D.?水平面对物体C 的支持力小于三物体的重力大小之和1.【答案】B【解析】【解答】物体A做匀速直线运动,所以合力为零,即A受重力和支持力,不受摩擦力 (若有摩擦力,则不能做匀速直线运动),所以B的上表面是否粗糙不能判定,A不符合题意;对AB整体受力分析,受重力、支持力和滑动摩擦力 ,三个力的合力为零,整体受到的摩擦力作用于B上.所以B受到重力、A对B的压力、C对B的支持力和摩擦力.对C分析可知,C受重力、地面 对它的支持力、B对C的压力和摩擦力4个力作用,B符合题意;选取ABC的整体为研究的对象,AB匀速运动,C静止,加速度为零,故合力为 零;所以C不受的地面的摩擦力(若有摩擦力,则不平衡),C不符合题意;选ABC的整体为研究的对象,AB匀速运动,C静止,合力为零;竖 直方向受重力和支持力,所以水平面对物体C的支持力等于三物体的重力大小之和,D不符合题意.故答案为:B【分析】分别对A、B两个物体 进行受力分析,都处在平衡状态,合力为零,结合选项逐一分析即可。2.如图所示,物体沿粗糙斜面下滑,物体受到的作用力有()A.?重 力、斜面的支持力和下滑力B.?重力、斜面的支持力和摩擦力C.?重力、摩擦力和下滑力?斜面的支持力、下滑力和摩擦力2.【答案】B【 解析】【解答】解:(1)根据重力的产生可知,物体要受到重力的作用.(2)物体对斜面有一个垂直于斜面表面向下的压力,斜面对物体有一个 垂直于斜面向上的支持力.(3)物体沿斜面下滑时,相对于斜面向下运动,斜面对物体有一个沿斜面向上的摩擦力,这个力平衡了重力沿斜面向下 的分力.故B正确,ACD错误;故选B.【分析】(1)地球附近的一切物体都要受到重力的作用.(2)物体放在斜面上,斜面要对它有一个支 持力.(3)物体受到重力的作用,在斜面上没有加速下滑,而是匀速下滑,说明有一个沿斜面向上的力来平衡它,即摩擦力.3.(2019?江 苏)如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小 为(??)??B.??C.?Tsinα???????????????????????????????????D.?Tcosα 3.【答案】C【解析】【解答】小球在受到重力、空气的浮力、绳子的拉力和风的吹力共同作用平衡,其中在水平方向上,风的吹力和绳子拉力 的水平分力是一对平衡力,故风对气球的作用力等于.C符合题意,ABD不符合题意。故答案为:C4.如图所示,汽车以速度V通过一半圆 形拱桥的顶点时,关于汽车受力的说法正确的是()A.?汽车受重力、支持力、向心力B.?汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力 C.?汽车的向心力是重力D.?汽车的重力和支持力的合力是向心力4.【答案】D【解析】【解答】向心力不是受到的力,是效果力,AB不 符合题意;向心力由重力和支持力的合力提供,C不符合题意;故答案为:D【分析】本题需要把握的是:向心力不是力,而是重力、支持力、摩擦 力以及物体所受的其他力的合力。5.如图所示,A、B、C三个物体的质量相等,各有F=1N的两个水平力分别作用于A、B两个物体上,A、 B、C都静止,则地面对A物体、A物体对B物体、B物体对C物体的摩擦力分别为(????)?0、1N、0B.?1N、0、1NC. ?1N、2N、1ND.?1N、1N、0N5.【答案】A【解析】【解答】因为三个物体都静止,所以先以整体为研究对象进行受力分析,水 平方向上两个水平力F已经平衡,可知地面对A的摩擦力为零。再以BC为研究对象,水平方向受一个力F,由平衡条件可知A对B的摩擦力大小为 1N。再以C为研究对象,因为水平方向不受其它力的作用,利用假设法可知B对C的摩擦力为零。故答案为:A。6.某种自动扶梯,无人乘行 时运转很慢,当有人站上去后会先慢慢加速。一顾客乘这种扶梯上楼,如下图所示。在电梯加速向上运行的过程中,他所受力的示意图是(??) ??B.??C.??D.?6.【答案】B【解析】【解答】而当扶梯加速上升时,人受重力、支持力;将加速度分解可知,物体应有水平 向左的加速度,故扶梯应对人有平行于接触面向左的摩擦力;故只有B受力正确;故答案为:B。【分析】对人进行受力分析,结合人的运动状 态,利用牛顿第二定律确定人的受力情况。7.如图所示,自由落体的小球从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短再恢复原长的过程中,下列关于小 球合力的大小变化情况的描述,正确的是(??)A.?合力先变大,再减小,再变大B.?合力先变小,后变大,再减小C.?合力先变大,后 变小,再减大,再变小D.?合力先变小,后变大,再减小,再变大7.【答案】D【解析】【解答】解:开始于弹簧接触时,压缩量很小,因此 弹簧对小球向上的弹力小于向下重力,此时合外力大小:F=mg﹣kx,方向向下;随着压缩量的增加,弹力增大,故合外力减小,当mg=kx 时,合外力为零,由于惯性物体继续向下运动,此时合外力大小为:F=kx﹣mg,方向向上,物体减速,随着压缩量增大,物体合外力增大,当 速度为零时,合外力最大.故整个过程中物体合力先减小后增大,然后反向加速运动,此时弹簧的压缩量减小,此时合力减小,当弹力等于重力时, 速度达到最大,由于惯性,物体继续向上运动,此时弹簧的弹力继续减小,合力增大,故合力先减小后增大,故D正确故选:D.【分析】由小球下 落与弹簧接触过程中弹力变化,可分析小球合外力的变化情况8.如图所示,物块P、Q叠放在水平地面上,保持静止,则地面受到的弹力等于(? ????)A.?Q的重力B.?P对Q的压力?C.?P、Q的重力之和D.?P的重力加上Q对地面的压力8.【答案】C【解析】 【解答】把PQ视为一整体,受重力、支持力,二力平衡,所以物体对地面的压力等于P、Q的重力之和,所以ABD不符合题意;C符合题意。 故答案为:C【分析】两物体处于静止状态,为平衡状态,合力为零,分别对两个物体进行受力分析,结合选项求解即可。9.如图所示,在匀速 转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,关于物体的受力情况下列说法正确的是()?重力、弹力、摩擦力B.?重力、弹力、摩擦力、向 心力C.?重力、弹力、向心力D.?重力、摩擦力、向心力9.【答案】A【解析】【解答】解:物体做匀速圆周运动,合力指向圆心,对物体 受力分析,受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力,如图其中重力G与静摩擦力f平衡,支持力N提供向心力.故答案为:A.【分析】做匀 速圆周运动的物体合力等于向心力,向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供,也可以由几种力的合力提供,还可以由某一种力的分 力提供;本题中物体做匀速圆周运动,合力指向圆心,对物体受力分析,受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力,合力等于支持力,提供向心 力.10.如图所示,光滑半球形神水平为量为不球(视为质点在水平面上,O为球心,一质量为m的小球(视为质点)在水平力F的作用下静止于 P点,设小球所支特力为FN,OP与水平方向的夹角为θ,重力加速度为g,下列关系正确的是(??)??B.??C.??D.?10 .【答案】D【解析】【解答】滑块的受力情况如图所示,由物体的平衡条件可得:FNsinθ=mg,FNcosθ=F,联立解得:, .故答案为:D.【分析】对物体进行受力分析,受到外力F、支持力、重力,明确力的方向,在这四个力的作用下,物体处于平衡状态,合力 为零,利用此条件求解外力F的大小。二、多选题11.下面各图中小球A均静止,且各接触面均光滑,则A受到两个弹力的是(??)A.?? B.??C.??D.?11.【答案】B,D【解析】【解答】解:A、小球处于静止状态,重力和绳的弹力平衡,斜面与球之间不可能产生 弹力,否则小球不可能平衡,故图中球只受一个弹力作用,A错误;B、图中小球受到绳子拉力、重力、斜面的支持力三力作用下处于平衡状态,因 此小球受两个弹力作用,B正确;C、图中竖直面对小球没有弹力作用,否则小球不可能处于平衡状态,故C错误;D、图中水平面对小球有弹力作 用,由于推力作用,导致斜面和球之间也有弹力作用,故图中球受两个弹力作用,故D正确.故选:BD.【分析】正确解答本题要掌握:弹力产生 的条件,注意光接触而没有弹性形变不可能产生弹力,或者正确根据平衡条件判断弹力的有无.12.如图所示,小物体在竖直向上的恒力F作用下 保持静止,则下面对物体受力情况分析正确的是()?物体a可能受四个力作用B.?物体a一定受两个力作用C.?物体a与墙壁间一定存在 弹力D.?物体a与墙壁间一定不存在摩擦力12.【答案】B,D【解析】【解答】解:物体在恒力F作用下沿竖直墙面向上做匀速直线运动 ,受力平衡,根据平衡条件可知,水平方向受力平衡,则墙壁对a没有弹力,没有弹力也就没有摩擦力,竖直方向有:F=G,所以物体a共受到2 个力作用,故BD正确,AC错误.故选:BD【分析】对物体a进行受力分析,由共点力的平衡条件可知物体如何才能平衡即可,注意没有弹力也 就没有摩擦力.13.如图所示,倾斜传送带以速度v1顺时针匀速运动,t=0时刻小物体从底端以速度v2冲上传送带,t=t0时刻离开传送 带,下列描述小物体的速度随时间变化的图象可能正确的是(??)A.??B.??C.??D.?13.【答案】A,B,D【解析】【解 答】解:A、若v2>v1:物体冲上传送带后所受的滑动摩擦力沿斜面向下,做匀减速运动,当其速度与传送带相同时,若摩擦力f≥重力沿斜面 向下的分力,则物体与传送带一起匀速运动,则A图是可能的,故A正确.B、若v2>v1:物体先做匀减速运动,与传送带共速后,摩擦力f< 重力沿斜面向下的分力,滑动摩擦力沿斜面向上,物体继续向上做匀减速运动,加速度减小,速度减小零,向下做匀加速运动,根据牛顿第二定律知 mgsinθ﹣μmgcosθ=ma,知共速后加速度大小不变,则B图是可能的,故B正确.C、若v2>v1:物体可能先做匀减速运动, 与传送带共速后,摩擦力f<重力沿斜面向下的分力,加速度将减小,则该图不可能,故C错误.D、若v2<v1:物体可能先做匀加速运动,与 传送带共速后,摩擦力f≥重力沿斜面向下的分力,物体与传送带一起匀速运动,则D图是可能的,故D正确.故答案为:ABD.14.把重20 N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上,物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接,如图所示,若物体与斜面间的最大静摩擦力为12N,则弹簧 的弹力为(??)?可以是22N,方向沿斜面向上?????????????????????????????B.?可以是2N.方向沿 斜面向上C.?可以是2N,方向沿斜面向下D.?可能为零14.【答案】A,B,C,D【解析】【解答】解:将重力按照作用效果分解:平 行斜面的下滑分力为mgsin30°=10N,垂直斜面的垂直分力为mgcos30°=10N;当最大静摩擦力平行斜面向下时,物体与斜 面间的最大静摩擦力为12N,弹簧弹力为拉力,等于22N;当最大静摩擦力平行斜面向上时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12N,弹簧弹力 为推力,等于2N;故弹簧弹力可以是不大于2N推力或者不大于22N的拉力,也可以没有弹力;故ABCD均正确;故答案为:ABCD【分析 】对物体进行受力分析,其中不确定因素是摩擦力的大小和方向,该题目的主要思路是结合选项分析可能性。15.图中a、b、c为三个物块,M ,N为两个轻质弹簧,R为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们连接如图并处于平衡状态,下列说法正确的是(??)A.?有可能M处于拉伸状态而N 处于压缩状态B.?有可能M处于压缩状态而N处于拉伸状态C.?有可能M处于不伸不缩状态而N处于拉伸状态D.?有可能M处于拉伸状态而N 处于不伸不缩状态15.【答案】B,C【解析】【解答】解:A、对于弹簧N,因上端与绳子连接,因为绳子只能承受拉力而不能承受压力, 故弹簧N可能处于拉伸或原长,不可能处于压缩状态,故A错误;B、若a所受的绳子拉力小于a的重力时,M处于压缩状态,而N处于拉伸状态. 故B正确.C、M处于不伸不缩状态时,a所受的绳子拉力等于a的重力,而N处于拉伸状态,故C正确.D、M处于拉伸状态说明a所受的绳子拉 力小于a的重力,而N应该处于拉伸状态,故D错误;故选:BC.【分析】(1)定滑轮的实质是等臂杠杆,既不省力也不费力;(2)对a、b 、c三个物块和弹簧进行受力分析,装置处于平衡状态,受到的力是平衡力,从而判断分析是否正确.16.均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细 线系在天花板上,如图所示受力分析示意图中,正确的是(??)A.??B.??C.??D.?16.【答案】A,C,D【解析】【解答 】解:A、因为重力mg和地面支持力FN的方向都在竖直方向上,若拉力F在竖直方向上,则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运 动趋势),故A正确;B、若拉力F的方向与竖直方向有夹角,则必然在水平方向上有分力,使得木棒相对地面有运动趋势,则木棒将受到地面的静 摩擦力Ff,且方向与F的水平分力方向相反,才能使木棒在水平方向上所受合力为零,故B错误,C、D正确.故选ACD.【分析】均匀长 木棒处于静止状态,抓住合力为零确定受力图的正误.17.如图所示,一木块受到垂直于倾斜墙面方向的推力F作用而处于静止状态,下列判断正 确的是(??)A.?墙面与木块间的弹力可能为零B.?墙面对木块的摩擦力不可能为零C.?在推力F逐渐增大过程中,木块将始终维持静止 D.?木块所受墙面的摩擦力随推力F的增大而变化17.【答案】B,C【解析】【解答】解:A、B、对木块受力分析,如图所示,受推 力F,重力G,将重力按照效果正交分解,重力产生两个效果,使物体沿墙面下滑和要使物体远离墙面,由于木块一直静止,合力为零,因而静摩擦 力必须与G2平衡,有静摩擦力,则接触面处一定有支持力,即支持力一定不为零.因而物体一定受推力、重力、支持力和静摩擦力,故A错误,B 正确;C、D、在推力F增大过程中,最大静摩擦力增大,故木块一直保持静止,即静摩擦力f始终与分力G2平衡,不变,故C正确,D错误;故 答案为:BC【分析】对物体进行受力分析,在沿斜面方向和垂直于斜面方向分解,结合选项分析求解即可。18.用一轻绳将小球P系于光滑墙壁 上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示.P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是(??)A.?P物体受4个力 B.?Q受到3个力C.?若绳子变长,绳子的拉力将变小D.?若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大18.【答案】A,C【解析】【解答 】解:A、P受到重力、Q的支持力和静摩擦力,绳子的拉力,共4个力作用,故A正确.B、Q受到重力、墙壁的弹力、P的压力和静摩擦力,共 4个力作用,故B错误.C、设绳子与竖直方向的夹角为α,P的重力为G,绳子的拉力大小为F,则由平衡条件得:f=GQ,GP+f=F cosα,则GP+GQ=Fcosα,GP与GQ不变,若绳子变长,α变小,cosα变大,则F变小,故C正确.D、Q受到的静摩擦力竖直 向上,与其重力平衡,与绳子长度无关,所以若绳子变短,Q受到的静摩擦力不变,故D错误.故选AC.【分析】先对小球P受力分析,然后对小 方块Q受力分析,对P,由平衡条件研究绳子变长时,绳子的拉力如何变化.三、综合题19.如图所示,质量M=2kg的木块套在水平杆上,并 用轻绳与质量m=1kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m的相对位置 保持不变,g=10m/s2,求:(1)轻绳对小球的拉力FT和轻绳与水平方向的夹角θ(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数.19 .【答案】(1)解:设细绳对B的拉力为T.以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图1,由平衡条件可得:Fcos30°=FTcosθ …①Fsin30+FTsinθ=mg…②代入解得:FT=10N,tanθ=,即:θ=30°答:运动过程中轻绳对小球的拉力为10 N,而轻绳与水平方向夹角θ为30°;(2)解:以木块和小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图2.再平衡条件得:Fcos30° =fN+Fsin30°=(M+m)g又f=μN得到:μ==答:木块与水平杆间的动摩擦因数μ为.【解析】【分析】(1)对m进行 受力分析,水平和竖直方向进行分解列方程联立求解。(2)利用第一问求得的绳子的拉力,对M物体进行受力分析,求解摩擦力。20.如图所 示,质量为m1的物体甲通过3段轻绳悬挂,3段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方 向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。设最大静摩 擦力等于滑动摩擦力)求:?(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?(3)若人的质量m2=6 0kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量m1最大不能超过多少?20.【答案】( 1)解:以结点O为研究对象,受力如图将沿水平方向和竖直方向分解,由平衡条件有:联立得:(2)解:人水平方向受到绳的拉力和 水平面的静摩擦力,受力如图所示,由平衡条件得:则有:,方向水平向左(3)解:当甲的质量增大到人刚要滑动时,质量达到最大,此时 人受到的静摩擦力达到最大值当人刚要滑动时,静摩擦力达到最大值:由平衡条件得:又:解得:即物体甲的质量最大不能超过24kg。21.如图所示,弹簧AB原长为35cm,A端挂一个重50N的物体,手执B端,将物体置于倾角为30°的斜面上.当物体沿斜面匀速下滑时,弹簧长度为40cm;当物体匀速上滑时,弹簧长度为50cm,试求:(1)分别画出匀速下滑,匀速上滑时的受力分析图;(2)求弹簧的劲度系数k与物体与斜面间的动摩擦因数μ.答:画出匀速下滑,匀速上滑时的受力分析图如图;(2)解:向下运动时,设此时弹簧形变量为x1,则弹力F1=kx1,由平衡条件得,kx1+f=mgsin30°N=mgcos30°,当物体匀速上滑时,设此时弹簧形变量为x2,则弹力F2=kx2,由平衡条件得,kx2=mgsin30°+f,N=mgcos30°,联立解得k=代入数据解得k=250N/m.由f=μN=μmgcos30°=mgsin30°﹣kx1,解得.答:求弹簧的劲度系数k是250N/m;物体与斜面的动摩擦因数为.【解析】【分析】(2)假设弹簧的劲度系数和摩擦因数,对两种运动状态的物体进行受力分析,在沿斜面方向列方程联立求解即可。 |
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