高考第一轮复习之2-力 物体的平衡 - 图文(2)

如果研究对象的状态发生变化，表示它们之间有弹力；如果状态无变化表示它们之间无弹力。 【例题】在图中，a、b（a、b均处于静止状态）间一定有弹力的是（ B ） 【例题】如图所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为300的斜面上，杆的另一端固定一个重力为2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力（ D ） ABABABABA BCD 类型题： 弹力方向的判断方法 （1）根据物体的形变方向判断：弹力方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体形变的那个物体上。①弹簧两端的弹力方向是与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状方向； ②轻绳的弹力方向沿绳收缩的方向，离开受力物体； ③面与面，点与面接触时，弹力方向垂直于面（若是曲面则垂直于切面），且指向受力物体． ④球面与球面的弹力沿半径方向，且指向受力物体． ⑤轻杆的弹力可沿杆的方向，也可不沿杆的方向。 （2）根据物体的运动情况。利用平衡条件或动力学规律判断． 【例题】如图所示中的球和棒均光滑，试分析它们受到的弹力。 300 A．大小为2N，方向平行于斜面向上 B．大小为1N，方向平行于斜面向上 C．大小为2N，方向垂直于斜面向上 D．大小为2N，方向竖直向上 【例题】如图所示，小车上固定着一根弯成α角的轻杆，杆的另一端固定一个质量为m的小球，试分析下列情况下杆对球的弹力的大小和方向： ①小车静止； ②小车以加速度a水平向右加速运动。 ③小车以加速度a水平向左加速运动？ θ ★解析：（①mg，竖直向上；②mg?a，22 与竖直方向夹角??arctan【例题】如图所示，光滑但质量分布不均的小球的球心在O，重心在P，静止在竖直墙和桌边之间。a与竖直方向夹角；） ??arctan试画出小球所受弹力。 gB a22；③mg?a，gA 【例题】如图所示，重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止，试画出杆所受的弹力。 【例题】如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为α，在斜杆下端固定有质量为m的小球，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是：（ D ） mα A．小车静止时，F=mgsinα，方向沿杆向上。

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B．小车静止时，F=mgcosα，方向垂直杆向上。 C．小车向右以加速度a运动时，一定有F=ma/sinα。 D．小车向左以加速度a运动时，等于弹簧的弹力，并遵守胡克定律． 据题意，当压缩量只有0.2m的过程只弹簧1发生形变 从图中读出x?02.m，F?2N ∵F?Kx ∴K1? F?(ma)2?(mg)2，方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为α=arctan(a/g)。 类型题： 弹簧弹力的计算与应用 【例题】原长为16cm的轻质弹簧，当甲、乙两人同时用100N的力由两端反向拉时，弹簧长度变为18cm；若将弹簧一端固定在墙上，另一端由甲一人用200N的拉，这时弹簧长度变为 ___________cm，此弹簧的劲度系数为 ___________ N/m． ★解析：由胡克定律可知100：200 = (18—16)：(l —16)，解得l = 20cm．由胡克定律可弹簧劲度系?F200?100数k = = N/m = 5×103N/m． ?2?x(4?2)?10〖点评〗本题要求考生掌握胡克定律，并理解正比的本质特征．此外对两人拉弹簧与一人拉弹簧的受力分析也是本题设计的陷井． 【例题】如图是某个弹簧的弹簧力F与其长度x的关系变化图象．该弹簧的劲度系数k = ________________N/m． F/N 30 20 10 F12??10?N/m?（00?图线的斜x10.2率就是K1） 弹簧组合形变量为0.3m时，弹簧1的形变量为 x1?0.3m弹簧2的形变量x2?01.m， F1?F2?5N，就有K1x1?K2x2?5 K2?5?K1x15?10?0.3??20?N/m? x20.1【例题】如图所示，两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka = 1×103N/m、kb = 2×103N/m，原长分别为la = 6cm、lb = 4cm，在下端挂一个物体G，物体受到的重力为10N，平衡时，下列判断中正确的是（ BC ） A．弹簧 a 下端受的拉力为 4 N，b 的下端受的拉力为 6 N 10 20 30 x/cm 0 B．弹簧 a 下端受的拉力为 10 N，b 的下端受的拉力为 10 N C．弹簧 a 长度变为 7cm，b 的长度变为 4.5 N D．弹簧 a 长度变为 6。4cm，b 的长度变为 4.3 N 【例题】如图所示，A、B是两个物块的重力分别为3N、4N，弹簧的重力不计，整个装置沿竖直向方向处于静止状态，这时弹簧的弹力F = 2N，则天花板受到的拉力和地板受到的压力有可能是（ AD） 【例题】一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2m，它们的下端平齐并固定，另一端自由，如图所示．当压缩此组合弹簧时，测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示．试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2 F/N 0.2 5 4 3 2 1 0 0.1 0.2 0.3 x/m ★解析：此物理过程，弹簧压缩测得的力大小就 7 A．A m1gmgmgmg B．2 C．1 D．2 k1k2k1k2B 6N ★解析：对下面的弹簧，初态的弹力为F=（m1+m2）g，末态的弹力为F/=m2g，故Δx=ΔF/k2=m1g/k2。 说明：研究的弹簧是下面的，劲度系数为k2，力的变化是m1g。 【例题】如图所示，一劲度系数为k2的轻质弹簧，竖直地放在桌面上，上面压一质量为m的物体，另一劲度系数为k1的弹簧竖直地放在物体上面，其下端与物体上表面连接在一起，两个弹簧的质量都不计，要想使物体在静止时下面弹簧的支持力减为原来的A．天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为B．天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为6N C．天花板所受的拉力为1N，地板受的压力为2N D．天花板所受的拉力为5N，地板受的压力为2N 【例题】a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过定滑轮的轻绳，它们连接如图所示，并处于平衡状态．则：（ AD ） 2时，应将上面的弹簧上端A竖直向上提高3A K1 一段距离d，试求d的值 RaK2 MbN ★解析：d?c(k1?k2)mg 3k1k2A．有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态 B．有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态 C．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态 D．有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态 【例题】如图，两木块的的质量分别是m1和 m2，两轻弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面的木块压上面的弹簧上，整个系处于平衡状态，现缓慢向上提上面的木块直到它刚离开上面的弹簧，在这个过程中，下面的木块移动的距离为：（ C ） m1 k1 m2 k2 ④ A．l2>l1 B．l4>l3 C．l1>l3 D．l2=l4

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【例题】(2004·全国理综Ⅱ)如图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有 ( D ) ① ② F ③ F F F F 【例题】如图所示，四根相同的轻质弹簧连着相同的物块，在外力作用下分别做以下运动： g θ (1) (2) v 多长？方向如何？ A v=2m/s B ★解析：刚把物体放到传送带上瞬间，物体无水平速度，所以，物体相对传送带有向左的运动，根据摩擦力产生的条件，物体受到摩擦力作用，而且方向向右(跟相对运动的方向相反)。在此摩擦力的作用下，物体向右加速，当物体的速度与传送带的速度相等时，物体与传送带间没有相对运动，也没有相对运动的趋势，就不再受摩擦力作用。物体加速的时间即为摩擦力的作用时间。 2s，而且在2s内物体的位移为2m，小于5m，所以为2s。 【例题】如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物体，F是作用在B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是： F ABv g (3) (4) （1）在光滑水平面上做加速度大小为g的匀加速运动； （2）在光滑斜面上做向上的匀速运动； （3）做竖直向下的匀速运动； （4）做竖直向上的、加速度大小为g的匀加速运动。 设四根弹簧的伸长量分别为Δl1、Δl2、Δl3、Δl4，不计空气阻力，g为重力加速度，则……（ ） A．Δl1<Δl2 B．Δl3<Δl4 C．Δl1=Δl4 D．Δl2=Δl3 答案：B ★解析：由牛顿第二定律得： F1=mg，F4-mg=mg，即F4=2mg。 由平衡条件得：F2=mgsinθ F3=mg 由F=k·Δl得知：Δl3<Δl4。B选项正确 类型题： 摩擦力有无的确定 （1）由产生条件确定①接触面间有弹力；②接触面粗糙；③有相对运动或相对运动的趋势。 这种方法就是看产生摩擦力的三个条件是否满足。有一个条件不满足，就没有摩擦力。 【例题】物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，物体的质量为M。当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力为________。 ★解析： 0 【例题】如图所示，长5m的水平传送带以2m/s的速度匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1。现将物体轻轻地放到传送带的A端，那么，物体从A端到B端的过程中，摩擦力存在的时间有

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A．μ1=0，μ2=0； B．μ1=0，μ2≠0； C．μ1≠0，μ2=0； D．μ1≠0，μ2≠0。 ★解析：B、D。 2．根据运动状态确定 由物体的运动状态，结合物体受其它外力的情况来进行判断。 即：① 假设没有摩擦力，看物体能否处于平衡，如不能处于平衡状态，则必有摩擦力；如能处于平衡状态，则必无摩擦力。② 如果物体处于平衡状态且有摩擦力，则摩擦力必与其它的力的合力等大反向 【例题】如图，力F拉着A、B共同作匀速运动，A是否受到摩擦力？ ABF ★解析：设A受到摩擦力，可设其向左（或向右）。显然，A的重力和支持力平衡，其所受合外力为f，因而会产生加速度，A不会作匀速运动。与已知条件矛盾，故假设错误。 练：如图所示，物体B的上表面水平，B上面载 着物体A，当它们一起沿斜面匀速下滑时，A物体受到的力：（B） A B A．只有重力； B．只有重力和支持力； C．只有重力、支持力和摩擦力； D．有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力 类型题： 摩擦力方向的确定 1、由相对运动或相对运动的趋势确定，摩擦力的方向总与相对运动或相对运动趋势的方向相反。 “相对”二字决定了参照物的选取。一般情况下是选地面或静止在地面上的物体做参照物，而在判断摩擦力的方向时，参照物不能任意选取。判断两物体间的摩擦力时，必须以且中之一做参照物。 【例题】人在自行车上蹬车前进时，车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向（ D ） A．都向前； B．都向后； C．前轮向前，后轮向后； D．前轮向后，后轮向前。 ABF ★解析：有；方向向右。 【例题】（2005·天津卷）如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮，两物块P、Q用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦），P悬于空中，Q放在斜面上，均处于静止状态。当用水平向左的恒力推Q时，P、Q仍静止不动，则（ ） Q P A．Q受到的摩擦力一定变小 B．Q受到的摩擦力一定变大 C．轻绳上拉力一定变小 D．轻绳上拉力一定不变 ★解析：本题是一个静态平衡问题，由于不知物体P和Q的质量关系，所以放置在斜面上的Q物体在没有水平向左的恒力推Q时可能受到斜面对它的静摩擦力作用，也可能不受斜面对它的摩擦力作用。设斜面倾角为?，P的质量为m1，Q的质量为m2。在没有水平向左的恒力推Q时分别有以下几种可能情况： 练：如图是主动轮P通过皮带带动从动轮Q的①当m1g?m2gsin?时，斜面对物体Q的摩擦示意图，A与B、C与D分别是皮带与轮边沿相接触的一点，如果皮带不打滑，则下列判断错误的是：力为零； （B） ②当m1g?m2gsin?时，斜面对物体Q的静摩A C B 擦力沿斜面向下； P Q D ③当m1g?m2gsin?时，斜面对物体Q的静摩A．A与B、C与D处于相对静止状态； 擦力沿斜面向上。 B．B点相对于A点运动趋势的方向与B点的运在①这种情况下，当用水平向左的恒力推Q时，动方向相反； Q受到的摩擦力一定变大；在②这种情况下，当用C．D点相对于C点运动趋势的方向与C点的运水平向左的恒力推Q时，Q受到的摩擦力一定变大；动方向相反； 在③这种情况下，当用水平向左的恒力推Q时，QD．主动轮受的摩擦力是阻力，从动轮受的摩擦受到的摩擦力可能是减小，也可能反向不变、减小力是动力。 或增大；由以上分析可知Q受到的摩擦力从大小来2、由牛顿定律确定。 看：①不变；②变小；③变大；这三种情况都有可【例题】如图， A、B置于光滑水平面上，在水能。故选项A、B不正确。而轻绳上的拉力可确定P平力F作用下共同运动，A是否受摩擦力？如有，物体为研究对象，由于P物体处于静止状态，所以摩擦力的方向如何？ P物体受力平衡，即轻绳的拉力等于P物体的重力。 10

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