考點(diǎn)2物體的受力分析

1、溫馨提示： 此題庫(kù)為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，點(diǎn)擊右上角的關(guān)閉按鈕可返回目錄?？键c(diǎn)2 物體的受力分析 h1.（2010·浙江理綜·T22） （16分）在一次國(guó)際城市運(yùn)動(dòng)會(huì)中，要求運(yùn)動(dòng)員從高為H的平臺(tái)上A點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿著動(dòng)摩擦因數(shù)為的滑道向下運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后水平滑出，最后落在水池中。設(shè)滑道的水平距離為L(zhǎng)，B點(diǎn)的高度h可由運(yùn)動(dòng)員自由調(diào)節(jié)（取;g=10m/s2）。求：（1）運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B點(diǎn)的速度與高度h的關(guān)系；（2）運(yùn)動(dòng)員要達(dá)到最大水平運(yùn)動(dòng)距離，B點(diǎn)的高度h應(yīng)調(diào)為多大？對(duì)應(yīng)的最大水平距離Smax為多少？（3）若圖中H4m，L5m，動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，

2、則水平運(yùn)動(dòng)距離要達(dá)到7m，h值應(yīng)為多少？【命題立意】本題以實(shí)際運(yùn)動(dòng)會(huì)中運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為背景,體現(xiàn)對(duì)實(shí)際問(wèn)題的抽象與建模能力的考查，主要考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)?！舅悸伏c(diǎn)撥】以運(yùn)動(dòng)員（當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)擊為研究對(duì)象，進(jìn)行腕力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，從而找到解題的突破口?！疽?guī)范解答】（1）設(shè)斜面長(zhǎng)為，斜面傾角為，根據(jù)動(dòng)能定理得 即 （2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)公式 解得 由式可得，當(dāng) （3）令則可得到：求出【答案】（1）（2） （3）或 A B v 2.（2010·浙江理綜·T14）如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋（不計(jì)空氣阻力）。下列說(shuō)法正確的是( )A. 在上升和下降過(guò)程

3、中A對(duì)B的壓力一定為零B. 上升過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力C. 下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力D. 在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力等于A物體受到的重力【命題立意】本題以豎直上拋運(yùn)動(dòng)為背景,主要考查受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律。【規(guī)范解答】選A，因?yàn)锳、B一起運(yùn)動(dòng)，可以A、B整體為研究對(duì)象，在上升和下降過(guò)程中，A、B的加速度都為重力加速度，隔離B，假設(shè)A對(duì)B的壓力為F，則由牛頓第二定律得：，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。【類題拓展】巧解連接體類問(wèn)題：兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相互連接參與運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)稱為連接體。以平衡態(tài)或非平衡態(tài)連接休問(wèn)題擬題屢次呈現(xiàn)于高考卷面中。這類問(wèn)題一般需靈活選擇明確研

4、究對(duì)象，采用整體法和隔離法相結(jié)合。具體方法是:整體法求加速度，隔離法求相互作用力。3.（2010·安徽理綜·T19）L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示。若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計(jì)空氣阻力。則木板P 的受力個(gè)數(shù)為( )A 3 B4 C 5 D6【命題立意】本題以斜面體為背景,結(jié)合連接體的勻速運(yùn)動(dòng)情景，主要考查整體法與隔離法的應(yīng)用、受力分析、共點(diǎn)力的平衡條件、牛頓第三定律等知識(shí)點(diǎn)。用共點(diǎn)力的平衡條件和牛三律解題QP【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析：選取研究對(duì)象受力分析【規(guī)范解答】選C.先把P

5、、Q看成一個(gè)整體進(jìn)行分析，受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)。隔離Q進(jìn)行分析，受重力、斜面的支持力、彈簧的彈力（沿斜面向上）三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)。由牛頓第三定律可知Q對(duì)P有一個(gè)壓力，彈簧對(duì)P有一個(gè)彈力（沿斜面向下），所以P共受到5個(gè)力的作用，C正確?！绢愵}拓展】連接體問(wèn)題的處理策略連接件問(wèn)題對(duì)在解題過(guò)程中選取研究對(duì)象很重要。有時(shí)以整體為研究對(duì)象，有時(shí)以單個(gè)物體為研究對(duì)象。整體作為研究對(duì)象可以將不知道的相互作用力去掉，單個(gè)物體作研究對(duì)象主要解決相互作用力。單個(gè)物體的選取應(yīng)以它接觸的物體最少為最好。如m只和M接觸，而M和m還和斜面接觸。另外需指出的是，在應(yīng)用牛頓第二定律

6、解題時(shí)，有時(shí)需要分解力，有時(shí)需要分解加速度，具體情況分析，不要形成只分解力的認(rèn)識(shí)。4.（2010·廣東理綜·T13）圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A,B點(diǎn)等高，O為結(jié)點(diǎn)，輕繩AO、BO長(zhǎng)度相等，拉力分別為FA ，F(xiàn)B燈籠受到的重力為 G下列表述正確的是( ) AFA一定小于G BFA與FB大小相等CFA與FB是一對(duì)平衡力 DFA與FB大小之和等于G【命題立意】本題主要考查力的平衡條件及推論、力的平行四邊形法則、正交分解法?！疽?guī)范解答】選B，由A、B兩點(diǎn)等高，AO、BO等長(zhǎng)可知，AO繩與BO繩兩力對(duì)稱，B選項(xiàng)正確；若兩繩間的夾角=1200時(shí)，；當(dāng)<1200時(shí)：；當(dāng)>

7、;1200時(shí)：，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；這兩個(gè)力的矢量和與重力是平衡力，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；這兩個(gè)力不是大小之和而是矢量之和，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。【類題拓展】平衡類問(wèn)題的求解八法1.力的合成法 物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，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;“力的合成法”是解決三力平衡問(wèn)題的基本方法.2.正交分解法 物體受到三個(gè)或三個(gè)以上力的作用時(shí)，常用正交分解法列平衡方程求解: ,.為方便計(jì)算，建立坐標(biāo)系時(shí)以盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上為原則.3.整體法與隔離法 整體法是把兩個(gè)或兩個(gè)以上物體組成的系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)研究的分析方法;當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的受力和運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般可采用

8、整體法.隔離法是將所確定的研究對(duì)象從周圍物體(連接體)系統(tǒng)中隔離出來(lái)進(jìn)行分析的方法，其目的是便于進(jìn)一步對(duì)該物體進(jìn)行受力分析，得出與之關(guān)聯(lián)的力.為了研究系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，通常可采用隔離法.一般情況下，整體法和隔離法是結(jié)合在一起使用的.4.三角形法 對(duì)受三力作用而平衡的物體，將力矢量圖平移使三力組成一個(gè)首尾依次相接的封閉力三角形，進(jìn)而處理物體平衡問(wèn)題的方法叫三角形法;力三角形法在處理動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題時(shí)方便、直觀，容易判斷.5.相似三角形法物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于平衡狀態(tài)，畫出其中任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值反向的平行四邊形中，可能有力三角形與題設(shè)圖申的幾何三角形相似，

9、進(jìn)而力三角形與幾何三角形對(duì)應(yīng)成比例，根據(jù)比值便河計(jì)算出末知力的大小與方向.6.正弦定理法 正弦定理:在同一個(gè)三角形中，三角形的邊長(zhǎng)與所對(duì)角的正弦比值相等; 同樣，在力的三角形中也滿足上述關(guān)系，即力的大小與所對(duì)角的正弦比值相等.5.（2010·江蘇物理卷·T3）如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng)，與豎直方向均成角，則每根支架中承受的壓力大小為( )w w w.ks5 u .c omA. B. C. D.【命題立意】本題借助生活實(shí)例照相機(jī)放在三角架上問(wèn)題，來(lái)考查共點(diǎn)力的平衡或力的合成的問(wèn)題，題目設(shè)置方式較新穎，難度中等?！舅悸伏c(diǎn)撥

10、】應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件，物體所受的合外力為零，即本題照相機(jī)所受的合力在豎直方向?yàn)榱??！疽?guī)范解答】選D 對(duì)照相機(jī)進(jìn)行受力分析可知，在豎直方向有：，解得：。選項(xiàng)D正確，其它選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。6.（2010·山東理綜·T17）如圖所示，質(zhì)量分別為、的兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接，在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)（在地面，在空中），力與水平方向成角。則所受支持力N和摩擦力正確的是( )fNFm1m2ABCD【命題立意】本題以連接體的勻變速直線運(yùn)動(dòng)為情景，主要考查整體法、共點(diǎn)力的平衡條件等知識(shí)點(diǎn)?！疽?guī)范解答】選AC. 把、的兩個(gè)物體看成一個(gè)整體進(jìn)行研究，進(jìn)行受力分析，水平方向上：，C正

11、確；豎直方向上：，所以，所以A正確。7.（2010·新課標(biāo)全國(guó)卷·T18）如圖所示，一物塊置于水平地面上。當(dāng)用與水平方向成60°角的力F1 拉物塊時(shí)，物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)改用與水平方向成30°角的力F2 推物塊時(shí)，物塊仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若F1 和F2 的大小相等，則物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為( ) A. B. C. D.【命題立意】本題以推、拉物體在粗糙水平面上勻速運(yùn)動(dòng)命題，考查力的分解和物體的平衡條件?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析：對(duì)物體進(jìn)行受力分析正交分解列平衡方程解方程得結(jié)果【規(guī)范解答】選B，物體受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、已

12、知力F處于平衡，根據(jù)平衡條件，有，聯(lián)立解得： 8.（2010·福建理綜·T19）（2）（6分）某實(shí)驗(yàn)小組研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將原長(zhǎng)約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼（質(zhì)量均為20g），每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對(duì)應(yīng)的橡皮筋伸長(zhǎng)量。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的橡皮筋伸長(zhǎng)量與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示。從圖像中可以得出_。（填選項(xiàng)前的字母）A.增掛鉤碼時(shí)與F成正比，而減掛鉤碼時(shí)與F不成正比B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量比減掛鉤碼

13、時(shí)的大C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時(shí)，增掛鉤碼時(shí)橡皮筋的伸長(zhǎng)量與減掛鉤碼時(shí)的相等D.增掛鉤碼時(shí)所掛鉤碼數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度【命題立意】以日常生活中常見的橡皮筋拉伸問(wèn)題來(lái)研究橡皮筋伸長(zhǎng)與所受拉力的關(guān)系設(shè)題，給出橡皮筋在增掛鉤碼和減掛鉤碼時(shí)的實(shí)驗(yàn)圖線，要求考生在熟練掌握考綱中的“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的基礎(chǔ)上進(jìn)行知識(shí)遷移?！舅悸伏c(diǎn)撥】根據(jù)圖像中的兩條非線性曲線提取出有關(guān)信息【規(guī)范解答】選D，由于橡皮筋下端懸掛的鉤碼太多，導(dǎo)致超出橡皮筋的彈性限度，使橡皮筋無(wú)法及時(shí)恢復(fù)原狀，兩條曲線才有差異，且是非線性的。9.（2010·新課標(biāo)全國(guó)卷·T15）一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為的

14、力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長(zhǎng)度為；改用大小為的力拉彈簧，平衡時(shí)長(zhǎng)度為。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為( )A. B. C. D.【命題立意】本題以探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系出題，體現(xiàn)新課改探究思想，根據(jù)受力平衡確定彈力大小，考查考生對(duì)胡克定律的理解?！舅悸伏c(diǎn)撥】正確寫出彈簧伸長(zhǎng)量和壓縮量是解題的切入點(diǎn)和解題的關(guān)鍵?！疽?guī)范解答】選C，根據(jù)胡克定律有：，由兩式把l0表達(dá)出來(lái)即可解得：a b 右左10.（2010.海南理綜T 5）如右圖，水平地面上有一楔形物塊，其斜面上有一小物塊b，b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連，細(xì)繩的另一端固定在斜面上a與b之間光滑，a和b以共同速度在地面軌道的光

15、滑段向左運(yùn)動(dòng)當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)( )A繩的張力減小，b對(duì)a的正壓力減小B繩的張力增加，斜面對(duì)b的支持力增加C繩的張力減小，地面對(duì)a的支持力增加FNmgFD繩的張力增加地面對(duì)a的支持力減小【命題立意】整體法、隔離法受力分析【思路點(diǎn)撥】它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)，整體的受力情況發(fā)生變化，系統(tǒng)受到了向右的合外力作用，產(chǎn)生了向右的加速度，還要注意區(qū)分a、b之間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)兩種情況【規(guī)范解答】選C，在光滑段運(yùn)動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)及物塊b處于平衡狀態(tài)，因此有，；當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)，系統(tǒng)有水平向右的加速度，此時(shí)有兩種可能，一是物塊b仍相對(duì)靜止，豎直方向加速度為零，則仍成立，但，因此，要保證兩式同時(shí)

16、成立，只有繩的張力將減小，支持力FN增大，因?yàn)橹狈较蚣铀俣葹榱悖鶕?jù)整體法，地面對(duì)a的支持力不變；二是物塊b相對(duì)于a向上滑動(dòng)，具有向上的加速度，豎直方向不再是平衡狀態(tài)，是超重，因此繩的張力減小，地面對(duì)a的支持力增大，C正確。【類題拓展】整體法與隔離法解決力學(xué)問(wèn)題時(shí)，絕大多數(shù)物體都是相互關(guān)連、相互作用的，因此為解決方便常將研究對(duì)象與其他物體隔離出來(lái)，單獨(dú)對(duì)隔離出來(lái)的物體進(jìn)行受力分析，應(yīng)用相應(yīng)的定律來(lái)分析求解，這種方法稱為隔離法。 但有時(shí)又要以整體為研究對(duì)象（ 此時(shí)要求整體內(nèi)部有相同的加速度）然后對(duì)整體進(jìn)行研究這種方法稱為整體法。整體法于隔離法在解題中往往是交替使用。對(duì)于系統(tǒng)中各物體的加速度都相同

17、的連接體問(wèn)題，由于在系統(tǒng)中將各物體看成一個(gè)整體，可先分析整體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，然后根據(jù)牛頓第二定律，求出整體所受外力的某一未知力或加速度。若要求系統(tǒng)中兩個(gè)物體間的作用力，則應(yīng)用隔離法。將系統(tǒng)中的一個(gè)物體從系統(tǒng)隔離出來(lái)， 進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律，求出相互作用力中的某一個(gè)未知力，這類問(wèn)題是整體法于隔離法交替應(yīng)用來(lái)解決的。（2）對(duì)于系統(tǒng)中各物體的加速度各不相同，如在系統(tǒng)中有一個(gè)物體加速運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)物體靜止，且相互作用，這類問(wèn)題應(yīng)采用牛頓第二定律和平衡條件聯(lián)立來(lái)求解，應(yīng)用隔離法，通過(guò)對(duì)某一物體的分析，應(yīng)用牛頓第二定律（或平衡條件）求出兩物體間的作用力 ，再渡到另一物體上，應(yīng)用平衡條件（

18、或牛頓第二定律）求出最后結(jié)果。11. （2010·浙江理綜·T20） （10分）在“探究彈簧彈力大小與伸長(zhǎng)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧，為測(cè)量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們?cè)谙鹌だK下端面依次逐個(gè)掛上鉤碼（每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg，取g=10m/s2），并記錄繩下端的坐標(biāo)X加（下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個(gè)數(shù)）。然后逐個(gè)拿下鉤碼，同樣記錄繩下端面的坐標(biāo)X減，繩下端面坐標(biāo)的值Xi（X加+X減）/2的數(shù)據(jù)如下表：掛在橡皮繩下端的鉤碼個(gè)數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)（X/mm）甲乙1216.5216.52246.7232.3284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0（1）同一橡皮繩的X加 X減（大于或小于）；（2） 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實(shí)驗(yàn)要求（甲或乙）；（3）選擇一級(jí)數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k（N/m）；（4）為了更好