受力分析与动态平衡典型例题

受力分析和动态平衡典型例题

知识点1 受力分析

1. 定义：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，并画出受力图，这个过程就是受力分析． 2．受力分析步骤

（1）、选择研究对象：把要研究的物体从相互作用的物体中隔离出来．可以是单个物体，也可以是多个物体。

（2）、进行受力分析：为防止遗漏，一般情况下先重力，后弹力，再摩擦力进行逐个分析。画出受力示意图，标明各力的符号． 3.注意事项

（1）物体所受的力都有其施力物体，否则该力不存在； （2）受力分析时，只考虑根据性质命名的力； （3）合力与分力是等效的，不能同时考虑；

（4）对于摩擦力应充分考虑物体与接触面是否有相对运动或相对运动趋势； （5）合理隔离研究对象，整体法、隔离法合理选用，可使问题变得简单．

随堂练习

【例1】 如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力F作用于C物体，使A、B、C以共同速度向

右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法正确的是（ ） A．A 受6个，B受2个，C受4个 B．A 受5个，B受3个，C受3个 C．A 受5个，B受2个，C受4个 D．A 受6个，B受3个，C受4个

【例2】 A、B、C三物体质量分别为M、m、m0，作如图所示的连接，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的摩擦

均不计，若B随A一起沿水平桌面向右做匀速运动，则可以断定（ ）

A．物体A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g

B．物体A与B之间有摩擦力，大小为m0g

C．桌面对A，B对A，都有摩擦力，方向相同，大小均为m0g D．桌面对A，B对A，都有摩擦力，方向相反，大小均为m0g

【例3】 人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，．以下说法正确的是（ ） A．人受到重力和支持力的作用 B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C．人受到的合外力不为零 D．人受到的合外力方向与速度方向相同

【例4】 如图所示，物体A 靠在倾斜的墙面上，在与墙面和B垂直的力F作用下，A、B保持静止，试分析

A、B两个物体的受力个数．

【例5】 如图所示，质量为m的楔形物块，在水平推力F作用下，静止在倾角为θ的光滑固定斜面上，则楔

形物块受到的斜面支持力大小为 （ ）

A B F F sin?mg C．mgcosθ D．

cos?A．Fsinθ B．

mA?1kg，mB?2kg，C两物体相连接，【例6】 如图所示，轻绳两端分别与A、mC?3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为??0.1，

轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计．若要用力将C物拉动，则作用在C物上水平向左的拉力最小为（取g?10m/s2）（ ） A．6N B．8N C．10N D．12N

【例7】 如图所示，物体P、Q并排放在水平地面上，已知P、Q与地面间的最大静

摩擦力都为fm?6N，两物体的重力均为10N．（1）若用水平力F?5N去推Q各受到地面的摩擦力f1、f2为多大？物体P，这时P、（2）若水平力F?10N，

则情况又如何?

【例8】 如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，A、B间的动摩擦

因数为?1，B、C间的动摩擦因数为?2，F是作用在物块B上沿水平方向

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FABC的力，物块A和B以相同的速度做匀速直线运动，有可能是（ ） ①?1?0，?2=0 ②?1?0，?2?0 ③?1?0，?2=0 ④?1?0，?2?0

A．只有② B．只有④ C．①③ D．②④

【例9】 如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑．已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为?．B与斜面之间的动摩擦因数是（ ）

2A．tan?

32B．cot?

3C．tan? D．cot?

【例10】 用轻弹簧竖直悬挂的质量为m物体，静止时弹簧伸长量为L0．现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体，系统静止时弹簧伸长量也为L0，斜面倾角为30?，如图所示．则物体所受摩擦力（ ）

A．等于零

1B．大小为mg，方向沿斜面向下

23mg，方向沿斜面向上 C．大于为2D．大小为mg，方向沿斜面向上

【例11】 如图所示，质量M=23kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=3kg的小球相

连．今用跟水平方向成α=300角的力F=103N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2．求： （1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ； （2）木块与水平杆间的动摩擦因数为μ．

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知识点2 物体的平衡 1．共点力作用下物体的平衡 （1）共点力的判别：

同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点就是共点力．力的作用线的交点既可以在物体内部，也可以在物体外部．

（2）平衡状态：物体保持静止或做匀速直线运动

（3）共点力平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零．

①二力平衡时，两个力必等大、反向、共线；

②三力平衡时，若是非平行力，则三力作用线必交于一点，三力的矢量图必为一闭合三角形； ③多个力共同作用处于平衡状态时，这些力在任一方向上的合力必为零； ④多个力作用平衡时，其中任一力必与其它力的合力是平衡力； ⑤若物体有加速度，则在垂直加速度的方向上的合力为零．

随堂练习

【例12】 一个物体受到三个共点力的作用，若这三个力的大小是如下各组，则可使物体平衡的是哪几组（ ）

A. F1＝4N，F2=7N，F3＝8N B. F1＝8N，F2=8N，F3＝1N C. F1＝4N，F2＝6N，F3＝1N D. F1=3N，F2=5N，F3=2N

【例13】 如图所示，OA、OB、OC是抗拉程度相同的绳子，如果物体的重力超过某一值时，则绳子（ ）

A. OA段先断 B. OB段先断

C. OC段先断 D. 一起断

【例14】如图所示，绳子OA与竖直墙构成的角度θ不变，求物体静止时，拉力F的最小值？

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动态平衡问题

动态平衡:通过控制某些量,使物体的状态发生改变,(某个力或某些力的变化),在这个过程总,物体始终处于平衡状态

当平衡问题中往往有如下描述词“缓慢”、“保持静止”、“匀速直线运动”

一、 解析法

先对研究对象进行受力分析，根据平衡列式得到函数关系，再根据条件变化，判断各力的变化。

【例15】 人站在岸上通过定滑轮用绳牵引低处的小船，如图所示，若水的阻力恒定不变，则在船匀速靠岸的

过 程中，下列说法正确的是（ ） A．绳的拉力不断增大 B．绳的拉力保持不变 C．船受到的浮力保持不变 D．船受到的浮力不断减小

【例16】 开始木板处于水平位置．当木板向下转动，?角逐渐增大的过程中，木块始终保持静止,则摩擦力Ff的大小随?角变化最有可能的是图中的（ ）

FfFfFfFflO?6A?2?O?6??2BO???42CO???4D2

?

二、 矢量三角形法

当物体只受三个力作用，其中只有一个力的方向改变且有一个力恒定时，首先考虑使用矢量三角形法

【例17】 如图所示，竖直杆AB固定在斜面上，小球用细绳系在倾角为?的光滑斜面上，保持小球不动，当

细绳方向由水平逐渐向上偏移时，绳的拉力F和斜面对小球的支持力FN将（ ） A．FN逐渐减小 B．FN逐渐增大 C．F逐渐减小 D．F先减小后增大

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【例18】

【例19】

三、 相似三角形法

【例20】

【例21】

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