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1、专题三 物体的受力分析 对应学生用书 P45(建议用时：30 分钟) 一、选择题 1如图所示，一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、支持力和向右的摩擦力的作用 C人受到重力、支持力和向左的摩擦力的作用 D人受到重力、支持力和与速度方向相同的摩擦力的作用 答案 A 解析 人做匀速直线运动， 则人处于平衡状态， 受重力和支持力， 若受摩擦力， 一定沿水平方向， 但没有力与摩擦力平衡， 所以不受摩擦力作用， 故 A 正确， B、 C、 D 错误。 2如图所示，质量 mAmB的两物体 A、B 叠放在一起，靠着竖直墙面。让
2、它 们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中，物体 B 的受力示意图是( ) 答案 A 解析 A、B 在竖直下落过程中与墙面没有弹力，所以也没有摩擦力，A、B 均做自由落体运动，均只受重力，故 A 正确。 3如图所示，A 物体沿竖直墙自由下滑，B、C、D 物体均静止，各接触面均 粗糙。下列说法正确的是( ) AA 物体受到三个力作用 BB 物体受到四个力作用 CC 物体受到三个力作用 DD 物体受到三个力作用 答案 C 解析 A 物体沿竖直墙自由下滑，“自由”说明物体 A 与竖直墙之间没有弹 力和摩擦力，因此 A 只受重力作用，故 A 错误；B 物体处于静止状态，受到重力、 弹力、摩擦力三个力的作
3、用，故 B 错误；C 物体受到重力和两个绳子的拉力三个 力的作用，故 C 正确；D 物体处于静止状态，受到重力、支持力、绳子的拉力和 摩擦力四个力的作用，故 D 错误。 4如图所示，A、B 两物体重力都等于 10 N，各接触面间的动摩擦因数都等 于 0.3, F11 N 和 F22 N 的两个水平力分别作用在 A 和 B 上， A、 B 均静止， 则 A 受到的摩擦力和地面对 B 的摩擦力大小分别为( ) A3 N,6 N B1 N,2 N C1 N,1 N D0 N,1 N 答案 C 解析 因两个物体都处于静止状态， 故所受的摩擦力均为静摩擦力 ； 对物体 A 受力分析可知 ： F1FfA1
4、 N； 对A、 B整体受力分析， 由平衡条件可知 ： F2F1FfB， 解得 FfB1 N，故 C 正确。 5如图所示，物体 B 的上表面水平，B 上面载着物体 A，当它们一起沿固定 斜面 C 匀速下滑的过程中物体 A 受力是( ) A只受重力 B只受重力和支持力 C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 答案 B 解析 物体匀速运动，则受力平衡，水平方向上不受外力，所以只受到重力 和支持力。故 B 正确。 6如图所示，斜面小车 M 静止在光滑水平面上，一边紧贴墙壁。若再在斜面 上加一物体 m，且 M、m 相对静止，此时小车受力个数为( ) A3 B4 C5 D6 答
5、案 B 解析 先对物体 m 受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力；再对 M 受力分 析，受重力、m 对它的垂直向下的压力和沿斜面向下的静摩擦力，同时地面对 M 有向上的支持力，共受到 4 个力，故 B 正确。 7如图所示，用完全相同的轻弹簧 A、B、C 将两个相同的小球连接并悬挂， 小球处于静止状态，弹簧 A 与竖直方向的夹角为 30，弹簧 C 水平，则弹簧 A、C 的伸长量之比为( ) A.4 B433 C12 D21 答案 D 解析 将两小球及弹簧 B 视为一个整体系统，因小球处于静止状态，故该系 统水平方向受力平衡，则有 kxAsin30kxC，可得 xAxC21，D 正确。 8如图所示
6、，不光滑的水平面上并列放置两物块 A 和 B。已知水平面对 A 的 最大静摩擦力为 4 N，水平面对 B 的最大静摩擦力为 2 N，当用 F3 N 的水平力 从左侧推 A 时，物体 A、B 受到的摩擦力分别为 FfA、FfB，则( ) AFfA1 N，FfB2 N BFfA3 N，FfB0 CFfA4 N，FfB2 N D因动摩擦因数和 A、B 的质量未知，故无法计算 答案 B 解析 对A： 水平方向受到3 N向右的推力和3 N向左的静摩擦力， 没有超过A 的最大静摩擦力 4 N， 所以 A 和 B 接触而没有挤压， B 对 A 的作用力 FBA0。 对 B ： 没有相对水平面滑动的趋势，水平
7、面对 B 没有摩擦力，FfB0。故 B 正确。 9如图所示，物块 A 放在直角三角形斜面体 B 上面，B 放在弹簧上面并紧挨 着竖直墙壁，初始时 A、B 静止，现用力 F 沿斜面向上推 A，但 A、B 仍未动。则 施力 F 后，下列说法正确的是( ) AA、B 之间的摩擦力一定变大 BB 与墙面间的弹力可能不变 CB 与墙之间可能没有摩擦力 D弹簧弹力一定不变 答案 D 解析 最初 A 所受的静摩擦力沿斜面向上，施力 F 后，摩擦力可能变小，A 错误；由于弹簧的形变没有变化，所以弹簧的弹力一定不变，D 正确；将 A、B 作 为一个整体分析，力 F 有水平向左的分力，所以 B 与墙面间的弹力由无
8、变有，而 力 F 有竖直向上的分力，所以 B 与墙之间有静摩擦力，故 B、C 错误。 10(多选)如图所示，质量为 M 的木板 C 放在水平地面上，固定在 C 上的竖 直轻杆的顶端分别用细绳 a 和 b 连接小球 A 和小球 B， 小球 A、 B 的质量分别为 mA 和 mB，当与水平方向成 30角的力 F 作用在小球 B 上时，A、B、C 刚好相对静止 一起向右匀速运动，且此时绳 a、b 与竖直方向的夹角分别为 30和 60，则下列判 断正确的是( ) A力 F 的大小为 mBg B地面对 C 的支持力等于(MmAmB)g C地面对 C 的摩擦力大小为mBg 3 2 DmAmB 答案 ACD
9、 解析 对小球 B 受力分析，水平方向有 Fcos30Tbcos30，得 TbF，竖直 方向有 Fsin30Tbsin30mBg，解得 FmBg，故 A 正确；对小球 A 受力分析， 竖直方向有 mAgTbsin30Tasin60， 水平方向有 Tasin30Tbsin60， 联立解得 mA mB， 故 D 正确 ； 以 A、 B、 C 整体为研究对象受力分析， 竖直方向有 FNFsin30 (MmAmB)g， 可见 FN小于(MmAmB)g， 故 B 错误 ； 水平方向有 FfFcos30 mBgcos30mBg，故 C 正确。 3 2 11 (多选)如图所示， 在倾角为 的传送带上有质量均
10、为 m 的三个木块 1、 2、 3， 中间均用原长为 L、 劲度系数为 k 的轻弹簧连接起来， 木块与传送带间的动摩擦因 数均为 ，其中木块 1 被与传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运动， 三个木块均处于平衡状态。则下列结论正确的是( ) A2、3 两木块之间的距离等于 Lmgcos k B2、3 两木块之间的距离等于 Lmgsinmgcos k C1、2 两木块之间的距离等于 2、3 两木块之间的距离 D如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离不变 答案 BD 解析 对木块 3 进行受力分析，设 2、3 之间的轻弹簧的形变量为 x1，因为 木块 3 处于平衡状态，故 kx1mgsi
11、nmgcos，则 2、3 两木块之间的距离等 于 L，A 错误，B 正确；将木块 2、3 作为一个整体，设 1、2 mgsinmgcos k 之间的轻弹簧的形变量为 x2， 由受力平衡得 ： kx22mgsin2mgcos， 则 1、 2 两木块之间的距离等于 L，C 错误；如果传送带突然加速， 2mgsin2mgcos k 不影响木块的受力情况，故相邻两木块之间的距离保持原值不变，D 正确。 二、非选择题(按照题目要求作答，计算题须写出必要的文字说明、方程式和 重要的演算步骤，有数值计算的题注明单位) 12画出图(1)(4)中静止物体 A 的受力示意图(注意 ： 图中球形物体的接触面 光滑)
12、。 答案 13木板 B 放在水平地面上，在木板 B 上放一重 1200 N 的 A 物体，物体 A 与木板 B 间、 木板与地面间的动摩擦因数均为 0.2， 木板 B 重力不计， 当水平拉力 F 将木板B匀速拉出， 绳与水平方向成30时， 问绳的拉力FT多大？水平拉力F多大？ (重力加速度 g10 m/s2) 答案 248 N 430 N 解析 (1)求绳的拉力 FT：隔离 A，其受力如图所示。建立直角坐标系， 则 x 轴方向上： FTcos30Ff10。 y 轴方向上： FTsin30FN1G0。 而 Ff1FN1， 联立以上三式解得 FT248 N， Ff1215 N。 (2)求水平拉力
13、F：隔离 B，其受力如图所示。 A 对 B 的摩擦力大小为 FfA， 地对 B 的摩擦力为 Ff 地， 地对 B 的弹力大小 FN2 FN1， 故拉力 FFf 地FfAFN2FN12Ff1430 N。 14如图所示，质量为 m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为 O， 轻绳 OB 水平且 B 端与站在水平面上质量为 m2的人相连，轻绳 OA 与竖直方向的 夹角 37， 物体甲及人均处于静止状态。 (已知 sin370.6， cos370.8， g 取 10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (1)轻绳 OA、OB 受到的拉力分别是多大？ (2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？
14、(3)若人的质量 m260 kg，人与水平面之间的动摩擦因数 0.3，欲使人在水 平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？ 答案 (1) m1g m1g (2) m1g 水平向左 5 4 3 4 3 4 (3)24 kg 解析 (1)以结点 O 为研究对象进行受力分析，如图甲所示，由平衡条件有： FOBFOAsin， FOAcosm1g， 联立解得 FOA m1g， m1g cos 5 4 FOBm1gtan m1g， 3 4 故轻绳 OA、OB 受到的拉力分别为 m1g、 m1g。 5 4 3 4 (2)对人受力分析，如图乙所示，人在水平方向受到 OB 绳的拉力 FOB和水平 向左的静摩擦力作用，由平衡条件得 fFOB， 又 FOBFOB， 所以 fFOB m1g。 3 4 (3)当人刚要滑动时，甲的质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值， 有 fmm2g 由平衡条件得 FOBmfm 又 FOBmFOBmm1mgtan m1mg 3 4 联立解得 m1m24 kg。 4FOBm 3g 4m2g 3g 即物体甲的质量最大不能超过 24 kg。