1、章末整合提升题型一物体的受力分析受力分析就是把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中受到的所有外力找出来，并画出受力图物体运动状态的变化是由它的受力情况决定的，对物体进行正确的受力分析是研究物体运动状态变化的基础，也是学好力学的先决条件1受力分析的常用方法整体法和隔离法(1)整体法：以几个物体构成的系统为研究对象进行受力分析的方法，一般用来研究不涉及系统内部某物体的力和运动的情况(2)隔离法：将研究对象从周围物体中隔离出来进行分析的方法，一般用来研究系统内物体之间的作用及运动情况2对物体受力分析的步骤3受力分析时要注意的问题(1)只分析研究对象所受的力，不分析研究对象对其他物体施加的力不要把作
2、用在其他物体上的力错误地通过“力的传递”作用在研究对象上(2)如果一个力的方向难以确定，可以用假设法分析(3)合力和分力不能重复地作为物体所受的力，因为合力与分力是等效替代关系(4)受力分析一定要结合物体的运动状态，特别要注意物体处于临界状态的受力【典例1】(多选)如图所示，一小球用三根轻绳悬挂于水平天花板上，球静止，绳1、3倾斜，绳2恰好竖直，则小球所受的作用力可能有()A2个 B3个 C4个 D5个解析小球一定受重力，可能绳2有拉力，绳1、3恰好无拉力，受2个力作用，A正确；可能绳1、3有拉力，绳2恰好无拉力，受3个力作用，B正确；可能绳1、2、3均有拉力，受4个力作用，C正确答案ABC物
3、体的受力分析是整个力学的基础，也是解决力学问题的关键，受力分析要做到不重不漏.针对训练1如图所示，两个等大、反向的水平力F分别作用在物体A和B上，A、B两物体均处于静止状态若各接触面与水平地面平行，则A、B两物体的受力个数分别为()A3个、4个 B4个、4个C4个、5个 D4个、6个解析先以A为研究对象，A受重力、拉力、B对A的支持力和静摩擦力4个力的作用再以B为研究对象，B受重力、拉力、A对B的压力、地面对B的支持力、A对B的静摩擦力5个力的作用，水平方向上拉力和A对B的静摩擦力大小相等，恰好二力平衡，所以地面对B没有静摩擦力答案C题型二灵活选用不同方法处理平衡问题1问题综述在实际中，往往会
4、遇到求解平衡问题，在分析求解平衡问题时，可以采用合成法，也可以采用分解法，还可以采用图解法、解析法、矢量三角形法等2动态平衡问题的求解思路【典例2】如图所示，一条不可伸长的轻质细绳，一端跨过光滑钉子B悬挂一质量为m1的重物，另一端与另一轻质细绳相连于C点，AC，C点悬挂质量为m2的重物，平衡时AC正好水平，此时质量为m1的重物上表面正好与AC在同一水平线上且到B点的距离为l，到A点的距离为l，则两重物的质量的比值为()A. B2C. D.解析解法一：合成法因C点受三个力作用且处于平衡状态，所以任意两个力的合力均与第三个力大小相等，方向相反，如图甲所示，根据平行四边形定则将力F与F1合成，则si
5、n，而由几何关系知sin，所以，选项C正确解法二：分解法因C点受三个力作用且处于平衡状态，所以可在F、F1方向上分解F2，如图乙所示，则同样有sin，所以，选项C正确答案C解答本题的关键在于能够对C点进行正确的受力分析，利用平衡条件解决问题.力的计算离不开几何关系和三角函数. 针对训练2如图所示，挡板垂直于斜面并固定在斜面体上，一质量为m的滑块放在斜面上，其上表面呈弧形且左端最薄，一质量为M的球搁在挡板与弧形滑块上，一切摩擦均不计，用平行于斜面的拉力F拉住弧形滑块，使球与滑块均静止现将滑块平行于斜面向上缓慢拉过一段较小的距离，球仍位于挡板与滑块上且处于静止状态，则与原来相比()A挡板对球的弹力
6、增大B滑块对球的弹力一定增大C斜面对滑块的弹力不变D拉力F减小解析对球受力分析，球受到重力、滑块的弹力N1和挡板的弹力N2，如图所示，由于重力的大小和方向都不变，挡板的弹力方向不变，斜面的支持力方向与竖直方向的夹角变小，从图中可知，挡板对球的弹力减小，滑块对球的弹力减小，故A、B错误对滑块和球整体进行受力分析，整体受重力、斜面的弹力、挡板的弹力及拉力，各力的方向不变，沿斜面方向，N2减小，则拉力F增大，在垂直斜面方向上，斜面对滑块的弹力不变，故C正确，D错误答案C题型三物理思想方法的应用1抽象思维法从大量生活事例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再把这种抽象具体化、形象化用有向线段进行描述通过
7、这种方法，把对力的运算转化为几何问题来处理2等效替代思想等效替代法是物理学中研究实际问题时常用的方法重心的概念、力的合成与分解都是等效替代思想在本章的具体应用，合力与分力可以相互替代而不改变其作用效果3数学转化思想(1)数形转化思想：就是把物理问题转化为几何问题，利用几何图形的性质来研究物理问题的一种解题思想例如，用图解法分析力分解的多种可能性和用相似三角形法求解力等(2)函数转化思想：运用数学中的函数知识将物理问题转化为函数问题，然后结合函数所表达的物理意义进行分析，从而达到解决物理问题的目的【典例3】如图所示，人向右匀速运动的过程中，物体A缓慢地上升若人对地面的压力为F1，人受到的摩擦力为
8、F2，人拉绳的力为F3，则()AF1、F2、F3均增大BF1、F2增大，F3不变CF1、F2、F3均减小DF1增大，F2减小，F3不变解析设人和物体A的质量分别为m、mA.物体A缓慢上升，物体A在任何位置时都可以认为是处于静止状态，故绳的张力为mAg，人拉绳的力F3与绳的张力大小相等，故人拉绳的力F3mAg不变对人进行受力分析，并建立直角坐标系如图所示：人始终处于平衡状态，可得F2F3cos0，F1F3sinmg，由力的相互性知F1F1，F3F3，解得F1mgmAgsin，F2mAgcos，显然，F1、F2是关于自变量的函数，当减小时，F1、F2增大，故B正确答案B针对训练3如图所示，一根轻弹
9、簧上端固定在O点，下端拴一个钢球P，球处于静止状态现对球施加一个方向向右的外力F，使球缓慢偏移，在移动中的每一个时刻，都可以认为钢球处于平衡状态若外力F的方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向间的夹角F压Ffm10 N，则A正确答案A5两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F跟力F1、F2之间的夹角的关系如图所示，则合力F大小的范围是()A01 N B13 NC15 N D17 N解析由图像可得，时，|F1F2|1 N；0.5时， 5 N，而|F1F2|FF1F2，故合力F的范围是1 NF7 N，故D正确答案D6(多选)如图所示，两个叠放在水平面上的长方体木块A、B，对B施一向右的水平拉力F，
10、但A、B都没动，则()AB给A的静摩擦力大小等于F，方向向右B水平面给B的静摩擦力大小等于F，方向向左CB给A的静摩擦力等于零D条件不足，无法确定大小和方向解析以A为研究对象，A处于静止状态，根据平衡条件可知，A所受摩擦力为零，故选项A错误，C正确；以A、B为研究对象，受力分析，则有重力，支持力，拉力与滑动摩擦力，A、B处于静止状态，根据平衡条件可知，水平面给B的静摩擦力大小等于F，方向向左，故选项B正确，D错误答案BC7某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，其中k1、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧下列表述正确的是()A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小
11、相等C垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D垫片向右移动时，两弹簧的形变量相同解析弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，A错误；在垫片向右运动的过程中，由于两个弹簧相连，则它们之间的作用力等大，B正确；由于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律可知，两弹簧的形变量不同，则两弹簧的长度不相等，C、D错误答案B8(多选)如图所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，薄板在F作用下逆时针转动，在墙与薄板之间的夹角缓慢地从90逐渐减小的过程中()A小球对薄板的压力增大B小球对墙的压力减小C小球对墙的压力先减小，后增大D小球对薄板的压力不可能小于小球的重力解析根据小球重力的作用效果，可以将重力G分解为小球
12、压板的力F1和小球压墙的力F2，作出平行四边形如图所示，当减小时，F1、F2均增大，而且在初始(90)时，F1最小，等于G，所以A、D项均正确答案AD9如图所示，用相同的弹簧测力计将同一个重物(质量为m)，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知30，则有()AF4最大 BF3F2CF2最大 DF1比其他各读数都小解析对于题图甲，将重力mg沿两个弹簧测力计方向分解得：F1mgtan，F2cosmg，对于题图乙，将重力mg沿两个弹簧测力计方向分解得：2F3cosmg，而F4mg，由此可知选项A、B、D错误，选项C正确答案C10如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，
13、P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3.若F2的大小已知，则这三个力的合力为()AF2 B2F2 C3F2 D4F2解析由几何知识得，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形，如图所示，则F1、F3的合力大小可用PC线段的长表示，由于PC2PO，即PC代表的力等于2F2，故三个力的合力为3F2，C正确答案C二、填空题(本题共2小题，共15分)11(6分)某同学利用如图甲所示装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验(1)在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持_状态(2)他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图像由此图像可得该弹簧的原长x0_cm，劲度系数
14、k_N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧测力计，当弹簧测力计上的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x_cm.解析(1)悬挂重物后，弹簧沿竖直方向伸长，要测量弹簧沿竖直方向上的伸长量，刻度尺当然要保持竖直状态(2)如果以弹簧长度x为横坐标，弹力大小F为纵坐标，作出Fx图像，那么图像与横轴的截距表示弹簧的原长，图像的斜率表示弹簧的劲度系数，所以根据图像可知，该弹簧的原长x04 cm，劲度系数k50 N/m.(3)弹簧测力计的读数表示弹力的大小，即F3 N，所以该弹簧的长度为xx010 cm.答案(1)竖直(2)450(3)1012(9分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形
15、定则”弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为_N.(2)下列不必要的实验要求是_(请填写选项前对应的字母)A应测量重物M所受的重力B弹簧测力计应在使用前校零C细线方向应与木板平面平行D改变拉力，进行多次实验，每次都要使结点O静止在同一位置(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法：_.解析 (1)由题图知，弹簧测力计A的分度值为0.2 N，
16、示数为3.6 N.(2)验证力的平行四边形定则，一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D错；M的重力即合力，A对；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B对；细线与木板平面平行才能保证力在木板平面内，C对(3)对O点受力分析如图所示，可见若要减小FOA可调节FOB的大小或方向、减小物重G等答案(1)3.6(2)D(3)减小弹簧测力计B的拉力；减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)三、计算题(本题共4小题，共45分解答要写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位)13(10分)如图所示，水平地面上固定着一根
17、竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100 N的货物拉住已知人拉着绳子的一端，且该绳端与水平方向夹角为30，不计滑轮处的摩擦，则柱顶所受绳子的压力大小为多少牛？解析如图所示，定滑轮只改变力的方向，不改变大小，所以绳子的拉力F1F2100 N，柱顶所受压力大小F2F1cos30，得F100 N.答案100 N.14(10分)如图所示，一轻质三角形框架的B处悬挂一定滑轮(质量可忽略不计)一重力为G1500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳匀速提起一重力为G2300 N的物体(1)此时人对地面的压力是多大？(2)轻绳对横杆AB和斜杆BC的力分别是多少？解析(1)先以人为研究对象，人受三个力作用，重力G1
18、、地面对人的支持力FN、绳子的拉力FT.则FNFTG1，解得FN200 N，由力的相互性可知人对地面的压力为200 N.(2)以B点为研究对象，其受绳的拉力F，AB杆的拉力，及BC杆的支撑力，根据绳子拉力F的作用效果，可以将绳子的拉力F分解为两个分力：一个分力是对AB杆的拉力FAB，另一个分力是对BC杆的压力FBC，如图所示，则F2G2600 N，FABFtan30200 N，FBC400 N.答案(1)200 N(2)200 N400 N15(12分)一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由细绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下，B球
19、与环中心O处于同一水平面上，A、B间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30角已知B球的质量为3 kg(g取10 N/kg)，求：(1)细绳对B球的拉力大小；(2)A球的质量解析(1)对B球受力分析，如图所示，将拉力T在水平方向和竖直方向进行正交分解，根据竖直方向二力平衡有Tsin30mBg则T2mBg2310 N60 N.(2)对A球受力分析，在水平方向和竖直方向进行正交分解，A球处于静止状态，则在水平方向上有Tcos30NAsin30在竖直方向有NAcos30mAgTsin30解得mA6 kg.答案(1)60 N(2)6 kg16(13分)如图所示，在质量为m1 kg的重物上系着一条长30 cm
20、的细绳，细绳的另一端连着一个轻质圆环，圆环套在水平的棒上可以滑动，环与棒间的动摩擦因数0.75，另有一条细绳，其一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环50 cm的地方，当细绳的端点挂上重物G，圆环将要开始滑动时，(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin370.6，g取10 m/s2)试问：(1)角为多大？(2)长为30 cm的细绳的拉力是多少？(3)圆环将要开始滑动时，重物G的质量是多少？解析(1)因为圆环将要开始滑动，所受的静摩擦力刚好达到最大值，有：FfN，对环进行受力分析，则有：NFTcos0NFTsin0解得：tan得：53又由于AO30 cm，AB50 cm，由数学知识求得：90(2)如图所示选取坐标轴，根据重物m处于平衡状态，则有：GcosFTsinmgFTcosGsin0解得：FT8 N(3)圆环将要滑动时GsinFTcos又Gmg解得：m0.6 kg答案(1)90(2)8 N(3)0.6 kg