1、课时作业(15)受力分析和共点力的平衡问题1如图所示，壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行，关于它在此平面内的受力分析，下列图示正确的是()A因为壁虎是匀速爬行的，故它受到的力是平衡的，根据选项中对壁虎的受力分析可知，B、C、D都不可能是平衡的，只有A中的重力与摩擦力才是相平衡的2如图所示，物体A放在物体B上，物体B为一个斜面体，且放在粗糙的水平地面上，A、B均静止不动，则物体B的受力个数为()A2B3C4D5C对物体A受力分析，如图(a)所示；由于A、B均静止，故可将A、B视为一个整体，其水平方向无外力作用，B相对地面无运动趋势，故地面对B无摩擦力，受力如图(b)所示；对物体B受力分析，如图(c
2、)所示，共受到四个力3如图所示，在水平力F的作用下，木块A、B保持静止若木块A与B的接触面是水平的，且F0.则木块B的受力个数可能是()A3个或4个B3个或5个C4个或5个D4个或6个C木块B一定受重力和A对它的压力；将A、B看作整体，因整体保持静止，所以B一定受斜面的支持力；隔离木块A并对其受力分析，因A静止，故A一定受B的静摩擦力，B也一定受A的静摩擦力；斜面对木块B可能有静摩擦力的作用4如图所示，轻杆A端用铰链固定在墙上，B端吊一重物通过轻绳跨过定滑轮用拉力F将B端缓慢上拉，滑轮O在A点正上方(滑轮大小及摩擦均不计)，且OAAB，在AB杆达到竖直位置前()A拉力F增大B拉力F大小不变C杆
3、的弹力增大D杆的弹力大小不变D以B点为研究对象，分析受力情况：受重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的弹力N和轻绳的拉力F，作出受力分析图如图所示由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得，又TG，解得N G，F G；拉力F将B端缓慢上拉，BAO缓慢变小，AB、AO保持不变，BO变小，则N保持不变，F变小，故D正确5(多选)如图所示，电线AB下有一盏电灯，用绳子BC将其拉离墙壁在保证电线AB与竖直墙壁间的夹角不变的情况下，使绳子BC由水平方向逐渐向上转动至竖直位置，若绳子BC中的拉力为F1，绳子AB的拉力为F2，则()AF1先减小，后增大BF1逐渐减小CF2先减小
4、，后增大DF2逐渐减小AD由平衡条件可得，BA、BC两绳子上的拉力F2和F1合力与重力G大小相等，方向相反，作出BC绳子在三个不同位置时力的合成图，如图所示，在BC绳子从123三个位置的过程中，可以看出当两绳子相互垂直时，F1最小，可见，F2逐渐减小，F1先逐渐减小后逐渐增大6(多选)如图所示，斜面B放置于水平地面上，其两侧放有物体A、C，物体C通过轻绳连接于天花板，轻绳平行于斜面且处于拉直状态，A、B、C均静止，下列说法正确的是()AA、B间的接触面一定是粗糙的B地面对B一定有摩擦力CB、C间的接触面可能是光滑的DB一共受到6个力的作用ABC以A为研究对象，受到重力和支持力不可能平衡，所以A
5、一定受到B对A沿斜面向上的静摩擦力，故A正确；以A、B、C为研究对象，受到重力和地面的支持力、左斜向上的轻绳的拉力，这三个力不可能平衡，所以地面对B有沿水平向右的静摩擦力，故B正确；以C为研究对象，受到重力和B对C的支持力、左斜向上的轻绳的拉力，这三个力可能平衡，所以B、C之间可能没有静摩擦力，B、C间的接触面可能是光滑的，故C正确；以B为研究对象，可能受到重力、A对B的压力、C对B的压力、地面对B支持力和A对B的静摩擦力五个力作用，也可能受到重力、A对B的压力、C对B的压力、地面对B支持力、A对B的静摩擦力和C对B的静摩擦力六个力作用，故D错误7如图所示，物块a、b的质量分别为m、2m，水平
6、地面和竖直墙面均光滑，a、b间接触面粗糙，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态则()A物块b受四个力作用B物块b受到的摩擦力大小等于2mgC物块b对地面的压力大小等于3mgD物块b对物块a的作用力水平向右C以b为研究对象，物块b受到重力、推力F、a的弹力和静摩擦力、地面的支持力，共五个力作用，A错误；以a为研究对象，竖直方向上a受到重力和b对a的静摩擦力作用，由平衡条件知，b对a的摩擦力大小等于a的重力，为mg，由牛顿第三定律知，a对b的摩擦力大小也等于mg，B错误；以a、b组成的整体为研究对象，竖直方向上受到整体的重力和地面对b的支持力作用，且它们大小相等，则地面对b的支持力大小等于3m
7、g，则物块b对地面的压力大小等于3mg，C正确；物块a受到物块b两个力作用：水平向右的压力和竖直向上的静摩擦力，它们的合力斜向右上方，D错误8如图所示，两个质量都是m的小球A、B用轻杆连接后斜放在墙上处于平衡状态已知墙面光滑，水平地面粗糙，现将A球向下移动一小段距离，两球再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，地面对B球的支持力N和地面对B的摩擦力f的变化情况是()AN不变BN变大Cf不变Df变小A对整体进行受力分析，知竖直方向：N2mg，移动两球后，仍然平衡，则N仍然等于2mg，所以N不变；水平方向：地面对B的摩擦力f等于竖直墙壁对A的弹力；再隔离对A进行受力分析，墙壁对A
8、球的弹力FNmgtan ；当A球向下移动一小段距离，夹角增大，所以FN增加，B的摩擦力f变大故A正确9光滑斜面上固定着一根刚性圆弧形细杆，小球通过轻绳与细杆相连，此时轻绳处于水平方向，球心恰位于圆弧形细杆的圆心，如图所示，将悬点A缓慢沿杆向上移动，直到轻绳处于竖直方向，在这个过程中，轻绳的拉力()A逐渐增大B大小不变C先增大后减小D先减小后增大D以小球为研究对象，分析受力情况：受重力G、斜面的支持力N和轻绳的拉力T，如图所示由平衡条件得知，N和T的合力与G大小相等，方向相反，将悬点A缓慢沿杆向上移动，使轻绳绕O点逆时针转动的过程中，T先变小后变大10(多选)如图所示，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬
9、挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，衣服处于静止状态如果保持绳子A端位置不变，将B端分别移动到不同的位置，下列判断正确的是()AB端移到B1位置时，绳子张力不变BB端移到B2位置时，绳子张力变小CB端在杆上的位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变大DB端在杆上的位置不动，将杆移动到虚线位置时，绳子张力变小AD设绳子间的夹角为2，绳子总长为L，两杆间距离为s，如图甲所示，由几何关系得：L1sin L2sin s，得sin .当将B端移到B1位置或B2位置时，s、L都不变，则也不变，衣服(包括衣架)受力如图乙所示，由平衡条件可知，2Fcos mg，F，可见
10、，绳子张力F也不变，A正确，B错误；B端在杆上的位置不动，将杆移动到虚线位置时，s减小，L不变，则减小，cos 增大，则F减小，C错误，D正确11如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，长为L2 m的轻绳一端固定于直杆P点，另一端固定于墙上O点正下方的Q点，OP长为d1.2 m，重为8 N的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为()A10 NB8 NC6 ND5 ND设挂钩所在处为N点，延长PN交墙于M点，如图所示同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，设为，则根据几何关系可知NQMN，即PM等于绳长；根据几何关系可得：sin 0.6，则37
11、，根据平衡条件可得：2Tcos G，解得：T5 N，故D正确12如图所示，一球A夹在竖直墙与三角劈B的斜面之间，三角劈的重力为G，劈的底部与水平地面间的动摩擦因数为，三角劈的斜面与竖直墙面是光滑的，设劈的最大静摩擦力等于滑动摩擦力问：欲使三角劈静止不动，球A的重力不能超过多少？解析球A与三角劈B的受力情况分别如图甲、乙所示，球A在竖直方向上有GAFNsin 45，对三角劈，则有FfFNsin 45，FNBGFNcos 45，另有FfFfmFNB，FNFN，联立以上各式可得GA G.答案 G13如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30时恰能沿斜面匀速下滑对物体施加一大小为F水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角0的大小解析(1)斜面倾角为30时，物体恰能匀速下滑，满足mgsin 30mgcos 30解得.(2)设斜面倾角为，受力情况如图，物体做匀速直线运动时，有Fcos mgsin fNmgcos Fsin fN解得F当cos sin 0，即cot 时，F，即“不论水平恒力F多大”，都不能使物体沿斜面向上滑行，此时，临界角060.答案(1)(2)60
