1、专题6 受力分析 共点力的平衡知识一 受力分析1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，并画出受力示意图的过程2一般步骤受力分析口诀：地球周围有重力，绕物一周找弹力看看是否有摩擦，其他外力细分析分力合力不重复，只画受力弃施力知识二 共点力的平衡1平衡状态物体处于静止状态或匀速直线运动状态2平衡条件F合0或者如图甲和乙所示，小球静止不动，物块匀速运动则小球F合0；物块Fx0，Fy0.3平衡条件的推论(1)二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等，方向相反(2)三力平衡：如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外两个力的合
2、力大小相等，方向相反，并且这三个力的矢量可以形成一个封闭的矢量三角形(3)多力平衡：如果物体在多个共点力的作用下处于平衡状态，其中任何一个力与另外几个力的合力大小相等，方向相反(4)处理平衡问题的常用方法方法内容合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等，方向相反效果分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力分别平衡正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用而平衡，将物体所受的力沿两个相互垂直的方向分解，物体在任一方向上的合力都为0合成法效果分解法正交分解法对点练习1. 如图所示，物块a、b质量分别为2m、m，水平地面和竖
3、直墙面均光滑，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mgD物块a受到物块b的作用力水平向右【答案】B【解析】物块a受重力、墙壁的弹力、物块b的水平弹力和物块b的竖直向上的摩擦力作用而静止，所以物块a受到物块b的作用力是斜向右上方的，D错误；物块b受重力、地面的支持力、物块a的水平弹力、物块a的竖直向下的摩擦力及外力F作用而静止，A错误；物块a竖直方向上受重力和摩擦力保持平衡，所以物块a受到的摩擦力大小等于2mg，故物块b受到的摩擦力大小也为2mg, B正确；由整体法可知物块b对地面的压力大小等于3mg
4、，C错误2. 如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演已知独轮车和演员的总质量为60 kg，两侧钢索的夹角为120，钢索所能承受的最大拉力为2 000 N，g取10 m/s2.当独轮车和演员在图示位置静止不动时，钢索对独轮车的作用力大小为()A600 N B1 200 NC2 000 ND4 000 N【答案】A【解析】选独轮车和演员整体为研究对象，进行受力分析，受重力G和钢索的作用力F，由平衡条件可知，FG600 N，所以选项A正确3.如图所示，在粗糙水平面上放一斜面体a，有一物体b在斜面上刚好匀速下滑，现在b上施加沿斜面向下的力F，使b沿斜面加速下滑，则()Aa保持静止，且没有相对
5、水平面运动的趋势Ba保持静止，但有相对水平面向右运动的趋势Ca保持静止，但有相对水平面向左运动的趋势D因未给出所需数据，无法判断a是否运动或有无运动趋势【答案】A【解析】未施加力F时，若以b为研究对象，由平衡条件知，b所受支持力和摩擦力的合力方向竖直向上，大小等于b的重力，因此b对a的压力和摩擦力的合力方向竖直向下，a没有相对水平面运动的趋势施加沿斜面向下的力F后，斜面体所受各力均未发生变化，故a仍保持静止状态，且没有相对水平面运动的趋势，即选A.4. 如图，小球系在细绳的一端，放在倾角为的光滑斜面上，用力将斜面在水平桌面上缓慢向左移动，使小球缓慢上升(最高点足够高)，那么在斜面运动的过程中，
6、细绳的拉力将()A先增大后减小 B先减小后增大C一直增大D一直减小【答案】B【解析】将斜面在水平桌面上缓慢地向左推移，小球始终处于平衡状态，受力分析并合成如图所示，由平衡条件得合力FG，即支持力FN和拉力FT的合力大小和方向均不发生变化，当斜面在水平桌面上缓慢地向左推移时，细线与竖直方向的夹角逐渐变大，FT的方向发生变化，画出平行四边形如图所示，由图可看出，拉力先减小后增大，支持力一直在增大，选项B正确5. 如图所示，物体A和B叠放在固定光滑斜面上，A、B的接触面与斜面平行，当A、B以相同的速度沿斜面向上运动时，关于物体A的受力个数，正确的是()A.2B.3C.4D.5【答案】B【解析】由于A
7、、B一起运动，加速度相同，没有相对运动趋势，故没有摩擦力。物体A受到重力、支持力、压力共3个力，选项B正确。6. “阶下儿童仰面时，清明妆点正堪宜。游丝一断浑无力，莫向东风怨别离。”这是红楼梦中咏风筝的诗，风筝在风力F、线的拉力T以及重力G的作用下，能够高高地飞在蓝天上。关于风筝在空中的受力可能正确的是()【答案】A【解析】在B、C、D三个受力图中，合力不可能为零，不能处于平衡状态，只有A图，在三个力的作用下能处于平衡状态，故A正确，B、C、D错误。7. 如图所示，乙烷球棍模型是由6个氢原子球和2个碳原子球组成，其中，下层的3个氢原子与碳原子之间用铰链轻杆连接，碳氢键与碳碳键间的夹角为120，
8、各层碳氢键间的夹角为120，已知，每个氢原子模型球的质量为m0，每个碳原子模型球的质量为3m0，共价键的质量不计。若假设碳碳键的张力和底层碳氢键的张力分别为F1、F2，则关于F1、F2的值正确的是()A.F1=6m0g，F2=9m0g B.F1=9m0g，F2=4m0gC.F1=6m0g，F2=6m0g D.F1=4m0g，F2=9m0g【答案】C【解析】将上层看作一个整体，整体受到重力和碳碳键的张力，故F1=6m0g，对下层碳原子分析，根据力的平衡条件可得3F2cos 60=9m0g，解得F2=6m0g，选项C正确。8. 如图所示，一只松鼠沿着较粗均匀的树枝从右向左缓慢爬行，在松鼠从A运动到
9、B的过程中，下列说法正确的是()A.松鼠对树枝的弹力保持不变B.松鼠对树枝的弹力先减小后增大C.松鼠对树枝的摩擦力先减小后增大D.树枝对松鼠的作用力先减小后增大【答案】C【解析】设树枝的切线与水平方向的夹角为，松鼠所受的弹力N=mgcos，从A到B的过程中，先减小后增大，则弹力先增大后减小，选项A、B错误；松鼠所受的摩擦力f=mgsin，从A到B的过程中，先减小后增大，则摩擦力先减小后增大，选项C正确；树枝对松鼠的作用力与松鼠的重力等大反向，所以树枝对松鼠的作用力大小不变，选项D错误。9. 如图所示，A、B、C三个物块重力均为100 N，小球P重40 N，作用在物块B上的水平力F=20 N，整
10、个系统静止，不计绳子质量，下列说法正确的是()A.物块C受6个力作用B.A和B之间的摩擦力是20 NC.B和C之间的摩擦力是20 ND.C与桌面间的摩擦力是40 N【答案】AC【解析】水平绳子对C的拉力F1=GP=40 N；A与B之间没有摩擦力，C对B的摩擦力向右，大小为20 N，则B对C的摩擦力大小为20 N，向左，那么桌面对C的摩擦力大小也为20 N，向左，C受重力、B对C的压力、桌面对C的支持力、绳子的拉力、桌面对C的摩擦力、B对C的摩擦力，共受6个力，故本题选A、C。10. 如图所示，物块A和滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B套在与竖直方向成=37的粗细均匀的固定杆上，
11、连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，滑环B恰好不能下滑，滑环和杆间的动摩擦因数=0.4，设滑环和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A和滑环B的质量之比为()A.75 B.57C.135D.513【答案】C【解析】设物块A和滑环B的质量分别为m1、m2，若杆对B的弹力垂直于杆向下，因滑环B恰好不能下滑，则由平衡条件有m2gcos =(m1g-m2gsin )，解得m1m2=135；若杆对B的弹力垂直于杆向上，因滑环B恰好不能下滑，则由平衡条件有m2gcos =(m2gsin -m1g)，解得m1m2=-75(舍去)。综上选项C正确。11. 如图所示，质量M=1 kg 的木块套在水平固
12、定杆上，并用轻绳与质量m=0.5 kg的小球相连，今用跟水平方向成60角的力F=53 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中木块、小球的相对位置保持不变，取g=10 m/s2。在运动过程中，求： (1)轻绳与水平方向的夹角。(2)木块与水平杆间的动摩擦因数。【答案】(1)30(2)33【解析】(1)小球处于平衡状态，其所受合力为零。以小球为研究对象分析受力如图甲所示，由平衡条件得，水平方向Fcos60-Tcos=0，竖直方向Fsin60-Tsin-mg=0，解得=30。(2)以木块和小球整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得，水平方向有Fcos 60-N=0，竖直方向有Fsin 60+N-mg-Mg=0，解得=33。
