巩固练习平衡条件下的受力分析（基础）

巩固练习平衡条件下的受力分析（基础）

【巩固练习】 一、选择题： 1.如图所示，位于斜面上的物块 M 在沿斜面向上的力 F 作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的( ) A．方向可能沿斜面向上 B．方向可能沿斜面向下 C．大小可能等于零 D．大小可能等于 F 2. 如图所示，用水平方向的力 F 将重为 G 的木块压在竖直的墙壁上，使木块保持静止，下列判断中正确的是( ) A．由木块已静止，可知 F＜G B．由木块已静止，可知 F＝G C．如果压力 F 增大，木块与墙壁之间的静摩擦力也增大 D．如果压力 F 增大，木块与墙壁之间的静摩擦力仍不变 3.在下图中，a、b 两物体表面光滑，且 a、b 两物体均静止，a、b 间一定有弹力的是( ) 4.如图所示，木块放在水平地面上，在 F＝8N 的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为 1 m/s，则下列说法中正 确的是( ) A．以 1m/s 的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为 8N B．当木块以 2m/s 的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于 8N C．当水平拉力 F＝20N 时，木块受到的摩擦力为 20N D．将水平拉力 F 撤去，木块速度越来越慢，是因为木块受到的摩擦力越来越大 5.如图所示，一物块受一恒力 F 作用，现要使该物块沿直线 AB 运动，应该再加上另一个力作用，则加上去的这个力的 最小值为( ) A．Fcosθ B．Fsinθ C．Ftanθ D．Fcotθ 6. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O 点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的，一根细线跨在碗 口上，线的两端分别系有质量为 m1 和 m2 的小球，当它们处于平衡状态时，质量为 m1 的小球与 O 点的连线与水平线 夹角α＝60°．两个球的质量比 2 1 m m 为( ) A． 3 3 B． 2 3 C． 3 2 D． 2 2 7.如图所示，表面粗糙的固定斜面顶端装有一滑轮，两物块 P、Q 用跨过滑轮的轻绳连接(不计滑轮的质量和摩擦)，P 悬于空中，Q 放在斜面上，均处于静止状态，当用水平向左的恒力推 Q 时，P、Q 仍静止不动，则( ) A．Q 受到的摩擦力一定变小 B．Q 受到的摩擦力一定变大 C．轻绳上的拉力一定变小 D．轻绳上的拉力一定不变 二、填空题： 1．物体放在光滑的水平面上，在大小为 40N 的水平力 F 的作用下，由静止由西向东方向运动，现要用 F1、F2 两水平共 点力代替 F 的作用．已知 F1 方向东偏北 30°，此时 F2 的大小不能小于________N． 2．)如图所示，小船用绳牵引，设水对船的阻力不变，在小船匀速靠岸过程中，船受绳子的拉力________，船受的浮 力________，船受的合力________． 三、计算题： 1. 跨过光滑定滑轮的轻绳，两端各拴一个物体，如图所示．物体 A 和 B 重均为 20N，水平拉力 F＝12N．若物体 A 和 B 均处于静止状态，试分析物体 A 和 B 的受力情况，画出受力的示意图，并计算各力的大小． 2. 如图所示，在一个 V 形槽中有一个重为 G＝100 N 的粗细均匀的圆柱体，槽两侧底角均为α＝60°．圆柱体与槽之 间的动摩擦因数μ＝0.2．要使圆柱体沿水平轴线方向匀速运动，沿水平轴线方向的水平推力 F 应为多大? 3．用细绳 AC 和 BC 吊起一重物，两绳与竖直方向的夹角如图所示，AC 绳能承受的最大拉力为 150N，BC 绳能承受的最 大拉力为 100 N，为使绳子不断开，所吊重物的质量不得超过多少?(g 取 10N/kg) 【答案与解析】 一、选择题： 1.ABCD 解析:在斜面方向上，M 所受重力沿斜面向下的分力为 G sin、静摩擦力 f、沿斜面向上的推力 F 三个力作用而平衡， 取沿斜面向上为正方向，由平衡条件得 F Gsin f 0   ＝ ，所以可求得 f Gsin F ＝ ． 当 Gsin F＞ 时，f＞0． 当 Gsin F＜ 时，f＜0． 当 Gsin F＝ 时，f＝0． 当 Gsin 2F＝ 时，f＝F． 2. D 解析:因为木块相对墙静止，所以墙对木块的摩擦力是静摩擦力，它不总是等于 0 NF ．事实上，用 F 推木块，木块静 止，说明木块的重力 G 没有超过墙给木块的最大静摩擦力，这时木块平衡，实际的静摩擦力应等于木块的重力 G，将 推力 F 增大，墙壁能提供的最大静摩擦力将更大，木块肯定不会下滑，所以墙壁给木块的静摩擦力仍等于 G 而不变， 故选项 D 正确． 3. B 解析：若将 a 撤掉，A、C、D 中 b 的状态不变，则知 A、C、D 中，a、b 间不存在弹力，而 B 中的 b 状态将变化，故 B 中 a、b 间一定存在弹力． 4. A 解析：竖直方向上，木块的重力与地面时木块的支持力始终平衡． 水平方向上，木块向右做匀速直线运动时，拉力 F 与滑动摩擦力 F′平衡，故 F′＝F＝8N，且滑动摩擦力方向向 左． 当 F＝20N 时，因木块对地面的压力的大小和接触面的粗糙程度均没有变化，故滑动摩擦力不变，仍为 8N．注意 此时 F＞F′，木块向右做加速运动．同理，当木决速度为 2m/s 及木块速度越来越慢时，滑动摩擦力的大小仍为 8N．故 答案应选 A． 5. B 解析:物体虽只受两个力作用，但物体要沿直线 AB 运动，就意味着这两个力的合力的方向是不变的．可以看成是一个 力(已知的力 F)恒定，一个力(合力)的方向一定，另一个力(所求的力)的大小方向都不确定，可以利用力的图示法求解， 如图所示可知，本题应选 B． 6. A 解析:m1 重力按效果分解如图所示，由几何关系有 1 13 2cos30 3T N m g m gF F  ° ，又 2TF m g ，故 2 1 3 3 m m  ． 7. D 解析:解法一(直接判断法)：由于两物块一直处于静止状态，所以轻绳上的拉力大小总与 P 物块的重力大小相等，因此 选项 D 正确；因为 Q 和 P 两物块的质量、斜面的倾角未确定，所以 Q 物块所受静摩擦力方向无法确定．又由于水平向 左的恒力大小未知，所以 Q 物块相对斜面的运动趋势也无法确定，因此不能判定 Q 物块所受摩擦力的大小变化情况． 解法二(假设法)：假设开始时 Q 的重力沿斜面方向的分量与 P 的重力大小相等，则 Q 不受摩擦力，因此选项 A 错 误；假设开始时 Q 所受摩擦力的方向沿斜面向上，则选项 B 错误；同理，选项 C 错误，因此只有选项 D 正确． 二、填空题 1．20 解析：要 F2 最小，必须垂直于 F1，根据力的矢量三角形关系，可算出 F2 必须大于 20 N． 2．增大减小 不变 解析：设绳拉船力为 F1，与水平方向成角θ，船受浮力为 F2，阻力为 F3，由于船匀速靠岸，船靠岸过程中，θ角变大， 故 F1 增大，F2 减小， F合 不变． 三、计算题： 1.答案见解析 解析：根据各种力的概念和物体处于平衡状态，全面分析物体的受力情况，针对静摩擦力是被动力的特点，判断物体 A 所受静摩擦力的方向． 物体受力情况如图所示．物体 A 和 B 均处于静止状态，它们所受合力均为零，物体 B 受重力 GB 和拉力 F，GB＝F′ ＝20N．物体 A 受重力 GA＝20N，水平拉力 F＝12N，绳子拉力 F′＝20N，水平面支持力 FN＝CA-F′sin30°＝10N，F′ 水平分力为 F′cos30°＝17N．由于方向向左的 F′水平分力比方向向右的水平拉力 F 大 5N，所以物体 A 还受到 5N 的 静摩擦力作用，其方向应该向右，即图中的 F″为向右的静摩擦力． 2．40N 解 析 ： 把 圆 柱 体 的 重 力 沿 垂 直 两 侧 槽 面 分 解 ， 得 压 力 1 2 2cosN N GF F   ， 匀 速 推 动 时 的 推 力 1 2 cosN N GF F F      ．代入数值得 F＝40N． 3．10 3kg 解 析 ： 设 重 物 质 量 为 m ， 将 重 物 所 受 的 重 力 G 分 解 为 图 示 的 两 个 分 力 ： 1 3cos30 2F G mg ° ， 2 1sin30 2F G mg ° ． 又由数学关系知 1 23F F ， 若 F1＝150 N，则 1 2 50 3N 100N 3 FF    ． 则重物质量不得超过 12 2 150 kg 10 3kg 3 3 10 Fm g     ．