高一物理力学
受力分析
1 如图 2-1-7 所示,甲、乙球通过弹簧连接后用绳悬挂于天花板,丙、丁球通过细绳连接后也用绳悬挂天花板.若都在 A 处剪断细绳,在剪 断瞬间,关于球的受力情况,下 面说法中正确的是( ) A.甲球只受重力作用
B.乙球只受重力作用 C.丙球受重力和绳的拉力作用 D.丁球只受重力作用 图 2-1-7
分析:当在 A 处剪断时两球看作一个整体,整体加速度为 g,此时弹簧中的力不变,对 A B 球都会有力的作用故 A B 错,绳在松弛状态不能提供力,假设绳中有拉力,则丁的加速度会大于 g 而丙的加速度会小于 g,则两球会相互靠近,绳则松弛,假设不成立,故绳中无拉力
.如图
所示,物体 a、b 和 c 叠放在水平桌面上,水平力 Fb
、Fc
2 2-2-8 =5N =10N 分别作用于物体 b、 c 上, a、b 和 c 仍保持静止.以 F1、 F2 、F3 分别表示 a 与 b、 b 与 c、c 与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A. F =5N =0 =5N
a
1
, F2 ,F3
B.F1=5N, F2 =5N,F3=0 C. F1 ,F2 ,F3
Fb
b 图
c
F c
F1
=0
,F2
=5N
,F3
=5N
D. =0 =10N =5N 2-2-8
分析:(分析方法从简单到复杂)因为 a、b、c 均保持静止,故加速度,合外力都为 0。先分析 a 只受 b 对 a 的支持力,以及重力故 F1=0,再分析 b, b 受到重力、 a 对 b 的压力、 c 对 b 的支持力、 Fb、以及 c 对 b 的摩擦力, c 对 b 的摩擦力为水平方向,故需水平方向的力来平衡,故 F2=Fb=5,方向向右。同理在对 c 分析
3 如图 2-2-1 所示, A、B两物体叠放在水平面上,水平力 一起向右作匀速直线运动,下列判断正确的是(
)
F 作用在 A 上,使两者
A.A、B 间无摩擦力 A B.A 对 B 的静摩擦力大小为 F,方向向右 C.B 对地面的动摩擦力的大小为 F,方向向右 B D.B 受到了向右的静摩擦力和向左的滑动摩擦力
0,处于平衡 分析:两者一起向右作匀速直线运动,则加速度都为 图 2-2-1
状态。对 A 分析, A 受到重力、 B 对 A 的支持力、 F、及 B 对 A 的 静摩擦力且等于 F,方向向左, A 对 B 则向右。同理在对 B 分析
4 如图 2-2-2 示,物体 A、B 在力 F 作用下一起以相同速率沿 F 方向匀速运动, 关于物体 A 所受的摩擦力,下列说法中正确的是( )
.甲、乙两图中 A
.甲、乙两图中 A
F
均受摩擦力,且方向均与 F 相同
A B
F
均受摩擦力,且方向均与
F 相反
A
A
B 乙
F B 甲
图 2-2-2
C.甲、乙两图中 A 均不受摩擦力
D
分析:甲乙图都处于平衡状态,对已图 A 受到重力、 B 对 A 的支持力,因重力在 沿斜面方向有重力的分力,故需静摩擦力来平衡,方向与重力的分力相反 如图 所示,物体 A、B 的质量 m m ,A 和 B、B 和水平面间的动摩擦 5 2-2-3 = =6kg .那么,B 对 A 因数都等于
0.3 =30N
的摩擦力和水平桌面对 B 的摩擦力各为多大 ?
A F
解:先对滑轮分析: 绳的拉力处处相等且等于 F/2
再对 A 分析:先看 AB是否相对滑动因 F/2<18 故没有相 B 对滑动 图 2-2-3
所以 B 对 A 的摩擦力为 15N,方向向左 同理得 B, 水平桌面对 B 的摩擦力为 30N,方向向右 ,A 与桌面间
.甲图中 A 不受摩擦力,乙图中 A 受摩擦力,方向均与 F 相同
AB
,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,水平力 F
6.如图 2-2-16 所示,重物
A B Fm .为使系统处于静止状态,试求拉力
的最大静摩擦力为 =10N 大小范围.( g 取 10m/s2) 解:桌面所能提供的最大静摩擦力 Ff=10, 方向可左可右 当方向向右时有最小值 F=mbg-10=10N 当方向向左时有最大值 F=mbg+10=30N
A 质量为 m
=5kg
,重物 B 质量为 m
=2kg
F
图 2-2-16
力的分解与合成(一般采用正交分解、或力的合成)
F1 F2 F3
1 在同一平面内共点的四个力
、 、
F4 的大小依次为 19N、40N、30N和 15N, 、
方向如图 2-3-13 所示,求它们的合力.
解:采用正交分解即可求解
正交分解要点:让更多的力在坐标轴上
F2
3F
106 °37°
F1
F4
图 2-3-13
2 如图 2-3-16 所示,质量为 m的物体用细绳 OC悬挂在支架上的O点,
A 轻杆 OB可绕 B 点转动,当物体静止时细绳 OA与轻杆 OB间的夹角为
θ .求此时细绳 OA中张力 F1 的大小和轻杆OB受力 F2 的大小. 解:解题关键受力分析答案: F1=mg/sin θ
F2=mg/tan
θ
O
B C 图 2-3-16 m
3 如图 2-3-17 所示,水平横梁一端 A 插在墙壁内,另一端装有小的轻质滑轮 B,一轻绳一端 C 固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为 m=10kg 的重物, ∠ CBA=30°,则滑轮受到绳子作用力为( ) A.50N . 50 3N B C.100N . 100 3N D
分析:受力分析,绳中各处的力相等且等于
C
mg,的合成得滑轮受到绳子
B
A
图 2-3-17m
的力为 mg=100N
4 如图 2-3-19 所示,物体静止于光滑水平面上,力 F 作用于物体 O点,现要使物体沿着 OO ' 方向做加速运动( F 和 OO'都在水平面内).那么,必须同时再加
一个力 F ' ,这个力的最小值是( )
F θ θ
B A cos . sin θ θ F
C tan D . cot
分析:由力的合成,当和力沿 oo’方向时则 物体沿着 OO '
图 2-3-19 方向做加速运动,当 f ’与 OO '垂直时最小,值为 F*sin θ
.F
.F
5.用两根绳子吊起一重物,使重物保持静止,逐渐增大两绳之间的夹角,则两 绳对重物的拉力的合力变化情况是( )
A.保持不变 B .逐渐增大 C.逐渐减小 D .以上说法都有可能 分析:两绳拉力不变,当夹角变大时,合力必变小
6.如图 2-3-21 所示,两个完全相同的小球在挡板作用下静止在倾角为 θ 的光滑斜面上,求( a)、( b)两种情况下小球对斜面的压力之比.
θ θ
( a)
( b)
图 2-3-21
解:受力分析两种情况球均受重力、斜面的支持力、以及板的支持力,由力的合成第一种情况 FN=mgtanθ 第二种情况 FN=mgsinθ
7.如图 2-3-24 所示,用跟水平方向成 α 角的推力 F 推重量为 G的 木块沿天花板向右运动,木块和天花板间的动摩擦因数为 μ ,求木 块所受的摩擦力大小. 解:先受力分析,再正交分解 答案: FN= Fsin α-G
Ff=u(Fsin α -G)
G
F α
图 2-3-24
8 如图 2-4-5 所示,重力为
G的物体在水平向右和跟竖直方 向成 θ 角的斜向上绳子的拉力作 用下,保持静止状态,试求两绳的拉力解: Foa=mg/cosθ Fob=mgtanθ
图 2-4-5
9 如图 2-4-19 所示,用绳 AC和 BC吊起一重物,绳与竖直方向夹角分别为 30° 和 60°,AC绳能承受的最大拉力为 150N,而而 BC绳能承受的最大的拉力为 100N, 求物体最大重力
解:绳 AC的拉力 F1=mgcos30
o
绳 BC的拉力 F2=mgsin30o
F1/F2= 3 >150/100
30°
6
图 2-4-19
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