考點2物體的受力分析

1、溫馨提示： 此題庫為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，點擊右上角的關(guān)閉按鈕可返回目錄?？键c2 物體的受力分析 h1.（2010·浙江理綜·T22） （16分）在一次國際城市運動會中，要求運動員從高為H的平臺上A點由靜止出發(fā)，沿著動摩擦因數(shù)為的滑道向下運動到B點后水平滑出，最后落在水池中。設(shè)滑道的水平距離為L，B點的高度h可由運動員自由調(diào)節(jié)（取;g=10m/s2）。求：（1）運動員到達B點的速度與高度h的關(guān)系；（2）運動員要達到最大水平運動距離，B點的高度h應(yīng)調(diào)為多大？對應(yīng)的最大水平距離Smax為多少？（3）若圖中H4m，L5m，動摩擦因數(shù)0.2，

2、則水平運動距離要達到7m，h值應(yīng)為多少？【命題立意】本題以實際運動會中運動員的運動過程為背景,體現(xiàn)對實際問題的抽象與建模能力的考查，主要考查勻變速直線運動、平拋運動?！舅悸伏c撥】以運動員（當(dāng)作質(zhì)點擊為研究對象，進行腕力分析和運動過程分析，從而找到解題的突破口?！疽?guī)范解答】（1）設(shè)斜面長為，斜面傾角為，根據(jù)動能定理得 即 （2）根據(jù)平拋運動公式 解得 由式可得，當(dāng) （3）令則可得到：求出【答案】（1）（2） （3）或 A B v 2.（2010·浙江理綜·T14）如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋（不計空氣阻力）。下列說法正確的是( )A. 在上升和下降過程

3、中A對B的壓力一定為零B. 上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C. 下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D. 在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力【命題立意】本題以豎直上拋運動為背景,主要考查受力分析、牛頓運動定律?！疽?guī)范解答】選A，因為A、B一起運動，可以A、B整體為研究對象，在上升和下降過程中，A、B的加速度都為重力加速度，隔離B，假設(shè)A對B的壓力為F，則由牛頓第二定律得：，故A正確，B、C、D錯誤。【類題拓展】巧解連接體類問題：兩個或兩個以上物體相互連接參與運動的系統(tǒng)稱為連接體。以平衡態(tài)或非平衡態(tài)連接休問題擬題屢次呈現(xiàn)于高考卷面中。這類問題一般需靈活選擇明確研

4、究對象，采用整體法和隔離法相結(jié)合。具體方法是:整體法求加速度，隔離法求相互作用力。3.（2010·安徽理綜·T19）L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖所示。若P、Q一起沿斜面勻速下滑，不計空氣阻力。則木板P 的受力個數(shù)為( )A 3 B4 C 5 D6【命題立意】本題以斜面體為背景,結(jié)合連接體的勻速運動情景，主要考查整體法與隔離法的應(yīng)用、受力分析、共點力的平衡條件、牛頓第三定律等知識點。用共點力的平衡條件和牛三律解題QP【思路點撥】解答本題時可按以下思路分析：選取研究對象受力分析【規(guī)范解答】選C.先把P

5、、Q看成一個整體進行分析，受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力三個力作用下處于平衡狀態(tài)。隔離Q進行分析，受重力、斜面的支持力、彈簧的彈力（沿斜面向上）三個力作用下處于平衡狀態(tài)。由牛頓第三定律可知Q對P有一個壓力，彈簧對P有一個彈力（沿斜面向下），所以P共受到5個力的作用，C正確?！绢愵}拓展】連接體問題的處理策略連接件問題對在解題過程中選取研究對象很重要。有時以整體為研究對象，有時以單個物體為研究對象。整體作為研究對象可以將不知道的相互作用力去掉，單個物體作研究對象主要解決相互作用力。單個物體的選取應(yīng)以它接觸的物體最少為最好。如m只和M接觸，而M和m還和斜面接觸。另外需指出的是，在應(yīng)用牛頓第二定律

6、解題時，有時需要分解力，有時需要分解加速度，具體情況分析，不要形成只分解力的認識。4.（2010·廣東理綜·T13）圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式，A,B點等高，O為結(jié)點，輕繩AO、BO長度相等，拉力分別為FA ，F(xiàn)B燈籠受到的重力為 G下列表述正確的是( ) AFA一定小于G BFA與FB大小相等CFA與FB是一對平衡力 DFA與FB大小之和等于G【命題立意】本題主要考查力的平衡條件及推論、力的平行四邊形法則、正交分解法。【規(guī)范解答】選B，由A、B兩點等高，AO、BO等長可知，AO繩與BO繩兩力對稱，B選項正確；若兩繩間的夾角=1200時，；當(dāng)<1200時：；當(dāng)>

7、;1200時：，故A選項錯誤；這兩個力的矢量和與重力是平衡力，C選項錯誤；這兩個力不是大小之和而是矢量之和，D選項錯誤?！绢愵}拓展】平衡類問題的求解八法1.力的合成法 物體在三個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，則任意兩個力的合力一定與第三個力大小相等，方向相反;“力的合成法”是解決三力平衡問題的基本方法.2.正交分解法 物體受到三個或三個以上力的作用時，常用正交分解法列平衡方程求解: ,.為方便計算，建立坐標(biāo)系時以盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上為原則.3.整體法與隔離法 整體法是把兩個或兩個以上物體組成的系統(tǒng)作為一個整體來研究的分析方法;當(dāng)只涉及研究系統(tǒng)而不涉及系統(tǒng)內(nèi)部某些物體的受力和運動時，一般可采用

8、整體法.隔離法是將所確定的研究對象從周圍物體(連接體)系統(tǒng)中隔離出來進行分析的方法，其目的是便于進一步對該物體進行受力分析，得出與之關(guān)聯(lián)的力.為了研究系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個物體的受力和運動情況時，通?？刹捎酶綦x法.一般情況下，整體法和隔離法是結(jié)合在一起使用的.4.三角形法 對受三力作用而平衡的物體，將力矢量圖平移使三力組成一個首尾依次相接的封閉力三角形，進而處理物體平衡問題的方法叫三角形法;力三角形法在處理動態(tài)平衡問題時方便、直觀，容易判斷.5.相似三角形法物體受到三個共點力的作用而處于平衡狀態(tài)，畫出其中任意兩個力的合力與第三個力等值反向的平行四邊形中，可能有力三角形與題設(shè)圖申的幾何三角形相似，

9、進而力三角形與幾何三角形對應(yīng)成比例，根據(jù)比值便河計算出末知力的大小與方向.6.正弦定理法 正弦定理:在同一個三角形中，三角形的邊長與所對角的正弦比值相等; 同樣，在力的三角形中也滿足上述關(guān)系，即力的大小與所對角的正弦比值相等.5.（2010·江蘇物理卷·T3）如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機，三腳架的三根輕質(zhì)支架等長，與豎直方向均成角，則每根支架中承受的壓力大小為( )w w w.ks5 u .c omA. B. C. D.【命題立意】本題借助生活實例照相機放在三角架上問題，來考查共點力的平衡或力的合成的問題，題目設(shè)置方式較新穎，難度中等?！舅悸伏c撥

10、】應(yīng)用共點力的平衡條件，物體所受的合外力為零，即本題照相機所受的合力在豎直方向為零。【規(guī)范解答】選D 對照相機進行受力分析可知，在豎直方向有：，解得：。選項D正確，其它選項是錯誤的。6.（2010·山東理綜·T17）如圖所示，質(zhì)量分別為、的兩個物體通過輕彈簧連接，在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動（在地面，在空中），力與水平方向成角。則所受支持力N和摩擦力正確的是( )fNFm1m2ABCD【命題立意】本題以連接體的勻變速直線運動為情景，主要考查整體法、共點力的平衡條件等知識點?！疽?guī)范解答】選AC. 把、的兩個物體看成一個整體進行研究，進行受力分析，水平方向上：，C正

11、確；豎直方向上：，所以，所以A正確。7.（2010·新課標(biāo)全國卷·T18）如圖所示，一物塊置于水平地面上。當(dāng)用與水平方向成60°角的力F1 拉物塊時，物塊做勻速直線運動；當(dāng)改用與水平方向成30°角的力F2 推物塊時，物塊仍做勻速直線運動。若F1 和F2 的大小相等，則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為( ) A. B. C. D.【命題立意】本題以推、拉物體在粗糙水平面上勻速運動命題，考查力的分解和物體的平衡條件?！舅悸伏c撥】解答本題時可按以下思路分析：對物體進行受力分析正交分解列平衡方程解方程得結(jié)果【規(guī)范解答】選B，物體受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff、已

12、知力F處于平衡，根據(jù)平衡條件，有，聯(lián)立解得： 8.（2010·福建理綜·T19）（2）（6分）某實驗小組研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系。實驗時，將原長約200mm的橡皮筋上端固定，在豎直懸掛的橡皮筋下端逐一增掛鉤碼（質(zhì)量均為20g），每增掛一只鉤碼均記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量；當(dāng)掛上10只鉤碼后，再逐一把鉤碼取下，每取下一只鉤碼，也記下對應(yīng)的橡皮筋伸長量。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，作出增掛鉤碼和減掛鉤碼時的橡皮筋伸長量與拉力F關(guān)系的圖像如圖所示。從圖像中可以得出_。（填選項前的字母）A.增掛鉤碼時與F成正比，而減掛鉤碼時與F不成正比B.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量比減掛鉤碼

13、時的大C.當(dāng)所掛鉤碼數(shù)相同時，增掛鉤碼時橡皮筋的伸長量與減掛鉤碼時的相等D.增掛鉤碼時所掛鉤碼數(shù)過多，導(dǎo)致橡皮筋超出彈性限度【命題立意】以日常生活中常見的橡皮筋拉伸問題來研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系設(shè)題，給出橡皮筋在增掛鉤碼和減掛鉤碼時的實驗圖線，要求考生在熟練掌握考綱中的“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的基礎(chǔ)上進行知識遷移?！舅悸伏c撥】根據(jù)圖像中的兩條非線性曲線提取出有關(guān)信息【規(guī)范解答】選D，由于橡皮筋下端懸掛的鉤碼太多，導(dǎo)致超出橡皮筋的彈性限度，使橡皮筋無法及時恢復(fù)原狀，兩條曲線才有差異，且是非線性的。9.（2010·新課標(biāo)全國卷·T15）一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為的

14、力壓彈簧的另一端，平衡時長度為；改用大小為的力拉彈簧，平衡時長度為。彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，該彈簧的勁度系數(shù)為( )A. B. C. D.【命題立意】本題以探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系出題，體現(xiàn)新課改探究思想，根據(jù)受力平衡確定彈力大小，考查考生對胡克定律的理解?！舅悸伏c撥】正確寫出彈簧伸長量和壓縮量是解題的切入點和解題的關(guān)鍵?！疽?guī)范解答】選C，根據(jù)胡克定律有：，由兩式把l0表達出來即可解得：a b 右左10.（2010.海南理綜T 5）如右圖，水平地面上有一楔形物塊，其斜面上有一小物塊b，b與平行于斜面的細繩的一端相連，細繩的另一端固定在斜面上a與b之間光滑，a和b以共同速度在地面軌道的光

15、滑段向左運動當(dāng)它們剛運行至軌道的粗糙段時( )A繩的張力減小，b對a的正壓力減小B繩的張力增加，斜面對b的支持力增加C繩的張力減小，地面對a的支持力增加FNmgFD繩的張力增加地面對a的支持力減小【命題立意】整體法、隔離法受力分析【思路點撥】它們剛運行至軌道的粗糙段時，整體的受力情況發(fā)生變化，系統(tǒng)受到了向右的合外力作用，產(chǎn)生了向右的加速度，還要注意區(qū)分a、b之間有無相對運動兩種情況【規(guī)范解答】選C，在光滑段運動時，系統(tǒng)及物塊b處于平衡狀態(tài)，因此有，；當(dāng)它們剛運行至軌道的粗糙段時，系統(tǒng)有水平向右的加速度，此時有兩種可能，一是物塊b仍相對靜止，豎直方向加速度為零，則仍成立，但，因此，要保證兩式同時

16、成立，只有繩的張力將減小，支持力FN增大，因為直方向加速度為零，根據(jù)整體法，地面對a的支持力不變；二是物塊b相對于a向上滑動，具有向上的加速度，豎直方向不再是平衡狀態(tài)，是超重，因此繩的張力減小，地面對a的支持力增大，C正確。【類題拓展】整體法與隔離法解決力學(xué)問題時，絕大多數(shù)物體都是相互關(guān)連、相互作用的，因此為解決方便常將研究對象與其他物體隔離出來，單獨對隔離出來的物體進行受力分析，應(yīng)用相應(yīng)的定律來分析求解，這種方法稱為隔離法。 但有時又要以整體為研究對象（ 此時要求整體內(nèi)部有相同的加速度）然后對整體進行研究這種方法稱為整體法。整體法于隔離法在解題中往往是交替使用。對于系統(tǒng)中各物體的加速度都相同

17、的連接體問題，由于在系統(tǒng)中將各物體看成一個整體，可先分析整體的受力情況和運動情況，然后根據(jù)牛頓第二定律，求出整體所受外力的某一未知力或加速度。若要求系統(tǒng)中兩個物體間的作用力，則應(yīng)用隔離法。將系統(tǒng)中的一個物體從系統(tǒng)隔離出來， 進行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律，求出相互作用力中的某一個未知力，這類問題是整體法于隔離法交替應(yīng)用來解決的。（2）對于系統(tǒng)中各物體的加速度各不相同，如在系統(tǒng)中有一個物體加速運動，另一個物體靜止，且相互作用，這類問題應(yīng)采用牛頓第二定律和平衡條件聯(lián)立來求解，應(yīng)用隔離法，通過對某一物體的分析，應(yīng)用牛頓第二定律（或平衡條件）求出兩物體間的作用力 ，再渡到另一物體上，應(yīng)用平衡條件（

18、或牛頓第二定律）求出最后結(jié)果。11. （2010·浙江理綜·T20） （10分）在“探究彈簧彈力大小與伸長量的關(guān)系”實驗中，甲、乙兩位同學(xué)選用不同的橡皮繩代替彈簧，為測量橡皮繩的勁度系數(shù)，他們在橡皮繩下端面依次逐個掛上鉤碼（每個鉤碼的質(zhì)量均為m=0.1kg，取g=10m/s2），并記錄繩下端的坐標(biāo)X加（下標(biāo)i表示掛在繩下端鉤碼個數(shù)）。然后逐個拿下鉤碼，同樣記錄繩下端面的坐標(biāo)X減，繩下端面坐標(biāo)的值Xi（X加+X減）/2的數(shù)據(jù)如下表：掛在橡皮繩下端的鉤碼個數(shù)橡皮繩下端的坐標(biāo)（X/mm）甲乙1216.5216.52246.7232.3284.0246.54335.0264.25394.5281.36462.0301.0（1）同一橡皮繩的X加 X減（大于或小于）；（2） 同學(xué)的數(shù)據(jù)更符合實驗要求（甲或乙）；（3）選擇一級數(shù)據(jù)用作圖法得出該橡皮繩的勁度系數(shù)k（N/m）；（4）為了更好