【期末专题复习】人教版(2019)物理必修1-高一上学期期末专题点拨与训练：第15讲 受力分析初步

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第15讲 受力分析初步1.受力分析的概念把指定的研究对象在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来，并画出受力示意图，就是受力分析2.受力分析的一般步骤（1）明确研究对象：研究对象可以是单个物体或物体的一部分（如某个结点），也可以是多个物体组成的系统，研究对象的选取是解决问题的关键（2）隔离物体分析：将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围有哪些物体对它施加了力作用.（3）画受力示意图：边分析边将力逐一画出，准确标出力的方向及各力的符号（若题目给出力的大小或角度，则还应该标出力的大小和角度）（4）检查：画完力的示意图后还需回头检查，看是否漏力或者多力，每个力都应对应一个施力物体，不能找到施力物体的力是不存在的3.受力分析的一般顺序（1）重力：地球上的宏观物体均受到重力作用，作用点为物体的重心，方向竖直向下（2）弹力：围绕研究对象观察，看有几个接触点或接触面，再看是否有挤压或拉伸形变，判断有几个弹力以及各弹力的方向（3）摩擦力：有弹力的接触点或接触面，若接触面粗糙，且研究对象与接触面有相对运动或相对运动趋势，则可确定有摩擦力，再根据摩擦力的产生条件判断摩擦力的方向（4）已知力：“已知力”指的是题目中明确给出的外力，包括拉力、推力等，千万不可丢掉4.三点说明（1）弹力包括拉力、压力、支持力等。细绳（弹簧）中弹力的方向沿着绳子（弹簧）且指向绳子（弹簧）恢复原状方向。接触面之间的压力（或支持力）方向：垂直接触面，指向受力物体。（2）弹力的有无可通过假设法进行判定。（3）摩擦力的有无及方向判定：①通过对两个相互接触物体之间是否有相对运动（相对运动趋势）进行判定；②通过同一直线上受力平衡（合力为0）的方式进行判定。5.注意事项（1）受力分析是分析其他物体对研究对象施加的力，而不是研究对象对外施加的力。例如，分析物体甲受到的力时，只分析别的物体对甲的作用力，不分析甲对别的物体的作用（2）不要把作用在其他物体上的力，误认为“通过力的传递”作用在研究对象上（3）受力分析时，不要多力或少力，可以通过找施力物体的方法防止多力，按照一般顺序来分析受力，防止少力（4）只分析物体受到的性质力，如重力、弹力、摩擦力（压力、支持力、拉力、推力等均属于弹力）；不分析效果力，如动力、阻力、下滑力、上滑力（5）有时题目中会出现一些模型化的提示语，如“轻绳"“轻杆”表示绳和杆本身的重力可以忽略不计，“小球”“小物块”表示球和物块的大小可以忽略不计，“光滑的接触面”表示不会有摩擦力，“物体固定在杆上”表示杆施加给物体的侧向力在与杆垂直的平面内可能是任意一个方向.【例题1】一物体m受到一个撞击力后沿不光滑斜面向上滑动，如图所示，在滑动过程中，物体m受到的力，下列可能存在的是（　　）A．重力、斜面的支持力 B．沿斜面向上的滑动摩擦力C．沿斜面向上的冲力 D．沿斜面向下的滑动摩擦力【答案】AD【解析】物体受到撞击力后在惯性的作用下沿斜面向上运动，物体并不受冲力的作用，所以对物体受力分析，重力竖直向下，斜面对物体的支持力垂直斜面向上和沿斜面向下的滑动摩擦力，所以AD正确，BC错误。
故选AD。【例题2】如图所示，a、b两个小球穿在一根粗糙的固定杆上（球的小孔比杆大），并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。已知b球质量为m且绳Ob总是竖直的，杆与水平面成θ角，不计滑轮的一切摩擦，重力加速度为g。当两球静止时，Oa段绳与杆的夹角也为θ，Ob段绳沿竖直方向，则下列说法正确的是（　　）A．a一定受到4个力的作用B．b只可能受到2个力的作用C．绳子对a的拉力有可能等于mgD．a的质量一定为mtanθ【答案】C【解析】AB．对a和b受力分析可知，a至少受3个力，可能4个力，b一定有2两个力或4个力的作用，选项A、B错误；C．对b受力分析可知，b受绳子拉力可能等于mg，因此绳子对a的拉力可能等于mg，选项C正确；D．对a受力分析，如果摩擦力为零可得选项D错误。故选C。【例题3】如图所示，质量为m的滑块静置于倾角为30°的固定粗糙斜面上，轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上。弹簧与竖直方向的夹角为30°。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）A．滑块一定受到四个力作用 B．弹簧可能处于拉伸状态C．斜面对滑块的摩擦力可能为零 D．斜面对滑块的摩擦力大小为mg【答案】BD【解析】A．弹簧与竖直方向的夹角为30°，所以弹力的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能受重力、斜面支持力、静摩擦力和弹簧的弹力四个力的作用而平衡，但不是一定受四个力作用，故A错误；B．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，故B正确；CD．滑块沿着斜面方向受力平衡，则滑块此时受到的摩擦力方向沿斜面向上，大小一定等于重力沿斜面向下的分力，即f=mgsin 30°=0.5mg即一定等于0.5mg，不可能为零，故C错误D正确。故选BD。【例题4】如图所示，倾角为θ=30°的斜面A置于水平面上，滑块B、C叠放在一起沿斜面匀速下滑，且始终保持相对静止，斜面A静止不动，B上表面倾斜，则B、C在斜面上运动时，下列说法正确的是（　　）A．B可能受三个力作用B．A、B间的动摩擦因数μ=C．A一定受三个力作用D．地面对A的支持力等于A、B、C三者重力之和【答案】D【解析】A．B受到重力、斜面的支持力和摩擦力及C对B的压力和摩擦力五个力的作用，故A错误；B．以B和C整体为研究对象，沿斜面方向根据平衡条件得解得故B错误；C．斜面A受到重力、地面的支持力、B对斜面的压力和摩擦力四个力的作用，故C错误；D．滑块B、C叠放 一起沿斜面匀速下滑，整体受力平衡，故地面对A的支持力等于A、B、C三者重力之和，故D正确。故选D。1．如图所示，光滑斜面固定在水平面上，A、B间接触面粗糙并且与斜面平行，当A、B以相同的初速度一起沿斜面向上运动时，关于物体的受力个数，正确的是（　　）A． B． C． D．【答案】A【解析】因斜面光滑，则上滑的加速度为，此时物体受重力、的支持力，故A正确。故选A。2．如图所示，固定斜面上有一小球，由一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则关于小球所受力，下列说法正确的是（　　）A．若小球光滑，轻弹簧P一定有弹力B．若小球光滑，小球可能受到4个力C．若斜面和小球都不光滑，轻弹簧Q不可能处于压缩状态D．若斜面和小球都不光滑，小球与斜面之间一定有弹力【答案】B【解析】A．小球光滑时，若弹簧P无拉力，则弹簧Q一定有拉力，斜面对小球有支持力，一共3个力，可以平衡，A错误；B．小球光滑时，若弹簧P和Q都有拉力，斜面一定有支持力，否则不平衡，受4个力的作用，B正确；C．斜面和小球都不光滑时，若弹簧P无拉力且小球处于平衡状态，对小球受力分析，受到竖直向下的重力，斜面的支持力，受到摩擦力可能向下也可能向上，还可能为零，弹簧Q可能伸长也可能压缩，还可能处于原长状态，C错误；D．斜面和小球都不光滑时，对小球受力分析，受到竖直向下的重力，若弹簧Q无拉力，小球受到弹簧P的拉力与重力平衡，不受支持力，即小球与斜面间有可能无弹力，D错误。故选B。3．如图所示，物体A左侧为竖直墙面，在竖直轻弹簧作用下，A、B保持静止。则物体A的受力个数为（　　）A．2 B．4 C．3 D．5【答案】C【解析】先对AB整体受力分析，由平衡条件知，竖直方向F=GA+GB水平方向，不受力，故墙面无弹力，隔离A物体，必受重力、B对A的弹力和摩擦力作用，受三个力。故选C。4．如图所示，斜面上放有两个完全相同的小物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态。则下列说法正确的是（　　）A．a、b两物体的受力个数一定相同B．a、b两物体对斜面的压力不同C．a、b两物体受到的摩擦力大小可能不相等D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动【答案】C【解析】A．对a、b受力分析，如图所示：b物体处于静止状态，当绳子沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时，摩擦力为零，所以b可能只受3个力作用，而a物体必定受到摩擦力作用，肯定受4个力作用，选项A错误；B．a、b两个物体，垂直于斜面方向受力都平衡，则有解得则a、b两个物体对斜面的压力相同，选项B错误；C．根据A选项的分析，b的摩擦力可以为零，而a的摩擦力一定不为零，所以a、b两个物体的摩擦力大小可能不相等，选项C正确；D．对a沿斜面方向有对b沿斜面方向有正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则a先达到最大静摩擦力，先滑动，选项D错误。故选C。5．如图所示，M、N两物体叠放在一起，在恒力F作用下，保持静止状态，则关于两物体受力情况的说法正确的是（　　）A．物体N可能受到4个力B．物体M可能受到6个力C．物体M与墙之间一定没有弹力和摩擦力D．物体M与N之间可能无摩擦力【答案】C【解析】C．M、N两物体静止，合力为0，对MN整体进行受力分析，受到重力和F，墙对M没有弹力，否则合力不能为0，所以也没有摩擦力，故C正确；AD．对N进行受力分析：N受到重力，M对N的支持力，这两个力的合力不能平衡，所以还受到M对N向上的静摩擦力，不可能受到4个力，故AD错误；B．再对M进行受力分析：M受到重力、推力F、N对M的压力以及N给M沿斜面向下的静摩擦力，一共4个力，故B错误。故选C。6．如图，一个物体以某一初速度冲上粗糙斜面，下列关于物体的受力分析正确的是（　　）A． B． C． D．【答案】B【解析】物体在斜面上运动，一定受重力、支持力和摩擦力的作用，重力竖直向下，支持力垂直于斜面向上；物体相对斜面向上运动，则摩擦力方向沿斜面向下。故选B。7．如图，光滑斜面上物体重力分解为、两个力，下列说法中正确的是（　　）A．物体受到、、、四个力的作用B．物体只受到重力和斜面的支持力的作用C．力、、三力的作用效果与、两个力的作用效果相同D．是斜面作用在物体上使物体下滑的力，是物体对斜面的压力【答案】BC【解析】AB．对物体进行受力分析可得物体只受到重力mg和斜面的支持力的作用，其中、是重力的两个分力，故B正确，A错误；C．根据合力的作用效果与分力的共同作用效果相同的原理，得知力、、三力的作用效果与、两个力的作用效果相同，故C正确；D．由图可知，是物体重力mg沿斜面向下的分力，不是斜面作用在物体上使物体下滑的力，是物体重力垂直于斜面的分力，不是物体对斜面的压力，故D错误。故选BC。8．如图所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙面上处于静止状态。则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力（支持力与摩擦力的合力），下列说法正确的是（　　）A．墙面对木块一定有支持力B．墙面对木块一定有摩擦力C．墙面对木块的作用力大小为FD．墙面对木块的作用力大小为 【答案】ABD【解析】AB．对木块受力分析，受推力、重力，若没有支持力就没有摩擦力，木块不可能平衡，故一定有支持力，同理有静摩擦力，如图所示，选项AB正确；CD．根据共点力的平衡条件知，墙面对木块的作用力（支持力与摩擦力的合力）与重力mg、水平推力F的合力是平衡关系，重力和推力的合力大小为，故墙面对木块的作用力大小为，选项C错误，选项D正确。故选ABD。9．如图所示，三个物块重均为100N，小球P重20N，作用在物块2的水平力F=20N，整个系统平衡，则（　　）A．1和2之间的摩擦力是20NB．2和3之间的摩擦力是20NC．物块3受5个力作用D．3与桌面间摩擦力为20N【答案】BC【解析】A．整体都处于静止的状态，整体合力为零，所以1和2之间没有摩擦力，故A错误；B．对2进行受力分析可知，水平方向受到向左的外力F=20N，所以2和3之间的摩擦力是20N，故B正确；C．对结点受力分析可知解得对3进行受力分析可知，2对3的摩擦力向左20N，与绳上的拉力T2，刚好等大反向，所以桌面对3的摩擦力为0，所以物块3受到2对3的摩擦力，2对3的压力，自身的重力，绳的拉力和桌面的支持力5个力，故C正确；D．受力分析可知，桌面对3的摩擦力为0，故D错误。故选BC。