专题22 直线运动受力分析-提高类题型课件PPT

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专题22 直线运动受力分析（二）一、受力分析1.把指定物体(研究对象)在特定的物理情景中受到的所有外力全找出来，并画出受力图的过程。2.一般步骤（1）明确研究对象在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体，在解决比较复杂的问题时，灵活地选取研究对象可以使问题很快得到解决。研究对象确定以后，只分析研究对象所受的外力，而不分析研究对象对外的力。（2）按顺序找力先分析场力(重力)，后分析接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力。（3）只画性质力，不画效果力画受力图时，按力的性质分类画力，不按作用效果(拉力、压力、向心力等)画力，否则将出现重复。（4）需要合成或分解时，画出相应的平行四边形。在解同一个问题时，分析了合力就不能再分析分力；分析了分力就不能再分析合力。3.在进行受力分析时，应注意: （1）防止“漏力”和“添力”.按正确顺序进行受力分析是防止“漏力”的有效措施.注意寻找施力物体，这是防止“添力”的措施之一，找不出施力物体，则这个力一定不存在.（2）深刻理解“确定研究对象”的含义，题目要求分析B物体受力，那么B物体对其他物体的力就不是B所受的力.（3）画受力图时，力的作用点可沿作用线移动.4.主要考查的几种力种类大小方向重力竖直向下弹簧的弹力(x为形变量)沿弹簧轴线方向滑动摩擦力与相对运动方向相反静摩擦力与相对运动趋势方向相反二、整体法与隔离法在进行受力分析时，第一步就是选取研究对象。选取的研究对象可以是一个物体（质点），也可以是由几个物体组成的整体（质点组）。1.隔离法：将某物体从周围物体中隔离出来，单独分析该物体所受到的各个力，称为隔离法。 2.隔离法的原则：把相连结的各个物体看成一个整体，如果要分析的是整体内物体间的相互作用力（即内力），就要把跟该力有关的某物体隔离出来。当然，对隔离出来的物体而言，它受到的各个力就应视为外力了。 3.整体法：把相互连结的几个物体视为一个整体（系统），从而分析整体外的物体对整体中各个物体的作用力（外力），称为整体法。 4.整体法的基本原则：
（1）当整体中各物体具有相同的加速度或都处于平衡状态（即a=0）时，命题要研究的是外力，而非内力时，选整体为研究对象。
（2）整体法要分析的是外力，而不是分析整体中各物体间的相互作用力（内力）。
（3）整体法的运用原则是先避开次要矛盾（未知的内力）突出主要矛盾（要研究的外力）这样一种辨证的思想。5.整体法、隔离法的交替运用
对于连结体问题，多数情况既要分析外力，又要分析内力，这时我们可以采取先整体（解决外力）后隔离（解决内力）的交叉运用方法，当然个别情况也可先隔离（由已知内力解决未知外力）再整体的相反运用顺序。 题型三 典型题型1.（2019·广东高三）如图所示，固定在水平面上的容器半球形内壁光滑，O为球心，质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设OP与水平方向的夹角为θ，则F的大小为（    ）A.     B.      C.     D.2.（2019·天津高一）如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在O点，两球之间连着一根轻质弹簧，静止不动时，两根细线之间的夹角为θ，则弹簧的弹力为（    ）A.      B.      C.       D.3.（2019·全国高三专题练习）如图所示，质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B。则（    ）A.A对地面的压力等于（M+m）gB.A对地面的摩擦力方向向左C.B对A的压力大小为D.细线对小球的拉力大小为4.（2019·宣威市第九中学高一月考）如图所示，用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间处于静止状态，AO绳水平，OB绳与竖直方向的夹角θ=30°.AO绳的拉力大小为T1、OB绳的拉力大小为T2，下列判断正确的是（     ）A.T1小于T2 B.T1大于GC.T2小于G D.T1与T2的合力大小等于G5.（2019·山东省垦利第一中学高一期末）如图所示，小球a的质量为小球b质量的一半，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态.轻弹簧A与竖直方向的夹角θ＝60°，轻弹簧A、B伸长量刚好相同，则下列说法中正确的是（    ）A.轻弹簧A、B的劲度系数之比为1 : 3B.轻绳上的拉力与轻弹簧A上的拉力大小之比为C.剪断绳子瞬间，小球a的加速度大小为D.剪断轻弹簧A上端瞬间，小球a的加速度大小为2g6.（2019·甘肃武威高三月考）如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（　　）A.3:4    B.4:3    C.1：2    D.2：17.（2019·内蒙古包头一中高一期中）如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体A、B，A悬挂起来，B穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、B与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角为θ，则物体A、B的质量之比等于（    ）A.cosθ：1 B.1：sinθ C.tanθ：1 D.1：cosθ8.（2018·辽宁阜新实验中学高三月考）如图所示，质量M，中空为半球型的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角.则下列说法正确的是（    ）A.小铁球受到的合外力方向水平向左B.凹槽对小铁球的支持力为C.系统的加速度为a= gtanαD.推力F= Mgtanα9.（2020·辽宁辽师大附中高一月考）如图所示，A是一质量为M的盒子，B的质量为m，A、B用轻质细绳相连，跨过光滑的定滑轮后将A置于倾角为θ的斜面体上，B悬于斜面体之外.已知A、B均处于静止状态，斜面体放置在水平地面上.现在向A中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中(　　)A.细绳的拉力逐渐减小                 B.地面对斜面体的摩擦力始终为零C.A所受的摩擦力逐渐增大             D.A所受的合力逐渐增大10.（2020·北京北理工附中高一月考）如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为下列说法中正确的是　　A.小球受重力、细绳的拉力和向心力作用        B.细绳的拉力提供了向心力C.越大，小球运动的线速度越大              D.越大，小球运动的周期越大11.（2020·全国高一课时练习）在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的高一些.路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，θ应等于(     ).A. B.C. D. 题型四 分析受力个数12.（2019·广东实验中学高一期中）如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体P连接，P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态，则斜面体P此刻所受的外力的个数（   ）A.P可能受到三个力            B.P不是受到两个力，就是受到四个力C.P可能受到一个力            D.P一定受到两个力13.（2019·湖南衡阳市八中高一月考）如图所示，两个相似的斜面体A、B在竖直向上的力F的作用下静止靠在竖直粗糙墙壁上。关于斜面体A和B的受力情况，下列说法正确的是(　　)A.A可能受到两个力                           B.B可能受到四个力C.B与墙壁之间一定有弹力和摩擦力             D.A与B之间一定有摩擦力14.（2019·武宣县第二中学高一期末）如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角为的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为(　　)A.0 B.g C.g  D.g15.（2019·安徽高一期末）两个可视为质点的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线分别悬挂在天花板上的同一点O，现用相同长度的另一根细线连接A、B两个小球，然后用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根线均处于伸直状态，且OB细线恰好处于竖直方向如图所示.如图所示，则B球受力个数为A.1    B.2    C.3    D.416.（2019·天津南开中学高三月考）如图所示，固定的斜面上叠放着A、B两木块，木块A与B的接触面是水平的，水平力F作用于木块A，使木块A、B保持静止，且F≠0，则下列描述正确的是（　　）A.A对B的摩擦力为0                               B.B一定受到4个力的作用C.斜面对木块B的摩擦力方向可能沿斜面向下          D.A、B整体可能受三个力作用17.（2018·甘肃武威十八中高一期末）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示.那么下列说法中正确的是（     ）A.扶梯对顾客作用力的方向始终是竖直向上B.扶梯加速时，扶梯对顾客的摩擦力方向为水平向右C.扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上D.顾客先受到三个力的作用，后受到两个力的作用 题型五 不分解互为垂直的力18.（2019·济南市历城第二中学高三月考）一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示.在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（　　）A.当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B.当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C.当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越大D.当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小19.（2019·吉林省实验高三）如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为（重力加速度为g）（     ）A.，B.C.D.，20.（2019·秭归县第二高级中学高三月考）如图所示，用轻杆AO（可绕A点自由转动）和轻绳BO吊着一个重物M，保持AO与水平方向的夹角不变。下列说法正确的是（    ）A.当BO逆时针由水平转到竖直，绳子的拉力一直减小B.当BO逆时针由水平转到竖直，轻杆的拉力先减小后增大C.当增大M的重力G时，AO、BO的拉力均增大D.若增大θ，保持OB水平，仍使重物M处于平衡，则AO、BO的拉力均增大21.（2019·陕西长安一中高一期末）如图所示，扶手电梯与地面的夹角为30°，质量为m的人站在电梯上，当电梯斜向上做匀加速运动时，人对电梯的压力是他体重的1.2倍，那么，关于电梯的加速度a的大小和人与电梯梯级表面间的静摩擦力f的大小，不正确的是（     ）A.    B.C.    D.   答案及解析1.【答案】C【解析】对小滑块受力分析，它受水平推力F、重力mg、支持力FN而三力平衡，将水平推力F和重力G合成，如图所示，由几何关系可得，C正确故本题选C 2.【答案】D【解析】对A球受力分析，然后根据平衡条件并运用合成法得到弹簧的弹力.对其中一个小球受力分析，如图所示根据共点力平衡条件和几何知识可得D正确.3.【答案】AC【解析】把AB看成一个整体，对整体受力分析得整体受重力和地面对整体的支持力，整体对地面的压力即是A对地面的压力等于（M+m）g，故A正确；地面对整体没有摩擦力，即A对地面没有摩擦力，B错误；对B受力分析如图，由图得到，，联立得FAB=，C对；，，联立得细线对小球的拉力F=，D错误；故选AC.4.【答案】AD【解析】由题系统处于静止状态，以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图，由平衡条件求出AO绳的拉力T1、OB绳的拉力T2的大小与G之间的关系.解：A、以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图如图.由平衡条件得 T1=Gtanθ=，T2==；故T1小于T2，故A正确；B、T1=Gtanθ=，T1小于G，故B错误；C、T2==＞G，故C错误；D、由于三力平衡，故T1与T2的合力与重力平衡，故D正确；故选AD.5.【答案】BC【解析】对小球b受力分析，受重力和拉力，受力平衡，弹簧B的弹力：FB=mbg；对小球a、b整体受力分析，如图所示，根据平衡条件，弹簧A的拉力：FA=2（ma+mb）g，mb=2ma，又由胡克定律F=kx，弹簧A、B伸长量刚好相同，轻弹簧A、B的劲度系数之比：，故A错误；根据平衡条件，有：FB=mbg；FA=2（ma+mb）g；T=（ma+mb）gtan60°=（ma+mb）g；故轻绳上拉力与轻弹簧A上拉力大小之比为：，故B正确；剪断绳子瞬间时，小球a的合力等于绳子的拉力，故此时a的加速度为a=，故C正确；剪断轻弹簧A上端瞬时，弹簧A的拉力突然消失，绳子的拉力发生突变，故此时a的加速度，故D错误.6.【答案】D【解析】将两球和弹簧B看成一个整体，整体受到总重力G、弹簧A和C的拉力，如图；设弹簧A、C的拉力分别为F1和F2.由平衡条件得知， F2和G的合力与F1大小相等、方向相反，则得：F2=F1sin30°=0.5F1。根据胡克定律得：F=kx，k相同，则  弹簧A、C的伸长量之比等于两弹簧拉力之比，即有xA：xC=F1：F2=2：1；故选D。7.【答案】D【解析】分别对物体A、B进行受力分析，并运用力的平行四边形定则可得绳子的拉力与各自重力的关系，从而确定物体A、B的质量之比.
设绳子的拉力为T，隔离A分析有

隔离B分析有

由以上各式可解得： ，故选D8.【答案】C【解析】由于小球与凹槽相对静止，所以小球的加速度与整体加速度相同，其合外力应该为水平向右.根据小球受力情况如图.可以求得加速度，所以C正确，B错误.整体分析得，所以D错误.9.【答案】B【解析】A、整个系统始终保持静止，以B为研究对象，细绳的拉力不变，始终等于，故A错误；B、以整个系统为研究对象，与地面之间没有相对运动及运动趋势，则地面对斜面体的摩擦力始终为零，故B正确；C、以A为研究对象，A始终保持静止，所受的合力为零，因不确定刚开始时摩擦力的方向，故A所受的摩擦力可能逐渐增大，也可能先减小后增大，故CD错误。10.【答案】C【解析】小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故B错误；向心力大小为：，小球做圆周运动的半径为：，则由牛顿第二定律得：，得到线速度：，越大，、越大，所以小球运动的速度越大，故C正确；小球运动周期：，因此，越大，小球运动的周期越小，故D错误.所以C正确，ABD错误.11.【答案】B【解析】横向摩擦力等于零，说明重力与支持力的合力完全提供向心力，重力、支持力的合力为: 合外力提供向心力即: 计算得出: 所以: 故B正确，ACD错误；故选B12.【答案】B【解析】（1）如果弹力N=G的话，物体受力可以平衡，故P可能受2个力的作用。如图所示：

（2）如果弹力N＜G的话，P不可能平衡
（3）如果弹力N＞G，物体会受到挡板MN的弹力F和摩擦力f，受力分析如图：

故P可能受4个力的作用。
综上所述：P可能的受力个数是2个或4个；A.P可能受到三个力，与结论不相符，选项A错误；B.P不是受到两个力，就是受到四个力，与结论相符，选项B正确；C.P可能受到一个力，与结论不相符，选项C错误；D.P一定受到两个力，与结论不相符，选项D错误；13.【答案】D【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，也没有摩擦力（否则不能平衡）；隔离B物体，必受重力、A对B的支持力和摩擦力作用，受三个力；隔离A物体，受重力、B对A的压力和摩擦力、外力F四个力作用，故D正确，ABC错误14.【答案】B【解析】木板撤去前，小球处于平衡态，受重力、支持力和弹簧的拉力，如图，根据共点力平衡条件，有解得，木板AB突然撤去后，支持力消失，重力和拉力不变，合力等于支持力N，方向与N反向，故加速度为故选B。15.【答案】B【解析】以B为研究对象，B受重力和OB绳的拉力，AB绳的拉力为零；故B正确，ACD错误；故选B。16.【答案】CD【解析】A、对物体A受力分析，受推力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，B对A的静摩擦力与推力F平衡，根据牛顿第三定律，A对B的摩擦力水平向左，大小为F；故A错误。B、对物体B受力分析，受重力，A对B的压力，A对B水平向左的静摩擦力，斜面对B垂直斜面向上的支持力，斜面对B可能有静摩擦力（当A对B向左的静摩擦力平行斜面向上的分力与重力平行斜面向下的分力平衡时为零），故B受4个力或者5个力，故B错误。C、当A对B向左的静摩擦力平行斜面向上的分力大于重力平行斜面向下分力时，B物体有相对斜面上滑趋势，故受到平行斜面向下的静摩擦力，故C正确；D、对AB整体受力分析，受重力、支持力、推力，可能有静摩擦力（当推力的平行斜面方向分力与重力平行斜面向下分力平衡时为零），故可能受三个力作用，故D正确；17.【答案】BCD【解析】在慢慢加速的过程中，顾客的受力如图，物体加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力水平向右，扶梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上方；在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，扶梯对顾客作用力的方向竖直向上；所以扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上.顾客先受到三个力的作用，后受到两个力的作用，A错误，BCD正确18.【答案】B【解析】以物体为研究对象，分析其受力并建立直角坐标系，如图所示。

在y轴方向上由牛顿定律得：fsinθ+Ncosθ-mg=ma；在x轴方向上由受力平衡得：Nsinθ=fcosθ ；联立解得：N=m（g+a）cosθ，f=m（g+a）sinθ。可见，当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越大，斜面对物体的摩擦力越大；故A错误，B正确；当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小，斜面对物体的摩擦力越大，故选项C D错误；故选B。19.【答案】A【解析】当加速度a较小时，小球与斜面一起运动，此时小球受重力、绳子拉力和斜面的支持力，绳子平行于斜面；小球的受力如图： 水平方向上由牛顿第二定律得：…①竖直方向上由平衡得：…②①②联立得：，，故A正确。20.【答案】C【解析】AB.对物体受力分析，受重力、两个拉力，如图所示
 将两个拉力合成，其合力与第三个力：重力平衡，由图象可以看出，OB绳所受的拉力先减小后增大，当两绳子垂直时取最小值；OA杆受到的拉力一直减小；故AB错误；C.增大M的重力G时，根据共点力的平衡条件可知AO的拉力、BO的拉力，当M的重力G增大，AO、BO的拉力均增大，故C正确；
D.增大θ，保持OB水平，仍使重物M处于平衡，则AO、BO的拉力均减小，D错误。21.【答案】ACD【解析】对人受力分析如图，加速度沿电梯斜向上，则由牛顿第二定律可得： 、、联立解得： 、。故B项正确。