第二章力和物體的平衡

1、高三物理復習提綱力和物體的平衡第二章 力和物體的平衡考試內容和要求知識內容學習水平說明力和物體的平衡形變、彈力A靜摩擦力滑動摩擦力AB牛頓第三定律B牛頓第三定律（DIS演示實驗）B互成角度兩力合成平行四邊形定則BB計算只限于能用直角三角形知識求解的問題共點力的合成（學生實驗）B力的分解B計算只限于能用直角三角形知識求解的問題共點力的平衡B力矩B有固定轉動軸物體的平衡B有固定轉動軸物體的平衡條件（學生實驗）B一力的基本性質1力的概念力的一個本質，兩種作用效果，三個特性一個本質是指：力是 ；兩種作用效果：靜力效應： ；動力效應： ；三個特性：物質性：力不能脫離物質單獨存在；相互性：力的作用是相互的

2、；矢量性：力是矢量，既有大小又有方向。2重力重力是由地球吸引而產(chǎn)生的力。大?。篏mg，方向豎直向下，作用點為重心，形狀規(guī)則的物體重心在其幾何中心。3彈力（1）產(chǎn)生條件：相互接觸且 。（2）方向：與形變方向相反。壓力與支持力的方向與支持面 ，繩子張力的方向沿 方向。（3）作用點：接觸點或接觸面上。4摩擦力（1）產(chǎn)生條件：物體相互接觸、接觸面粗糙、 且有相對運動（或相對運動趨勢）。有相對運動時為滑動摩擦力，有相對運動趨勢時為靜摩擦力。（2）方向：與支持面相切且與 相反。（3）作用點：接觸面或接觸點上。（4）大小：滑動摩擦力為f ，靜摩擦力則由其他外力和物體的運動情況決定，可用平衡條件或是牛頓定律求

3、解?！镜湫屠}】1 （2007海南）如圖，P是位于水平的粗糙桌面上的物塊。用跨過定滑輪的輕繩將P與小盤相連，小盤內有砝碼，小盤與砝碼的總質量為m。在P運動的過程中，若不計空氣阻力，則關于P在水平面方向受到的作用力與相應的施力物體，下列說法正確的是B（ ）（A）拉力和摩擦力，施力物體是地球和桌面（B）拉力和摩擦力，施力物體是繩和桌面（C）重力mg和摩擦力，施力物體是地球和桌面（D）重力mg和摩擦力，施力物體是繩和桌面2 （2007海南）16世紀紀末，伽利略用實驗和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關于力和運動的理論，開啟了物理學發(fā)展的新紀元。在以下說法中，與亞里士多德觀點相反的是D（

4、 ）（A）四匹馬拉拉車比兩匹馬拉的車跑得快：這說明，物體受的力越大，速度就越大（B）一個運動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來，這說明，靜止狀態(tài)才是物體長時間不受力時的“自然狀態(tài)”（C）兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快 （D）一個物體維持勻速直線運動，不需要受力3 （2005上海）對如圖所示的皮帶傳動裝置，下列說法中正確的是BD（）（A）A輪帶動B輪沿逆時針方向旋轉（B）B輪帶動A輪沿逆時針方向旋轉（C）C輪帶動D輪沿順時針方向旋轉（D）D輪帶動C輪沿順時針方向旋轉4 （2006年山東）如圖所示，物塊M通過與斜面平行的細繩與小物塊m相連，斜面的傾角可以改變，討論物塊M對斜面的

5、摩擦力大小，則有D（ ）（A）若物塊M保持靜止，則角越大，摩擦力一定越大（B）若物塊M保持靜止，則角越大，摩擦力一定越?。–）若物塊M沿斜面下滑，則角越大，摩擦力一定越大（D）若物塊M沿斜面下滑，則角越大，摩擦力一定越小二共點力的合成與分解1幾個作用于同一物體的力的作用線相交于一點就稱為共點力。2用一個力等效替代幾個力就叫做力的合成。用幾個力等效替代一個力就是力的分解。力的合成與分解互為逆運算。力的合成與分解都符合平行四邊形定則。3F1和F2的合力的大小范圍是在|F1F2|和F1F2之間。【典型例題】5 把已知力F分解為兩個分力，使其中的一個分力大小也為F，則D（ ）（A）這是辦不到的（B）另

6、一分力一定等于零（C）另一分力一定也等于F（D）另一分力的值可能大于F6 已知一個力F的大小為10N，將它分解成兩個分力F1、F2，已知F和F2的夾角為30°，則F1的最小值為 N，F(xiàn)1最小時F2的值為 N5，5。共點力平衡三力平衡1三力平衡問題的解法常是把任意兩個力合成與第三個力大小相等、方向相反，從而得到力三角形。2某些情況下還可以利用相似三角形求解。【典型例題】7 （2004廣東）用三根輕繩將質量為m的物塊懸掛在空中，如圖所示。已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30°和60°，則ac繩和bc繩中的拉力分別為A（ ）（A）， （B），（C）， （D），8 如

7、圖所示，物體的質量為2kg，兩根輕繩AB和AC的一端連接于豎直墻上，另一端系于物體上，在物體上另施加一個方向與水平線成60°的拉力F，若要使繩都能伸直，求拉力F的大小范圍。9 （1993全國）兩根長度相等的輕繩，下端懸掛一質量為m的物體，上端分別固定在水平天花板上的M、N點，M、N兩點間的距離為s，如圖所示。已知兩繩所能經(jīng)受的最大拉力均為T，則每根繩的長度不得短于 Ts/。10 （2003全國）如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內表面及碗口是光滑的。一根細線跨在碗口上，線的兩端分別系有質量為m1和m2的小球。當它們處于平衡狀態(tài)時，質量為m1的小球與O點的

8、連線與水平線的夾角為60°，兩小球的質量m2/m1比為A（ ）（A） （B）（C） （D）11 如圖所示，重為G10N的小球；用長為L1m的輕繩懸掛于天花板上的A點，小球置于半徑R1.3m的光滑大球面上，A點在大球球心O的正上方，且A點到大球面最高點的距離為H0.7m，則小球對繩的拉力大小為 N，小球對大球面的壓力大小為 N5，6.5。12 一輕桿AB可繞過A點的水平光滑軸轉動，B端掛一重物，并用細線掛于墻上的C點。細線較長時桿位置如圖（甲）所示，桿所受壓力大小為N1；細線較短時桿位置如圖（乙）所示，桿所受壓力大小為N2，則有（ B）（A）N1N2 （B）N1N2（C）N1N2 （D

9、）無法比較動態(tài)平衡動態(tài)平衡問題一般先按靜態(tài)平衡問題求解，在得到力三角形或是寫出平衡方程后再分析哪些量是不變的，哪些量是變化的，然后確定其變化情況?！镜湫屠}】13 輕桿BC的C端用光滑鉸鏈鉸于墻上，B端掛一重為G的物體，并用細繩AB系于墻上，AB與輕桿成角，輕桿恰水平，如圖所示，則輕桿在B端所受作用力大小為 ，細繩AB的拉力大小為 。若保持輕桿水平，將細繩緩慢放長并使A點上移至A點的過程中，輕桿的作用力大小將 （填“變大”、“變小”，或“不變”），繩AB的拉力大小將 Gctg，Gsin，減小，減小。14 重為G的小球用兩根輕繩懸掛起來，如圖所示，右邊繩子恰水平，上邊繩子與水平方向成角，則上邊繩

10、子的拉力大小為_，右邊繩子的拉力大小為_。若保持上邊繩子方向不變，將右邊繩子緩慢放長并使B點上移，在此過程中，上邊繩子拉力大小將_（填“增大”、“減小”或“不變”），右邊繩子拉力大小將_。若保持右邊繩子方向不變，將上邊繩子緩慢放長同時使A點左移，在此過程中，上邊繩子的拉力將_，右邊繩子的拉力將 Gsin，Gctg，減小，先減小后增大，增大，增大。15 輕桿BC的C端用光滑鉸鏈鉸于墻上，B點掛一重為G的物體，且用細繩AB系住，AB恰水平，BC與AB成角，如圖所示，則AB繩的拉力大小為_，桿BC的彈力大小為_。若保持桿BC的方向不動，將繩緩慢放長并將A點上移，在此過程中，繩AB拉力大小變化情況是_

11、，桿BC的彈力大小變化情況是_Gcot，G/sin，先減小后增大，減小。多力平衡多力平衡問題常用正交分解法來解，如果物體在運動，則常分解為沿著運動方向的力和垂直于運動方向的力，而后者的平衡方程?？汕蟪鰪椓Φ拇笮?；如果物體靜止的，則可任意分解，當然一般盡可能分解較少的力?！镜湫屠}】16 （2001全國）如圖所示，質量為m，橫截面為直角三角形的物塊ABC，ABC。AB邊靠在豎直墻面上，F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力。現(xiàn)物塊靜止不動，則摩擦力的大小為 mgFsin。17 如圖所示，重為G的物體置于傾角37°的粗糙斜面上，物體能靜止?，F(xiàn)對物體施加一個水平推力F，當F由0逐漸增大到G的過程中，物體

12、始終靜止，則在此過程中物體對斜面的壓力大小變化情況是 ，物體所受摩擦力大小的變化情況是 。當FG時，物體對斜面的壓力大小為 ，物體所受摩擦力的大小為 ，方向 增大，先減小后增大，1.4G，0.2G，沿斜面向下。18 如圖所示，用與豎直方向成37°角的力F把重為G的物體緊壓在豎直墻上，物體靜止，F(xiàn)5G/2，則物體對墻壁的壓力大小為 ，物體對墻壁的摩擦力大小為 ，方向 ?，F(xiàn)將力F逐漸減小，但物體仍能靜止，則在此過程中，物體對墻壁的壓力大小變化情況是 ，物體受到墻壁的摩擦力大小的變化情況是 。3G/2，G，向下，減小，先減小后增大19 重為G的物體與水平地面間的滑動摩擦系數(shù)為，在與水平方向

13、成角斜向上的拉力作用下，恰沿水平地面向右勻速運動，如圖所示。（1）求拉力F的大??；（2）為使F最小，應取何值？此時拉力F的最小值為多大G/（cos+sin），arcctg1/，？20 一個物體放在水平地面上，在離它較遠處不太高的地方有一個光滑定滑輪，用繩子系住物體，跨過滑輪后用力F拉，繩子和滑輪質量均不計。若物體恰沿水平地面向右勻速運動，如圖所示，則在此過程中，拉力F的大小變化情況是 先減小后增大。物體系的共點力平衡用整體法討論時可以避開物體系內部各物體間較復雜的相互作用力，因而討論比較方便。討論物體系的共點力平衡問題時常首先考慮用整體法，但當涉及各物體間的相互作用力時就必須采用隔離法來討論。

14、【典型例題】21 （2006年河南）如圖所示，一個質量為m，頂角為的直角劈和一個質量為M的長方形木塊，夾在兩豎直墻之間，不計摩擦，則M對左墻壓力的大小為C（ ）（A）Mgtan （B）Mgmgtan （C）mgcot （D）mgsin22 如圖所示，位于水平桌面上的物體P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是，兩物塊的質量都是m，滑輪的質量，滑輪上的摩擦都不計。若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動，則F的大小為 4mg。23 光滑球A、B重均為300牛、半徑均為5厘米，置于圓柱形筒內，筒底半徑為9厘米，如圖所示。則

15、筒底對A球的彈力大小為 ，筒壁對A球的彈力大小為 ，筒壁對B球的彈力大小為 ，A球對B球的彈力大小為 600，400，400，500。24 如圖所示裝置中，平臺重為300牛，人重為200牛，繩子及滑輪重均不計，滑輪光滑，人和平臺均靜止，則人對繩子的拉力大小為 ，平臺對人的支持力大小為 ，天花板對繩子的拉力大小為 。若增大人的重力，整個裝置仍靜止，則人對繩子拉力大小的變化情況是 ，平臺對人的支持力大小的變化情況是 。若人重不變而增大平臺的重，則人對繩子拉力大小的變化情況是 ，平臺對人的支持力大小變化情況是 。當人的重與平臺的重的比值為 時，人對平臺沒有壓力125，75，500，增大，增大，增大，

16、減小，1/3。25 質量為m的物體靜止在質量為M的斜面上，斜面靜止在水平地面上，則斜面對水平地面的壓力大小為 ，地面對斜面的摩擦力大小為 。當物體沿斜面勻速下滑時，斜面對地面的壓力大小為 ，地面對斜面的摩擦力大小為 （M+m）g，0，（M+m）g，0。26 如圖所示，重為G2、傾角為的斜面置于水平地面上，重為G1的物體置于斜面上，用平行于斜面向上、大小為F的力推物體，此時斜面靜止，物體沿斜面勻速向上運動。則可知地面對斜面的支持力大小為 ，地面對斜面的摩擦力大小為 ，方向 G1+G2Fsin，F(xiàn)cos，左。27 （2002江蘇）如圖所示，物體a、b和c疊放在水平桌面上，水平力Fb5N、Fc10N

17、分別作用于物體b、c上，a、b和c仍保持靜止。以f1、f2、f3分別表示a與b、b與c、c與桌面間的靜摩擦力的大小。則C（ ）（A）f15N，f20、f35N（B）f15N，f25N、f30（C）f10，f25N、f35N（D）f10，f210N、f35N28 質量相同的A、B兩個小球，用長度相同的輕質細線懸掛在天花板上，并對A、B兩球分別施以大小均為F、方向分別水平向左和水平向右的作用力，如圖所示，則當它們平衡時所處的位置為圖所示的A（ ）（A）甲圖 （B）乙圖（C）丙圖 （D）丁圖29 上題中，如果所加力的大小均為F，但小球A所受力與水平方向成角斜向上，小球B所受力與水平方向成角斜向下，如

18、圖所示，則平衡時，它們的位置如圖中的A（ ）（A）甲圖 （B）乙圖（C）丙圖 （D）丁圖力矩平衡30 如圖所示，T字形架子ABO可繞過O點且垂直于紙面的轉動軸自由轉動?，F(xiàn)在其A端與B端分別施以圖示方向的力F1和F2，則關于F1和F2的力矩M1和M2，下列說法中正確的是C()（A）都是順時針的（B）都是逆時針的（C）M1是使支架順時針方向轉動的，M2是使支架逆時針方向轉動的（D）M1是使支架逆時針方向轉動的，M2是使支架順時針方向轉動的31 如圖所示，均勻正方體邊長為a，重為G，在上端加一水平力F，恰能翻動，則F 。若作用點和施力方向可以任選，則要使正方體能翻動，所需的最小力大小為, 。32 如

19、圖所示，均勻桿每1m長重為30N，現(xiàn)有重物P300 N，放在離轉軸O 2m處，求應選用多長的桿才能在另一端所加的平衡力F最??？此最小值為多少？33 （2006年河南）兩個相同的可視為質點的小球A和B，質量均為m，用長度相同的兩根細線把A、B兩球懸掛在水平天花板上的同一點O，并用長度相同的細線連接A、B兩個小球，然后，用一水平方向的力F作用在小球A上，此時三根線均處于伸直狀態(tài)，OB細線恰好處于豎直方向，如圖所示。如果兩小球均處于靜止狀態(tài)，則力F的大小為D（ ）（A）0 （B）mg （C）mg/3 （D）mg34 如圖所示，兩個小球A、B用等長的絕緣細繩懸掛起來，讓它們帶上同種電荷后，兩細繩偏離豎

20、直位置，它們的張角、已知，求兩個小球質量之比sin：sin。35 如圖所示，用長為R的細直桿連結的兩個小球A、B，它們的質量分別為m和2m，置于光滑的、半徑為R的半球面碗內。達到平衡時，半球面的球心與B球的連線和豎直方向間的夾角的正切為B（ ）（A）1（B）（C）（D）平衡綜合問題36 如圖所示，AO是質量為m的均勻細桿，可繞過O點的水平軸在豎直平面內自由轉動，細桿上的P點與放在水平桌面上的圓柱體接觸，圓柱體靠在豎直的墻壁上而保持平衡，已知桿與水平面的夾角為，AP長度是桿長的1/4，各處摩擦均不計，則墻壁對圓柱體的作用力等于 mgsin2。37 如圖所示是一種手動制動裝置，P是一個順時針轉動著的半徑為R的輪子，桿AO的長為L，下端O是一個水平固定轉動軸，制動塊BD的寬度為L/9，ODL/3。已知使輪子正常制動所需的力矩為M，輪的半徑為R，輪與制動塊之