受力分析專題—題型難度拔高
模塊一
同一個(gè)物體的受力分析
例題精講
【例1】★
一氫氣球勻速上升時(shí),受到空氣的浮力F、重力G和空氣阻力f,這些力的關(guān)系是()
A.
F>G+f
B.
F=G+f
C.
F>G-f
D.
F=G-f
考點(diǎn):
力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
解析:
氫氣球勻速上升時(shí),受到平衡力的作用;在豎直方向上,受到向上的力是空氣的浮力F;受到向下的力是重力G和空氣阻力f;故向上的力等于向下的力,即F=G+f;
故B正確;ACD錯(cuò)誤.
答案:
B
【測(cè)試題】
一張桌子放在水平地面上,小新和小波同學(xué)同時(shí)從左右兩邊推它,但沒有推動(dòng),如圖所示,已知F1=20N,F(xiàn)2=30N,關(guān)于桌子受力情況,錯(cuò)誤的是()
A.
桌子受到的合力是30N
B.
桌子受到的合力是0N
C.
桌子可能還受到了摩擦力的作用
D.
桌子不動(dòng),說(shuō)明它受到的力是平衡力
考點(diǎn):
力的合成與應(yīng)用;平衡力的辨別;二力平衡條件的應(yīng)用.
解析:
A
B、因?yàn)樽雷犹幱陟o止?fàn)顟B(tài),因此桌子受到的合力為零,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
C、桌子受到水平向右的推力F1和摩擦力作用,受到水平向左的推力F2作用;
D、因?yàn)樽雷屿o止,因此桌子受到平衡力作用.
答案:
A
【例2】★★
有兩個(gè)力作用在同一物體上,并且在同一條直線上,其中F1=4N,F(xiàn)2=10N,它們的合力大小()
A.
一定等于14N
B.
一定等于6N
C.
在6N~14N之間
D.
6N或14N
考點(diǎn):
力的合成與應(yīng)用.
解析:
作用在同一個(gè)物體上、方向相同二力的合力大?。篎=F2+F1=4N+10N=14N;
作用在同一個(gè)物體上、方向相反二力的合力大?。篎=F2-F1=10N-4N=6N.
答案:
D
【測(cè)試題】
同一直線上的兩個(gè)力F1=10
N,F(xiàn)2=8
N,則它們的合力不可能是()
A.
N
B.
N
C.
N或2
N
D.
N
考點(diǎn):
力的合成與應(yīng)用.
解析:
同一直線上的兩個(gè)力F1=10
N,F(xiàn)2=8
N,若兩個(gè)力的方向相同,則合力為F=F1+F2=10
N+8
N=18
N;
若兩個(gè)力的方向相反,則F=F1-F2=10
N-8
N=2
N.
所以合力可能是2
N或18
N.
答案:
D
模塊二
多個(gè)物體的受力分析
例題精講
【例3】★★
如圖所示,放在水平桌面上的物體A重20N,通過滑輪掛著10N的物體B,當(dāng)用15N的水平拉力F向左拉A時(shí),A恰能在水平面上向左做勻速直線運(yùn)動(dòng).若此時(shí)撤去拉力F,則A將()(繩足夠長(zhǎng)且不計(jì)滑輪和繩重)
A.
立即靜止
B.
立即向右運(yùn)動(dòng)
C.
向左運(yùn)動(dòng)后靜止
D.
向左運(yùn)動(dòng)后再向右運(yùn)動(dòng)
考點(diǎn):
二力平衡條件的應(yīng)用;慣性.
解析:
A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以受力平衡.
在水平方向,A受水平向左的拉力、B對(duì)A水平向右的拉力及水平向右的摩擦力.根據(jù)二力平衡條件F=f
+GB,所以f=F-GB=15N-10N=5N.
若撤去F,根據(jù)B的重力和摩擦力的大小關(guān)系,由于慣性,物體A首先向左做減速運(yùn)動(dòng),后向右運(yùn)動(dòng).
答案:
D
【測(cè)試題】
在光滑水平桌面上疊放著甲、乙兩木塊(如圖所示),用20牛的水平拉力F拉動(dòng)木塊乙,恰好能使木塊乙向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),則甲、乙木塊受到的摩擦力是()
A.
甲為20牛,乙為0牛
B.
甲為20牛,水平向右,乙為20牛,水平向左
C.
甲、乙各為20牛,方向水平向左
D.
甲、乙各為20牛,方向水平向右
考點(diǎn):
二力平衡條件的應(yīng)用;摩擦力的大??;摩擦力的方向.
解析:
從題意和圖可以得知,木塊乙在水平方向的受力情況為:
向右的水平拉力F和木塊甲對(duì)它的摩擦力(光滑水平桌面的摩擦力為0).
根據(jù)二力平衡的條件可以判斷,乙木塊受到的摩擦力為20牛,水平向左.
如圖所示,木塊甲在水平方向的受力情況為:
豎直桌面對(duì)木塊甲的拉力和它受到的摩擦力.
根據(jù)二力平衡的條件可以判斷,甲受到的摩擦力為20牛,水平向右.
答案:
B
【例4】★★★
如圖所示,物體a、b和c疊放在水平桌面上,水平力Fb=5N,F(xiàn)c=10N,分別作用于物體b、c上,a、b和c仍保持靜止,以Ff1、Ff2和Ff3分別表示a與b、b與c、c與桌面的靜摩擦力的大小,則()
A.
Ff1=5N,F(xiàn)f2=0,F(xiàn)f3=5N
B.
Ff1=5N,F(xiàn)f2=5N,F(xiàn)f3=0
C.
Ff1=0,F(xiàn)f2=5N,F(xiàn)f3=5N
D.
Ff1=0,F(xiàn)f2=10N,F(xiàn)f3=5N
考點(diǎn):
摩擦力的大??;力的示意圖;力作用的相互性;二力平衡條件的應(yīng)用.
解析:
⑴物體a水平方向沒有受到拉力,因?yàn)樘幱陟o止?fàn)顟B(tài),所以沒有摩擦力,因此a與
b的靜摩擦力Ff1=0;
⑵物體b受到水平向左的拉力Fb的作用,因?yàn)樘幱陟o止?fàn)顟B(tài),所以受到水平向右的摩擦力,與拉力是一對(duì)平衡力,大小相等,因此b與c的靜摩擦力Ff2=5N;
⑶因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的,物體c受到物體b對(duì)它的水平向左的摩擦力Ff2=5N,受到水平向右的拉力Fc=10N,物體c也處于靜止?fàn)顟B(tài),因此它與桌面間的摩擦力方向水平向左,大小為Ff3=Fc-Ff2=10N-5N=5N.
答案:
C
【例5】★★★
如圖a所示的長(zhǎng)為L(zhǎng)的彈簧,其重力不計(jì),將下端剪2/3后,在剩下的部分彈簧的下端掛上重物G1,然后把剪下的彈簧掛在重物G1下面,再在彈簧下面掛上重物G2;如圖b所示.平衡后,上下兩彈簧的伸長(zhǎng)量相等,則G1和G2的關(guān)系為()
A.
G1=G2
B.
G1=2G2
C.
G2=2G1
D.
G1=2G2/3
考點(diǎn):
二力平衡條件的應(yīng)用.
解析:
由于上下兩彈簧的伸長(zhǎng)量相等;如果將下面彈簧看作由上面兩個(gè)彈簧組合而成時(shí),則下面每個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量是上面彈簧伸長(zhǎng)量的一半;因此下面兩個(gè)彈簧的受到的拉力大小等于G2,而上面彈簧受到拉力的大小等于G1+G2,由于彈簧在彈性限度內(nèi),彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長(zhǎng)就越長(zhǎng);因此上面彈簧所受拉力的大小等于下面每個(gè)彈簧所受拉力大小的二倍,故有G1=G2.
答案:
A
【測(cè)試題】
甲、乙兩個(gè)完全相同(自重不計(jì))的彈簧測(cè)力計(jì),用輕細(xì)線按如圖所示連接,處于靜止,其中G=10N,(系統(tǒng)摩擦計(jì)不計(jì)),則甲、乙兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別是()
A.
0;10N
B.
10N;0
C.
5N;5N
D.
10N;10N
考點(diǎn):
二力平衡條件的應(yīng)用.
解析:
由圖可見,物體處于懸吊狀態(tài),物體由于自身的重力對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)施加了一個(gè)豎直向下的10N的拉力,彈簧測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài),所以甲彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于10N.
又因?yàn)榱哂袀鬟f性,因此作用在乙彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上的力也為10N,即乙彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為10N.
答案:
D
模塊三
結(jié)合s-t或v-t圖像進(jìn)行的受力分析
例題精講
【例6】★★
重力相同的甲、乙兩件貨物在兩臺(tái)吊車鋼索的牽引下豎直向上運(yùn)動(dòng),它們的s-t圖像如圖(A)、(B)所示,則()
A.
它們都做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.
前6秒內(nèi)甲通過的路程長(zhǎng)
C.
甲、乙受到鋼索的拉力相等
D.
甲受到的合力小于乙受到的合力
考點(diǎn):
速度公式及其應(yīng)用;力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系;力與圖像的結(jié)合.
解析:
A、從圖像上看,甲是過原點(diǎn)的傾斜直線,所以是做勻速直線運(yùn)動(dòng)的,而乙不是.此選項(xiàng)不正確;
B、前6s通過的路程從圖像上也能看到,分別是0.4m和0.6m.此選項(xiàng)不正確;
C、因?yàn)榧鬃鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),所以鋼索的拉力等于物體的重力,而乙不是平衡狀態(tài),受力不平衡,所以鋼索的拉力不等于物體的重力.此選項(xiàng)不正確;
D、因?yàn)榧鬃鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),受力平衡,所以合力為0,而乙受力不平衡,合力不為0.此選項(xiàng)正確.
答案:
D
【測(cè)試題】
重為100
N的物體A在水平地面上受到一個(gè)水平力F的作用,如圖甲所示,它的路程時(shí)間圖像如圖乙所示,若t=1s時(shí),作用在物體A上的水平力F大小為20N,則t=6
s時(shí),作用在物體A上的水平力F大小()
A.
F=100
N
B.
F=20
N
C.
F<20
N
D.
無(wú)法確定
考點(diǎn):
力與圖像的結(jié)合.
解析:
由s-t圖可知,0~2s內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)行,2~5s內(nèi)物體靜止,即物體在0~5s內(nèi)處于平衡狀態(tài),∵水平方向受到的推力和受到的摩擦力是一對(duì)平衡力,∴f=F=20N;
當(dāng)t=6s時(shí),物體仍做勻速直線運(yùn)動(dòng),受到的水平力與摩擦力平衡,所以F=f=20N.
答案:
B
【例7】★★
如圖所示,圖甲重為10
N的鐵塊吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性平板上在豎直向上拉力F的作用下鐵塊豎直向上運(yùn)動(dòng).鐵塊運(yùn)動(dòng)過程中速度v的大小隨時(shí)間t的變化的圖像如圖乙所示.若鐵塊受到的滑動(dòng)摩擦力為4
N,下列說(shuō)法正確的是()
A.
磁性平板對(duì)鐵塊的吸引力等于10
N
B.
在0~2
s內(nèi)拉力F等于14N
C.
在0~6
s內(nèi)拉力F等于10
N
D.
在2~6
s內(nèi)拉力F等于14N
考點(diǎn):
力與圖像的結(jié)合.
解析:
A、根據(jù)題意和圖示沒法判斷磁性平板對(duì)鐵塊的吸引力,故A錯(cuò)誤;
B、在0~2s內(nèi)處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài),此時(shí)的拉力F大于重力和摩擦力,故B錯(cuò)誤;
C、在0~6s內(nèi),先加速后勻速,所以拉力先等于重力和摩擦力之和,然后等于重力和摩擦力之和;故C錯(cuò)誤;
D、由乙圖可見,在2~6s鐵塊在豎直方向上運(yùn)動(dòng)時(shí),速度保持不變,因此鐵塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),鐵塊受到平衡力的作用,故拉力等于重力和摩擦力之和,即F=G+f=10N+4N=14N.
答案:
D
【測(cè)試題】
如圖甲所示,小明在同一水平地面上沿水平方向用力推木箱,推力F隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,木箱速度大小隨時(shí)間變化的圖像如圖丙所示,以下分析正確的是()
A.
0~2s內(nèi)木箱沒有動(dòng),是因?yàn)槿藢?duì)木箱的推力小于地面對(duì)木箱的摩擦力
B.
2s~4s內(nèi)木箱受到的摩擦力大小為40
N
C.
4s~6s內(nèi)人對(duì)木箱的推力做功為80
J
D.
6s后人如果停止用力,木箱將做勻速直線運(yùn)動(dòng)
考點(diǎn):
力與圖像的結(jié)合.
解析:
A、木箱在0~2s內(nèi)沒有動(dòng),是因?yàn)槿藢?duì)木箱的推力等于地面對(duì)木箱的摩擦力,該選項(xiàng)說(shuō)法不正確;
B、由圖丙可知,在4~6s內(nèi)木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知,木箱受到的滑動(dòng)摩擦力f=F,由圖乙可知,在4~6s內(nèi)推力F=40N,則木箱受到的滑動(dòng)摩擦力f=F=4N;
由圖丙可知,木箱在2~4s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng),受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,滑動(dòng)摩擦力與推力大小無(wú)關(guān),物體間接觸面與物體間壓力不變,物體受到的滑動(dòng)摩擦力不變,則2s~4s木箱受到的摩擦力大小為40N,該選項(xiàng)說(shuō)法正確;
C、由丙圖知,4s~6s內(nèi)箱子通過的距離s=vt=2m/s×2s=4
m;
由乙圖知,此時(shí)受到的推力F=40
N,因此推力做功W=Fs=40
N×4
m=160
J,該選項(xiàng)說(shuō)法不正確;
D、如果6s后人停止用力,箱子仍然受到摩擦力的作用,因此做減速運(yùn)動(dòng),最后停下來(lái),該選項(xiàng)說(shuō)法不正確.
答案:
B
【例8】★★
一氣球通過繩子吊著一物體在空中上升,突然繩子斷了,此后物體運(yùn)動(dòng)的速度大小隨時(shí)間變化的圖像應(yīng)是圖中的()
A.
B.
C.
D.
考點(diǎn):
力與圖像的結(jié)合.
解析:
因物體隨氣球在空中上升,當(dāng)懸繩突然斷開后,物體由于慣性會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng);這時(shí)物體由于受到豎直向下的重力作用,因此物體開始減速,最后豎直向下加速下降,所以速度的變化是先減小,直到變?yōu)榱?,然后加速下降,故圖像C符合.
答案:
C
【測(cè)試題】
甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體在鋼索的牽引下豎直向上運(yùn)動(dòng),它們的s-t圖像如圖(a)、(b)所示,則()
A.
甲的速度等于乙的速度
B.
4秒內(nèi)甲、乙通過的路程相等
C.
甲、乙受到鋼索的拉力相等
D.
甲受到的合力大于乙受到的合力
考點(diǎn):
力與圖像的結(jié)合.
解析:
A、由圖像可知,甲在12s內(nèi)通過的路程為4.8m;乙在6s內(nèi)通過的路程為3.6m;
則物體的速度:v甲=,v乙==0.6m/s,因此甲的速度小于乙的速度,故A錯(cuò)誤;
B、∵v=
∴4s內(nèi)甲的路程s甲=v甲t=0.4m/s×4s=1.6m,s乙=v乙t=0.6m/s×4s=2.4m,故B錯(cuò)誤;
C、甲、乙都處于平衡狀態(tài),由平衡條件可知,甲、乙受到的鋼索的拉力等于各自的重力,而它們的重力相等,則鋼索的拉力相等,故C正確;
D、由圖像可知,甲、乙都做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),所受合力都為零,所受合力相等,故D錯(cuò)誤.
答案:
C
模塊四
關(guān)于力的個(gè)數(shù)的受力分析
例題精講
【例9】★★★
如圖所示,物體A、B、C疊放在水平桌面上,水平力F作用于C物體,使A、B、C以共同速度向右勻速運(yùn)動(dòng),那么關(guān)于物體受幾個(gè)力的說(shuō)法正確的是()
A.
A
受6個(gè),B受2個(gè),C受4個(gè)
B.
A
受5個(gè),B受3個(gè),C受3個(gè)
C.
A
受5個(gè),B受2個(gè),C受4個(gè)
D.
A
受6個(gè),B受3個(gè),C受4個(gè)
考點(diǎn):
力與圖像的結(jié)合.
解析:
以C為研究對(duì)象,分析受力:重力、拉力F和A對(duì)C向上的支持力和向左的靜摩擦力,共四個(gè)力.
以B為研究對(duì)象,分析受力:重力和A的支持力,共兩個(gè)力.
以A為研究對(duì)象,分析受力:重力、B的壓力、C的壓力和摩擦力、地面的支持力和摩擦力,共6個(gè)力.
答案:
A
【測(cè)試題】
如圖所示,水平傳送帶上的物體正在向右運(yùn)動(dòng),物體速度逐漸變大,分析物體受到的力有()
A.
重力、傳送帶的支持力
B.
重力、對(duì)傳送帶的壓力
C.
重力、傳送帶的支持力、向右的摩擦力
D.
重力、傳送帶的支持力、對(duì)傳送帶的壓力
考點(diǎn):
力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
解析:
A、C、物體靜止在傳送帶上,物體受到重力和傳送帶的支持力作用;傳送帶向右運(yùn)動(dòng),物體由于慣性保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),所以相對(duì)于傳送帶來(lái)講,物體有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),物體受到向右的摩擦力作用.故選項(xiàng)A不全面,選項(xiàng)C正確.
B、D、物體對(duì)傳送帶的壓力,傳送帶是受力物體,物體是施力物體.所以B和D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的.
答案:
C
【例10】★★★
如圖所示,容器內(nèi)盛有水,器壁AB呈傾斜狀,有一個(gè)小物體P處于圖示狀態(tài),并保持靜止?fàn)顟B(tài),則該物體受力情況正確的是()
A.
P可能只受一個(gè)力
B.
P可能只受三個(gè)力
C.
P不可能只受二個(gè)力
D.
P不是受到二個(gè)力就是受到四個(gè)力
考點(diǎn):
平衡狀態(tài)的判斷.
解析:
物體一定受到地球的吸引而產(chǎn)生的重力,同時(shí)因?yàn)榕砰_一定質(zhì)量的液體,故一定受浮力,即可能受2個(gè)力;
若浮力大于重力,則物體一定會(huì)受AB對(duì)P的彈力,由于彈力垂直于接觸面向下,如圖所示,物體只有受到向下的摩擦力才能受力平衡,故一定受四個(gè)力;
故只有D正確;如圖:
答案:
D
【測(cè)試題】
如圖所示,小球靜置于水平面上,右側(cè)緊挨著豎直墻壁,一切摩擦不計(jì),則小球受到的力有()
A.
重力、支持力、豎直墻壁的彈力
B.
重力、地面的支持力
C.
重力、豎直墻壁的彈力
D.
地面的支持力、豎直墻壁的側(cè)壓力
考點(diǎn):
平衡狀態(tài)的判斷.
解析:
小球靜置于水平面上,在豎直方向上受到豎直向上的支持力和豎直向下的重力,在水平方向上不受力的作用.
答案:
B
【例11】★★★
如圖所示,A、B、C三物塊疊放并處于靜止?fàn)顟B(tài),水平地面光滑,其它接觸面粗糙,以下受力分析正確的是()
A.
A與墻面間存在壓力
B.
A與墻面間存在靜摩擦力
C.
A物塊共受3個(gè)力作用
D.
B物塊共受5個(gè)力作用
考點(diǎn):
共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用;力的合成與分解的運(yùn)用.
解析:
A、B以三個(gè)物體組成的整體為研究對(duì)象,水平方向上:地面光滑,對(duì)C沒有摩擦力,根據(jù)平衡條件得知,墻對(duì)A沒有壓力,因而也沒有摩擦力.故AB錯(cuò)誤.
C、對(duì)A:受到重力、B的支持力和摩擦力三個(gè)力作用.故C正確.
D、先對(duì)AB整體研究:水平方向上:墻對(duì)A沒有壓力,則由平衡條件分析可知,C對(duì)B沒有摩擦力.
再對(duì)B分析:受到重力、A的壓力和摩擦力、C的支持力,共四個(gè)力作用.故D錯(cuò)誤.
答案:
C
【測(cè)試題】
如圖所示,物體沿光滑斜面向下滑行.不計(jì)空氣阻力.則在下滑過程中物體的運(yùn)動(dòng)形式和受力分析都正確的是()
A.
物體勻速下滑,受3個(gè)力
B.
物體勻速下滑,受2個(gè)力
C.
物體加速下滑,受2個(gè)力
D.
物體加速下滑,受3個(gè)力
考點(diǎn):
力的合成與分解的運(yùn)用.
解析:
由于斜面光滑,則不受摩擦力,所以物體受重力和支持力兩個(gè)力作用,合力方向沿斜面向下,則加速度方向向下,物體加速下滑.故C正確,A、B、D錯(cuò)誤.
答案:
C