受力分析是将研究对象看作一个孤立的物体并分析它所受各外力特性的方法。下面是查字典物理网整理的高考物理一轮复习受力分析专题训练，请考生及时练习。

一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)

1.(2013安庆模拟)如图所示,在超市内倾角为的电梯斜面上有一车西瓜随电梯匀速向上运动,在箱子的中央有一只质量为m的西瓜,则在该西瓜随箱子一起匀速前进的过程中,周围其他西瓜对它的作用力的方向为 ()

A.沿斜面向上B.沿斜面向下

C.竖直向上 D.垂直斜面向上

2.如图所示,重50N的物体A放在倾角为37的粗糙斜面上,有一根原长为10cm,劲度系数为800N/m的弹簧,其一端固定在斜面顶端,另一端连接物体A后,弹簧长度为14cm,现用一测力计沿斜面向下拉物体,若物体与斜面间的最大静摩擦力为20N,当弹簧的长度仍为14 cm时,测力计的读数不可能

为 ()

A.10 N B.20 N

C.40 N D.0 N

3.如图所示,质量为m的人用绳子通过定滑轮把一个物体沿光滑的斜面向上拉,若不计滑轮的摩擦和绳子的质量,则人向右缓慢移动的过程中 ()

A.绳子的拉力不变

B.人受到的支持力不变

C.人受到地面的摩擦力增大

D.人对绳子的拉力增大

4.如图所示,质量为m的物体在与斜面平行向上的拉力F作用下,沿着水平地面上质量为M的粗糙斜面匀速上滑,在此过程中斜面保持静止,则地面对斜面()

A.无摩擦力

B.支持力等于(m+M)g

C.支持力为(M+m)g-Fsin

D.有水平向左的摩擦力,大小为Fcos

5.(2013厦门模拟)如图所示,竖直放置的轻弹簧的一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,弹簧处于竖直方向,则斜面体P此刻受到外力的个数可能为 ()

A.2个 B.3个

C.4个 D.5个

6.如图所示,将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点,已知容器半径为R,与水平面间的动摩擦因数为,OP与水平方向的夹角为=30,下列说法正确的是 ()

A.容器相对于水平面有向左的运动趋势

B.容器对小球的作用力竖直向上

C.轻弹簧对小球的作用力大小为mg

D.弹簧原长为R+

7.(2013桂林模拟)如图所示,两个质量都为m的小球A、B用轻杆连接后斜靠在墙上处于平衡状态,已知墙面光滑,水平面粗糙,现将A球向上移动一小段距离,两球再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态与原来的平衡状态相比较,地面对B的支持力FN和摩擦力Ff的大小变化情况是 ()

A.FN不变,Ff增大

B.FN不变,Ff减小

C.FN增大,Ff增大

D.FN增大,Ff减小

8.(2013潍坊模拟)如图所示,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l。现在C点悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点可施加力的最小值为()

A.mg B.mg

C.mg D.mg

9.(2013广州模拟)如图所示,在特制的弹簧秤下挂一吊篮A,吊篮内挂一重物B,一人站在吊篮中,当此人用100N的竖直向下的力拉重物时,下列说法中正确的是 ()

A.弹簧秤示数不变

B.人对底板的压力减小100N

C.A的合力增大100N

D.A的合力不变

10.(能力挑战题)如图所示,质量为m的物体置于倾角为的固定斜面上。物体与斜面之间的动摩擦因数为,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上,使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次的推力之比为 ()

A.cossinB.cossin

C.1+tan D.1-tan

二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

11.(15分)光滑匀质圆球的直径为d=40cm,质量为M=20kg,悬线长L=30cm,正方形物块A的厚度b=10cm,质量为m=2kg,物块A与墙之间的动摩擦因数=0.2。现将物块A轻放于球和墙之间后放手,取g=10m/s2。求:

(1)墙对A的摩擦力为多大?

(2)如果在物块A上施加一个与墙平行的外力F,使A在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度a=5m/s2的匀加速直线运动,那么这个外力F的大小和方向如何?

12.(2013中山模拟)(15分)质量为mB=

14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10kg的木箱A放在木板B上,一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时与水平面的夹角为=37,已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数2=0.4,重力加速度g取10m/s2,现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出,试求:(sin37=0.6,cos37=0.8)

(1)绳上张力FT的大小;

(2)拉力F的大小。参考答案

1.【解析】选C。该西瓜受到重力和周围西瓜对它的作用力,由平衡条件可知,周围西瓜对它的作用力的合力与重力大小相等,方向相反。故C正确,A、B、D错误。

2.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:

(1)物体A所受的静摩擦力方向可能沿斜面向上或向下。

(2)根据平衡条件列方程,求出拉力的范围。

【解析】选C。A在斜面上处于静止状态时合外力为零,A在斜面上受五个力的作用,分别为重力、支持力、弹簧弹力、摩擦力、拉力F,当摩擦力的方向沿斜面向上时,F+mgsin37+k(l-l0),F22N,当摩擦力沿斜面向下时,F最小值为零,即拉力的取值范围为022N,故选C。

3.【解析】选A、C。人向右缓慢移动过程中,人和斜面上的物体都处于平衡状态,对斜面上的物体进行受力分析可知绳子拉力不变,A正确、D错误;人向右缓慢移动,绳子与水平方向的夹角变小,对人进行受力分析可知,人受到的支持力变大,摩擦力变大,B错误、C正确。

【变式备选】(2013南昌模拟)如图所示,木板B放在粗糙的水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上。用水平恒力F向左拉物体B,使其以速度v做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为FT,下面说法正确的是 ()

A.绳上拉力FT与水平恒力F大小相等

B.木块A受到的是静摩擦力,大小等于FT

C.木板B受到一个静摩擦力,一个滑动摩擦力,合力大小等于F

D.若木板B以2v匀速运动,则拉力仍为F

【解析】选D。木块A静止,则绳上拉力FT与A、B间滑动摩擦力相等;木板B匀速运动,则恒力F与A、B间摩擦力、B与地面间摩擦力之和相等,A、B错误;A与B之间摩擦力、B与地面间都有相对滑动,都是滑动摩擦力,而滑动摩擦力大小与相对运动速度无关,故C错误,D正确。

4.【解析】选C、D。由于m沿着斜面匀速上滑,可把m和斜面看作整体。整体受力如图所示,根据平衡条件得,

FN=(M+m)g-Fsin,Ff=Fcos,选项A、B错误,C、D正确。

5.【解析】选A、C。以斜面体P为研究对象,很显然斜面体P受到重力和弹簧弹力F1的作用,二力共线。若F1=mg,二力使P处于平衡,即P仅受两个力的作用,如图甲。

若F1mg,挡板MN必对斜面体施加垂直斜面的力F2,F2产生水平向左的分量,欲使斜面体P处于平衡状态,MN必对斜面体施加平行接触面斜向下的摩擦力F3,如图乙,A、C正确,B、D错误。

6.【解析】选D。由于容器和小球组成的系统处于平衡状态,容器相对于水平面没有向左运动的趋势,A项错;容器对小球的作用力是弹力,指向球心O,B项错;对小球受力分析,如图所示,由=30得小球受到容器的支持力和弹簧对小球的弹力大小均为mg,C项错;图中弹簧长度为R,压缩量为,故原长为R+,D项正确。

7.【解析】选B。以两球整体为研究对象,受力分析如图甲所示,由平衡条件知FN=2mg,Ff=,以球A为研究对象,受力分析如图乙所示,由平衡条件知=

mgtan,A球向上移动后,变小,故变小,只有B项正确。

8.【解析】选C。如图所示,对C点进行受力分析,由平衡条件可知,绳CD对C点的拉力FCD=mgtan30,对D点进行受力分析,绳CD对D点的拉力F2=FCD=

mgtan30,F1方向一定,则当F3垂直于绳BD时,F3最小,由几何关系可知,F3=

FCDsin60=mg,故C正确。

9.【解析】选A、B、D。以吊篮A、重物B和人整体为研究对象,因其整体重力

不变,所以弹簧秤示数不变,故A正确;以人为研究对象,据牛顿第三定律可知人同时受到重物对人向上的100N的拉力作用,故B正确;人拉重物前后,吊篮A始终处于平衡状态,所受合力为零,C错误、D正确。

10.【解析】选B。用力F1推物体沿斜面匀速上滑时,有F1=mgsinmgcos用力F2推物体沿斜面匀速上滑时,有F2cos=mgsin(mgcos+F2sin),由上式解得:F2=,则有=cossin,故选项B正确。

11.【解析】(1)球与物块A的受力对球有:tan= (2分)

FN=Mgtan=150N (2分)

对物块A有:

Ff=FN=30Nmg (3分)

所以A物块处于静止状态,

静摩擦力Ff1=mg=20N。 (2分)

(2)A沿水平方向运动,面对着墙看,作出A物块在竖直平面内的受力图如图所示,

有:Fsin=mg (2分)

FcosFN=ma (2分)

解得:F=20N, (1分)

tan= (1分)

答案：(1)20N (2)20N,与水平方向成角,且tan=

12.【解析】(1)隔离木箱A,对A进行受力分析,如图甲所示,由平衡条件得

Ff=FTcos (2分)

FTsin+mAg=FN1, (2分)

又Ff=1FN1, (2分)

联立解得FT==100N。 (2分)

(2)木板B受力如图乙所示,对木板B,由平衡条件得

F=1FN1+2FN2 (3分)

mBg+FN1=FN2 (2分)

联立解得F=200N (2分)

答案：(1)100N (2)200 N

【总结提升】平衡问题的分析技巧

对于平衡类问题,应当首先分清是静态平衡还是动态平衡问题。

(1)对于静态平衡问题,应当先分析物体的受力情况,根据平衡条件列出平衡方程,解方程对结果进行讨论。

(2)对于动态平衡问题,应先分析物体的受力情况,结合具体情况采用相应的方法。

①如果物体所受的力较少,可以采用合成的方法。

②如果物体受到三个力的作用而处于动态平衡,若其中的一个力大小、方向均不变,另外两个力的方向都发生变化,可以用力三角形与几何三角形相似的方法求解。

③如果物体受到三个力的作用,其中一个力的大小、方向均不变,并且还有另一个力的方向不变,此时可用图解法分析,即可以通过画出多个平行四边形或三角形来分析力的变化,该法可以将动态问题静态化,抽象问题形象化,从而使问题易于分析求解。

④如果物体受到多个力的作用,可以用正交分解的方法列方程求解。

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