第1讲 受力分析与物体的平衡-2023届高三重难点突破十五讲

第一讲 受力分析与物体的平衡答案 要点再练 1．解析：选A　人静躺在椅子上，处于平衡状态，因此，椅子各部分对他的作用力的合力与人的重力G等大反向，A正确。 2.解析：选A　A与B整体同时沿竖直墙面下滑，受到重力，墙壁对其没有支持力，如果有，将会向右加速运动，因为没有弹力，故也不受墙壁的摩擦力，即只受重力，做自由落体运动。由于整体做自由落体运动，处于完全失重状态，故A、B间无弹力，再对物体B受力分析，只受重力，故A项正确。 3．解析：选C　物体水平向右做匀速运动，合力必为零，所以必受水平向左的摩擦力，且有f＝Fcos θ，因滑动摩擦力存在，地面一定对物体A有竖直向上的支持力，且有N＝mg－Fsin θ，所以选项C正确，A、B、D错误。 4.解析：选A　设小球质量为m，若FP＝mg，则小球只受拉力FP和重力mg两个力作用；若FP<mg，则小球受拉力FP、重力mg、支持力FN和弹簧Q的弹力FQ四个力作用；若FP＝0，则小球要保持静止，应受FN、FQ和mg三个力作用，故小球受力个数不可能为1。A错误，B、C、D正确，选A。 5.解析：选A　法一：合成法 小球m1受拉力T、支持力N、重力m1g三力作用而处于平衡状态。受力分析如图甲所示，小球m1处于平衡状态，故N与T的合力F＝m1g。根据合力公式可得 F＝＝m1g， 将N＝T＝m2g，θ＝60°代入上式解得＝，故选项A正确。 法二：力的三角形法 小球m1受到的支持力N和细线的拉力T的合力与小球重力m1g的大小相等，方向相反，故N、T、m1g构成矢量三角形，如图乙所示。 由正弦定理得＝，即＝，得＝。 法三：正交分解法 如图丙所示，以支持力N的方向为y轴，以垂直N的方向为x轴建立坐标系。因N与T的夹角为60°，则m1g与y轴成30°角。在x轴方向由物体的平衡条件有m1gsin 30°－T·sin 60°＝0，即m1g＝m2g，所以＝。 6.解析：选A　法一：合成法 滑块受力如图甲所示，由平衡条件知：＝tan θ，＝sin θ，可得F＝，FN＝。故A正确。 法二：分解法 将重力按产生的效果分解，如图乙所示，F＝G2＝，FN＝G1＝。故A正确。 7.解析：选A　对风筝进行受力分析如图所示，将所有的力沿风筝和垂直于风筝平面进行正交分解，则FTcos θ＝mgsin 30°，FTsin θ＋mgcos 30°＝F，解得θ＝60°， N，细线与风筝成30°角，也就是与水平方向成60°角，A正确、B错误；将风筝和小赛手视为一个整体，由于受风力向右上方，因此地面对人的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律，小赛手对地面的摩擦力水平向右，C错误；由于细线对小赛手向上拉，因此小赛手对地面的压力小于小赛手和风筝整体的重力300 N，D错误。 8.解析：选C　由题图可知，要使CD水平，各绳均应绷紧，则AC与水平方向的夹角为60°；结点C受力平衡，受力分析如图所示，则CD绳的拉力FT＝mgtan 30°＝mg；D点受绳子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D点两绳的拉力与外界的力的合力为零，则绳子对D点的拉力可分解为沿BD绳的分力F1，及另一分力F2，由几何关系可知，当力F2与BD垂直时，F2最小，而F2的大小即为拉力的大小；故最小力F＝FTsin 60°＝mg。故C正确。 9.解析：答案：(1)30°　(2) (1)小球的受力如图甲所示，由平衡条件得 水平方向：Fcos 60°－FTcos θ＝0 竖直方向：Fsin 60°－FTsin θ－mg＝0 解得θ＝30°。 (2)将木块、小球看做整体，受力如图乙所示，由平衡条件得 水平方向：Fcos 60°－μFN＝0 竖直方向：FN＋Fsin 60°－Mg－mg＝0 解得μ＝。 10.解析：答案：(1)6.13 N　3.33 N　(2)13.4 N　arctan (1)风筝平衡时共受到三个力的作用，即重力mg、风对它的作用力F和主线对它的拉力T(如图所示)，以风筝平面方向为x轴，F方向为y轴，建立一个坐标系，将重力和拉力T正交分解， 在x轴方向：mgsin 30°－Tcos 53°＝0 在y轴方向：F＝Tsin 53°＋mgcos 30° 联立两式，解得T＝3.33 N，F＝6.13 N。 (2)同理以水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立坐标系。 设风对风筝的作用力水平分力为Fx，竖直分力为Fy，由平衡条件，知 Fx＝T′cos 53°＝10×0.6 N＝6 N Fy＝T′sin 53°＋G＝10×0.8 N＋4 N＝12 N F＝＝13.4 N 风筝平面与水平面的夹角θ满足 tan θ＝＝ θ＝arctan 。 2022年高二物理重难点突破（2023届） ( 第 1 页 共 32 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $第一讲 受力分析与物体的平衡