内容正文:
第二章 相互作用——力
第3节 受力分析 共点力的平衡
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示意图
3
加速度
Fx
Fy
相等
相反
合力
其余
√
×
×
√
√
×
√
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谢
看
谢
一、受力分析
1.定义
把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有外力都找出来,并画出受力______,这个过程就是受力分析.
2.受力分析的一般步骤
二、共点力的平衡
1.平衡状态
(1)静止:物体的速度和______都等于零的状态.
(2)匀速直线运动:物体的加速度为零、速度不为零的状态.
2.平衡条件
(1)物体所受合力为零,即F合=0.
(2)若采用正交分解法,平衡条件表达式为____=0,____=0.
3.物体平衡条件的理解
(1)二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小____,方向____.
(2)三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的____一定与第三个力大小相等、方向相反.
(3)多力平衡:如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与____力的合力大小相等,方向相反.
一、判断题
1.对物体进行受力分析时,只能画该物体受到的力,其他物体受到的力不能画在该物体上.( )
2.物体沿光滑斜面下滑时,受到重力、支持力和下滑力的作用.( )
3.物体的速度为零即处于平衡状态.( )
4.物体处于平衡状态时,其加速度一定为零.( )
5.物体受两个力作用处于平衡状态,这两个力必定等大反向.( )
6.物体处于平衡状态时,其所受的作用力必定为共点力.( )
7.物体受三个力F1、F2、F3作用处于平衡状态,若将F2转动90°,则三个力的合力大小为eq \r(2)F2.( )
二、选择题
1.生活中,我们经常使用贴在墙上的吸盘挂钩来挂一些物品,吸盘受到拉力不易脱落的原因是( )
A.大气压力大于重力
B.大气压力与重力平衡
C.吸盘所受摩擦力与所挂物体的重力平衡
D.吸盘所受摩擦力大于所挂物体的重力
解析:选C 大气压力的方向垂直于竖直墙面,物体的重力方向竖直向下,它们不是一对平衡力,大小也无法比较,故A、B均错误;因吸盘在竖直方向上的合力为零,故吸盘所受摩擦力与所挂物体的重力平衡,故C正确,D错误.
2.如图所示,A、B两个质量分布均匀的光滑球处于静止状态,它们各自所受到的力分别为( )
A.3个和4个
B.4个和3个
C.3个和3个
D.4个和4个
解析:选A A球处于平衡状态,受重力、B对A的弹力和内壁对A的弹力,共三个力;B球受重力,A对B的弹力,内壁对B的弹力及底壁对B的支持力,共四个力作用,所以选项A正确.
3.如图所示,在两根竖直木桩等高的两点上,用两根等长轻绳将木板悬挂制成一简易秋千.某次维修时将两绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变,木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后( )
A.F1不变,F2变大
B.F1不变,F2变小
C.F1变大,F2变大
D.F1变小,F2变小
解析:选A 木板保持静止,所受合力为零,故F1不变.设轻绳与竖直方向间的夹角为θ,由平衡条件可得2F2cos θ=mg,解得F2=eq \f(mg,2cos θ),当轻绳变短时,θ增大,F2变大.选项A正确.
4.(多选)如图所示,在竖直方向上,两根完全相同的轻质弹簧a、b,一端与质量为m的物体相连接,另一端分别固定,当物体平衡时,如果( )
A.a被拉长,则b一定被拉长
B.a被压缩,则b一定被压缩
C.b被拉长,则a一定被拉长
D.b被压缩,则a一定被拉长
解析:选BC 对物体受力分析并结合平衡条件,可知当a对物体有拉力Fa时,若Fa>mg,则b被拉长;若Fa<mg,则b被压缩;若Fa=mg,则b处于自然状态,选项A错误;若a被压缩,则b对物体施加的一定是向上的弹力,即b一定被压缩,故选项B正确;同理可知选项C正确,D错误。
物体的受力分析
1.白板水平放置在地面上,在白板上用磁钉吸住一张彩纸,向右轻轻拉彩纸,未拉动,对这情境受力分析正确的是( )
A.磁钉受到向右的摩擦力
B.磁钉仅受重力和支持力两个力
C.彩纸受到白板向左的摩擦力
D.白板与地面间无摩擦力
解析:选C 向右轻轻拉彩纸,未拉动,磁钉处于静止状态,水平方向所受合力为零,磁钉不受摩擦力,选项A错误;由于磁钉与白板之间还有磁性吸引力,所以磁钉受到重力、支持力和白板的磁性吸引力,选项B错误;由于彩纸受到向右的拉力处于静止状态,根据平衡条件,彩纸受到白板向左的摩擦力,选项C正确;根据牛顿第三定律,白板受到彩纸向右的摩擦力,根据平衡条件