内容正文:
专题:受力分析
一、受力分析
1.下列作图中(不考虑空气阻力),有错误的是( )
A.压在墙上的木块 B.在空中飞行的铅球
C.匀速上坡的汽车 D.静止在斜面上的木块
【答案】C
【详解】A.压在墙上的木块在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,在水平方向上受到压力和支持力的作用,这两个力是一对平衡力,故A正确,不符合题意;
B.在空中飞行的铅球,如不计空气阻力,只受到重力作用,方向竖直向下,故B正确,不符合题意;
C.匀速上坡的汽车应受到沿斜面向上的牵引力,图中未画出,故C错误,符合题意;
D.静止在水平面上的物体,受到竖直向下的重力,垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.如图所示,一物体沿斜面向下匀速滑动。关于该物体的受力,以下分析正确的是( )
A.物体只受到重力和摩擦力的作用 B.物体只受到重力和弹力的作用
C.物体同时受到重力、弹力和摩擦力的作用 D.物体所受到重力和摩擦力大小相等
【答案】C
【详解】ABC.由于物体匀速下滑,所以受到斜面对物体向上的摩擦力,同时物体还受到重力和斜面支持力(弹力)作用,故AB错误,C正确;
D.物体在重力、摩擦力和支持力(弹力)的做用下处于匀速直线运动,受力平衡,所以物体所受到重力和支持力(弹力)的合力与摩擦力大小相等,并不是重力和摩擦力大小相等,故D错误。
故选C。
3.一人站在电梯上随电梯一起匀速上升,如图所示,则关于人的受力分析的下列叙述正确的是( )
A.人受到重力,竖直向上的支持力
B.人受到重力,竖直向上的支持力以及水平向左的摩擦力
C.人受到重力,竖直向上的支持力以及水平向右的摩擦力
D.人受到重力,竖直向上的支持力,电梯对人斜向上与速度方向一致的推力
【答案】A
【详解】本题是对人进行受力分析,人尽管随电梯匀速上升,人相对于电梯来说保持相对静止。竖直方向上人受到重力和电梯对人的支持力,这两个力是一对平衡力;水平方向上既没发生相对运动也没有相对运动的趋势,所以不受摩擦力的作用。
故选A。
4.物体M放在水平地面上,其上表面有一物体m,M与m之间有一根处于拉长状态的弹簧,如图所示。关于M和m的受力情况,下列说法不正确的是( )
A.m受到向左的摩擦力 B.M受到m对它向右的摩擦力
C.地面对M没有摩擦力的作用 D.地面对M的摩擦力方向向右
【答案】D
【详解】A.以m为研究对象,拉长状态的弹簧对m有向右的弹力,由平衡条件得到,m受到M对它向左的摩擦力,故A正确,不符合题意;
B.根据力的作用是相互的,则M受到m对它向右的摩擦力,故B正确,不符合题意;
CD.把m、M和弹簧看成一个整体,因为整个装置处于静止状态,水平方向上,系统受力为0,所以地面对M没有摩擦力的作用,故D错误,符合题意,C正确,不符合题意。
故选D。
5.在自动化生产线上,常用传送带传送工件。如下图所示,一个工件与传送带一起以0.5m/s的速度水平向左做匀速直线运动,不计空气阻力。请在图中画出工件受力的示意图。
【答案】
【详解】工件受到重力和支持力的作用,二者的大小相等、方向相反,是一对平衡力,过工件重心沿竖直向上和竖直向下的方向作出这两个力,分别记为F、G,注意这两条线段要等长。如图所示:
6.如图所示,一物体被传送带从A点匀速送到B点,请在图中画出物体的受力示意图。
【答案】
【详解】物体随传送带一起匀速向上运动,所受传送带对物体的摩擦力沿传送带向上;物体受重力,方向竖直向下;同时也受到与斜面垂直向上的支持力,如图所示:
二、受力分析的应用
7.如图所示,用水平向左的压力将重为10N的铁块压在有磁性竖直的黑板上静止,此时铁块受到的摩擦力为 N,铁块总共受到 个力的作用。
【答案】 10 5
【详解】[1]图示中,铁块静止在竖直的黑板上,在竖直方向所受的重力和静摩擦力是一对平衡力,它们大小相等,所以铁块所受的摩擦力
f=G=10N
[2]铁块静止,竖直方向受到两个力的作用,水平方向受到向左的压力及黑板的磁力和向右的黑板的支持力的作用,所以总共受到5个力的作用。
8.如图所示,一个重为50N的物体静止在水平面上,当物体受到一个竖直向上的30N拉力时下列说法正确的是( )
A.物体对地面的压力为50N
B.物体受到的支持力是20N
C.物体所受的合力大小为20N
D.物体将竖直向上运动
【答案】B
【详解】A.一个重为50N的物体静止在水平面上,当物体受到一个竖直向上的30N拉力时,此物体对地面的压力
故A错误;
B.物体受到的支持力与物体对地面的压力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上,两个力是一对相互作用力,因此物体受到的支持力为20N,故B正确;
CD.物体受到竖直向下的50N的重力,竖直向上的30N的拉力,竖直向上的20N的支持力,故物体所受的合力为0,处于平衡状态,此物体将保持静止,故CD错误。
故选B。
9.如图所示,操场上有一质量为m的爬杆,一位质量为M的同学正沿着爬杆滑下,该同学受到的摩擦力为f,则地面对爬杆的支持力为( )
A.mg+f B.(m+M)g+f C.mg+Mg D.(m+M)g-f
【答案】A
【详解】由题意知,该同学受向上的摩擦力,大小为f,由于力的作用是相互的,所以爬杆会受到同学对它向下的摩擦力,大小也为f。以爬杆为研究对象,爬杆受向上的支持力和向下的重力及向下的摩擦力,在这三个力的作用下处于静止状态,所以向下的重力和摩擦力之和等于地面对爬杆向上的支持力,由可知,则地面对爬杆的支持力为mg+f。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.如图所示,当右端挂3N的物体A时,物体B在水平桌面上恰好能向右做匀速直线运动;若要使B向左做匀速直线运动,则应对物体B施加向 的力 N。
【答案】 左 6
【详解】[1][2]物体B向右做匀速直线运动,物体A和B处于平衡态,对A分析,绳子对A的拉力等于A的重力,等于3N,对B受力分析,B受到了向右的拉力,大小为3N,还在水平方向上受到了向左的滑动摩擦力,其大小为3N,若现在要使物体B向左做匀速直线运动,接触面的粗糙程度不变,压力的大小不变,故桌面对B的摩擦力不变,桌面对B的摩擦力是向右的,其大小为3N。则B在水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力3N(物体A对物体B施加的)、水平向右的摩擦力3N,三个力平衡,所以水平向左的拉力为
3N+3N=6N
即应对物体B施加6N的水平向左的拉力。
11.如图所示,水平地面上行驶的小车内,有一质量为m的小球A与物块B用细绳a、b、c、d、e连接后,悬挂于车内,其中细绳b、c、d、e连成一个结点,所有绳子均不计重力且不可伸长,它们随车一起向右匀速运动,此过程中,a、d竖直,e水平,c倾斜且刚好伸直。则结点所受力的个数为 个,细绳a对小球A的拉力F mg(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 3 =
【详解】[1][2]因为小球A做匀速直线运动,A处于平衡状态,以A为研究对象,a绳竖直,则A受到a对其竖直向上的拉力和竖直向下的重力,故F=mg。c绳不可能有力的作用,否则A球在水平方向不可能平衡。对于B,处于平衡状态,竖直方向受到竖直向下的重力和d对其竖直向上的拉力,因此结点受到d对其向下的拉力,要使结点处于平衡状态,则b对结点要有水平向左的分力,e对结点有水平向右的拉力作用,因此结点受到3个力的作用。
12.为了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”,某物理创新实验小组设计了如图所示的实验装置:
(1)用电子秤测量甲、乙两个物体的重分别为和;
(2)实验中除了要保持甲物体在电子秤上静止外,还需要控制( )
A.定滑轮左侧连接乙的绳子必须保持水平
B.拉长木板时必须使长木板做匀速直线运动
C.A和B都需要控制
(3)正确操作的情况下读出电子秤示数为,则物体乙所受的摩擦力大小为 ;
(4)若在乙物体上放一个,再次拉动长木板,则电子秤的示数会 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】 A 变小
【详解】(1)探究滑动摩擦力大小跟压力大小关系时,控制接触面粗糙程度不变,改变压力大小,所以用电子秤测量甲、乙两个物体的重分别为G1和G2,以方便计算压力大小。
(2)[1]本实验要保证甲物体在电子秤上保持静止,乙物体才能保持静止;当长木板运动时,乙物体受到的摩擦力大小就等于乙物体的拉力,所以长木板不一定要匀速运动,但是乙物体受到的拉力方向必须是水平向右的,否则乙物体受到的拉力就不等于摩擦力,所以实验除了要保证甲物体在电子秤上保持相对静止外,还需控制的条件是:定滑轮左侧连接乙的绳子必须保持水平,故A正确,BC错误。故选A。
(3)对乙物体进行受力分析可知,乙物体通过细绳对它的拉力等于滑块受到的摩擦力F,故此时乙物体受到细绳对它向下的拉力大小也为F。对甲物体进行受力分析可知,甲物体除了受到细绳对它向上的拉力F(物体间力的作用是相互的,所以绳子的拉力大小也为F)外,还受到竖直向下的重力G1和竖直向上的支持力,甲物体受到竖直向上的支持力大小和电子秤的读数一样,为G3。因甲物体静止,受力平衡,所以此时绳子的拉力
F= G1- G3
则物体乙所受的摩擦力大小
f=F=G1- G3
(4)若在乙物体上放一个物体,再次拉动长木板,则乙物体对长木板的压力变大,滑动摩擦力f变大,由
f=F=G1- G3
可知,在甲物体的重力G1不变的情况下, 电子秤的示数G3会变小;故电子秤的示数会变小。
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一、受力分析
1.下列作图中(不考虑空气阻力),有错误的是( )
A.压在墙上的木块 B.在空中飞行的铅球
C.匀速上坡的汽车 D.静止在斜面上的木块
2.如图所示,一物体沿斜面向下匀速滑动。关于该物体的受力,以下分析正确的是( )
A.物体只受到重力和摩擦力的作用 B.物体只受到重力和弹力的作用
C.物体同时受到重力、弹力和摩擦力的作用 D.物体所受到重力和摩擦力大小相等
3.一人站在电梯上随电梯一起匀速上升,如图所示,则关于人的受力分析的下列叙述正确的是( )
A.人受到重力,竖直向上的支持力
B.人受到重力,竖直向上的支持力以及水平向左的摩擦力
C.人受到重力,竖直向上的支持力以及水平向右的摩擦力
D.人受到重力,竖直向上的支持力,电梯对人斜向上与速度方向一致的推力
4.物体M放在水平地面上,其上表面有一物体m,M与m之间有一根处于拉长状态的弹簧,如图所示。关于M和m的受力情况,下列说法不正确的是( )
A.m受到向左的摩擦力 B.M受到m对它向右的摩擦力
C.地面对M没有摩擦力的作用 D.地面对M的摩擦力方向向右
5.在自动化生产线上,常用传送带传送工件。如下图所示,一个工件与传送带一起以0.5m/s的速度水平向左做匀速直线运动,不计空气阻力。请在图中画出工件受力的示意图。
6.如图所示,一物体被传送带从A点匀速送到B点,请在图中画出物体的受力示意图。
二、受力分析的应用
7.如图所示,用水平向左的压力将重为10N的铁块压在有磁性竖直的黑板上静止,此时铁块受到的摩擦力为 N,铁块总共受到 个力的作用。
8.如图所示,一个重为50N的物体静止在水平面上,当物体受到一个竖直向上的30N拉力时下列说法正确的是( )
A.物体对地面的压力为50N
B.物体受到的支持力是20N
C.物体所受的合力大小为20N
D.物体将竖直向上运动
9.如图所示,操场上有一质量为m的爬杆,一位质量为M的同学正沿着爬杆滑下,该同学受到的摩擦力为f,则地面对爬杆的支持力为( )
A.mg+f B.(m+M)g+f C.mg+Mg D.(m+M)g-f
10.如图所示,当右端挂3N的物体A时,物体B在水平桌面上恰好能向右做匀速直线运动;若要使B向左做匀速直线运动,则应对物体B施加向 的力 N。
11.如图所示,水平地面上行驶的小车内,有一质量为m的小球A与物块B用细绳a、b、c、d、e连接后,悬挂于车内,其中细绳b、c、d、e连成一个结点,所有绳子均不计重力且不可伸长,它们随车一起向右匀速运动,此过程中,a、d竖直,e水平,c倾斜且刚好伸直。则结点所受力的个数为 个,细绳a对小球A的拉力F mg(选填“>”“<”或“=”)。
12.为了“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”,某物理创新实验小组设计了如图所示的实验装置:
(1)用电子秤测量甲、乙两个物体的重分别为和;
(2)实验中除了要保持甲物体在电子秤上静止外,还需要控制( )
A.定滑轮左侧连接乙的绳子必须保持水平
B.拉长木板时必须使长木板做匀速直线运动
C.A和B都需要控制
(3)正确操作的情况下读出电子秤示数为,则物体乙所受的摩擦力大小为 ;
(4)若在乙物体上放一个,再次拉动长木板,则电子秤的示数会 (选填“变大”或“变小”)。
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